基于日值SPEI的青藏高原干旱演变特征

利用1980-2014年青藏高原74个台站的气象资料,通过Penman-Monteith公式计算了蒸散发及标准化降水蒸散指数（SPEI）,并采用M-K趋势分析和小波分析等方法研究了高原干旱变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明,基于Penman-Monteith公式计算潜在蒸散发的逐日SPEI指数能够很好地反映青藏高原干旱特征。1980年以来青藏高原SPEI值总体呈上升趋势,即偏于湿润,干旱强度有所降低。高原近35年的干旱演变具有明显的年代际差异,20世纪90年代之前干旱较为严重。小波分析结果表明高原干旱的发生存在2~4 a的振荡周期,在2~4 a的时间尺度上总体表现出干-湿周期变化。在整体小波变化周期中,1983-1997年虽然出现了干旱严重区间,但在1997年以后高原总体上呈现湿润趋势,3.7 a的主周期并没有影响整体变湿的趋势,且三种指标的3.7 a振荡主周期均通过了95%的红噪声检验。     

1959-2007年玛纳斯河流域干湿季气候变化趋势

运用统计方法对玛纳斯河流域1959-2007年近49 a来干季、湿季和全年降水量、均温、干旱指数的变化趋势、周期特征和突变特征进行分析.结果表明:49 a来玛纳斯河流域降水量和温度均呈增加的趋势,其气候倾向率分别为5.9 mm.(10a)-1和0.3℃.(10a)-1,但在20世纪70年代有一个明显的干旱期;降水、均温和干旱指数序列在干季、湿季、全年中都存在着较长周期,长周期中包含着短周期.其中,干旱指数和降水序列都存在8 a、14 a左右的周期;均温的变化周期比较复杂,波动性较强,存在22 a左右的年代际周期.累积距平法与滑动t检验得出的气候要素突变年份基本一致,大都处于1980年代.1983年流域内降水量发生由少雨到多雨的变化,流域气候开始变得湿润,1988年平均气温由偏冷转向偏暖.     

元谋干热气候资源特征分析

元谋是云南省金沙江流域区典型的干热河谷盆地。为客观评价元谋干热气候资源和气候特征,选取云南省125个县市的气温、降水、日照、相对湿度进行气象因子的主成分分析,选取元谋县近54年来几个特殊影响时段的气温和降水数据进行气候倾向分析和小波周期分析。结果表明,元谋是云南省的高热量和强光日照区、最干燥区和光热资源高效利用区。热量因子主成分得分在滇中河谷盆地中北部最高,光日照因子主成分得分居云南省最高,干湿因子主成分得分在云南省最低;年降水量趋势变化不明显(-0.64mm/a),2001年后年降水量变化趋势明显,变化周期依次为26a、16a、2～4a;长夏季平均气温有-0.009℃/a的较明显趋势变化,2009年由明显下降变为明显上升,变化周期依次为25a、17a、4～6a;最冷时段平均最低气温有-0.036℃/a的明显趋势变化,变化周期依次为19a、4～6a;11～2月时段平均气温变化周期依次为8a、3a。     

1971-2012年珠穆朗玛峰地区极端降水事件变化研究

利用西藏珠穆朗玛峰地区5个气象站点1971-2012年逐日降水量资料,采用滑动平均、线性回归、Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波分析等方法,分析了珠穆朗玛峰地区极端降水事件的时空变化特征. 结果表明：1971-2012年42 a来,珠穆朗玛峰地区大部分极端降水指数呈现出自东向西逐渐增大的空间分布格局, 连续干旱日数、连续湿日和降水强度表现为增加趋势,其他极端降水指数趋于减少. 其中,强降水量、极强降水量和年降水总量减幅较大,分别为-5.74 mm·（10a）^-1、-1.20 mm·（10a）^-1和-5.32 mm·（10a）^-1,在喜马拉雅山南坡的聂拉木站表现的最为明显. 大部分极端降水指数在21世纪最初的10 a减幅最大,在30 a际尺度上也表现为减少趋势. 除连续干旱日数外,极端降水与年降水总量关系密切. 各项极端降水指数都存在3～4 a显著周期,也存在10 a、12 a和15 a的周期. 在时间转折上,各项极端降水指数均未发生气候突变.     

