降水变化对中国南方强酸雨分布的影响

Acid rain has been recognized as a serious environmental problem in China since the 1980s, but little is known about the effects of the climatic change in regional precipitation on the temporal and spatial variability of severe acid rain. We present the effects of the re-gional precipitation trend change on the area and intensity of severe acid rain in southern China, and the spatio-temporal distribution characteristics of SO2 and NO2 concentrations are analyzed on the basis of SO2 and NO2 column concentration data. The results are as follows. (1) The emission levels of SO2 and NO2 have reached or passed the precipitation scavenging capacity in parts of southern China owing to the emission totals of SO2 and NO2 increasing from 1993 to 2004. (2) Notable changes in the proportion of cities subject to severe acid rain occurred mainly in the south of the middle-lower reaches of the Yangtze River during 1993-2004. With an abrupt change in 1999, the severe acid rain regions were mainly located in central and western China during 1993-1999 and moved obviously eastward to the south of the lower-middle reaches of the Yangtze River with the proportion of cities subject to se-vere acid rain increasing significantly from 2000 to 2004. (3) The spatial distribution and variation in the seasonal precipitation change rate of more than 10 mm/10a are similar to those of severe acid rain in southern China. An abrupt change in 1999 is seen for winter and summer precipitation, the same as for the proportion of cities subject to severe acid rain in southern China. The significant increase in summer storm precipitation from 1991 to 1999 mitigated the annual precipitation acidity in the south of the Yangtze River and reduced the area of severe acid rainfall. On the other hand, the decrease in storm rainfall in summer ex-panded the area of severe acid rainfall in the south of the Yangtze River in 2000-2006. Therefore, the change in seasonal precipitation is an important factor in the severe acid rain regions moving eastward and expanding in southern China.     

降水时空变化对中国南方强酸雨分布的影响

利用SCIAMACHY、GOME 卫星资料反演的SO₂、NO₂ 柱浓度和中国重点城市SO₂ 排 放量数据分析了中国酸雨前体物时空分布特征, 并结合气象观测资料探讨了在降水分布出现 气候学时空尺度调整的背景下, 降水长期变化对强酸雨分布的影响。结果表明: (1) 中国南方 地区NO₂、SO₂ 排放量相对于降水的冲刷能力而言仍然处于较高的水平, 为强酸雨的形成提 供了充足的污染物条件。(2) 1993-2004 年间, 以1999 年为转折期, 中国南方强酸雨分布形势 经历了一个由强到弱到再次增强的过程。1999 年后, 西南强酸雨区强酸雨城市比例持续下 降, 江南强酸雨区强酸雨城市比例迅速增加, 强酸雨东移扩大趋势明显。(3) 中国南方强酸雨 区的空间分布与1961-2006 年冬夏季降水量线性增减速率超过10 mm/10a 的地区一致。以季 节降水量线性增减速率超过10 mm/10a 为界, 将江南及西南强酸雨区各季节降水量做线性趋 势和突变分析, 发现江南地区冬夏季降水量在1999 年出现增减趋势转换, 与强酸雨城市比例 转折的时间一致。其中, 1991-1999 年江南强酸雨区冬季降水减少, 夏季暴雨显著增加, 有利 于酸雨缓解, 强酸雨范围缩小; 而2000-2006 年, 冬季降水处于偏多时期, 夏季降水却相对 偏少, 强酸雨覆盖范围扩大。西南强酸雨区春秋季降水量在1990 年后持续减少, 导致春秋季 降水占年降水量比例下降, 使得年降水pH 值升高, 强酸雨形势得到缓解。     

全球气候变化背景下中国降水量空间格局的变化特征

相对于全球性的持续变暖趋势,降水量变化格局及其区域分异有更大的不确定性,因此研究不同区域降水量的变化特征是当前全球气候变化研究的重要内容之一。本研究基于1951²002年中国约730个气象台站观测数据,利用空间插值和Mann-Kendall时间序列趋势分析方法并结合GIS技术,分析了过去50多年中国降水量的时空变化特征。结果表明,全国平均年降水量从60年代到90年代呈明显下降趋势,但在90年代后期出现回升,其中夏季和冬季降水量已达到50年代和60年代的水平。同时,降水量变化呈现显著的区域分异特征:华北、华中、东北南部地区持续下降,长江流域以南地区明显增加,而新疆北部、东北北部和青藏高原西部60年代到70年代下降,80年代后期有所回升。中国北方有从干旱到湿润转变的迹象,但华北和东北南部地区仍然处于持续的干旱期。中国降水量的总体下降及90年代后期的回升与全球变化趋势基本一致,但区域变化格局与全球中高纬度地区降水增加、热带和亚热带地区减少的特征正好相反。     

