近50年恩施市气温与浅层地温变化特征及其相关性分析

本文利用恩施市1966～2016年近50年的年平均气温、0～20cm平均地温资料,采用线性倾向估计、统计回归、Mann-Kendall等方法对恩施市年均气温和各层地温的年代际变化、季节变化、突变情况、地气温差变化等进行了研究分析。结果表明:恩施市近50年平均气温和各层地温总体呈显著性上升趋势;年均气温和地温的年代际平均阶段性特征明显,1966～1996年,气温和地温呈下降趋势,从1997年开始,气温和地温呈明显增暖趋势,2006～2016年年均气温和地温是近50年中最暖的10年。恩施市1966年到1980年代初期,气温和地温多波动,从1980年代初到2000年代初,平均气温和各层地温均呈现出明显变冷的趋势,地温变冷趋势更加明显;年均气温在1998年突变为增暖趋势,且近10年增暖趋势十分显著,而各层地温突变为增暖趋势是在2001年,较年均气温晚三年。各层地温与气温的季节变化趋势具有较好的一致性,气温和各层地温从1966～2016年升温幅度在春季最明显,夏季最不明显;春季平均气温较各层地温的升温速率均偏小,夏季平均气温和各层地温有增温趋势,但增温趋势不显著,秋季和冬季,土壤深度越深,气候倾向率越小,增温趋势越不显著。近50年恩施市地气温差为正,除0cm地气温差呈增大趋势外,5～20cm地气温差均呈减小趋势,且随着土壤深度的增加,地气温差减小的幅度越大。      

西北干旱区地气温差季节和年际变化特征的分析

利用西北干旱区49个气象站1961—2000年0 cm地温和气温月平均资料,采用逐级归并法、小波分析、经验正交函数(EOF)、旋转经验正交函数(REOF)方法,分析了西北干旱区地气温差的时空演变特征、气候突变和周期振荡。结果表明:西北干旱区地气温差可分为12月~2月、3月、4~6月、7~10月和11月5类,11月和12月~2月呈下降趋势,3月、4~6月和7~10月呈上升趋势,12月~2月下降幅度较大,4~6月上升幅度最大;地气温差受大尺度气候异常的影响,第一载荷向量反映了全区一致的性质;北疆区和内蒙区有异常变化存在;3月和11月的突变点为1977年,12月~2月、4~6月和7~10月的突变点为1981年;周期振荡主要以3~6年为主。     

1970—2021年粤北和珠三角地区地气温差对比分析

利用1970—2021年粤北和珠三角地区30个气象站的逐日地面温度和气温资料,分析了地气温差(地面温度-气温)空间分布、季节变化及气候变化背景下的年际变化趋势。(1)近50年来粤北和珠三角年平均地气温差介于1.97～3.21℃之间,总体呈现北高南低的纬向型分布格局。(2)夏季地气温差最大为3.25℃,冬季最小为1.71℃;其中冬季珠三角地气温差比粤北大,夏季则相反。(3)珠三角的东莞在冬、夏两季均为下降趋势最明显的城市,降速为0.35℃/(10 a)和0.66℃/(10 a);上升最明显位于珠三角的增城和粤北的仁化分别为0.30℃/(10 a)和0.32℃/(10 a)。(4)近50年粤北和珠三角年平均地气温差呈不显著的下降趋势,降速为0.061℃/(10 a);其中粤北呈上升趋势,升速为0.3℃/(10 a);珠三角则呈下降趋势,降速为0.16℃/(10 a);两者变化趋势呈南北反相分布态势。(5)粤北地气温差月变化呈单峰型结构,珠三角则呈双峰型结构;两地地气温差最小值在汛期前的3月,粤北峰值在7月,珠三角峰值在7月和10月。此外,珠三角年平均气温及夏季地气温差均在1992年发生突变...     