基于SPI指数的衡水市干旱时空变化特征分析

基于衡水地区1963-2013年降水数据,选取SPI指数作为干旱指标,通过SPI指数得到研究区干旱发生频率,干旱站次比以及干旱强度,进而分析衡水市干旱时空变化规律。结果表明:衡水地区中北部、中部、中南部为干旱发生频率较高的地区。该地区易发生全区域性干旱,而干旱强度主要为轻度干旱。     

辽宁朝阳地区季节冻土最大冻土深度和持续冻结时间与气候变化的响应研究

利用辽宁省朝阳市气象站1960-2015年的最大季节冻土深度、最长连续冻结时间的起始日和终止日数据,采用小波分析方法对朝阳地区季节性冻土的年际变化特征进行分析,并探讨影响季节性冻土发育的影响因素。结果表明：朝阳地区最大冻土冻结深度存在4种尺度上的周期震荡,其周期分别为23~32 a、16~22 a、10~15 a和4~9 a。冻土年际变化的转折期发生在20世纪90年代初,表明朝阳市冬季气候转暖的时间段也发生在90年代初。通过对气温与季节性冻土冻结深度以及冻结时间的相关性分析,得出气候变暖对朝阳市季节冻土影响显著,冬季平均气温和冬季最低气温是影响朝阳市季节冻土发育的重要因素,其中冬季气温日较差对其影响尤为明显。冬季最低气温与冻土主冻期时间关系最为密切,而影响主冻期结束时间的热力因子为冬季平均最高气温。     

利用树木年轮重建六盘山地区1900年以来的干湿变化

利用树木年代学中的树木年轮方法,分析了六盘山地区油松的径向生长与气候要素的关系,发现研究区油松的径向生长与该地区4-5月份平均相对湿度之间存在显著的正相关关系。在响应分析的基础上,重建了1900年以来六盘山地区4-5月份平均相对湿度变化序列,重建方程的稳定性较好,相关系数达到0557。分析结果表明：重建的六盘山地区4-5月份平均相对湿度序列存在较显著的4～7年的变化周期;1900年以来,存在4个比较明显的气候较干旱的时期,分别是1905-1916年,1918-1932年,1941-1946年和1955-1962年;同时存在4个气候相对湿润的时期,分别是1900-1904年,1934-1939年,1948-1953年和1964-1973年。其中,最严重的两次干旱期分别为1905-1915年及1922-1932年。     

叶尔羌河径流量与降水量的变化特征分析

利用叶尔羌河源流区近50 a的逐月降水量与径流资料,借助 Mann-Kendall单调趋势检验、小波分析等方法研究了叶尔羌河年径流量与降水量变化特征。结果表明：（1）叶尔羌河径流量呈不显著的增加趋势,而降水量增加显著。（2）叶尔羌河径流量存在9和17年的周期变化,而降水量的周期则为8和22 a。（3）径流量在9 a周期处的2008-2011年和2015-2017年将处于枯水期,而降水量8 a周期在2008-2010年和2013-2015年将处于枯水期。     

辽宁区域性冷空气多时间尺度变化特征及影响因子

使用辽宁省58个气象观测站1961年9月-2015年4月气温资料、国家气候中心气候监测指数和NCEP分析资料,分析了辽宁区域性冷空气的多时间尺度变化特征及影响因子.结果表明：辽宁区域性强冷空气、寒潮年总频次都呈下降趋势,而中等强度冷空气年总频次呈上升趋势,冷空气强度有减弱的趋势.区域性冷空气过程年总频次存在11a、6a和3a的变化周期,并且1964年发生突变.秋季冷空气活动最频繁,冬季冷空气强度最强.区域性冷空气初日多年平均值是9月23日,终日多年平均是4月5日,初、终日都出现提前趋势.北半球极涡面积指数与辽宁寒潮频次呈明显正相关关系,寒潮偏多月份极涡较气候平均位置偏南、50°N附近70°～180°E之间纬向风明显偏大,是辽宁寒潮增多的影响因子.     

驻马店市1958～2011年降水序列变化特征分析

掌握区域降水序列变化特征,对落实水资源管理工作、保障工农业生产具有重要意义。基于驻马店市1958～2011年逐月降水资料,借助线性回归方程法、距平分析法、Mann-Kendall趋势检验法、5年滑动均值法、Morlet小波分析法研究了驻马店市年、季节降水变化趋势、丰枯性及周期特征。结果表明:驻马店市年、春、夏、秋、冬季降水依次以-1.8mm/10a、-6.6mm/10a、13.1mm/10a、-10.8mm/10a、1.6mm/10a的倾向率呈不显著的线性变化;年、各季降水依次处于偏枯、偏丰、偏枯、偏枯和偏枯期;年降水主周期为22a,次周期为2a、4a和8a,春季降水主周期为9a,次周期为5a和18a,夏季降水主周期为23a,次周期为2a和7a,秋季降水主周期为17a,次周期为5a,冬季降水主周期为13a,次周期为2a和5a。总体上,驻马店市年、各季节降水有着明显趋势特征、丰枯性和周期特征,研究结果可为指导区域内水资源规划与管理工作提供一定的参考。     

1961-2007年四川夏季降水的时空变化特征

基于1961-2007年四川地区119测站逐日降水资料, 利用EOF、REOF分析、趋势分析、M-K突变检验以及Morlet小波分析等方法, 研究了四川地区夏季降水的变化趋势、空间分布特征以及时间变化规律. 结果表明: 近47 a来四川夏季降水呈减少趋势, 在1962、1982年和21世纪初发生突变, 存在22 a和6~8 a的周期.四川夏季降水可分为4个区域: 一区(盆地东部)和四区(川西高原)夏季降水量长期变化呈增多趋势, 二区(盆地中西部)长期变化呈减少趋势, 三区(川西南山)变化趋势较为稳定, 呈小幅度增多趋势. 4个区域的夏季降水周期各有特点, 最长存在的周期为23 a左右, 其次还有16 a、14 a、12 a、8 a、6 a的周期变化.     

