黑龙江省土壤冻融期气象要素变化特征

黑龙江省春季土壤冻融剧烈,土壤湿度和温度受土壤冻融影响较大,利用黑龙江省64个气象观测站1961—2018年的逐日最高气温、最低气温、平均气温、降水量、地温资料及34个农气观测站人工观测的1981—2018年的土壤湿度资料,分析土壤冻结期间的气象要素变化,研究春季土壤冻融过程中湿度和温度的变化。结果表明：土壤冻结期从北向南缩短,且逐年缩短,冻结期平均气温从北向南升高,逐年上升,降水量西部少、东部和北部多,逐年增加;春季冻融次数平原少、山区多,逐年减少。春季融雪开始日期由北向南提前,并且呈现逐年提前的趋势,融雪期升温速率北部、东部低,中部、南部高;在春季冻融过程中,土壤湿度随着土壤深度的增加而增多,东部土壤湿度受土壤融冻影响最大;在整个冬季土壤冻结期间,北部、中部及东部土壤湿度是增加的,且随着土壤深度的增加,土壤湿度增加的越多,而西部土壤湿度是减少的,且随着土壤深度的增加,土壤湿度减少的越少;春季土壤冻融期间,0 cm平均地温全省平均在-17.3~22.1 ℃之间,南部与全省变化趋势基本一致,升温趋势明显,而北部升温速度明显慢于南部。     

宁夏近53年冬季气温变化趋势及对农业的影响

根据宁夏20个地面气象观测站1961年来冬季(12月至次年2月)逐日气温资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了宁夏全区、引黄灌区、中部干旱带和南部山区冬季平均、最高、最低气温年际、年代际变化趋势及突变特征;对比分析了21世纪以来冬季最冷月平均气温、0℃负积温变化的新特点及对农业的影响。结果表明:1宁夏全区及各地冬季平均气温2000年以前上升趋势显著,其中引黄灌区冬季增暖最明显,中部干旱带次之,南部山区增暖幅度最小,1985年为宁夏大部分地区冬季平均气温升高的突变点。21世纪以来宁夏大部分地区冬季平均气温上升趋势趋缓,中部干旱带甚至出现下降。2宁夏各地冬季平均最低气温的上升幅度明显高于冬季平均气温和冬季平均最高气温,说明宁夏各地冬季气温升高的原因主要是冬季最低气温升高;进入21世纪以来,冬季平均最高气温变化幅度较冬季平均气温剧烈,大部分地区出现下降;冬季平均最低气温除中部干旱带2002年后略微下降之外,大部分地区持续上升。3冬季最冷月平均气温升高,0℃负积温绝对值大幅降低,有利于越冬作物种植区北界北移,种植面积扩大,遭遇冻害的风险降低,也易使农作物病虫害增加。     

1961—2007年辽宁省积雪变化特征及其与温度、降水的关系

使用辽宁省52个气象观测站1961—2007年积雪初、终日期、积雪期(积雪初、终间日数),以及同期温度、降水资料,分析了该区积雪的变化特征及其与温度和降水的关系.结果表明:辽宁省平均积雪初日为11月19日,终日为3月23日,平均积雪期为125 d;近47 a积雪初日无显著变化趋势,积雪终日提前约13 d,主要分布于辽宁南部沿海地区,积雪日数缩短约13 d,主要位于辽宁中部、东部大部分地区及北部部分地区.近47 a中,辽宁省积雪初日在1998年发生了突变;积雪终日发生了2次突变,分别是1974年和1992年;积雪期未出现显著突变点.积雪初、终日及积雪期具有一定的周期变化特征,积雪初日与11月份气象要素具有很好相关性,且受0℃开始日期制约,积雪终日与4月份气象因子相关性较与其它各月高,且与10℃结束日期有较强相关性.积雪初、终日期对温度较对降水敏感,且与平均地面温度较与平均气温关系更为密切;温度越低,降水量越多,积雪持续时间越长,且温度在积雪维持方面更为重要.     

我国东部沿海2万年来的气候——环境大变化

2—1.5万年前的低温期,平均气温比现代低8—10℃左右,海面最低时为现代海面的-130米;距今1.2—1.1万年气候开始回暖,全新世中期(8000—3000年前)为高温期,平均气温比现代高2—3℃,海面较现代高出2—3米。指出:对未来气候与环境变化的研究,要辅以过去一定时段气候——海面——环境变化史及其规律的研究。     

19世纪中叶北京高分辨率沙尘天气记录：《翁心存日记》初步研究*

《翁心存日记》是迄今为止发现的记录天气现象最为详细的历史天气日记,保留了难得的19世纪中叶北京的沙尘天气记录。归纳了对历史文献记录中的沙尘天气进行分类的方法,通过《翁心存日记》,重建了19世纪中叶北京沙尘天气情况。分析发现当时北京年平均沙尘日多达31.36天,高于近60年来北京沙尘天气的平均水平。而19世纪中叶的北京沙尘天气中扬沙、浮尘和沙尘暴天气的构成和现代基本相似,年内分布特征也较相似。但19世纪中叶夏季沙尘比例较现代明显偏多46％,而冬季沙尘比例仅为现代比例的75％,这说明古今间沙尘天气的季节分布可能存在较大差异。另外,19世纪的沙尘天气同样存在明显的年际变化,且本地降水是影响年际变化的因素之一。     

