基于历史文献的1470-2008年中国西北地区气候干湿序列分区重建

基于历史文献中的旱涝灾害记录,采用5级制划分的旱涝灾害等级,使用系统聚类法将中国西北地区19个站点划分为7个分区,利用湿润指数公式重建了西北地区7个分区1470-2008年的年分辨率干湿变化序列,比较分析了各分区干湿气候变化的阶段特征、周期性及跃变现象。结果表明：重建序列信度较高,可用作气候干湿变化研究。西北地区7个分区1470-2008年干湿变化存在着11 a、25~35 a和80~100 a的3类周期变化。其中,11 a和25~35 a的两个周期变化在整个分析时间段内表现得较为稳定;80~100 a的周期变化则表现的较不稳定。世纪尺度和气候代尺度的跃变信号各区皆有出现,位于研究区两边的陕西和玉树地区出现最少,宁夏和格尔木地区次之;位置居中的兰州、张掖、西宁等地区跃变信号出现最多,是气候干湿变化的敏感地带。检测出的干湿跃变信号主要集中在17世纪前后,近百年气候干湿变化则相对稳定。     

清代江苏省干湿时空特征分析

通过对清代江苏省干湿文献资料的整理,建立干湿指数序列,结合频次分析、滑动平均、滑动t检验、小波分析和聚类分析等方法,对干湿时空分布特征进行了分析。结果表明:1850年前涝灾较严重,之后涝灾相对减少;集中发生旱灾的阶段为1701-1721年、1768-1786年和1856-1864年;在10a尺度上检测出干湿变化存在5个跃变事件;干湿序列存在明显的8~11a、18a、30a、40a和100a左右周期;32.5°N以北为涝灾多发区,以南为旱灾多发区,且冷期时旱灾区域较小,暖期时旱灾区域较大。     

过去千年中国不同区域干湿的多尺度变化特征评估

依据近年发表的新成果,对中国过去千年干湿的年至百年尺度变化特征进行了总结梳理与对比分析,综合评估了20世纪干湿变幅的历史地位。主要结论是：① 根据历史文献记载重建的东中部各区干湿序列在1400年以后均达高信度,但其前因存在记录缺失,仅有半数时段的重建结果达高信度。在东北及内蒙古东部,根据不同地点湖沼沉积物记录揭示的区域干湿百年尺度变化特征在多数时段不一致。在西部的黄土高原、河西走廊、新疆中北部、青藏高原东北部和东南部等地区,利用不同地点树轮资料重建的干湿序列显示的干湿变化特征在区内一致性高。② 过去千年中国各地干湿变化均存在显著的年际、年代际和百年尺度周期。其中准2.5 a、60~80 a和110~120 a等尺度的周期为所有地区共有;3.5~5.0 a、20~35 a等尺度周期则主要发生在东北、东中部地区、黄土高原和青藏高原;而准45 a周期则只发生在东北和东中部地区（均超过90%信度水平）;各区域间的干湿变化位相并不同步。③ 尽管已发现青藏高原东北部20世纪很可能是过去3000 a最湿的世纪之一,但其他大多数区域的重建结果显示：20世纪的干湿变幅在年代际尺度上均未超出其前各个时段的变率范围。     

清代中后期江苏四季降水变化与极端降水异常事件

根据清代雨雪档案记载,重建了1736～1908年江苏6个府的逐季降水等级序列。分析发现:（1）1750s、1790s、1830s、1840s及1880s等5个年代江苏全省春、夏多雨,1770s、1780s、1810s及1870s等年代则春、夏少雨;秋季降水1750s、1840s、1850s及1860s等4个年代通省偏多,1770s、1810s及1890s等则偏少;冬季降水1830s、1840s及1890s等3个年代通省偏多;1820s、1850s及1870s等3个年代降水偏少。（2）1755年、1823年、1840年、1849年、1883年、1885年和1906年等7年江苏出现极端大涝;1768年、1778年、1785年、1814年、1856年、1873年、1876年和1891年等8年则极端亢旱。（3）江苏气候在1830年前后可能发生过一次转折。其中1830年以前降水变化相对和缓,多雨期和少雨期持续时间较长;而1830年以后,旱、涝时段频繁交替,且多发极端旱、涝事件。这一特点与El Nino事件在1830年以后相对多发相对应。     