任丘市60年来降水特性研究

任丘市由于受暖温带大陆性季风影响,降水量变化剧烈。对9处观测年份较长雨量观测站,1956-2015年降水系列进行代表性分析显示:1956-2015年系列具有良好的代表性。通过对1956-2015年系列的均值、CV值、Cs/Cv值进行计算,并对60 a降水特征和变化趋势进行分析。结果表明:60 a来降水量主要集中在东部和北部,西部降水较小,空间分布呈现自东向西逐渐减少的趋势;年际分布不均,主要表现为丰枯交替,其中1956-1964年该市处于丰水期,1964年为极值年份,之后降水量呈递减趋势。     

1971-2015年青藏高原东北边坡降水特征及主要影响因子分析

利用1971-2015年青藏高原东北边坡20个站的降水观测资料和美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料,分析了青藏高原东北边坡年、季降水量空间分布和变化趋势,并采用相关系数法分析和讨论其所受的影响因素。结果表明：青藏高原东北边坡地区的年、季平均降水量空间分布极为不均,总体上是从南向北递减,东北部最少;青藏高原东北边坡年、夏、秋季平均降水量北部呈上升趋势,南部呈下降趋势;青藏高原东北边坡地区年平均降水量呈下降趋势,气候倾向率为-3.1 mm·（10a）^-1,其中春、秋、冬季平均降水量呈上升趋势,夏季平均降水量呈明显下降趋势;青藏高原东北边坡地区年、季降水量的显著周期为2～3 a、4～5 a及10～15 a;南亚季风对青藏高原东北边坡地区降水量影响显著,为明显的正相关,西风指数对高原东北边坡地区降水量有一定影响,相关不是很明显,与其北部降水量呈正相关,南部降水量呈负相关。     

西北旱区潜在蒸散发的气候敏感性及其干旱特征研究

潜在蒸散量（PET）是干旱监测评价的重要指标,分析影响潜在蒸散发的气候敏感因子对揭示气候变化的水文响应机理尤为重要。常采用的局部敏感性方法不适用于非线性模型且难以评估各气象因子间的相互作用。对此,基于1964—2018年西北旱区内163个气象站的监测数据,通过Penman-Monteith公式,采用Sobol全局敏感性方法分析了西北旱区潜在蒸散发的气候敏感因子,计算得到了自校准帕默尔干旱指数（scPDSI）,进而分析了区域干旱的时空演变特征。结果表明:1964—2018年西北旱区年均潜在蒸散量为1157.8 mm,高值出现在新疆东部与内蒙古西部地区,低值出现在青海南部地区。1993年为转折点,西北旱区潜在蒸散发受气温、日照时数、风速、相对湿度等多种因素综合影响由显著下降的趋势转变为显著上升,且在夏季最为明显。在1964—1993年,净辐射、风速与相对湿度的变化对潜在蒸散发的影响较大;在1994—2018年,风速与相对湿度的变化对潜在蒸散发的影响较大。scPDSI的时空分布表明新疆北部、青海中部以及甘肃境内的干旱有缓解的趋势;而黄河流域西南部干旱呈现加重趋势,将加剧区域水资源紧张,威胁生态安全。     

基于M-K检验方法的1980～2016年衡水市降水时间变化规律研究

以气象资料为基础,运用趋势分析、Maan-Kendall检验和小波分析等方法,探究衡水市1980-2016年降水量时间变化规律。结果表明,研究时域内衡水市年降水量介于年430～714 mm,平均降水量为524.8 mm;其年降水气候倾向斜率为-11.863 mm/10,各季节降水也呈现减少变化,但趋势并不显著;除了夏季、冬季降水量分别在1987、1992年存在突变,其他年季降水量不存在显著突变;近37年来衡水市年降水存在4 a、8 a和16 a的循环周期。     