Trends in precipitation over the low latitude highlands of Yunnan, China

The precipitation regime of the low latitude highlands of Yunnan in Southwest China is subject to the interactions between the East Asian Summer Monsoon and the Indian Summer Monsoon, and the influence of surface orography. An understanding of changes in its spatial and temporal patterns is urgently needed for climate change projection, hydrologi- cal impact modelling, and regional and downstream water resources management. Using daily precipitation records of the low latitude highlands over the last several decades （1950s-2007）, a time series of precipitation indices, including annual precipitation, number of rainy days, mean annual precipitation intensity, the dates of the onset of the rainy season, degree and period of precipitation seasonal concentration, the highest 1-day, 3-day and 7-day precipitation, and precipitation amount and number of rainy days for precipitation above dif- ferent intensities （such as 〉~10 mm, 〉~25 mm and 〉~50 mm of daily precipitation）, was con- structed. The Trend-Free Pre-Whitening Mann-Kendall trend test was then used to detect trends of the time series data. The results show that there is no significant trend in annual precipitation and strong seasonal differentiation of precipitation trends across the low latitude highlands. Springs and winters are getting wetter and summers are getting drier. Autumns are getting drier in the east and wetter in the west. As a consequence, the seasonality of pre- cipitation is weakening slightly. The beginning of the rainy season and the period of the highest precipitation tend to be earlier. In the meantime, the low latitude highlands has also witnessed less rainy days, more intense precipitation, slightly longer moderate and heavy precipitation events, and more frequent extreme precipitation events. Additionally, regional differentiation of precipitation trends is remarkable. These variations may be associated with weakening of the East Asian summer monsoon and strengthening of the South Asian summer monsoon, as well as the ＂corridor-barrier＂ effects of special mountainous terrain. However, the physical mechanisms involved still need to be uncovered in the future.     

Spatial and temporal variability of daily precipitation in Haihe River basin, 1958–2007

The seasonal variability and spatial distribution of precipitation are the main cause of flood and drought events. The study of spatial distribution and temporal trend of precipitation in river basins has been paid more and more attention. However, in China, the precipitation data are measured by weather stations (WS) of China Meteorological Administration and hydrological rain gauges (RG) of national and local hydrology bureau. The WS data usually have long record with fewer stations, while the RG data usually have short record with more stations. The consistency and correlation of these two data sets have not been well understood. In this paper, the precipitation data from 30 weather stations for 1958–2007 and 248 rain gauges for 1995–2004 in the Haihe River basin are examined and compared using linear regression, 5-year moving average, Mann-Kendall trend analysis, Kolmogorov-Smirnov test, Z test and F test methods. The results show that the annual precipitation from both WS and RG records are normally distributed with minor difference in the mean value and variance. It is statistically feasible to extend the precipitation of RG by WS data sets. Using the extended precipitation data, the detailed spatial distribution of the annual and seasonal precipitation amounts as well as their temporal trends are calculated and mapped. The various distribution maps produced in the study show that for the whole basin the precipitation of 1958–2007 has been decreasing except for spring season. The decline trend is significant in summer, and this trend is stronger after the 1980s. The annual and seasonal precipitation amounts and changing trends are different in different regions and seasons. The precipitation is decreasing from south to north, from coastal zone to inland area.     

1960-2009年中国降雨侵蚀力的时空变化趋势

降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,因此降雨侵蚀力已经成为土壤侵蚀、产沙和水环境建模的主要参数之一。利用中国590个气象站1960-2009年逐日降雨量资料估算了中国每个气象站的降雨侵蚀力,并使用趋势系数、气候倾向率和Kriging空间插值方法分析了中国降雨侵蚀力的时空变化趋势。结果表明:我国年均降雨侵蚀力从东南沿海向西北内陆逐渐递减,与年均降水量空间分布基本一致;近50年来我国大部分地区年降雨侵蚀力呈现不显著的上升趋势,存在四个明显的上升区域和两个明显的下降区域;59个气象站年降雨侵蚀力变化趋势通过了0.05显著水平的置信度检验,年降雨侵蚀力显著增加的气象站主要分布在青藏高原中东部、东缘、天山山脉以及东南沿海区域。青海省的诺木洪-都兰-曲麻莱-伍道梁一带近50年来年降雨侵蚀力增加趋势最为显著,有可能加剧长江、黄河源头土壤侵蚀的风险。     