黑龙江省≥10℃积温时空变化特征

积温是作物种植界限的重要参考依据, 分析其变化特征可为农业气候区划、合理种植农作物等提供科学依据. 基于黑龙江省62个气象站点1961-2014年的逐日平均气温资料和地理信息数据, 采用多种气候统计方法, 建立多元线性回归模型, 分析了近54年来黑龙江省≥10℃积温的时空变化特征.结果表明: 1961年以来, 黑龙江省≥10℃积温初日明显提前, 终日显著推迟, 持续日数增加,≥10℃ 积温显著上升, 在1994年发生突变;≥10℃积温随着纬度的增加逐渐降低, 随海拔的升高而减少, 低于1 900℃积温区域所占面积有逐年减少的趋势, 2 700℃以上积温区域所占面积呈显著增加趋势; 随着黑龙江省积温的增加, 积温带明显向北、向东移动, 第一和第二积温带面积显著增加, 第六积温带面积显著缩小.     

中俄原油管道工程(漠河-大庆段)沿线气温、地表和浅层地温年际变化特征

分析了中俄原油管道(漠河-大庆段)沿线自建站至2005年的月平均气温和地温观测资料,并通过插补建立了1961-2005年漠大沿线各站各季及年平均温度资料完整序列.结果表明:各站年平均气温具有很好的相关性,近40多年年平均气温在20世纪60年代最低,70年代略有回升,80年代后气温逐渐升高,进入90年代后期升温有所减缓;沿线各站的年平均地表温度也是20世纪70年代最低,70年代进入80年代升温最明显.气温升温最显著的是冬、春季,升温率分别达到0.71 ℃·(10a)-1和0.48 ℃·(10a)-1,夏季升温率只有0.27 ℃·(10a)-1.年平均气温和地表温度的升温率分别为0.45 ℃·(10a)-1和0.27 ℃·(10a)-1,气温的升温比地表温度要快.年平均地表温度要比年平均气温高,深层地温的变化趋势与气温基本一致,在位相上有1～2 a的差异.     

北方地区农业雨水利用技术及分析计算

利用长系列降水资料对邢台市降雨特性分析,该区降水比较集中,汛期降水量占全年降水量的80％;通过对该区常规种植作物需水量分析,冬小麦-玉米一年两熟农业结构,少雨期正是小麦需水期,在平水年单位面积缺水量为368．4mm。而棉花生长需水期正是多雨期,在平水年,单位面积缺水量79．6rnm,天然降水基本上可满足棉花正常生长的需要。通过两种种植结构对比分析实验,种植棉花不仅减少灌溉费用,而且每hrn2可减少开采地下水2095m3。因此,结合该区降水特性．调整农业种植结构,在水资源相对丰富的地区,保证粮食作物的种植面积;在水资源匮乏的区域,种植棉花作物．使得降水季节与作物需水期相适应,从而达到充分利用雨水资源的目的。     

中俄原油管道工程(漠河大庆段)沿线气温、地表和浅层地温年际变化特征

分析了中俄原油管道(漠河-大庆段)沿线自建站至2005年的月平均气温和地温观测资料,并通过插补建立了1961—2005年漠-大沿线各站各季及年平均温度资料完整序列.结果表明:各站年平均气温具有很好的相关性,近40多年年平均气温在20世纪60年代最低,70年代略有回升,80年代后气温逐渐升高,进入90年代后期升温有所减缓;沿线各站的年平均地表温度也是20世纪70年代最低,70年代进入80年代升温最明显.气温升温最显著的是冬、春季,升温率分别达到0.71℃.(10a)-1和0.48℃.(10a)-1,夏季升温率只有0.27℃.(10a)-1.年平均气温和地表温度的升温率分别为0.45℃.(10a)-1和0.27℃.(10a)-1,气温的升温比地表温度要快.年平均地表温度要比年平均气温高,深层地温的变化趋势与气温基本一致,在位相上有1～2a的差异.     

从史料记载看中国历史时期海面波动

广泛采用文字类海面变化“代用资料”是历史时期小尺度海面波动研究的重要手段，将史籍中有关海面波动的记载与考古学和沉积地层学证据相结合进行综合分析，可以初步认定：我国历史时期2ka年来，西汉至两晋为相对高海面时期（西汉晚期为显著高海面时期）；晋末至隋末为相对低海面时期，唐至南宋为相对高海面时期，尤其是8世纪，11世纪后期至13世纪初期出现显著高海面，而其间的唐末至五代，南宋后期至元初曾出现过海面下降；元明清时期总体为相对低海面时期，但在元中后期至明初，16世纪上半叶，17世纪末至18世纪初分别出现几次相对高海面。     