西北地区东部季节干旱的时空变化特征分析

干旱作为我国西北地区东部影响最大的气象灾害, 可引起农业减产、水资源短缺、土地荒漠化和生态环境恶化等严重问题.在国家新一轮西部大开发战略实施之初, 在全球气候变暖背景下, 有必要对干旱发展的最新特征和演变趋势进行详细分析研究, 为加强防旱、抗旱,促进经济发展提供科学决策依据和参考.采用国家干旱标准综合干旱指数(CI指数), 利用西北地区东部74个气象代表站逐日气温、降水资料, 分析了西北地区东部不同级别干旱日数在各个季节的时空分布和变化趋势. 结果表明: 在气候变暖背景下, 西北地区东部从长期趋势看, 春、夏、秋季干旱呈加剧趋势, 冬季干旱呈减轻趋势. 21世纪以来春、夏季干旱进一步加剧, 尤其是夏季加剧更显著, 而秋、冬季干旱出现了减弱的新趋势. 在西北地区东部主降水期3-11月重-特旱加剧趋势比轻-中旱加剧显著, 南部干旱化趋势比北部更加明显. 尤其是宁夏同心地区春旱加剧非常显著, 已成为西北地区东部重-特旱最严重的地区.对于干旱发展的这一新动态, 必须引起有关部门的高度重视, 采取科学、有效手段加强防旱、抗旱.     

秦安地区全新世气候的周期振荡特征

通过对秦安大地湾8.3 m天然黄土剖面高分辨率(约为150 a)孢粉数据的研究,发现秦安地区孢粉数据与我国干旱、半干旱地区史料记载的旱涝演变有较为一致的变化,且有明显的冷干、暖湿的气候特征.奇异谱分析表明,秦安地区的旱涝变化有2 300 a、1 060 a、650 a和390 a的准振荡周期.准两千年周期与南亚季风的变化有密切的对应关系,也与太阳活动的强弱有关.     

1961-2015年吉林省极端降水指数时空变化特征

利用1961-2015年吉林省50个气象站的逐日降水量资料,通过RClimDex v1.1软件计算11个极端降水指数,采用线性倾向估计和Morlet小波分析等方法,分析了吉林省极端降水指数的时空变化规律。结果表明：1961-2015年吉林省最长连续无雨日数（CDD）自西向东逐渐降低,其他极端降水指数均呈自西向东逐渐增加的趋势分布。吉林省CDD呈极显著的下降趋势,下降速率为-1.99 d·（10a）^-1,其他极端降水指数波动变化,线性趋势不显著。吉林省各极端降水指数均在20世纪70年代达到最小值。绝大多数极端降水指数存在3 a和12 a左右的周期变化,3 a左右的主周期通过了0.05的显著性水平检验。吉林省极端降水指数除CDD随经度、海拔的增加而显著降低,随纬度的增加而显著增加外,其他大部分极端降水指数随经度、海拔的增加而增加,随纬度的增加而降低。     

1971-2007年青藏高原南部气候变化特征分析

利用我国青藏高原南部24个站点1971-2007年37 a的月平均气温和月降水量资料,对该地区气温和降水量的时空变化特征进行了详细分析.结果表明:1)37 a来该地区气候显著变暖,年平均气温升温率为0.33℃.(10a)-1,气候变暖主要发生于1990年后.1991-2007年气候变暖加速,升温率达到0.76℃.(10a)-1,1997年后升温尤为迅速,升温率达1.14℃.(10a)-1.变暖表现为全年温度升高,其中冬季增暖尤为显著,1971-2007年升温率为0.41℃.(10a)-1,1991-2007年快速上升为1.4℃.(10a)-1.变暖速率具有从东向西的增加趋势;2)年降水量呈增加趋势,但不明显.降水量变化地区差异显著,西部地区降水量显著减少,东部地区总体呈增加趋势.随海拔和地形升高,年降水量有从东向西的减少趋势;3)综合而言,37 a来青藏高原南部地区气候变化呈现暖湿组合特征,但地区差异显著,东部地区变暖变湿,西部地区在变暖变干.     

西藏那曲孔玛盆地孢粉记录及其环境意义

对西藏那曲孔玛盆地第四系湖相沉积地层中的孢粉进行了分析,该套湖相沉积物记录了早更新世晚期((108.7±11.0)×103 a)-中更新世((13.8±1.4)×103 a)时期该地区的植被与环境演化过程.1.087~0.778Ma时期,气候温凉而干旱,呈现出暗针叶林植被景观;0.778~0.531Ma时期,气候总体偏暖,属山地暖温带暗针叶林气候环境,气候存在2次由温暖湿润-寒冷干旱的变化过程;0.531~0.262Ma时期,气候稳定,呈针阔叶混交林植被景观,气候以温暖湿润为主;0.198Ma~更晚(小于0.13Ma)时期,云杉属逐渐取代单/双束松属,成为最主要成分,铁杉含量明显增加,气候总体向寒冷方向发展,气候存在寒冷干旱-寒冷湿润-干旱偏暖的变化过程,属山地寒温带暗针叶林特征,气候总体持续变冷.