华北河套地区气候干燥度的影响因素研究

利用中国1961-2013年661个气象台站观测资料以及亚洲夏季风指数,通过旋转正交分析（REOF）等方法,选择华北河套干旱气候区的代表站,分析了该区域气候干燥度的变化特征,发现该地区整体呈现干旱化趋势。在此基础上讨论了夏季风与气象因子对气候干燥度的影响,结果表明,南亚西区夏季风的年际及整体减弱趋势对华北河套地区气候干燥度的年际趋势变化影响最为显著,主要影响期在20世纪90年代之前,随着区域气候变暖,这种影响程度减弱。各气象要素对气候干燥度的影响存在年际与年代际差异,热力因子的年际变化对干燥度影响较小,而热力因子的年代际变化在20世纪90年代之后对干燥度的影响十分显著。这说明区域气候长期变暖导致当地水汽压差增大,相对湿度减小,空气需要更多的水分才能达到饱和,同时增大了潜在蒸发能力,加剧了华北河套气候区的干旱化。     

基于积温干燥度指数的云贵高原东部汛期干湿变化趋势分析

利用云贵高原东部104个气象观测站1958-2015年4-9月逐日气象资料,选用积温干燥度指数作为干旱指标,探讨云贵高原东部汛期干湿气候分布特征,并分析积温干燥度与气候要素间的关系;用MannKendall突变检验方法分析降水量和积温干燥度指数的突变特征,用墨西哥帽小波变换分析云贵高原东部汛期干湿状况。结果表明:云贵高原东部汛期降水量普遍在800～1 000 mm,呈现由南向北递减的空间分布特点,同时发现其标准差与平均降水量呈现一致的分布规律。近60年来,云贵高原东部汛期的平均积温干燥度指数虽呈增加趋势,但它具有阶段性干、湿交替发生特点,气候在向偏湿趋势发展。积温干燥度指数空间分布与降水量空间分布呈反位相,其大/小值中心与降水量小/大值中心分布基本一致。积温干燥度与平均温度、最高温度、日照时数、蒸发量、降水量和相对湿度呈极显著相关。     

关于干燥度的浅见

我省自1979年开展农业气候区划以来,各地都感到二级区划指标(即水分指标)不好定。目前已出版的区划初稿普遍采用≥10℃积温估计蒸发力,即 E_0=C∑T≥10(C=0.16),干燥度 K=E/R。,而干湿标准为:≤0.49很湿、0.5—0.99湿润、1.00—1.49半湿润、1.50—1.99半干旱、2.00—3.99干旱、≥4.00极早。用此标准划区与实际情况不相符合,在我省普遍不适用,因此在实际运用中,一般     

近40年河北省地表干燥度的时空变化

利用河北省1970-2007年48个气象台站逐日资料, 采用Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量, 由潜在蒸散量和降水量之比构建干燥度指数, 并采用Kriging插值法进行空间插值以分析其区域特征。结果表明:1970-1985年, 由于降水量减少和潜在蒸散量减少, 蒸散量的减少速率大于降水量的减少速率, 地表干燥度指数呈下降趋势, 潜在蒸散量的显著减少是地表干燥度下降的主要原因, 而风速和日照时数的显著降低决定了潜在蒸散量的显著下降; 1986-2007年, 由于年平均气温的显著升高, 潜在蒸散量增加, 使得地表干燥度略呈上升趋势。河北省地表干燥度高值区分布在张家口地区的桑洋盆地和坝西高原, 而低值区主要在燕山南麓低山丘陵地区的承德西南部、唐山的北部和秦皇岛中北部大部分地区。干燥度减少区域主要集中在河北省东北部至河北省西部的带状区域。     

锡林郭勒草原不同生态地理区气候干燥度周期变化的小波分析

以锡林郭勒盟及其周边地区17个气象站点1960年以来的月气温和降水量数据为基础,利用气象学与生态学知识,按照荒漠草原区、典型草原区、草甸草原区和农牧交错区4个生态地理区对锡林郭勒盟及其周边地区的气象站点进行分区归并,统计各区的De Martonne干燥度指数,在Matlab等软件的支持下,用小波分析的方法,研究各区年平均气温的周期性变化规律及各区之间的异同点。研究结果表明,在25-32a时间尺度上,随着时间的推移,锡林郭勒盟4个生态地理区年干燥度均呈现明显的周期变化,形成正负相间的震荡中心;草甸草原区和农牧交错区表现出干燥程度增加的趋势。总体上推测,2007年以后的15a左右时间,锡林郭勒盟的4个生态地理区的气候均将呈现比较干燥的状态。     

