1960—2012年呼伦贝尔市积雪时空分布特征

文章利用呼伦贝尔市1960—2012年16个气象台站逐月最大积雪深度、积雪日数及其初终日资料,采用显著性检验、S/N(10a滑动)突变检验及Morlet小波分析方法对呼伦贝尔地区积雪的初终日、积雪日数与积雪深度的时空分布特征进行了分析。结果表明:该地区南部阿荣旗的积雪初日通过了0.10显著性检验,北部根河、东北部小二沟、中部海拉尔的积雪终日分别通过0.01、0.05和0.10显著性检验,表明全市积雪呈现初日略推迟、而终日明显提前的特征,反应了高纬度地区升温明显,尤其是春季气温升幅大的气候变化特点;积雪日数年际变化均减少,其中北部根河通过了0.05显著性检验,表明纬度高的地区升温明显对积雪日影响较大;最大积雪深度的年际变化是增大的,其中南部阿荣旗、北部根河、中部海拉尔都通过0.01显著性检验,表明全市的大雪过程随年际变化趋势是增多的或降雪过程量级是增大的特点。Morlet小波分析表明,积雪日数的主要周期为准10a和准20a;积雪深度的主要周期区域间差异较大。     

1961-2008年黑龙江省积雪变化特征

利用黑龙江省1961-2008年积雪初日、终日、最大积雪深度资料,采用统计方法分析了黑龙江省积雪时空变化特征。结果显示：黑龙江省积雪初日明显推迟,速率为2.5 d/10 a;终日明显提前,速率为1.6 d/10 a;最大积雪深度明显减少,速率为1.1 cm/10 a。     

基于MODIS积雪覆盖产品的中国天山积雪时空分布特征研究

利用2002-2016年MODIS逐日积雪遥感产品(MOD10A1、MYD10A1),采用日产品合成法、临近日分析法、空间滤波法和相邻时间合成法,生成天山山区逐日晴空积雪遥感产品数据集,研究分析了天山山区积雪时空分布特征。结果表明：近15a,天山山区平均积雪覆盖面积变化不明显,呈略微减少趋势,但主要表现为年际间的波动变化;分季节来看,天山山区积雪覆盖面积冬季 > 秋季> 春季 > 夏季;积雪面积从9月开始积累,1月达到峰值,占天山总面积的50±25%,3月开始消融,8月达到最低值,仅占天山总面积的为3.5±2%。;天山山区大部分区域积雪开始时间在第300天之后,积雪结束时间在第40~150天左右,海拔较高的区域积雪开始时间较早;天山山区平均积雪日数小于60天的不稳定积雪区主要分布在天山南坡、北坡边缘地带,占整个天山面积的44.57%,平均积雪日数在60~300天之间的区域占比为53.4%,主要分布在天山中部和北坡部分区域,平均积雪日数大于300天的永久积雪区,主要分布在海拔3800以上区域,占天山面积的2.03%。     

1960—2015年吉林省积雪初、终日期变化特征及其与气温和降水的关系

利用吉林省45个气象站1960—2015年逐日积雪深度、气温和降水观测资料,分析该省积雪初、终日的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)吉林省积雪初、终日的空间差异显著,东南山区积雪开始早且结束晚,可积雪期长;西北平原区积雪开始晚且结束早,可积雪期短。(2)吉林省积雪平均始于11月9日,止于次年4月1日,可积雪期达144 d。(3)近56 a积雪初、终日总体变化趋势不明显,但阶段性特征显著。其中,1980年代之前,积雪初日偏早、终日偏晚,1990年代后积雪初日偏晚、终日偏早,可积雪期缩短;积雪初、终日分别在1983年和1991年前后发生显著性突变。(4)积雪初、终日期对气温变化较为敏感。8—11月月平均气温与积雪初日呈显著正相关,而3月、4月平均气温与积雪终日呈显著负相关;积雪初、终日分别受0℃开始日期、10℃终止日期的影响。积雪初日与10月降水量呈显著负相关,而积雪终日与4月降水量呈显著正相关。     

