1981—2017年内蒙古雾气候特征分析

利用内蒙古116个国家级地面气象观测站1981—2017年逐日雾观测数据,分析了内蒙古雾的气候特征。结果表明:(1)内蒙古年平均雾日数在空间上分布不均匀,雾日数最多的地区是呼伦贝尔市北部;(2)内蒙古雾日分布具有明显的季节特征,夏季比其他季节更易出现雾天气;(3)内蒙古多雾的站点分布在4个气候区,Ⅰ—Ⅲ区雾日数都显现出中间多,两头少的分布特征,Ⅳ区1—3月雾日数相对较多,4—6月雾日数最少,之后又呈现增多的趋势;(4)Ⅰ区雾日数年际变化特征明显,近37a呈现显著减少趋势,减少幅度为0.27d/10a,在1993年有一次明显的突变过程,Ⅱ—Ⅳ区年平均雾日数37a来呈现波动变化的特征,没有明显的增减趋势。     

内蒙古植被NDVI变化特征分析

对植被状况和植被覆盖的研究可以反映植被受环境条件影响产生的时空变化。文章根据GIMMS-NDVI数据集1982—2006年影像数据,分析内蒙古农田、森林、草原三种植被类型NDVI年内、年际的变化趋势以及植被覆盖变化特征的空间差异。各植被类型变化曲线都呈现4—7月NDVI激增,8—10月NDVI猛降,冬季农田、草原植被覆盖接近裸土的特点。农田夏季NDVI平均值的历年线性变化趋势通过显著性检验,森林夏季NDVI平均值呈现下降的趋势,草原夏季NDVI平均值呈现上升的趋势,但都不显著。     

近50年黄河流域气温变化特征及背景分析

利用1961~2010年黄河流域142个气象观测站的资料,详细分析了近50年黄河流域气温的时空分布和变化特征。黄河流域四季平均气温均呈现东部高、西部低、南部高、北部低的空间型态。对流域气温进行经验正交分解,第一模态呈现全流域一致的增温形势,上游增温幅度最大[0.40℃(10 a)-1];第二模态表现为东西部反相变化;第三模态为南北部反相变化。四季气温随时间变化均呈现上升趋势,升温幅度冬季最大[0.52℃(10 a)-1],其次是春季[0.30℃(10 a)-1]、秋季[0.26℃(10 a)-1]、夏季[0.14℃(10 a)-1]。进一步分析表明,近50年来,黄河流域的气温增暖除了全球变暖的影响,可能还来自1980年代中期和1990年代后期两次年代际增暖的贡献,这与东亚季风的两次年代际变化时间节点是一致的。     

基于MODIS NDVI和气候信息的草原植被变化监测

对植被的动态监测可以从一定程度上反映气候变化趋势。该文利用2000—2005年MODIS NDVI数据对锡林郭勒盟典型草原植被变化进行动态监测,在此基础上,以降水量、水汽压、平均气温、最高气温、最低气温、日照时数作为气候指标,分析锡林郭勒盟典型草原和荒漠草原MODIS NDVI与同期及前期气候因子的相关性,探讨草原植被变化的气候驱动因子。结果表明:2000—2005年锡林郭勒盟植被改善面积大于退化面积,植被退化面积最大的区域为荒漠草原,占全盟面积的12.84%,植被改善面积最大的区域为典型草原,占全盟面积29.09%。4类草原改善趋势由强到弱的顺序为草甸草原、典型草原、沙地草原、荒漠草原。对于典型草原,其NDVI与最高气温关系最密切,其次为水汽压;对于荒漠草原,其NDVI与最高气温关系最为密切,其次为最低气温。此外,NDVI对气候因子的响应表现出明显的时滞效应。     