树轮记录的吉尔吉斯斯坦东部过去百年干湿变化

利用吉尔吉斯斯坦东部chon-kyzyl-suu附近的两个树轮宽度年表,与CRU气温、降水资料和PDSI资料进行相关分析和响应分析,重建该地区过去百年的降水和PDSI,分析近百年吉尔吉斯斯坦东部干湿变化特征。结果表明：（1）该地区树轮宽度对降水和PDSI响应较好,利用树轮宽度年表可以较好地重建该地区过去百年上年7月到当年6月的降水和PDSI序列;（2）近百年该地区干湿变化具有明显的6 a、13 a和21 a左右的变化准周期;在1913年前后、1943年前后和1972年前后发生了由多到少的气候突变,在1950年前后发生了由少到多的气候突变;（3）吉尔吉斯斯坦东部过去百年干湿变化与中国境内天山山区降水变化一致：1890s偏干,1900s是最为湿润的10 a,1910s是最为干旱的10 a,1917年是近百年来最干旱的1 a,1920s-1930s偏湿,1940s偏干,1950s-1960s偏湿,1970s偏干,1980s-2000s偏湿,尤其是1980年以后到现在,天山山区经历了近百年最为漫长的增湿期;重建的近百年吉尔吉斯斯坦东部干湿变化能较好的代表西天山大部分区域尤其是西天山北坡吉尔吉斯斯坦境内的干湿变化。     

利用10a尺度上的虫旱灾异年频数(L∪D)重建陕西过去450a气候干湿变化初步研究

陕西地区关于历史灾害的文献记录相当丰富,利用它们比较完整的统计了陕西过去450a(1501～1950A．D．)的虫、旱灾年记录。通过分析比较,选取10a尺度上的历史虫旱灾异年频数(LUD)对陕西过去450a气候干湿变化做了重建：阶段I：1501～1550A．D．．气候偏干;阶段Ⅱ：1551～1630A．D．．气候偏湿;阶段Ⅲ：1631～1710A．D．,气候偏干;阶段Ⅳ：1711～1800A．D．,气候偏湿;阶段Ⅴ：1801～1950A．D．．气候偏干。此外,在阶段Ⅴ还有一次明显的短气候震动,即出现1825～1840A．D．的气候偏湿时段,这可能与此前印尼火山爆发有关。重建结果与陕西区内外的冰芯、树轮等代用资料的良好对比表明：(10a尺度上的)历史虫旱灾异年频数是研究陕西历史气候干湿变化的一种合理可靠、客观有效的气候重建代用指标。     

太湖流域公元960年以来的气候干湿变化研究

利用史料和文献建立了太湖流域公元960-1992年的逐年干湿等级序列，对此序列进行了周期分析和突变分析。分析表明，本区近千年来的历史干湿气候变化是一种复合振动，其主周期是准100年，另外还有多个周期，这些周期与天体活动密切相关。统计还发现1247-1263年附近由干变湿和1618-1635年附近由湿变干的两次非局地性气候突变事件。其中，14、15世纪是太湖流域近千年来最湿润的时期，它可能是东亚地区大范围气候变湿波动的体现。     

霸王(Sarcozygium xanthoxylon)灌木年轮记录的1902—2015年阿拉善荒漠中部气候干湿变化

基于阿拉善荒漠中部的4个霸王(Sarcozygium xanthoxylon)样点建立的区域轮宽年表,探讨了霸王径向生长对气候变化的响应及阿拉善荒漠中部区域1902—2015年的干湿变化。结果表明:霸王的径向生长主要受到生长季及前期降水(当年4—7月和前一年10—12月降水)影响。年代际尺度上,区域年表共记录了1920s初—1930s初、1940s初以及1970s末—1980s末3个干旱时段和1900s末—1920s初、1930s、1960s中—1970s中以及1980s末—至今4个湿润时段。区域气候干湿变化以2~8、11、16~32a周期最为明显,在1970s末发生了周期性震荡。本研究所揭示的区域百余年来气候干湿变化波动状况,可为区域环境演变和荒漠化防治提供气候背景代用资料和决策依据。     

