近50 a中国霜期的变化特征分析

通过对中国霜气象观测资料的整理和分析,研究了1957-2006年中国霜期、初霜日、终霜日的时空分布和气候特征.结果表明,中国各地的霜期总体上是自北向南、自高山向平原逐渐缩短的,霜期长(短)的地区与初霜早(晚)、终霜晚(早)的地区非常一致.近50 a来,在全球增暖的背景下,中国大部分地区霜期在逐渐缩短,初霜日在逐渐推迟,终霜日在不断提前,1990s后这种趋势变得更加明显.霜期缩短显著的区域主要集中在我国东北、华北、内蒙古中部、江淮流域以及云贵高原和华南部分地区,而四川盆地和长江中下游部分地区霜期缩短的趋势并不明显,一些地方甚至略有延长的趋势.比较初霜日期与终霜日期的趋势变化,发现终霜日提前的趋势要比初霜日推后的趋势更加明显,这可能是由不同季节的增温幅度不同而引起的.     

1971-2010年河南省霜期的时空分布及其对气温的响应

利用1971-2010年河南省均匀分布的110个地面气象站霜的观测资料,采用线性倾向率和单相关分析法,对近40 a河南省初霜期、终霜期和无霜期的时空分布特征及其对气温的响应进行研究,利用M-K法分析霜期的突变特征。结果表明：1971-2010年河南省平均无霜期为221.3 d,纬度与初霜期（R=-0.806）和无霜期（R=-0.707）均呈显著负相关,与终霜期（R=0.557）呈显著正相关;初霜期以2.6 d/10 a的速率呈明显推迟（p<0.01）,而终霜期的线性变化趋势不明显,无霜期以4.7 d/10 a的速率呈明显延长（p<0.01）;初霜期、终霜期和无霜期的突变点均在1998年。从各地区看,初霜期在各地区呈明显推迟,豫西地区推迟趋势最大（3.5 d/10 a,p<0.01）;终霜期仅在豫西和豫南地区呈显著提前;除豫东地区外,无霜期在其余5个地区均呈明显延长,豫西地区延长趋势最大（7.7 d/10 a,p<0.01）。从各观测站霜期的变化趋势空间分布来看,初霜期显著推后、终霜期显著提前和无霜期明显延长的站点分布在豫西和豫南地区。河南省初霜期与10月、终霜期与3月气温因子相关性较强;初霜期推迟和终霜期提前主要由气温升高引起的,其中平均最低气温是最重要的影响因素。初霜期推迟和终霜期提前导致无霜期延长。     

近50年我国霜期的时空分布及变化趋势分析

利用国家气象信息中心最新整编的1954-2003年中国677个站霜的气象观测资料,分析了我国霜期的地理分布特征,揭示了近50年来我国不同地域霜期的变化趋势和年代际变化特征,探讨了气候变暖背景下霜期的响应.研究表明,除极少数地区外,我国霜期呈缩短的趋势,并且霜期显著缩短发生在20世纪90年代以后;近50年全国大部分地区的初霜日期呈推迟趋势而终霜日期呈提前趋势,这可能与日最低气温、日最低0cm地温的不断升高有关,而初霜日期的推迟和终霜日期的提前最终导致霜期的缩短.     

近40年拉萨霜期变化的气候特征分析

采用气候统计学方法,对拉萨无霜期、初（终）霜日气候特征及其气候变化进行了分析。结果表明：无霜期的绝对变率要比初、终霜日的绝对变率大,终霜日推迟的概率比初霜日提早的概率大。1954~1988年总的趋势是初霜日提早、终霜日推迟、无霜期缩短;1989年后表现为无霜期延长、初霜日推迟、终霜日提早。     

商洛近56年无霜期变化特征分析

利用商洛7县(区)1961—2016年初、终霜日及无霜期资料,运用统计方法对其气候特征及变化趋势进行分析。结果显示:商洛初霜日随纬度和海拔高度的增加提前,终霜日随纬度和海拔高度的增加推迟,无霜期随纬度和海拔高度的增加缩短。商洛区域平均初霜日为10月31日,呈推迟趋势,线性倾向率为2.1d/10a;区域平均终霜日为3月29日,呈提前趋势,线性倾向率为-1.0d/10a;区域平均无霜期为214.7d,呈增长趋势,线性倾向率为3.1d/10a。商洛初霜日推迟趋势十分显著,2003年发生突变;终霜日无明显突变,无霜期日数增长显著,2007年发生突变。     