喀什地区降水(雨雪)的日变化特征

利用2010—2017年1～12月新疆喀什地区10个气象站逐小时降水资料,分析统计喀什地区近8 a降雨雪(以下统称降水)日变化特征。结果表明:(1)喀什地区全年降水量和降水频次日变化存在明显的波动,总体上呈现"正弦波"一峰一谷特征,降水量峰值出现在03:00(北京时,下同),谷值出现在18:00;降水频次峰值出现在04:00,谷值出现在18:00;两者峰谷值出现时间接近。(2) 2010—2017年喀什地区全年降水量和降水频次呈明显的增加趋势;而降水强度年际变化趋于平缓,无明显变化。(3)降水强度日变化趋势与降水量、降水频次并不存在一致性。(4)喀什地区全年降水主要以短时段降水为主,其中,持续1 h降水次数为最大值,但降水量和贡献率最大值却同出现在2 h和6 h持续降水中。全年降水主要以后半夜和上午开始的降水过程为主导,且仍主要为短时段降水。     

中国1960－2010年降雨增减、转折时空演变特征

根据1960－2010年中国563个地面观测站年降雨量资料,采用气候变化趋势转折判别模型和ANUSPLIN插值软件对中国年降雨增减、转折变化的时空变化规律进行研究。结果表明：近50年中国年降雨量出现环勃海地区和西南地区两个减少中心和高原东南地区和江淮地区南部两个增加中心;中国降雨在20世纪70年代、80年代和90年代出现了3次转折变化,其中20世纪70年代、80年代两次沿纬向变化,20世纪90年代沿经向变化,3次初始转折时间由西向东转移;降雨的增减沿纬向呈带状分布,大部分地区降雨增减呈交替变化,表现为三极子型分布。中国降雨增减、转折变化中心线与南北分界线基本一致。     

增暖背景下中国东北地区极端降水事件的演变特征

利用中国东北地区93站1959~2002年逐日降水资料,研究该区极端降水事件时空演变特征,结果表明:东北地区极端降水事件阈值由东南沿海向西北内陆逐渐减小,6~9月是极端降水事件集中出现月份;1985~2002年是极端降水事件偏多,且为一突变现象;东北地区短时间内连续发生极端降水事件概率较大,其中1~5天时间间隔极端降水事件占23.7%;80年代中期后东北地区增暖背景下,极端降水事件和有1~5天时间间隔的极端降水事件明显增加,特别是松花江下游和牡丹江流域及西辽河上游地区,频次和强度存在增加或增强趋势。     

1958-2007年海河流域降水时空变异(英文)

The seasonal variability and spatial distribution of precipitation are the main cause of flood and drought events.The study of spatial distribution and temporal trend of precipitation in river basins has been paid more and more attention.However,in China,the precipita- tion data are measured by weather stations(WS)of China Meteorological Administration and hydrological rain gauges(RG)of national and local hydrology bureau.The WS data usually have long record with fewer stations,while the RG data usually hav...     

黄河流域近50年降水变化趋势分析

本文简要分析了黄河流域降水空间分布规律,用非参数检验方法（Mann-Kendall法）对流域内77个气象站近50年的降水资料进行了年月降水序列趋势检验,并用线性回归方法与其进行了比较。结果表明,对于年降水序列,有65个气象台站呈现下降趋势,典型月（包括1月、4月、7月、10月）中4月、7月和10月对年降水下降趋势贡献较大,但其趋势空间分布情况存在差异。对于所有月降水序列,全年4⁵月以及7¹2月降水呈现下降趋势。而其趋势空间分布,黄河上游北纬35°以南地区除7⁹月外其余月份降水呈现增长趋势。渭河上游及呼和浩特地区降水趋势随月份时有变化,流域内其他地区降水则呈减少趋势。对比两种方法,Mann-Kendall方法在冬季（12月至次年2月）的检验结果中无变化趋势气象站数明显多于线性回归方法,且后者估计出的趋势变化幅度略大于Mann-Kendall方法所估计出的结果。     