利用树木年轮重建公元1639—2013年青南高原5~9月相对湿度变化

利用采集自青海省杂多县昂赛乡分布的大果圆柏建立树轮宽度差值年表（RES）。相关分析结果表明：青南高原5~9月平均大气相对湿度与树轮宽度差值年表具有显著的正相关关系,相关系数达0.65（建模期,1969-2013年）。利用差值年表重建了青南高原过去375 a的5~9月平均相对湿度变化序列,重建方程方差解释量达42.3%,且方程稳定。在重建的375 a中,显著的偏湿阶段有5个：1694-1710年、1753-1778年、1830-1847年、1892-1908年和1978-1989年;显著的偏干阶段有8个：1646-1673年、1682-1693年、1711-1731年、1735-1752年、1796-1809年、1817-1829年、1848-1861年和1873-1886年。采用多窗谱分析（MTM）发现,重建序列具有28~30 a的长周期,6~9 a和2~5 a的短周期。此次重建序列与其他一些能反映青藏高原地区干湿状况的树轮重建序列在低频上存在较好的一致性,而且与同期相关格点夏季帕尔默干旱指数（MADA）在公共区间（1639-2005年）的相关系数达0.489（P<0.001,n=367）,进一步证明了本文重建序列的准确性。     

510年来中国东中部地区气候干湿变化研究

选择上海、武汉、天津和西安为典型区，以1470-1979年逐年干湿等级序列为基本数据源，应用墨西哥帽小波变换方法，对中国东中部地区近510a来不同时间尺度下的气候干湿变化与气候突变特征进行分析，并探讨气候干湿变化的动因。结果显示：19世纪以前气候干湿变化表现出较明显的东西差异；小冰期事件、18世纪气候温和期等非局地性事件在较大区域都有反应，但各地的具体响应程度、方式和时间均有差异；在20世纪气候变暖的大背景下，各地气候均向偏干旱方向演变。百年以上尺度气候干湿变化的原因主要是太阳辐射及其引起的大气环流变化，百年以下尺度的变化则与季风系统短尺度波动、区内各个大气环流系统的相互作用、局地下垫面差异和人类活动等复杂因素的影响有关。     

Spatio-temporal evolution of drought and flood disaster chains in Baoji area from 1368 to 1911

Based on the collation and statistical analysis of flood and drought information in Baoji area from 1368 to 1911, and in the context of climate change, we investigated the spatio-temporal evolution characteristics of drought and flood disaster chains in this area during the Ming and Qing dynasties using the methods of moving average, cumulative anomaly and wavelet analysis. The results are as follows: (1) We found a total of 297 drought and flood events from 1368 to 1911 in Baoji. Among these events, droughts and floods occurred separately 191 and 106 times, which accounted for 64.31% and 35.69% of the total events, respectively. (2) We observed distinct characteristics of flood and drought events in Baoji in different phases. The climate was relatively dry from 1368 to 1644. A fluctuant climate phase with both floods and droughts occurred from 1645 to 1804. The climate was relatively wet from 1805 to 1911. Moreover, we observed a pattern of alternating dry and wet periods from 1368 to 1911. In addition, 3 oscillation periods of drought and flood events occurred around 70 a, 110 a and 170 a, which corresponded to sunspot cycles. (3) We also observed an obvious spatial difference in drought and flood events in Baoji. The northern and eastern parts of Weihe River basin were regions with both frequent droughts and floods. (4) The sequential appearance of drought and flood disaster chains in Baoji from 1368 to 1911 was in response to global climate change. Since the 1760s, global climatic deterioration has frequently led to extreme drought and flood events.     

1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链的时空演变特征分析（英文）

Based on the collation and statistical analysis of flood and drought information in Baoji area from 1368 to 1911, and in the context of climate change, we investigated the spatio-temporal evolution characteristics of drought and flood disaster chains in this area during the Ming and Qing dynasties using the methods of moving average, cumulative anomaly and wavelet analysis. The results are as follows:(1) We found a total of 297 drought and flood events from 1368 to 1911 in Baoji. Among these events, droughts and floods occurred separately 191 and 106 times, which accounted for 64.31% and 35.69% of the total events, respectively.(2) We observed distinct characteristics of flood and drought events in Baoji in different phases. The climate was relatively dry from 1368 to 1644. A fluctuant climate phase with both floods and droughts occurred from 1645 to 1804. The climate was relatively wet from 1805 to 1911. Moreover, we observed a pattern of alternating dry and wet periods from 1368 to 1911. In addition, 3 oscillation periods of drought and flood events occurred around 70 a, 110 a and 170 a, which corresponded to sunspot cycles.(3) We also observed an obvious spatial difference in drought and flood events in Baoji. The northern and eastern parts of Weihe River basin were regions with both frequent droughts and floods.(4) The sequential appearance of drought and flood disaster chains in Baoji from 1368 to 1911 was in response to global climate change. Since the 1760s, global climatic deterioration has frequently led to extreme drought and flood events.     