秦巴山区近30年暴雨和短时强降水时空特征分析

利用秦巴山区44个国家级自动观测站的数据,统计分析1992—2021年秦巴山区暴雨和短时强降水时空特征。结果表明：秦巴山区年平均暴雨日为214 d,近30 a暴雨日呈增加趋势,巴山地区的暴雨日远多于秦岭山区;暴雨集中在6—9月,占全年暴雨日的879%,上半年的暴雨以局地暴雨为主,下半年区域性暴雨比例则明显增加,7月局地暴雨和区域性暴雨均为全年最多。秦巴山区暴雨日与年平均降水量自北向南有增加趋势,而暴雨贡献率自北向南则有减小趋势;年平均降水量南多北少,暴雨平均降水量西多东少。秦巴山区年平均短时强降水频次为58 h,自北向南有增加趋势,其中秦岭山区自西向东短时强降水的强度呈增加趋势,尤其在秦岭东北部多站的雨强大于70 mm/h。秦巴山区短时强降水呈明显的“夜雨”特征,午后为次高峰。     

我国霜期、霜冻时空特征及其对气候变暖的响应

采用1961-2005年全国基准气象站逐日气温资料,分析我国霜和霜冻的初日、终日和无霜期的地理变化,以及霜期和霜冻与气候变暖的联系。结果表明,我国的初、终霜日期和无霜期的地理差异明显,无霜期由南向北、由低海拔向高海拔递减,但由于南北方复种指数及作物生长节律不同,南方地区作物霜冻害并不比北方轻,甚至更加严重。气候变暖使我国多数地区初霜期推迟、终霜期提前,无霜期延长,但由于种植制度和主推作物品种的演变,气候变暖并未减轻霜冻害的影响,霜冻害的防御始终是农业生产的重要工作内容。     

不同气候背景下北疆霜期的时空变化特征

利用新疆气象信息中心提供的1961—2021年逐日最低气温资料,基于常规气象统计方法,对不同气候背景下北疆地区初、终霜日和霜期的变化特征进行分析,结果表明：（1）初霜日在背景I下呈较快推迟趋势,速率达0.36 d/a,背景II下变化趋势很小;终霜日在背景I下反呈推迟趋势,速率达0.15 d/a,在背景II下呈较快提前趋势,速率达0.28 d/a;霜期在背景I、II下均呈缩短趋势,缩短速率分别为0.24 d/a、0.35 d/a。（2）在气候背景I下霜期的缩短主要由初霜日推迟而导致,在气候背景II下霜期的缩短主要由终霜日提前所导致。（3）北疆地区平均初霜日在背景II下变化趋势很小是因为此时段下北疆初霜日西部在提前,东部在推迟,且推迟与提前的变化趋势相差较小;平均终霜日在背景I下反呈推迟趋势的气候条件是此时段下北疆春季气温变化趋势为-0.357 ℃/10 a,空间变化上则是因为此时段下北疆终霜日整体呈推迟趋势,仅阿勒泰地区东部、哈密地区东部呈提前趋势,且推迟速率较大,提前速率较小。（4）由气候背景I转为II,北疆初霜日等级出现由低向高移动的趋势,终霜日和霜期则与其相反。（5）相关季节北大西洋涛动指数对于北疆地区初、终霜日的影响较为显著,初霜日与夏季北大西洋涛动指数呈显著负相关,终霜日与秋季北大西洋涛动指数呈显著正相关。     

1961—2008年阿勒泰地区异常初终霜日变化特征

以小于等于0 ℃最低气温作为霜冻指标,利用1961—2008年阿勒泰地区7个测站的逐日最低气温资料,采用现代气候诊断分析方法,分析了该地区初、终霜日和无霜期的气候变化特征。结果表明：近48 a来阿勒泰大部分地区呈初霜迟、终霜结束的早、无霜期延长的趋势,使作物生长季延长,其中哈巴河表现最为显著;极早初霜日发生频数为2—6次,以富蕴最多,极晚终霜日发生频数为1—4次。各站最迟、最早初霜日的差值和最早、最迟终霜日的差值均在30 d以上;哈巴河霜日发生了气候突变。     