黑河流域气候变化对生态环境与自然植被影响的诊断分析

在对西北地区已往的研究基础上,运用数理统计方法,分析研究了黑河流域的气候变化及其对水资源和植被的影响.在自然植被变化中,气候因素自始至终都在起作用,下游地区沙漠化的不断发展是自然因素与人为因素综合作用的结果,但以人为因素为主.用假设的气候变化,即温度升高2℃与降水量保持不变和增加10%两种情况组合计算湿润(或干燥)指数的变化来预测未来气候变化的可能影响.未来气温升高2℃,而降水量不变,河西地区干燥度将增加O.5～1.1,且越是干燥的地方,干燥度增加越大;未来气温升高2℃,而同时降水量增加10%,干燥度则基本保持不变,即降水量增加可大致抵消由气温升高而增加的蒸发量.       

天门市茶产业发展的气候适宜性分析和对策

天门市日照充足,年日照时数1648.8 h,年日照百分率37.2%,年大雾日数为23.1 d;年降水概率为32.45%,湿度大,全年的气候干燥度为0.88,春季气候干燥度为0.69,以春季气候干燥度最适宜天门市茶叶生长。针对不利于茶叶生长的灾害性天气,提出了相应的应对措施,为茶叶种植提供防灾减灾、趋利避害气象保障。天门市位于北亚热带季风气候区,四季分明,雨量充沛,是“茶圣”陆羽的故乡。由于境内年降水变化率大,天气变化剧烈,水旱灾害时有发生,特别是洪涝灾害多、危害重,严重影响农业生产。研究茶叶生长与气候条件的关系,在生产中充分利用有利的气候条件,克服不利气象因素的影响,对于推动天门茶旅游业发展,提高茶叶产量和品质有着重要的意义。1天门市茶叶种植的气候条件茶叶生产对气候因素的要求比较严格,合理利用气候条件进行趋利避害,使效益达到最大化。茶树喜欢生长在温暖湿润的环境,ph值4.5~6.0的酸性土壤中为最佳,并且炎热干旱和低温阴雨都会对茶树的生长产生影响,因此对气候条件的分析十分必要。     

青藏高原植被对未来气候变暖的反馈

本文使用NCAR的公共陆面过程模型CLM4.5-CNDV对21世纪末青藏高原（以下简称高原）植被的变化趋势和时空分布进行了预测,以研究高原植被对未来气候进一步变暖的反馈。模式大气驱动数据基于“美国大气科学研究中心”NCAR/NCEP历史时期的气候数据和“第五次国际耦合模式比较计划”CMIP5的多模式集成数据未来气候的变化构建而成,目的是为模式提供高原未来相对真实的气候变化特征。研究得到的主要结论如下：未来高原叶面积指数（LAI）总体呈增加趋势,植被覆盖度增加,高原总体变绿。在未来高原气候变暖湿的状况下,高原植被迁移活动明显,以乔木为代表的植被功能类型倾向于向更冷干的西北方向扩展,覆盖面积增大,高原植被类型整体呈现从冷到暖的一个“升级”调整过程。在未来气候进一步暖化的情况下,高原植被LAI的显著变化区与降水和土壤水变化表现出了较好的一致性,表明未来地表水循环分量（尤其是降水和土壤水）可能成为限制植被生长的最重要的气候因子。研究中也发现CLM4.5-CNDV模式初始植被类型设置与高原实际植被分布严重不符,导致了高原植被模拟和预测上产生了较大的不确定性,这也是未来模式改进的方向。     

近47年哈密地区气候变化

利用新疆哈密地区5个气象台站1961~2007年气候资料,采用线性回归、Morlet小波和Mann-Kendall突变检测等方法,对哈密地区近47年的年平均气温、降水量、日照时数、年平均风速和相对湿度等气候要素以及年潜在蒸散量和地表干燥度的变化趋势和变化特征进行了研究。结果表明：①近47年哈密地区年平均气温、降水量和相对湿度呈升高趋势,日照时数和年平均风速呈减小趋势;②潜在蒸散量与年平均气温、日照时数和平均风速呈极显著的正相关关系,而与年降水量和相对湿度呈极显著的负相关关系。受上述各气候要素变化的综合影响,近47年,哈密地区潜在蒸散量和地表干燥度呈极显著的减小趋势;③突变检测表明,哈密地区年平均气温、降水量分别在1973年、1965年发生了突变性的升高,而风速、潜在蒸散量和地表干燥度分别于1980年、1980年和1975年发生了极显著的突变性减小,综合气温和地表干燥度的突变特征,可以认为,哈密地区气候在1973~1975年发生了＂暖湿化＂的突变;④各气候要素和潜在蒸散量、地表干燥度分别存在不同时间尺度的周期性变化。     