西北地区东部可利用降水的时空变化特征

 利用西北地区东部91站1961-2009年间的实测气温降水资料,分别计算了该区水分资源各分量降水、蒸发及可利用降水,使用REOF等统计方法,整体分析了该区可利用降水的时空变化特征。结果表明：西北地区东部水分资源匮乏且年际变化大,水分资源各分量时空分布极不均匀;总体上各分量从该区东南部向西北部递减,呈南多北少特征,其中该区东南侧的陕南、陇南、六盘山区及青藏高原东部部分地区年降水量、蒸发量和可利用降水量分别在500、200和200 mm以上,年降水可利用率在30%~50%,可利用降水标准差达80~110 mm,而该区西部的河西走廊和青海西部的年降水量不足50 mm、年可利用降水量不到10 mm,年降水可利用率不足10%,可利用降水标准差在20 mm以下;各分量夏季最大,冬季最小,5~9月是该区主要降水和可利用降水的集中期;降水在水资源各分量中起决定性作用,因此降水的小幅变化导致可利用降水的大幅变化是降水稀少的西北地区东部可利用降水资源匮乏的主要原因,但气温变化造成的影响也不可忽视;西北地区东部5~9月可利用降水异常分布的局域特征明显,常出现陇南、河东、高原、河西走廊等4种异常分布特征。近50 a来,区内可利用降水总体呈东部减少(六盘山区及陇南区尤甚),西部增加的变化格局。     

近47 a来黑河流域的降水时空特征分析及预报评估

 利用1960—2006年黑河流域13个气象站, 地面气温、降水等观测资料,对该流域降水的气候年代际特征及干旱变化的成因进行了初步分析。结果表明,该流域降水量,由于受地形地貌、海拔高度和不同尺度大气环流的影响,流域内降水分配极不均匀,南北差异很大, 呈现为东南多西北少, 但降水日数的年月分布和流域的地理分布与降水量分布基本一致。总体上变化均呈波动性上升状态。同时,对2000年承担黑河流域分水的预报任务中研制的黑河流域降水预报服务系统输出的24~48 h降水量预报过程的准确率进行了TS评分检验。证明该系统对黑河流域的降水具有较强的预报能力,预报产品在气象服务工作中有重要参考价值,同时也为今后的精细化预报业务工作打下了一定的基础。     

1961-2014年张掖市降水变化趋势

选取张掖气象站1961-2014年逐日降水观测资料,采用线性趋势分析和Mann-kendall 检验等方法分析了张掖市年降水量、年最大降水量、冬季降水量和其他季节降水量的变化趋势和突变特征。结果表明：1961-2014年张掖市年降水量总体呈增加趋势,其中1982-1984、1995-1996、2007-2013年降水量增加趋势显著。年最大降水量和冬季降水量增加趋势明显,分别发生了6次和1次突变,其中年最大降水量突变点分别发生在1963年、1980年、1982年、1984年、1987年和1991年;冬季降水量1964年后呈显著增加趋势,1969年降水量突变增加。而其他季节降水量呈波动增加趋势,突变增加分别在1963年、1967年和1969年发生。     

新疆地区最大连续降水事件时空变化特征

基于新疆51 个站点1960-2005 年的日降水资料,从最大连续降水事件出发,以年、夏、冬为研究时期,定义描绘最大连续降水事件的日数、降水量和降水强度的9 个极端降水指标,研究最大连续降水事件的时空概率特征。本文应用改进的Mann-Kendall 法对各指标变化趋势进行检验,采用基于F 检验的线形分析计算其变化率。研究结果表明:(1) 年和夏季最容易发生2 天的最大连续降水天数,最大连续降水事件日数越长,降水强度越低;冬季易发生1 天的最大连续降水天数,随最大连续降水事件日数的增加,降水强度增加;(2) 近年来,日数短的连续降水天数事件频率减少,而随降水日数的增加;降水量有增加趋势;因此,新疆降水有极端化的趋势;(3) 新疆有湿润化趋势,而南疆在夏季的湿润趋势比北疆明显,北疆在冬季比南疆显著。     

北京地区降水量时空分布规律分析

通过运用非参数检验方法(Mann-Kendall法),利用北京地区20个气象站点44年(1961-2004)观测的逐月降水资料,分析了北京地区降水量的时空分布规律。结果表明:在时间上,年平均降水量总趋势以每年1.72 mm的变化率减少,这种减少主要是由夏季、冬季降水量减少所引起的,尤以夏季最为显著,变化率为-3.26 mm/a,而在春、秋两季降水量则呈现出增加的趋势,变化率分别为0.34 mm/a和0.77 mm/a。降水期主要集中于夏季(6~8月),可占全年降水量的72.5%。在空间上,年降水量的高值区位于山前迎风坡一带,大致呈带状自西南伸向东北,高值区的西北、东南两侧雨量逐渐减少。市区形成一个明显的下降中心,其中海淀区年均减少3.7mm,降幅最大。     