甘肃省霜冻日期时空变化特征及影响因素

在全球变暖背景下,全面掌握甘肃省霜冻日期的变化规律,有利于提高霜冻灾害的预警能力,保护区域环境,促进气候资源合理开发。使用0 cm地面最低温度资料,采用线性倾向估计法得到霜冻日期的气候倾向率,利用Mann-Kendall法和滑动t检验法探测霜冻日期的突变时间,构建霜冻站次比表征霜冻的影响范围,利用标准差方法计算霜冻日期的稳定性,采用Hurst指数法预测霜冻日期的未来趋势,结合相关系数法分析霜冻日期的影响因素。研究表明:(1)初霜冻日期、终霜冻日期、无霜冻日数发生突变的年份分别为2002,1996和1999年。(2)霜冻日期年际变化幅度为无霜冻日数>初霜冻日期>终霜冻日期;河西变化幅度整体高于河东,对全省霜冻日期变化的贡献较大。(3)全省霜冻日期稳定性顺序为初霜冻日期>终霜冻日期>无霜冻日数,河西霜冻日期稳定性好于河东。(4)初霜冻日期、终霜冻日期、无霜冻日数分别遵循"北早南迟,西早东迟"、"北迟南早,西迟东早"、"北短南长,西短东长"的空间分布规律。(5)在未来,初霜冻日期推迟,终霜冻日期提前,无霜冻日数延长,但变化幅度略有差异,无霜冻日数>终霜冻日期>初霜冻日期;河西终霜冻日期提前达到全省平均水平,无霜冻日数或超过河东。可知,霜冻日期的迟早、长短、稳定性,是由初、终霜冻日期、海拔以及经、纬度综合作用的结果,主导因素显著性差异较大。无霜冻日数的延长,是由初、终霜冻日期稳定性变差所致。     

华北雨季降水集中度和集中期的时空变化特征

运用新定义的降水集中度和集中期,讨论了我国华北地区雨季降水在时间上和空间上的分布特征和变化规律。结果表明,华北东部地区的降水较西部更为集中;集中期较晚,华北地区雨季降水集中期空间分布有较好的整体一致性;从长期趋势上看,集中度、集中期和雨季降水量都呈显著的下降趋势,但三者在空间上则表现出较大的区域差异,发生突变的时间都集中在20世纪70年代末至80年代初。集中度和集中期周期振荡不一致,但二者和雨季降水量在一定时间内存在相同周期;华北地区的降水量与集中度和集中期存在一致的正相关性,采用合成分析方法,华北地区多水年和少水年降水集中度的空间分布有明显的不同。青藏高原北部到蒙古高原的低压可能是影响华北降水集中度的最重要因子。华北地区雨季集中期和雨季降水量与东亚夏季风具有较好的正相关关系,华北北部地区为集中期与东亚夏季风的显著相关区。     

1966—2015年天山南北坡空气湿度差异及其影响因素

利用天山地区近50年(1966—2015年)逐日气象资料,采用Mann-Kendall趋势检验法研究了天山南北坡相对湿度(RH)的时空变化特征,分析了天山南北坡RH对平均气温、降水量、平均风速、参考蒸散量、日照时数的敏感性,并探讨了引起RH变化的主导因素。结果表明：(1)整个天山地区RH变化有略微上升的趋势但不显著,北坡RH总体呈下降趋势,南坡RH总体呈上升趋势。(2) RH空间分布呈自北向南递减趋势,南北坡全年及春季以下降趋势为主,而夏、秋、冬三季均以上升趋势为主,且南坡变化趋势的显著性高于北坡。(3) RH对风速、气温、日照时数及参考蒸散量均为负敏感,对降水量为正敏感。北坡RH对各气象因子的敏感程度依次为日照时数>参考蒸散量>风速>气温>降水量,南坡敏感程度依次为日照时数>风速>参考蒸散量>气温>降水量。空间分布上,仅降水量敏感系数高值区位于北坡伊犁河谷,其余要素敏感系数高值区均位于南坡。(4)参考蒸散量是影响天山地区RH变化的主导因子,整个天山地区参考蒸散发贡献率较高,日照时数贡献率高值区集中于北坡伊犁河谷,风速、降水量、气温贡献率高值区均集中于南坡克孜勒苏地区。