1959-2003年中国天山积雪的变化

利用天山山区17个气象站1959-2003年的气象观测资料,分析了中国天山山区冬季（12-2月）气温、积雪变化趋势特征, 并采用Mann-Kendall统计量对最大积雪深度的变化进行了突变检验,通过GIDS插值方法和DEM数据计算了它的空间分布。结果表明,天山山区冬季平均气温存在明显的上升趋势,倾向率为0.44℃/10 a,与北半球冬季平均气温的变化有着较好的相关性,最低气温的增加更为明显,其倾向率为0.79℃/10 a。45 a来天山山区最大积雪深度具有明显的增加趋势,倾向率为1.15 cm/10 a,检测表明,最大积雪深度在1977年前后发生了突变;与多年平均相比,积雪深度增加幅度最大的是西天山地区的昭苏、尼勒克,分别增加了39.3%和39.7%。天山山区积雪变化以2.8 a左右的周期为主。另外,积雪日数的增加主要出现在≥10 cm的积雪深度上;积雪初、终日期并没有表现出明显的提前或推迟。     

地面积雪天气现象人工智能观测识别研究

通过在湖南南岳高山气象观测站及怀化国家气候基准站设立的外场试验,采集2018年1—3月两站逐分钟积雪天气现象摄像图片,采用卷积神经网络技术对南岳站积雪试验图片进行建模训练,并用南岳站和怀化站的测试图片进行检验,在此基础上探讨了基于深度学习的积雪天气现象图像识别的采集环境布局要求。主要结论如下:南岳站识别的正确率为99.23%,空判率为0.49%,漏判率为0.28%,白天识别结果优于夜间;判识积雪出现的概率在积雪形成初期明显增加,维持期接近99.99%,且十分稳定,融雪时逐步降低;地面积雪形成初期和积雪结束期凝结物较少时偶尔出现漏判,当有雨凇、雾凇及其他背景污染时会出现个别时刻空判现象。怀化站测试结果与南岳站相似,正确率为97.78%,空判率为1.92%,漏判率为0.3%;但概率曲线波动较大,一方面由于怀化站图片没有参与建模训练,另一方面可能与怀化站的摄像头固定不佳、对焦不准、拍摄不清晰有关。测试结果表明:该人工智能判识模型较好地提取了积雪不同发展阶段的关键特征,识别效果良好,并可通过增加气象要素条件和根据判识的前后一致性进一步消除空漏判,可为此类天气现象自动观测提供重要技术支撑。     

中国天山积雪对气候变化响应的多通径分析

基于天山山区1961-2013年60个气象站点实测气温、降水、相对湿度、日照时数和积雪深度等气候资料,结合时间序列分析、空间分析以及通径分析等方法,全面精确地获取了天山山区气候变化特征以及气候变化对积雪的通径影响。结果表明：天山山区气候变化显著,主要表现为整体增暖、局部变湿与黯化;气候变暖导致天山山区固态降水（降雪）保证率明显降低,尤其是低海拔区域。各气象要素对积雪不仅存在直接的单因素影响而且各气象要素之间还存在间接的相互交叉、相互联结的多因素影响。单因素影响通径分别为气温、降水和日照时数对积雪深度的3条直接影响通径;多因素影响通径分别为气温、降水和日照时数通过相互之间的内在关系对积雪深度产生的6条间接影响通径。最终结果表明气温是积雪变化的主要影响因素,其影响效应远远大于降水和日照时数的影响。     

基于FY-3号气象卫星的中国典型积雪覆盖区的时空动态研究

基于风云三号(FY-3)气象卫星的积雪产品数据(snow cover),提出了基于经验模态分解的趋势提取方法,探讨了2010—2019年中国积雪时空动态变化趋势。结果表明:1)中国积雪覆盖频率(Snow Cover Frequency,SCF)具有显著的季节性特征,呈现先增加后减少的特点,每年2月、3月SCF达到当年最大;东北的SCF呈显著下降的年际变化趋势,其他地区变化不大。2)中国整体的积雪覆盖率(Snow Cover Rate,SCR)下降了约1.2％,内蒙古和西藏的SCR下降了约1.5％,其他地区的SCR变化不显著;主要积雪覆盖区的SCR均在2016年发生由增加到减少的转变。     