我国东西部地区地气温差的年代际变化特征

利用1960~2006年我国地温、气温逐日4个时次[02:00(北京时间,下同)、08:00、14:00和20:00]的台站观测资料,计算并分析了我国东南、西北地区各季地气温差的年代际变化特征。分析结果表明:我国东南部地区各季地气温差在20世纪70年代末以前,大部分年份偏高,高于平均值,而在20世纪70年代末以后,我国东南部地区各季地气温差偏低,在夏季和冬季表现尤为明显。我国西北地区春季和夏季地气温差在20世纪70年代末以前大部分年份偏低,低于平均值;而在20世纪70年代末以后,地气温差则大部分年份明显偏高。我国西北地区秋季地气温差的年代际变化特征不明显,而冬季地气温差的年代际变化趋势与春夏季相反,在20世纪70年代末以前大部分年份偏高,高于平均值,而在20世纪70年代末以后偏低。另外,发现地温和气温对我国东南、西北地区各季地气温差的年代际变化在各季所起的贡献作用不同。     

近55年久治县0cm地温变化特征及成因分析

利用1963—2017年久治县气象局0cm地面温度和相关气象资料,采用气候倾向率、M—K检验法和相关分析法,分析了近55年来久治地区0cm地面温度的变化趋势以及与气温、日照时数、降水量、总云量和低云量的相关关系。结果表明:55年来久治地区的地面温度以0.626℃/10a的速率增温,四季地温也呈上升趋势,其中冬季升温极为显著,秋季次之;月变化同年、季变化一致,均呈升温趋势,2月增温最快,5月增温最慢;地面平均最高温度以-2.898℃/10a的速率降温,四季中也呈降温趋势,春季降温最明显,秋季降温最弱,月变化同年、季变化趋势一致也呈降低趋势,9月降温最快,8月降温最慢;地面平均最低温度以2.885℃/10a的速率上升,四季和月变化同年变化一致,冬季升温明显,3月升温最快,8月升温最慢。地气温差在年、四季和月中的变化一致,都呈上升趋势,冬季和3月增加明显。通过M—K检验发现,地面温度于1998年发生了突变,地面平均最高温度于1973年发生由高到低的突变,地面平均最低温度于1994年发生突变,地气温差于2003年发生突变。相关分析发现气温和低云量是影响地面温度升高的主要因子,日照时数、降水量、与地面温度呈负相关关系,总云量与地面温度呈弱的正相关。     

1959—2014年略阳县气候变化趋势分析

利用略阳国家基准气候站1959—2014年逐月气温、降水、日照时数、风速资料,采用线性趋势法、Mann\|Kendall突变检验法,分析了略阳县近56年气候变化特征。结果表明:1959年以来略阳县气候变暖趋势显著,年平均气温的线性趋势率为015 ℃/10 a,并在1994年发生突变,突变后气温显著上升;年降水量呈减少趋势,但不显著,20世纪70年代中期到80年代末降水偏多,90年代初降水开始持续减少;年日照时数也呈现减少趋势;年均风速为减小趋势,其中70年代年均风速均高于多年平均值;年降水量、年日照时数和平均风速均未发生明显突变。近56年略阳县气候存在“暖干化”趋势。

     

甘南地区近40年气温变化特征

通过时甘南地区近40年气温变化特征分析,发现甘肃西南部年平均气温在1990年代初有暖突变,从1980年代末开始该区域夜间开始明显变暖,到1990年代出现白天、夜间同时变暖的现象,甘肃西南部的气温突变主要是由于1990年代后白天和夜间温度同时上升造成的。秋季气温在1980年代末开始上升,夏季和冬季气温到1990年代初开始上升。最高、最低气温和气温日较差的变化具有明显的季节差异。     

聊城市地面温度与气温的相关分析

利用聊城市1981-2000年的日平均地面温度和气温资料,分析了地气温差值的逐日、逐月变化规律,建立了以日平均气温为基础的日平均地温逐日预测模型.结果表明：全年2/3的时间地面平均温度高于气温; 年平均地气温差2.4℃,农作物生长季平均地气温差为2.9℃;地气温差6月19日最大,为6.2℃,12月19日最小,为-0.8℃;用地温预测模型估算2001-2004年作物生长季逐日地面温度, 误差多在1.7～1.8℃之间.     

我国冬季气温特征分析

利用我国1951～2007年冬季(12月～次年2月)气温观测资料,采用EOF、REOF展开、Mann-Kendall突变分析、小波分析等方法,分析我国冬季气温的时空分布特征.结果表明:(1)我国冬季气温空间分布可以分为全区一致型、南北反向型;冬季气温场可分为4大区域:东南地区、东北地区、西南地区、西北地区.(2)我国北方地区冬季气温在80年代中期上升明显,而南方则在90年代中期冬季气温才开始明显上升.     

