新疆1961—2000年高空温度变化的若干事实及突变分析

采用1961—2000年新疆12个探空站逐日观测资料,利用经过5点平滑处理的曲线趋势对比和线性相关的研究方法,分析了40 a来12个探空站边界层、对流层、对流层顶和平流层从2 m和850 hPa至10 hPa的探空标准层各层的温度变化趋势;对流层和平流层各典型层间的相关关系;年际温度距平的垂直分布;并用Mann-Kendall方法进行了突变检验。研究表明：新疆平流层以20世纪80年代初为界,之前温度升高,之后温度降低,曲线呈“∧”型;对流层温度经历先降后升变化,曲线呈“V”型,两层温度表现为反位相变化趋势。其中30 hPa和300 hPa温度、50 hPa和400 hPa温度均达到0.05的显著水平负相关。对流层顶的200 hPa、250 hPa两个层次温度变化平稳。新疆年代际垂直方向温度分布特征70年代整层均为负距平,80年代对流层为负距平而平流层为正距平,曲线呈现镜像“S”型;60年代和90年代对流层为正距平,平流层为负距平,曲线呈现一个上下一致的“S”型。30 hPa、50 hPa和70 hPa温度在80年代初发生由升转降的突变;250 hPa温度在80年代初,500 hPa和700 hPa在1987年,2 m在1973年均发生由降转升的显著突变,显著水平达到0.01。     

1980~2013年新疆高空大气温度变化特征

基于1980~2013年新疆地区8个探空站逐日观测资料,利用Mann-Kendall非参数检验法,分析新疆30多年来高空大气温度时间序列的变化趋势、突变时间及二者的显著性,探讨其与地面温度变化关系。结果表明：近30多年来,新疆对流层上层至平流层中下层表现为降温趋势,对流层中下层呈升温趋势,对流层上层和平流层中下层降温幅度大于对流层中下层的增温幅度;新疆高空温度的变化存在明显的季节差异;新疆高空各层温度在20世纪90年代初发生显著性突变,晚于北半球地面温度突变年份,早于相对应的地面温度突变时间;新疆对流层中下层温度在不同时段和不同季节与地面温度的变化不同,1980~2013年二者均呈显著的增温趋势,而1998~2013年二者的变暖趋势均减缓,甚至还表现为微弱的下降趋势。     

新疆三工河流域山地、平原区气候变化特征对比分析

通过分析三工河流域近40a气候变化特征,结果表明：(1)近40年三工河流域平原区平均温度以0．27℃／10a趋势上升,和全疆变化一致,低于北疆地区;流域山区增温趋势较慢,平均每10年以0．14℃的趋势增温,但冬季增温显著,暖冬趋势明显。(2)三工河流域平原区1987-2000年比1961—1986年平均降水量偏多35％;三工河流域山区,20世纪80年代降水增加较显著,90年代降水量减少到70年代水平。(3)三工河流域平原区和山区气温、降水,同一气象要素呈现正相关;三工河流域平原区温度与降水没有明显相关性：山区温度与降水表现出负相关性。(4)三工河流域山区温度和降水用Mann-kendall方法检验没有达到突变水平,工河流域平原区降水,用Mann-kendall方法检验在1984年发生了由低向高的突变,温度在1995年发生了由低向高的突变。近36a三工河流域平原区干旱指数下降趋势显著,用Mann-kendall方法检验在1983年发生了由高向低的突变;山区干旱指数下降较慢。     

宁夏0 ℃积温时空演变特征分析

利用宁夏全区25个气象台站日平均气温资料,统计分析≥0 ℃积温的时空演变及其开始、结束日期的变化特征;采用复Morlet小波分析方法和Mann-Kendall突变检测方法^〔1〕,揭示了宁夏不同区域≥0 ℃积温的周期及突变特征;并对其演变成因进行了初步探讨。结果表明：近50 a宁夏各区域≥0 ℃的积温均呈增大趋势,积温的持续时间明显延长;全区及引黄灌区0 ℃积温在1997年出现由少到多的突变,在周期上存在3～4 a和9 a左右的长周期;≥0 ℃积温期间引黄灌区极端最低气温<0 ℃的出现日数明显减少,由此而引起的冻害也相应减少。造成宁夏≥0 ℃积温增加、持续时间延长的主要原因是气候变暖前后大气环流出现了明显调整。变暖前,500 hPa高度场上中高纬度地区,特别是巴尔喀什湖附近易于形成低槽,有利于极地冷空气南下影响宁夏区域,造成气温偏低,≥0 ℃的积温偏小;气候变暖之后,500 hPa环流场发生了显著变化,中高纬度地区经向环流减弱,纬向环流增强,不利于槽区的形成和发展,极地南下冷空气活动次数减小,下游大范围区域内的气温升高,对应的0 ℃积温增加。     