宁夏回族自治区持续性旱灾的气候背景

基于宁夏地区1978—2010年旱灾灾情要素年资料和23个气象站1971—2011年月平均气温和月降水量资料,运用Mann-Kendall趋势分析和突变检验方法,详细分析了该地区近33年旱灾灾情及近41年气候的时空变化特征,在此基础上,剖析了持续性旱灾产生的气候背景。结果表明：1978—2010年宁夏地区旱灾呈持续性加重趋势,受灾人口、农作物受灾面积和直接经济损失增速分别为28.78万人/10a、3.16万hm²/10a和8 504.04万元/10a。空间变化上,旱灾加重速度由中部向北、向南呈减慢趋势。1971—2011年宁夏地区气候总体呈暖干化趋势,年平均气温、平均最高气温和最低气温的升温率分别为0.42 ℃/10a、0.37 ℃/10a和0.50 ℃/10a,增暖表现为全年温度升高,年平均气温和平均最高气温于20世纪90年代早期发生了显著增暖突变;降水量呈减少趋势,但不显著。宁夏持续性旱灾是气温持续快速上升和降水量减少共同作用的结果,其中气温显著增高是该地区干旱灾害加剧的主要气候因素。     

近40年来西藏高原气候变化特征分析

本文利用西藏高原近40年来的逐月气象数据,通过时间序列分析和非参数Mann-Kendall检验方法,对西藏高原日照时数、平均气温、小型蒸发皿蒸发量和降水量4个基本气象要素变化特征进行了较为全面的分析,揭示了近40年来西藏高原气候变化的主要特征.结果表明:⑴日照时数是西北部长,东南部短,且东南部呈一定的下降趋势,西北部呈一定的上升趋势;⑵年平均气温以0℃和5℃为界划分为3个区,研究区全年总体表现出升温趋势,藏西地区的气温变化趋势大于藏东地区;⑶蒸发量年变化很大,研究区整体呈下降趋势,空间上表现为从西部向东部逐渐减少的趋势,其中仅西部和东南部小部分地区呈现出上升趋势,其余地区都为下降趋势;⑷降水趋势变率空间分布上的基本规律是:其大小由东往西逐渐减小,藏中和藏东为上升趋势,藏西为下降趋势.另外,4个要素各月与各季节的变化趋势与年变化趋势间表现出很好的一致性.     

华北平原降水的长期趋势分析(英文)

The North China Plain (NCP) is the most important food grain producing area in China and has suffered from serious water shortages. To capture variation water availability, it is necessary to have an analysis of changing trends in precipitation. This study, based on daily precipitation data from 47 representative stations in NCP records passed the homogeneity test, analyzed the trend and amplitude of variation in monthly, seasonal and annual precipitation, annual maximum continuous no-rain days, annual rain days, rainfall intensity, and rainfall extremes from 1960 to 2007, using the MannKendall (M-K) test and Sen’s slope estimator. It was found that monthly precipitation in winter had a significant increasing trend in most parts, while monthly precipitation in July to September showed a decreasing trend in some parts of NCP. No significant changing trend was found for the annual, dry and wet season precipitation and rainfall extremes in the majority of NCP.A significant decreasing trend was detected for the maximum no-rain duration and annual rain days in the major part of NCP. It was concluded that the changing trend of precipitation in NCP had an apparent seasonal and regional pattern, i.e., precipitation showed an obvious increasing trend in winter, but a decreasing trend in the rainy season (July to September), and the changing trend was more apparent in the northern part than in the southern and middle parts. This implies that with global warming, seasonal variation of precipitation in NCP tends to decline with an increasing of precipitation in winter season, and a decreasing in rainy season, particularly in the sub-humid northern part.     

河西走廊春季透雨日期的变化特征

利用甘肃河西走廊25个测站1971-2007年降水资料,采用EOF、REOF、波谱分析方法,对春季第一场透雨日期的空间特征、时间变化规律进行了诊断分析.结果表明:甘肃河西走廊春季透雨日期在空间场上具有较好的一致性,其第一主分量方差贡献占总体方差的36%.但不同地理条件下透雨日期有所差异,大致可划分为3个区,东南部早,西...