气候变化背景下黄河流域植被变化及其成因北大核心CSCD

研究黄河流域植被的时空变化及其影响因素,对生态文明建设政策的制定具有重要意义。基于2001~2020年MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)植被指数(Normalized Different Vegetation Index,NDVI)数据集及同期气象数据,运用均值法、一元线性回归、偏相关性分析和回归残差法等方法研究了近20年黄河流域植被时空变化及驱动因素。结果表明:黄河流域NDVI整体呈上升趋势并具有较大的空间异质性,其中黄河中游NDVI增长幅度最大,为0.0496(10 a)^(-1)。生长季受降水和沿黄灌区耕作的影响,西部地区、东南部区域和宁夏平原、河套平原植被指数明显较高;从整个流域来看,降水和温度变化对NDVI的贡献分别为32.6%和15.9%,其中降水对NDVI变化的贡献主要体现在黄河上游(50.7%),而温度的贡献则在黄河下游表现最突出(32.3%);20年来,人类活动和气候变化分别对黄河流域植被变化贡献了78%和22%,其中人类活动贡献率超过80%的区域主要集中在黄土高原中部区域;整个黄河流域NDVI与干旱程度有显著的正相关性,尤其在陇中黄土高原和河东沙区等区域。黄河上游NDVI与改进的帕默尔干旱指数scPDSI的相关性最高,而下游相对较低。     

黄河流域未来气候-水文变化的模拟研究

将大尺度半分布式水文模型VIC应用到黄河上中游流域(花园口水文断面以上),并利用区域气候模式RegCM4.0单向嵌套全球气候模式BCC_CSM1.1,动力降尺度到黄河流域的模拟结果驱动VIC模型,开展在新的典型浓度路径下(RCP4.5和RCP8.5)黄河流域未来气候和水文变化的离线模拟。模拟结果显示,在RCP4.5和RCP8.5排放情景下,黄河流域21世纪平均地表气温相对于1971—2000年均呈显著上升趋势,2019—2048年上升1.2—1.5℃,2069—2098年上升2.19—3.9℃。未来年平均降水量有微弱的增大,2019—2048年增幅为6%左右,2069—2098年增幅为1.4%—5.6%。未来蒸发量增大明显,2069—2098年年平均蒸发量最大可增加9.6%。2019—2048年花园口水文站的年平均径流量增大3.4%—7.4%,2069—2098年年平均径流量转为减少,减幅为3.3%—5.3%。黄河上游地区未来气候和水文变化趋势与黄河流域基本一致,但未来年径流量变幅低于黄河流域,相对比较稳定。     

黄河流域1961—2010年极端气温指数的时空变化特征

根据黄河流域67个气象观测站1961—2010年逐日气温资料,采用线性回归分析和M-K检验等方法,研究了黄河流域6个核心极端气温指数的时空变化特征。结果表明:1)黄河流域平均最高气温、平均最低气温、暖日阈值和冷夜阈值均呈现显著的上升趋势,上升速率分别为0.28℃/10a、0.37℃/10a、0.19℃/10a和0.60℃/10a;气温日较差呈现不显著的下降趋势,下降速率为0.08℃/10a;霜冻日数以3.36天/10a的速率呈现显著下降趋势。2)平均最高气温与平均最低气温(暖日阈值与冷夜阈值)的上升呈现明显的不对称性,这是引起气温日较差下降的主要原因,而黄河流域变暖和霜冻日数的减少主要是由平均最低气温的快速上升引起的。3)在空间上,黄河流域变暖趋势较为显著的区域为呼和浩特、乌拉特中旗、包头、惠农、鄂托克旗、东胜一带和绥德、离石、太原、太谷、延安、延长、隰县、吉县一带。4)黄河流域6个气温指数的年内变化以冬季最为明显,而且变化趋势显著,冬季变暖对黄河流域年内气温升高贡献最大。     

气候变化、植被改变及人类用水与黄河流域水循环的研究进展

受气候增暖和人类活动的双重影响,黄河流域的水循环正在发生显著变化,水资源供需矛盾突出。陆地水循环是一个复杂的非线性系统,为清晰认识水循环变化的全貌,并合理高效利用有限的水资源量,需要综合考虑水循环各个要素之间的协同变化机制。同时,在“人类世”背景下,黄河流域水循环研究必须考虑人类活动的影响,主要包括植被变化和人类用水,其中人类用水主体为农业灌溉。自从实施生态恢复工程以来,黄土高原植被覆盖明显改善的同时也引发了对径流、蒸散发、降水、土壤湿度以及地下水的一系列影响,且研究结论还存在一些争议,但黄土高原植被覆盖改善使得该地区蒸散发量增加基本达成共识,大多数研究支持植被改善减少径流的结论。黄河流域的农业灌溉方式主要为大水漫灌,其对地表蒸散发、地表水及地下水多个过程具有重要影响。本文主要针对黄河流域的水循环研究,讨论相关研究进展以及发展方向。     