SRES A1B情景下德令哈盆地2016-2075年气候变化预估

利用ECHAM5/MPI-OM模式SRES A1B气候情景下预估2016-2075年间60 a的气温及降水资料,通过分析其总体趋势、年代际变化及突变特征,研究德令哈盆地未来气候的变化趋势。预估结果显示：2016-2075年,德令哈盆地气温将可能呈上升趋势,四季及年平均气温的变化总体上基本保持一致,上升幅度在3～4 ℃之间,其中夏季和全年的增温速率相对较大;降水量在未来60 a将基本保持平稳,有微弱的下降趋势,年际间变化以夏季最为显著,降水不均将易导致极端气候事件的发生;无论气温还是降水,预估未来都将有突变发生,气温将在2035年前后发生一次突变,降水量则分别在2030 s末和2040 s初各发生一次突变。     

拉萨近45年浅层地温的变化特征

利用1961-2005年拉萨0～40cm各层逐月平均地温,采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候统计方法,研究了近45年拉萨浅层平均地温的变化趋势、气候突变和异常年份等。结果表明:浅层各季节平均地温均呈现为极显著的升高趋势,升温率为0.43～0.60℃/10a,春季最大、夏季最小。各层年平均地温以0.45～0.66℃/10a的升温率显著上升,40cm深度的升温率最大,与同时期平均气温的升温率比较,地温比气温对气候变暖的响应更强。20世纪60年代至90年代浅层年、季平均地温呈明显的逐年代升高趋势,以冬、春季最为明显。60年代到80年代中期为偏冷阶段,80年代后期至90年代地温为偏暖阶段。各浅层平均地温在1986年秋季均发生了突变,冬季突变时间都出现在1984年。年平均地温除在40cm处1999年异常偏高外,其它各层为异常偏低年份,且发生在20世纪60年代。     

红河流域气温和蒸发量时空变化分析

使用研究区44个气象站1960-2000年的逐月20cm蒸发皿蒸发量、气温的实测资料,分析了红河流域气温和蒸发量的时空变化特征。结果表明：（1）红河流域年均气温呈上升的趋势,1960-2000年间年均气温上升了约0．52℃;其中20世纪60年代和70年代气温变化不大,80年代和90年代急剧上升;季节上以夏季上升趋势最为显著,气候倾向率为0．14℃／10a。（2）红河流域年均蒸发量呈下降的趋势,40年间下降了约45．52mm;其中60年代和70年代相差不大,80年代急剧下降,到90年代有所上升;季节上以春季和夏季下降趋势显著,气候倾向率分别为-1.63mm／10a和-7．63mm／10a。（3）年均气温和蒸发量变化的趋势具有明显的空间分布差异。全流域气温的气候倾向率在-0．21℃／10a-0．35℃／10a,主要的增温区域分布在李仙江和藤条江地区。蒸发量的气候倾向率在-48mm／10a～11mm／10a,蒸发量明显减少区域主要分布在李仙江下游的江城、元江流域的楚雄、元阳、河口和盘龙河流域的文山地区。     

新疆夏季0 oC 层高度变化对河流年径流量的影响

按气候特点和河流径流情况把新疆划分为阿尔泰- 塔城、天山山区和昆仑山北坡3 个研究区域。采用1960~2002 年新疆12 个探空站逐日观测资料和34 个水文站的年径流资料, 利用经过5 点平滑处理的曲线趋势对比和线性相关的研究方法, 定性与定量相结合分析了43 年来新疆夏季0 ^oC 层平均高度变化和河流径流变化趋势及空间分布差异, 并建立了二者的定量关系式。研究表明: 新疆夏季0 ^oC层平均高度与河流年径流量变化具有较好的一致性, 尤其是1970 年代以来, 两者的变化趋势更加亦步亦趋。各区变化不尽相同, 阿尔泰- 塔城和天山山区为1990 年代初以来夏季0 ^oC层平均高度为显著升高地区, 昆仑山北坡为下降区。与之相对应, 同期前两个地区的河流径流量也显著增大, 后一个区域的径流量略为减少。就相关 性而言, 新疆全区和分区的天山山区以及昆仑山北坡等地的夏季0 ^oC层高度与河流径流量均有较好的相关性, 均通过了0.01 显著水平的统计检验。表明新疆近年来不仅近地面发生了气候变化, 高空也同样发生了类似的变化, 并直接导致了夏季0 o^oC层高度的升降。气候变暖, 新疆夏季0 ^oC层升高, 山区的冰雪消融加快, 河流径流量相应增多, 进入丰水期。反之, 进入枯水期。夏季0 ^oC层高度的升降直接影响新疆河流径流量, 在新疆气候暖湿化过程中, 高空的增温也是一个较直接的因子。     