近15年我国气温的变化趋势

利用1998-2012年635个气象站点的观察数据,对我国气温的时空变化趋势及其区域差异进行了分析和突变检验,结果表明：近15年来我国年平均气温呈现波动式下降的特点,但下降趋势不显著;全国绝大部分地区年均和四季气温在0.05显著水平未检测出显著的变化趋势,但Z值显示,气温存在不显著的变化倾向：青藏高原区年均气温存在上升倾向,而其他地区多呈下降倾向;春季气温呈上升和下降倾向的区域约各占一半,夏季绝大部分地区气温有上升倾向,而秋季和冬季大部分地区气温则呈现不显著下降趋势。典型站点的分析发现,显著变暖的站点气温基本都存在暖突变,而显著变冷的站点只有约27%的站气温存在冷突变。暖突变年份主要分布在于2005-2006年,冷突变年份多在2009-2011年。     

1959—2018年沈阳地区冻土时空变化特征

利用1959年10月至2018年4月沈阳地区7个气象站逐日冻土观测资料、逐日平均气温、逐日平均地温及5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm地温观测资料,分析了近60 a沈阳地区最大冻土深度的时空变化特征,并探讨了其对气候变暖的响应。结果表明：近60 a来沈阳地区冻土一般在10月开始出现,翌年4月消融。1959-2018年沈阳地区年平均月最大冻土深度在2月和3月最大,10月最小;年最大冻土深度以-4.8 cm/10 a的速度显著变浅,年代平均最大冻土深度也呈变浅趋势。相关分析表明,近60 a沈阳地区日最大冻土深度与日平均气温、地温呈显著负相关关系,相关系数分别为-0.60和-0.72。Mann-Kendall检验表明,7个气象站年平均最大冻土深度均有突变发生,突变点大多出现在20世纪80年代。近60 a沈阳地区最大冻土深度开始日期和结束日期分别呈延后和提前趋势,趋势率分别为1.0 d/10 a和-3.2 d/10 a。1959-2018年沈阳地区平均冻土持续时间为164 d,年变化呈缩短趋势,趋势率为-4.4 d/10 a。     

1980—2005年海南岛尖峰岭热带山地雨林区气候突变与异常的初步研究

海南尖峰岭热带山地雨林作为典型的热带雨林生态系统之一,其长期的气候动态变化研究对全球变化研究有着重要的作用。采用1980—2005年海南尖峰岭森林生态系统国家野外科学观测研究站天池气象站地面常规气象观测资料,利用累积距平法和Mann-Kendall检验法分析了尖峰岭热带山地雨林区气候突变和气候异常,结果表明：该区26 a来,年平均气温、年平均地温、年平均最高最低气温、年积温和平均水汽压在1990年前后经历一次由低到高的突变,年平均风速在1993年经历由大到小的突变。在高强度ENSO事件发生的1998年,气温、地温均出现异常偏高,这些都表明该林区的森林气候变化正是对全球气候异常的明显响应过程。     

1980-2005年海南岛尖峰岭热带山地雨林区气候突变与异常的初步研究

海南尖峰岭热带山地雨林作为典型的热带雨林生态系统之一,其长期的气候动态变化研究对全球变化研究有着重要的作用。采用1980--2005年海南尖峰岭森林生态系统国家野外科学观测研究站天池气象站地面常规气象观测资料,利用累积距平法和Mann—Kendall检验法分析了尖峰岭热带山地雨林区气候突变和气候异常。结果表明：近26a来,该区年平均气温、年平均地温、年平均最高最低气温、年积温和平均水汽压在1990年前后经历一次由低到高的突变,年平均风速在1993年经历由大到小的突变。在高强度ENSO事件发生的1998年,气温、地温均出现异常偏高,这些都表明该林区的森林气候变化正是对全球气候异常的明显响应过程。     