黄河流域1961—2010年极端气温指数的时空变化特征

根据黄河流域67个气象观测站1961—2010年逐日气温资料,采用线性回归分析和M-K检验等方法,研究了黄河流域6个核心极端气温指数的时空变化特征。结果表明:1)黄河流域平均最高气温、平均最低气温、暖日阈值和冷夜阈值均呈现显著的上升趋势,上升速率分别为0.28℃/10a、0.37℃/10a、0.19℃/10a和0.60℃/10a;气温日较差呈现不显著的下降趋势,下降速率为0.08℃/10a;霜冻日数以3.36天/10a的速率呈现显著下降趋势。2)平均最高气温与平均最低气温(暖日阈值与冷夜阈值)的上升呈现明显的不对称性,这是引起气温日较差下降的主要原因,而黄河流域变暖和霜冻日数的减少主要是由平均最低气温的快速上升引起的。3)在空间上,黄河流域变暖趋势较为显著的区域为呼和浩特、乌拉特中旗、包头、惠农、鄂托克旗、东胜一带和绥德、离石、太原、太谷、延安、延长、隰县、吉县一带。4)黄河流域6个气温指数的年内变化以冬季最为明显,而且变化趋势显著,冬季变暖对黄河流域年内气温升高贡献最大。     

2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应

气候是植被变化的主要驱动因子,研究全球增暖背景下中国区域植被变化及其对气候的响应对于国家开展重大生态恢复评估和未来植被保护政策制定具有重要意义。利用2000-2016年MODIS植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集,运用统计分析方法,从平均态、线性趋势、时间序列、相关性等方面系统分析了2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应。结果表明:中国区域NDVI在平均态上呈现从东南向西北递减的空间分布,受降水生长季的影响,东部地区植被指数明显较大;我国大部分地区NDVI呈现增加的趋势,其中湿润半湿润地区NDVI增长幅度为0.037·(10a)^-1,而在干旱半干旱地区变化较小[0.013·(10a)^-1]。NDVI的变化与气候驱动因素的相关性存在一定的区域差异,其中:NDVI与气温变化在东南沿海、东北东部以及青藏高原北部等地区呈现出显著正相关,而在青藏高原南部等地区呈现微弱的负相关;除青藏高原、塔里木盆地和东北北部等地区外,NDVI与降水量在全国大多数地区呈正相关。从全国平均来...     

1960—2009年汉中市气候变化特征及未来趋势

运用一元回归分析、Mann-Kendall和R/S方法,对1960—2009年汉中市气温、降水量和日照时数变化特征及未来趋势进行分析。结果表明：近50 a来,汉中市年平均气温以0.14℃/10 a的速率升高,并在1997年发生增温突变,其Hurst值为0.94,表明未来气温的变化与过去50 a有较强的持续性,仍将呈现上升趋势。汉中市年降水量以-28.45 mm/10 a的速率显著减少,呈波动变化,突变不显著,其Hurst值为0.75,说明汉中市降水量减少的趋势还将继续;日照时数在过去50 a呈减少趋势,减少率为-56.42 h/10 a,并在1979—1980年发生突变,其Hurst值为0.91,说明汉中市未来日照时数变化趋势与过去一致,仍将持续减少。     

1921—2020年呼伦贝尔草原区气温变化特征分析

选取呼伦贝尔地区博克图、海拉尔、满洲里1921—2020年气温观测数据,利用线性倾向估计、滑动平均、距平法分析该地区各年代际气温变化趋势,利用Morlet小波分析研究气温变化周期性特征,利用Mann-Kendall检验研究气温的突变特性。结果表明：草原区年平均气温总体上呈先降后升的趋势,总体增温为2.7℃。该地区气温变化分两个阶段,20世纪30—90年代属偏冷时期,增暖主要发生在最近的30多年,从20世纪90年代开始,气温属偏暖期,整体趋势与5年滑动平均曲线、距平以及UF的分析结论一致。以冬季为代表季分析气温变化趋势,草原区冬季存在10～20年的震荡周期,增温主要是从20世纪50年代中期开始,60—80年代气温始终在较小的范围内上下波动,气温在1968年发生突变,1983年之后气温显著上升。整体趋势近100年年平均气温与冬季平均气温变化基本保持一致。     