滕州市近50年气候干湿变化

利用滕州市1956~2005年降水量、平均气温资料,用Holdridge干燥度指数来分析近50年气候干湿变化趋势和特征。滕州市近50年来在年生物温度、年可能蒸散量极显著上升背景下,年降水量不显著的减小趋势,造成年水分盈亏量显著亏损及年干燥度指数显著增大,总体呈现暖干化趋势。年干燥度指数变化有明显的阶段性,干湿期交替变化,大体经历了3个湿期和2个干期。1976年年干燥度指数发生由偏湿向偏干的突变,突变后气候类型分布发生显著变化。通过对近50年年干燥度指数滑动平均值和标准差分析发现:随着干燥度指数平均值的增大,异常湿事件明显减少,而异常干事件明显增多,同时,随着标准差的增大,异常干湿事件频率明显增大。     

一种干湿气候指数的计算方法

在科塔哥月干燥指数的基础，采纳了柯本在夏季多雨地区，草原气候（干）与林木气候（湿）界限的地区标准，结合广东地区气候特征，通过实际气候资料检验和修正，提出了一种适用于广东及其邻近地区的干湿气候指数计算公式，经过用广东省各地实际资料作年内的和冬，夏半年的，以及任意年，月的干湿指数的实际计算和分析，发现该指数能较清楚地反映了广东干湿气候变化特征，这对于农业生产和经济建设服务具有实际的意义。     

2001—2010年青藏高原干湿格局及其影响因素分析

基于RFE2.0模型和Penman-Monteith模型,采用潜在蒸散降水比分析了2001—2010年青藏高原生长季(5—9月)干湿气候的时空变化格局,并对其影响因素进行了探讨。结果表明:(1)干旱和半干旱区占整个青藏高原区域的67%,主要集中在高原中部及中部以北;(2)2001—2010年有25%的区域在逐渐变干,北部干旱程度总体上在逐渐减轻,南部及东南部有变干倾向;(3)降水是导致高原区域干湿气候空间格局差异的主要因素,高原干湿气候对潜在蒸散变化的敏感性最强。     

Aridity in Vojvodina, Serbia

For investigating aridity in Vojvodina, two parameters were used: the De Martonne aridity index and the Pinna combinative index. These indices were chosen as the most suitable for the analysis of climate in Vojvodina (a region in northern part of Serbia). Also, these indices were calculated from data obtained from 10 meteorological stations for the period from 1949 to 2006. The spatial distribution of the annual and seasonal De Martonne and the Pinna combinative indices as well as the mean monthly values of the De Martonne index and aridity trends of these indices are presented. There were two, four, and five types of climate on a yearly, seasonal, and monthly basis in Vojvodina, according to the De Martonne climate classification which consists of a total of seven types. In addition, semi-humid and humid climate types were represented in the region, on a yearly basis. The winter season was dominated by wetter types of climate, while the summer season was characterized by drier ones. During the spring and autumn seasons, there were types of climate which range between both aforementioned types. Two out of three climate types, which can be identified using the Pinna combinative index, were registered in Vojvodina region. The most dominant climate type was the semidry Mediterranean with formal Mediterranean vegetation, while the humid type was only identified in one small part of southwestern Vojvodina. The calculated values of both aridity indices showed that there were no annual trends. Therefore, it can be considered that there were no recent aridity changes during the observed period. For paleoclimate, the general story is more complex. The lack of aridity trends in the recent period from 1949 to 2006 supports the fact that Vojvodina has very well preserved loess–palaeosol sequences from the Middle and Late Pleistocene, which indicates that crucial point for their preservation was caused by the weak aridity variability in the region.     