东南沿海地区旱涝气侯准周期振荡特征及其变化趋势

本文提出干旱指数与洪涝指数二分序列，讨论了东南沿海地区1470～1993年时间序列上旱、涝气候准周期振荡特征．结果表明，旱的周期振动与涝的周期振动存在着差异，在不同的时间尺度上都有所反映，作周期分析时有必要分别寻求旱与涝各自的周期振动分量．结果还表明，太阳活动11年周期，22年磁周期和日月地相对运动19年周期，都与该区旱涝长期变化存在着较强的统计对应关系，并且太阳活动强弱世纪周期对其长期变化也有一定的影响。     

新疆不同季节降水气候分区及变化趋势

利用新疆88个测站1961—2006年逐日降水量资料,采用EOF（主成分分析）、REOF（旋转主成分分析）、线性趋势、kendall-τ检验以及累积距平、t检验、信噪比相结合等方法,对新疆四季降水量的空间特征、变化趋势以及突变时间等进行了对比诊断分析\.结果表明,新疆四季降水量EOF的前3个载荷向量场均表现为全疆一致的降水偏多或偏少型、南北疆反变化的南多（少）北少（多）型以及东西反向的东多（少）西少（多）型等3大整体异常结构;在同一约束条件下,不同季节REOF分析所揭示的降水气候分区不同,冬季大致可划分为3个区,春季6个区,夏季7个区,秋季5个区;除南疆偏西地区冬季降水量未出现显著突变增加趋势外,新疆大部地区于1986年前后冬夏降水量同时显著突变增多,与其上空大气可降水量(APW)的增加有关;北疆春季降水量既没有显著的增加趋势,也未发生过突变;南疆大部地区春季降水量曾出现过显著突变增加,但突变时间早晚不一;从长期变化趋势看,北疆北部、中天山两侧及其以东地区秋季降水量虽增加不显著,但在1978年前后出现过突变增加,是季降水量突变最早区域;北疆西部冬、夏、秋降水量均显著增加,是新疆降水量增加最敏感区域,但秋季降水量的突变增加是从1997年开始的,比冬夏突变晚11 a左右,比其东部地区偏晚30 a左右。     

近159 年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布

利用1850-2008 年我国东部地区90 个测站的旱涝等级和北半球夏季海平面气压格点等资料,使用BP 典型相关等方法,分析了近159 年旱涝等级与东亚夏季海平面气压的耦合相关关系。利用关键区域的海平面气压资料,定义出与我国东部旱涝分布有密切联系的东亚夏季风指数,在此基础上分析了东亚夏季风年代际变化对我国东部旱涝分布的影响。结果表明：(1) 近159 年中国东部旱涝具有4 种典型空间分布型,即华南与中国东部其他地区旱涝趋势相反型、黄淮地区与长江流域及其以南旱涝趋势相反型、江淮流域与中国东部其他地区旱涝趋势相反型和中国东部与西部旱涝趋势相反型。近159 年东亚夏季海平面气压场主要呈现亚洲大陆与西太平洋海平面气压强弱相反的分布特征;(2) 本文定义的夏季风指数的年代际变化与我国东部旱涝典型分布型的年代际变化有密切关系,但两者的相关关系并不是稳定不变的,存在显著的年代际位相差异,即20 世纪20 年代之前,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏旱(偏涝),长江流域及其以南容易偏涝(偏旱),20 世纪20 年代以后,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏涝(偏旱),长江流域及其以南容易偏旱(偏涝)。可见,使用较长年代资料进行考察,研究结论丰富了大多数使用近50-60 年资料的研究结果。东亚夏季风与我国东部旱涝分布之间关系的年代际位相差异,可能与东亚夏季风对太阳活动等外强迫的非线性反馈相联系     

全球增暖下我国旱涝灾害可能情景的初步研究

在全球变暖的情况下,我国东南沿海、西南、西北、内蒙古和东北部分地区,洪涝灾害可能增加;而黄河中游以南和华北平原干旱可能增加.这一变化特征与本世纪暖期降水分布变化,以及与CO_2倍增情况下气候模似结果基本一致.