乌鲁木齐近50年气温变化与城市化发展关系

采用线性倾向估计、累积距平、M—K检验法,利用乌鲁木齐地区市区及近郊气象站近50年的年平均气温数据,分析了乌鲁木齐地区气温的年代际变化及突变;采用相关分析方法与趋势拟合等方法,生成乌鲁木齐年平均温度与指征其城市化6项指标的函数关系图。结果发现：（1）近50年乌鲁木齐地区的年平均气温缓慢上升,城区气温高于郊区,城区站增温率为0．2℃／10a,郊区站为0．245℃／10a,总增温率为0．225℃／10a。（2）采用Mann—Kendall检验法分析得出年平均气温在2000年发生了由低到高的突变。（3）乌鲁木齐市城市人口、GDP、全社会固定资产投资总额、建成区面积、能源消耗与年平均气温有着显著的相关性,表明城市化进程与气温变化有密切关系。     

三江平原气温降水变化分析——以建三江垦区为例

气温及降水与人类生产生活密切联系,其变化必然会对生态系统和社会经济等产生重大影响。利用三江平原建三江垦区15个农场气象站1965～2002年气温和降水资料,运用气候趋势系数和一元回归分析法进行气候变化分析。结果表明:近40年来本区气温呈显著上升趋势,平均气温以0.50℃/10a幅度升高,不同季节平均气温均呈上升趋势,且冬季增幅最大,达0.82℃/10a。气温升高存在显著的区域差异,最大的增温中心位于南部边缘,气温倾向率大于0.60℃/10a。降水趋势性变化不显著,但仍呈弱减少趋势,年降水量倾向率为-1.90mm/10a,四季降水量以秋季减少最为显著。在此基础上进行气候突变分析,结果表明气温突变出现在1987年,降水突变出现在1980年和1997年,但降水突变不明显。研究三江平原建三江垦区的气候变化对于保障区域粮食安全具有重要的指导意义。     

我国耕地数量、质量与空间变化研究综述

以中国期刊全文数据库(清华同方)的相关检索文献作为研究数据源,运用EXCEL软件和文献计量方法统计分析1994年以来该数据库收录的论文,并根据研究内容需要进行人为筛选分类,分析研究我国耕地数量、质量和空间变化的进展情况。结果表明:我国耕地变化研究经历了早期调查、动态监测以及土地利用和耕地变化综合研究三个发展阶段,目前研究还存在综合性与系统性不够、缺少定量指标和综合模型、研究尺度不全面、专业化研究不够和服务目标不全面等方面的问题。鉴于此,认为从多尺度构建具有空间、动态性的综合模型是今后耕地变化研究的重点。     

关于区域土地利用变化指数模型方法的讨论

近几年来,各类指数模型方法被广泛应用于我国土地利用变化研究中,并在区域土地利用变化规律总结上发挥了重要作用。这些指数方法包括变化率、土地利用程度综合指数、转移矩阵、流向百分比、动态度、相对变化率、邻接度、多度、重要度、景观指数等。但有关文献对这些指数的表述与计算中,还存在一些明显的混乱与误用。文章通过分析国内相关文献中所涉及的各类指数方法,将其按资源变化的分析、变化方向分析、变化的空间形式分析等目的取向加以归类,然后在此类型框架下,详细阐述了各种指数方法的概念、计算方法、意义、存在的问题,并提出应用建议。     

秦岭南北地区环境变化响应比较研究

利用气象水文部门截止1999年的气象水文实测数据,计算分析在气候变暖过程中中国秦岭具有的区域响应分界意义。由于气候变暖,在百年时间尺度上,通过旱涝指数分析证明秦岭以北进入干旱期,秦岭以南为湿润期;在10年时间尺度上,陕南气温变化较小,而关中气温增高较快,陕南与关中年均气温差值变小;关中和陕南降水量差值变小,二者同时干旱或陕南更干旱,反映出秦岭在气候变化中显著的分界作用。气候变暖,渭河与汉江年径流系数同步减小,其中渭河径流系数由50年代的02下降为90年代的01以下,渭河流域已变为少水带,即相当于气候上的干旱区。秦岭以北地区较其以南地区环境干暖化的趋势更明显,这对于认识全球变化的区域响应差异有参考意义。     

湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展

湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。     

1906-2015年武汉市温度变化序列重建与初步分析

本文利用1906-2015年武汉月平均最高与最低气温资料,重建了过去110年武汉市年平均气温距平序列,分析了其年代际尺度的变化特征。主要结论为：①过去110年武汉市经历了“暖—冷—暖”3个多年代际波动,其中1906-1946年与1994-2015年气候相对温暖,1947-1993年则气候相对寒冷;②在多年代尺度上,武汉市存在多次显著增温和降温过程,其中增温速率最快的30年和50年分别出现在1980-2009年和1960-2009年;最快降温速率则出现在1928-1957年和1925-1974年;③过去110年武汉市年均温发生了3次跃变,其中由冷转暖的跃变出现在20世纪20年代初和90年代中后期,而由暖转冷的跃变则出现在40年代;④武汉市年均温变化与全球/北半球和中国的变化趋势基本一致,但变幅偏大。此外,全球增暖停滞现象在武汉市最近十几年也有所体现。     

Timing of the last highstand of Lake Lahontan

Radiocarbon and uranium-series ages of a variety of materials from the Lahontan basin indicate that the last highstand lake occurred between 14 500 and 13 000 yr B.P. Although few in number, existing radiocarbon and uranium-series age data also indicate that lakes in the western Lahontan subbasins were small or moderate in size between 30 000 and 25 000 yr B.P. Existing data do not support the conclusions of Bradbury et al. (1989) who did not find evidence of a 14 000±yr B.P. highstand lake in the sediments of the Walker Lake subbasin. These data also do not support the existence of a highstand lake in the Walker Lake subbasin between 30 000 and 25 000 yr B.P.     

Effect of climate change and railway embankment on the degradation of underlain permafrost

Because of the global warming and the increasing human activity, the air temperature and the precipitation along the Qinghai-Tibet Railway increased gradually in recent years, which endanger the permafrost table, the embankment of the railway. The statistics of the air temperature, the precipitation and the geothermal temperature in recent 50 years in this dissertation come from the four weather station along the railway, that are Wudaoliang Station, Fenghuo Mountains Station, Tuotuo River Station and Ando Station. This dissertation analyzes the change of climate along the railway and then develops a research on the effect of the changing geothermal temperature on permafrost table and its countermeasures. The experiment result shows that the air temperature of the permafrost region rise steadily in about 50 years, especially in this century, the tendency of rising temperature is more obvious. The precipitation fluctuates but it is also rising rapidly, for the largest precipitation reached 492.6 mm. For 30 years now, the Qinghai-Tibet Plateau has been in the megathermal period, which also affects the permafrost region along the railway. The condition of permafrost is degrading greatly.     

Distinguishing the Effects of Cryosphere Change in the Background of Climate Change in China

Climate change has major impacts directly on the natural ecosystem and human society, of which the cryosphere is most easily affected be-cause of its frangibility and sensitivity. Similarly, cryosphere change has numerous impacts on the natural ecosystem and human society, which may resemble an indirect influence of climate change. These two types of impacts, in shared fields, are distinguished in space and time by effective mechanisms and processes. Climate change has positive and negative impacts on some systems, which may be adjusted by cryosphere change. These indirect and direct impacts may be distinguished, and then correct policies and measures can be made against these changes.     

Lake Area Changes and the main causes in the hinterland of Badain Jaran Desert during 1973–2010,China

Lake area information in the Badain Jaran Desert in 1973, 1990, 2000, and 2010 was obtained by visual interpretation and water index analysis of remote sensing images, based on the spatial and temporal characteristics of lake area changes during 37 years. Results indicated that the nttmber of lakes declined from 94 to 82 and the total surface area was reduced by 3.69 km2 during 1973-2010. The desert lake area reduced by different degrees in different periods, but this occurred most rapidly during 1973-1990. According to the statistics of lake area changes, lake area decreases mainly occurred in the lakes with areas less than 0.2 km2, while the areas of lakes greater than 0.9 km2 only fluctuated. The changes of lake areas were probably due to changes in the quantity of underground water supplies rather than the effects of local climate change or human factors.