利用卫星遥感和常规观测的积雪资料分析吉林省积雪特征

本文利用卫星遥感和常规观测的积雪资料,分析吉林省积雪的时空分布特征,并且通过对卫星遥感和常规观测的积雪资料对比分析表明：两类资料对吉林省积雪的反映存在一定差异,分别存在一些不足,只有将卫星遥感和常规的积雪观测结合使用,才能较好地分析积雪。     

基于TM和ETM~+数据的玛纳斯河流域积雪时空分布特征研究

为了进一步研究玛纳斯河流域积雪的时空分布特征以及影响因素,应用遥感技术,以Landsat TM(美国地球资源探测卫星系统上加载的专题绘图资料)以及ETM+(增强型专题绘图资料)为数据源,利用雪盖指数法对研究区进行了积雪信息提取。通过对提取积雪信息的研究,分析了研究区的积雪时空分布的特征,并详细分析了高程、坡度、坡向以及其他因素对于积雪分布的影响。结果表明研究区积雪空间分布随高度和地形变化非常明显,积雪主要分布高海拔地区,而山间河谷地带则相对较少,同时积雪受季节影响较大,主要集中在秋、冬、春3个季节;并得出高程、坡向对积雪分布影响比较大,而坡度对积雪分布影响则相对较小的规律特征。     

乌鲁木齐逐月气温资料均一化检验和订正

选用1951-2008年乌鲁木齐市气象站逐月最高、最低及平均气温资料,用标准正态检验（SNHT）方法对逐月气温资料序列进行均一化检验,并选用差值法对因迁站引起的断点资料进行订正,检验结果显示,月气温序列断点所在的年份与年序列中检验出的断点基本相对应,即气温资料均在迁站距离较远的1975年产生了断点;各月的检验结果存在一定的差异,5-9月气温较高的月份资料受迁站的影响较大,而且产生了断点,并通过了0.05的显著性水平。用不同的权重比例对月序列进行订正,并选择累积距平方法对5-9月气温序列订正前后的变化趋势作了比较分析,发现订正前后趋势确有较显著的变化。     

Snow Cover Variation in the Past 45 Years (1959-2003) in the Tianshan Mountains, China

 Meteorological data at 17 weather stations in the Tianshan Mountains from 1959 to 2003 were analyzed to explore the variations in temperature and snow cover. The abrupt change test for snow depth was performed using Mann-Kendall statistic. The spatial distribution of maximum snow depth was calculated by employing GIDS interpolation and DEM data. The results show that mean temperature in winter had a rising trend at a rate of 0.44 ℃/10 a. The minimum temperature in winter increased more evidently at a rate of 0.79 ℃/10 a. The maximum snow depth has obviously deepened at a rate of 1.15 cm/10 a in the past 45 years, and it was about 16% higher than the average during 1991-2003. The Mann-Kendall statistic test of snow depth indicates that the abrupt change occurred in 1976. The maximum increment for snow cover depth occurred in Zhaoshu (Kunes) (39.3%) and Nilka (39.7%) in the west Tianshan Mountains. In contrast, the snow cover depth reduced by 17% in Barkol in the east Tianshan Mountains. There was a primary change periodicity of about 2.8 years in snow cover. In addition, snow cover days with a depth more than 10 cm increased distinctly, however, there was no obvious advance or delay in snow beginning and ending dates.     

1959-2003年中国天山积雪的变化

Mcteorological data at 17 weather stations in the Tianshan Mountains from 1959 to 2003 were analyzed to explore the variations in temperature and snow cover.The abrupt change test for snow depth was performed using Mann-Kendall statistic.The spatial distribution of maximum snow depth was calculated by employing GIDS interpolation and DEM data.The results show that mean temperature in winter had a rising trend at a rate of 0.44℃/10a.The minimum temperature in winter increased more evidently at a rate of 0.79℃/10a.The maximum snow depth has obviously deepened at a rate of 1.15 cm/10 a in the past 45 years,and it was about 16% higher than the average during 1991-2003.The Mann-Kendall statistic test of snow depth indicates that the abrupt change occurred in 1976.The maximum increment for snow cover depth occurred in Zhaoshu(Kunes)(39.3%)and Nilka(39.7%)in the west Tiansban Mountains.In contrast,the snow cover depth reduced by 17% in Barkol in the east Tianshan Mountains.There was a primary change periodicity of about 2.8 years in snow cover.In addition,snow cover days with a depth more than 10 cm increased distinctly,however,there was no obvious advance or delay in snow beginning and ending dates.     