用Palmer湿润指数作西北地区东部冬小麦旱涝评估

根据Palmer气象干旱指数 (PDSI) 的中间量Palmer湿润指数原理, 计算了西北地区东部冬小麦农气观测站延安、咸阳等多个站点1961—2000年逐月Palmer湿润指数, 对各站点的冬小麦不同发育期的旱涝情况做了初步的验证和应用。Palmer湿润指数与Z指数对比结果表明:Palmer湿润指数对农作物旱情分析更具有客观性, 分析结果更符合实际情况, 因而可以作为我国西北地区东部农作物旱涝的评估工具。     

The potential of vegetation feedback to alleviate climate aridity over the United States associated with a 2×CO2 climate condition

This study examines the potential impact of vegetation feedback on changes in summer climate aridity over the contiguous United States (US) due to the doubling of atmospheric CO₂ concentration using a set of 100-year-long climate simulations made by a global climate model interactively coupled with a dynamic vegetation model. The Thornthwaite moisture index (I _m ), which quantifies climate aridity on the basis of atmospheric water supply (i.e., precipitation) and atmospheric water demand (i.e., potential evapotranspiration, PET), is used to measure climate aridity. Warmer atmosphere and drier surface resulting from increased CO₂ concentration increase climate aridity over most of the contiguous US. This phenomenon is due to larger increments in PET than in precipitation, regardless of the presence or absence of vegetation feedback. Compared to simulations without active dynamic vegetation feedback, the presence of vegetation feedback significantly alleviates the increase in aridity. This vegetation-feedback effect is most noticeable in the subhumid regions such as southern, midwestern and northwestern US, primarily by the increasing vegetation greenness. In these regions, the greening in response to warmer temperatures enhances moisture transfer from soil to atmosphere by evapotranspiration (ET). The increased ET and subsequent moistening over land areas result in weaker surface warming (1–2?K) and PET (3–10?mm?month^?1), and greater precipitation (4–10?mm?month^?1). Collectively, they result in moderate increases in I _m . Our results suggest that moistening by enhanced vegetation feedback may prevent aridification under climatic warming especially in areas vulnerable to climate change, with consequent implications for mitigation strategies.     

Influences of the Internal Mixing of Anthropogenic Aerosols on Global Aridity Change

Influences of the mixing treatments of anthropogenic aerosols on their effective radiative forcing (ERF) and global aridity are evaluated by using the BCC_AGCM2.0_CUACE/Aero, an aerosol–climate online coupled model. Simulations show that the negative ERF due to external mixing (EM, a scheme in which all aerosol particles are treated as independent spheres formed by single substance) aerosols is largely reduced by the partial internal mixing (PIM, a scheme in which some of the aerosol particles are formed by one absorptive and one scattering substance) method. Compared to EM, PIM aerosols have much stronger absorptive ability and generally weaker hygroscopicity, which would lead to changes in radiative forcing, hence to climate. For the global mean values, the ERFs due to anthropogenic aerosols since the pre-industrial are–1.02 and–1.68 W m^–2 for PIM and EM schemes, respectively. The variables related to aridity such as global mean temperature, net radiation flux at the surface, and the potential evaporation capacity are all decreased by 2.18/1.61 K, 5.06/3.90 W m^–2, and 0.21/0.14 mm day^–1 since 1850 for EM and PIM schemes, respectively. According to the changes in aridity index, the anthropogenic aerosols have caused general humidification over central Asia, South America, Africa, and Australia, but great aridification over eastern China and the Tibetan Plateau since the pre-industrial in both mixing schemes. However, the aridification is considerably alleviated in China, but intensified in the Arabian Peninsula and East Africa in the PIM scheme.     

近50年中国干湿气候界线波动及其成因初探

文中在 10a际尺度上详细分析了中国干湿气候界线波动与气候的干湿变化 ,得出 :过去 5 0a中国干湿气候界线波动显著 ,区域差异大 ,呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。 2 0世纪 6 0～ 70年代中国干湿气候存在一次突变 ,由较湿润变为干旱 ,但各地干旱程度不同。干湿气候界线波动与气候的干湿变化具有显著的年代际特征。在此基础上分析了气候界线波动的可能原因 ,中国干湿气候界线的波动与气候的干湿变化是西太平洋副热带高压强度位置导致的东南季风、孟加拉湾暖流所导致的西南季风以及高原季风、中纬度西风环流等综合作用的结果。中国各地区干湿位相变化不一致 ,区域差异大 ,是不同环流以及环流的不同强弱组合所致。东南季风、西南季风、高原季风、中纬度西风环流、西太平洋副热带高压的年代际变化是过去 5 0a中国干湿气候界线波动与气候干湿变化年代际变化的根本原因。 2 0世纪 6 0～ 70年代的干湿突变 ,是整个北半球大气环流异常的结果