基于小波和M-K方法的商丘气温时间序列分析

利用1955-2011年商丘气象站地面逐日气象数据,集成Morlet小波分析法、Mann-Kendall分析法、回归分析法、变异系数等方法,分析商丘气温序列的年、季周期变化特征、突变特征、变化趋势特征及年际变率特征。结果表明：根据回归分析、5 a滑动平均分析,商丘年平均气温呈增加趋势,年际变化倾向率为0.17 ℃/10 a;各季节气温变化趋势差异明显,夏季气温呈下降趋势,年际变化倾向率为-0.08 ℃/10 a,冬春秋季气温呈增加趋势,冬季增温最为显著,冬季气温年际变化倾向率为0.35 ℃/10 a。根据Mann-Kendall分析,年平均气温突变点为1992年,夏季气温不存在明显突变,冬季气温突变点为1986年。根据小波分析,20世纪50-80年代商丘年平均气温存在准17 a周期信号,之后该周期信号消失,80年代和90年代出现准32 a周期信号,在本研究的整个时间序列上存在准5 a和准2 a周期信号,周期信号显示未来几年可能会出现低温年。商丘年平均气温的年际变异系数为0.04,年际变率较小,年际变化较平稳。商丘作为重要的粮食生产基地,集成多种方法的气温变化特征和趋势预测分析,对该区域的农业种植活动具有重要的指导意义。     

沈阳地区浅层地温变化特征及播种期地温预报研究

为了掌握沈阳地区地温变化规律,并提供更好的大田地温预报服务,降低播种风险,提高粮食生产安全,利用沈阳地区7个气象站点1981-2015年地温和气温数据,运用数理统计方法,分析近35 a地温和气温的变化规律,建立了春播期（4月和5月）地温预报模型。结果表明：1981-2010年,年代际温度呈上升趋势,气温的变化导致地温的变化也更加明显,气温和各层地温的气候倾向率为0.426-0.549℃/10 a,4-10月0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm每一层的地温差为1.5℃、0.5℃和0.5℃;0-20 cm地温以及气温在1996年前后发生了突变;春播期西部地区0 cm、5 cm、10 cm的地温和气温差值4-5月由较低转为较高;地温预报模型t检验的P值在P=0.01水平差异均不显著,相对误差控制在±10%以内,可以用于沈阳春播期（4月和5月）地温预测。     

1960-2008年山西省气温变化特征

利用1960-2008年山西省65个气象站的气温资料,采用线性倾向估计、滑动平均法、小波分析和突变分析等方法,分析了近49a来山西省气温变化的特点和规律。结果表明：山西省年及四季气温均呈上升趋势,气温倾向率分别为0.25℃/10a、0.31℃/10a、0.04℃/10a、0.19℃/10a和0.43℃/10a。山西省年平均气温与秋季气温存在准15a及5-10a的周期,春、夏两季气温主要以5-10a的周期变化为主,冬季气温主要存在准15a的周期。山西省年平均气温以及春、冬两季气温均发生了突变,突变开始时间为1993、1997年和1988年。     

1951—2010年大连市气温变化特征

利用1951—2010年大连市气温资料,采用气候趋势系数和气候倾向率、Mann-Kendal1突变分析等方法对年和季平均气温、最高最低气温变化特征进行了分析和突变检验。结果表明：大连市年和季平均气温呈上升趋势,进入21世纪,升温趋势有所减缓;大连市年平均气温的增温速率为0.33/10 a,明显高于近50 a中国平均增温速率0.22/10 a,更高于近50 a全球平均0.13/10 a的增温速率。大连市平均气温的升高主要发生在春季和冬季;年平均最低气温的升温幅度大于年平均最高气温的升温幅度;年、季平均气温存在突变,突变始于1987—1990年前后,突变前后平均气温均值相差较大;年、季平均最高气温和最低气温大都存在突变,但秋季平均最高气温无突变。     

1951—2010年大连市气温变化特征

利用1951—2010年大连市气温资料,采用气候趋势系数和气候倾向率、Mann-Kendal1突变分析等方法对年和季平均气温、最高最低气温变化特征进行了分析和突变检验。结果表明：大连市年和季平均气温呈上升趋势,进入21世纪,升温趋势有所减缓;大连市年平均气温的增温速率为0.33/10 a,明显高于近50 a中国平均增温...     

1951-2005年鞍山冬季气温变化分析

根据1951--2005年鞍山逐月气温资料,采用线性增长率、小波分析与滑动平均等方法对鞍山冬季气温进行分析。结果表明：近55a来鞍山冬季气温呈明显上升趋势;冬季平均气温变化具有明显的阶段性和突变性特征,存在15、8a和5a的主要周期。