天山北坡雪岭云杉树轮宽度年表梯度特征分析

在天山北坡不同区域间隔海拔高度100 m左右采集5个树轮梯度年表,分析树木径向生长沿海拔高度变化的规律。结果发现:在树轮年表特征中,平均轮宽、树龄和敏感度等存在海拔梯度变化,平均轮宽和敏感度随海拔升高而降低,而平均树龄则与海拔高度呈正相关。高海拔采样点在同一区域和不同区域间一致性最好,低海拔采样点次之,而森林中部最差,东部和中部低海拔区域采样点的一致性要好于西部,坡向、坡度等小生境的差异也是影响树轮生长垂直变化规律的重要因素。存在同时影响不同海拔高度树轮生长的环境要素,西部和中部高海拔树木对该要素的响应更显著,在更为干旱的天山北坡中部和东部,对树木径向生长的影响较大的环境因子要多于西部伊犁地区。     

阿尔山地区积雪变化特征

选取阿尔山气象站1981—2015年冷季(10月—次年4月)气象资料,利用滑动平均、线性倾向估计和Mann-Kendall等方法,对年最大积雪深度、积雪日数、气温和降水量进行分析。结果表明,阿尔山地区年最大积雪深度主要发生在1月至3月,其中2月份概率最大,达50%;34 a内最大积雪深度呈上升趋势(2.77 cm/10a),年平均增加0.98%,且年最大积雪深度在1998年发生了突变,即在1998年之前增长缓慢,在2000年以后上升趋势显著。积雪日数的统计分析表明,初始积雪日数和有效积雪日数呈现略微减少趋势,而稳定积雪日数有微弱的增加趋势;通常初始积雪日数比有效积雪日数大30天左右。年最大积雪深度与稳定积雪时期的降水量、积雪日数、日照时数有显著的相关性,相关系数分别为0.647、0.515、0.584,但与稳定积雪时期的气温没有明显的相关性。在全球变暖的大环境下,积雪深度随着降水量和日照时数的增加而增加,且积雪深度受降水量的影响大于日照时数的影响。     

天山天池近49年气候变化特征

基于天山天池气象站1959～2007年的逐日地面气候资料,应用线性倾向估计、功率谱分析、滑动t检验及距平标准差对比分析等方法对天山天池气候变化特征进行了分析。分析表明:天山天池气候变化具有明显的多尺度振荡特征,并且具有明显的年际变化,年平均气温在1996年附近发生突变,降水未出现气候突变现象。气温和降水的变化和天山山区"暖湿型"变化趋势一致,最低气温的升高对天山天池增温贡献最大,最显著增湿趋势出现在春季和冬季,夏季降水量持平而雨日却减少,夏季极端强降水天气增加。     

塔城地区积雪变化特征分析

利用1961--2005年塔城地区7个气象站,4个水文站实测积雪资料,分析了近45a塔城地区积雪变化特征,得出以下结论：塔城地区积雪时空分布不均,地域差异大,不论是积雪日数、稳定积雪日数、累积积雪深度均以Ⅰ型最多（大）,其次为Ⅱ型,Ⅲ型最少（小）;近45a和布克赛尔站积雪日数、稳定积雪期显著增多,裕民站积雪日数不显著增多,托里站积雪日数、稳定积雪期呈显著减少,其余各站均呈不显著减少趋势;塔城地区3种类型的积雪对区域气候变化有着不同程度的响应,各站最大积雪深度对冬季降水量的响应较敏感;近45a和布克赛尔站累积积雪深度序列在20世纪60年代末至今发生过一次显著增多的突变,突变点为1969年。