黄河流域夏季旱涝变化及气候物理因素的影响

利用1951—2008年NCAR/NCEP再分析资料及中国气象局整编的160站降水资料,探讨了黄河流域夏季降水气候分布范围,在此基础上研究了黄河流域夏季降水旱涝的年代际变化特点。结果表明：20世纪90年代以前,黄河流域夏季旱涝变化为9—11 a和2—3 a周期,20世纪90年代后周期变化不明显。对导致黄河流域夏季旱涝的气候物理因素分析表明,东亚高度场负距平异常直接造成中国黄河流域的夏季偏旱,而亚洲高度距平场东高西低的配置造成中国黄河流域偏涝;夏季南亚季风、东亚季风在中国黄河流域的辐合是流域降水偏多的关键。在同期OLR距平场,涝年黄河流域处在大的负距平中,对流强盛有利于水汽的辐合。影响大气的主要下垫面要素海温场,赤道东太平洋海温指数与夏季中国黄河流域降水同期呈负相关关系。中国黄河流域旱年赤道东太平洋海温多为正位相,对应中国黄河流域涝年赤道东太平洋海温多为负位相。提出了一个寻找旱涝成因方法并为预测旱涝变化提供参考。     

近45年来贵州省日照时数的变化特征

用贵州80多个气象站1961~2005资料,分析了日照时数近45a来在时间和空间上的变化特征。并用"Mann-Kenda ll"法进行了年日照时数变化的突变检验。结果表明:贵州日照时数整体性的减少较为明显,减少的气候倾斜向从-144.3h/10a到-12.2h/10a之间;在通过突变检验的60个台站中有96.7%台站的日照突变现象发生在1970年代以后,有76.7%台站的日照突变现象发生在80~90年代。     

黄河流域夏季旱涝变化及气候物理因素的影响

利用1951-2008年NCAR/NCEP再分析资料及中国气象局整编的160站降水资料,探讨了黄河流域夏季降水气候分布范围,在此基础上研究了黄河流域夏季降水旱涝的年代际变化特点。结果表明：20世纪90年代以前,黄河流域夏季旱涝变化为9-11 a和2-3 a周期,20世纪90年代后周期变化不明显。对导致黄河流域夏季旱涝的气候物理因素分析表明,东亚高度场负距平异常直接造成中国黄河流域的夏季偏旱,而亚洲高度距平场东高西低的配置造成黄河流域偏涝;夏季南亚季风、东亚季风在黄河流域的辐合是流域降水偏多的关键。在同期OLR距平场,涝年黄河流域处在大的负距平中,对流强盛有利于水汽的辐合。影响大气的主要下垫面要素海温场,赤道东太平洋海温指数与夏季黄河流域降水同期呈负相关关系。流域旱年赤道东太平洋海温多为正位相,对应流域涝年赤道东太平洋海温多为负位相。本研究提出了一个寻找旱涝成因方法并为预测旱涝提供了科学参考。     

华南暴雨的气候特征及变化

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年和前、后汛期的暴雨日数、强度、贡献率等的气候特征及变化。结果表明,近48年来,华南年平均暴雨日数的地理分布总体上呈由沿海向内陆递减的趋势,最多中心在广西东兴（14.9d）,最少中心在广西隆林（3.2 d）。华南的暴雨72%发生在汛期,其中前汛期占45%,后汛期占27%。华南平均年和前、后汛期暴雨日数呈微弱上升趋势,但不明显。年和前、后汛期暴雨日数具有明显的年际、年代际变化特征。华南平均年和前汛期的暴雨强度有微弱增加趋势,特别是2005年以来升幅明显,而后汛期暴雨强度有不明显减少趋势。华南年暴雨贡献率增加明显,而前、后汛期暴雨贡献率增加并不明显。小波分析表明：2000年以来,华南年、前、后汛期暴雨日数具有2～3 a和3～4 a准周期振荡。     

1981—2015年招远市气温变化特征分析

文章利用招远国家气象观测站1981—2015年气温观测资料,运用趋势滑动平均和线性倾向估计方法对招远气象站气温变化特征进行了分析。结果表明:1981—2015年招远气象站年平均气温以0.22℃/10a的速率呈明显上升趋势,且具有明显的阶段性变化特征。季节平均气温均以不同速率上升,冬季气温上升趋势最为显著。年平均最高气温、最低气温均呈上升趋势,年平均最低气温上升趋势最显著。受热岛效应的影响,年平均最低气温的上升速率远大于年平均最高气温。除夏季平均最高气温呈缓慢下降趋势,其他季节均呈上升趋势,且冬季平均最低气温上升趋势最为明显。平均最低气温的快速上升使得气温日较差呈减小趋势。     

1964-2013年大连地区暴雨气候特征及变化规律

利用1964—2013年大连地区6个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall和 Yamamoto检验及最大熵谱分析等方法,对大连地区暴雨的气候特征及变化规律进行分析。结果表明：大连地区3—12月均可出现暴雨,72.7％的暴雨出现在7—8月,7月暴雨出现最多,8月上旬是暴雨出现最集中的时期。4—8月各月暴雨日数均呈上升趋势,且4月暴雨日数上升最明显,8月次之,至9月暴雨日数呈下降趋势。大连地区各站年平均暴雨日数为1.8—2.8 d,暴雨日数分布从大连西北内陆向东南沿海地区逐渐增多,暴雨日数大值中心在庄河（2.8 d）。各站年暴雨日数均呈上升趋势,大连北部普兰店、东部长海和西南部旅顺地区年暴雨日数呈显著上升趋势,其他地区年暴雨日数上升趋势较弱。近50 a来,大连地区暴雨初日有所提前,暴雨终日变化不明显。年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均呈不显著的上升趋势,且均从2003年以来增加明显,均有2.0—3.0 a的周期振荡;此外,年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率分别存在准12.5 a、准5.0 a和准16.7 a的振荡周期,仅年暴雨贡献率在1977年和1978年发生显著突变。     

1977－2020年额济纳胡杨林植被变化特征及其影响因子分析

基于1977－2020年Landsat影像,采用监督分类和归一化植被指数（NDVI）,并结合气象、水文数据,对近44年额济纳绿洲胡杨林面积时空动态、植被状况,以及对其有影响的主要环境因素进行综合分析。结果表明：（1）2020年研究区胡杨林面积为2.99万 hm2,较1977年,胡杨林面积增长了1.62倍,东河西岸三角洲恢复面积较大。研究期内,胡杨林经历了衰落期和恢复期,最小面积为1990年的1.03万 hm2。（2）2001年实施生态调水后,研究区NDVI值增速达0.027/10 a (p<0.01),是研究时段NDVI值增速的2倍,调水前NDVI值增速的45倍。（3）虽然月NDVI值与月均温相关系数为0.463 (p<0.01),但年NDVI值与气候因素相关性并不明显,而与正义峡径流量显著正相关（相关系数为0.437,p<0.05）,并且实施黑河调水与胡杨林景观生态功能改善的时间段同步。生态调水后,研究区NDVI值升高了0.011,裸地面积减少0.17万 hm2。     

1901—2017年中亚五国气候特征分析

在全球变暖背景下,区域气候变化对变暖的响应存在较大差异。本文基于CRU发布的中亚干旱区逐月气候数据序列,分析1901—2017年中亚五国气候变化的特征及区域差异,得出以下结论：中亚地区平均气温升温显著,自1988年突变升温以来升温幅度达0.37℃/10 a,21世纪为最暖时期。四季平均气温差异明显,春、冬季平均气温升温幅度最大。平原区升温幅度较山区高0.05℃/10 a。最高气温增幅最小,最低气温增幅最大,夏季最低气温增幅为最高气温的近2倍。高山区最高气温增速较平原区缓。中亚地区年降水量总体呈增加趋势,突变后增幅较之前增加了2倍多。受西风带、地中海气候影响,高大山体阻挡,降水量自北向南递减。1901—2017年四季降水量均呈增加趋势,春、冬季为降水量高值期,增速也相对较大。降水日数总体呈微弱增加趋势,各国变化差异明显。