宋元时期中国西北东部的冷暖变化

根据历史文献中的作物种植界线、种植制度变化、植物及异常气象水文物候等记载,并辅以树轮、湖泊沉积等自然证据指示的冷暖变化状况,分析了宋元时期(960～1368A.D.)我国西北地区东部的冷暖变化特征。主要结论是： 960A.D.前后,西北东部地区冷暖程度与今(即 1951～1980年)基本一致; 960s～1040s,气候逐渐增暖; 1040s～1110s,气候较今暖; 1110s以后,气候转冷; 12世纪末,气候又再次明显转暖; 1260A.D.之后,温度下降,自13世纪末进入寒冷期。西北东部的这一冷暖变化过程不但与毗邻地区湖泊、特别是树轮等所指示的冷暖变化过程较为一致,而且与中国东部地区的冷暖变化也基本一致,但13世纪后期的降温幅度较中国东部更为明显。     

2000年来华南沿海气候与环境变化

通过华南沿海两个钻孔剖面的孢粉分析，并用14种热带、南亚热带木本植物花粉含量之和与5种中、北亚热带和暖温带木本植物花粉含量之和的比值作为冷热变化的温度半定量曲线；利用2000年来古籍、地方志记载的典型热带动、植物分布、兴衰的变化作冷暖变化事件；以华南沿海罕见的降雪记载，特别是对15世纪以来的降雪现象分纬度统计其出现频率，探讨华南的小冰期。据此分析华南沿海2000年来的气候和环境变化。     

近2000年来长江上游荔枝分布北界的推移与气温波动

通过对近2000年来长江上游荔枝分布北界变化的讨论,说明长江上游荔枝种植北界最北可达北纬31°40’,近2000年来荔枝种植的北界总的来看是逐渐向南退缩;两晋、南北朝时期和唐后期的寒冷气候在长江上游地区反映不太明显,而南宋12世纪的寒冷气候在长江上游反映十分明显,这说明12世纪的寒冷气候是长江上游近2000年来最寒冷的时期;在12世纪中长江上游又以70年代最为寒冷。     

全球气候变暖与未来发展趋势

根据全球及中国气温观测资料分析了近百年全球变暖问题,指出总的变暖趋势对认为温室效应的加剧是气候变暖的原因的意见有利。但温度变化的时空分布则与温室效应的理论结果有不少不一致之处,如变暖的突变性,50年代到70年代的变冷、80年代大洋北部的变冷及中国南部的变冷等。根据代用资料建立的数百年气温序列表明,19世纪是小冰期中的一个冷期。因此,如果从这时开始计算变暖幅度,则可能过高估计了温室效应。     

小冰期气候的研究

本文总结分析了近年来国内外对小冰期气候的研究，对亚洲、欧洲、北美、南美、非洲、北极地区及南极洲的各种重建气温序列进行了整理。所有序列均取１０００－１９８９年每５０年的平均值(最后一个仅有４０年)，并统一对近千年平均求距平。发现１７世纪及１９世纪的冷期有很大普遍性。平均比２０世纪后半低１．０℃左右。火山活动与太阳活动(¹⁴Ｃ)指数及平均气温序列的相关系数分别为－０．４９及－０．７３，说明这两个因素可能是小冰期形成的原因。     

中国西北干旱区降雪和极端降雪变化特征及未来趋势

降雪是中国西北干旱区水文系统中关键的组成要素, 同时也是对气候变化极为敏感的因子。利用中国西北干旱区的89个气象站点逐日气象资料结合IPCC-CMIP5气候情景数据, 研究了该区域降雪和极端降雪的时空变化特征, 并分析了其对气候变化的响应机理及未来变化趋势。结果表明： 1971—2010年, 我国西北干旱区年降雪量显著增加, 但降雪次数却明显减少; 年极端降雪发生次数占总降雪次数的比例不足3%, 但其对年降雪量的平均贡献可达1/4, 且极端降雪量和发生次数的增加是近40年西北干旱区降雪总量增加的主要原因。极端降雪发生时的气温要比非极端降雪发生时的气温平均高3.3 ℃; 当气温在1 ℃以下, 降雪强度随气温升高而增大, 该变化特征基本符合克劳修斯-克拉伯龙方程理论, 气候变暖是导致极端降雪显著增加的主要原因。在RCP4.5气候情景下, 我国西北干旱区未来年降雪次数将大幅减少, 年降雪量将在（2040±5）年前后达到峰值随后下降, 年极端降雪量和发生次数预计（2060±5）年左右达到峰值; 相比基准期, 2050s西北干旱区所有站点的年降雪发生次数都将明显减少, 区域平均年降雪量将减少5%, 而年极端降雪量和发生次数有微弱的增加, 分别增加约2%和4%。     

Variations in annual winter mean temperature in South China since 1736

Modern meteorological observations in South China from 1960 to 2009 show a strong correlation between winter temperatures and two snowfall parameters, the southern boundary of the snow and the number of snowy days. Based on this relationship, the variation in annual winter mean temperature in South China from 1736 to 2009 was reconstructed using data acquired from Chinese historical documents dating from the Qing dynasty, such as memos and local gazettes. The reconstructed time series were used to analyse variations in winter temperature in South China. Significant interannual and interdecadal changes were found. The maximum temperature difference between neighbouring years was 3.1 °C for 1958–2009 and 3.0 °C for 1736–1957, whereas the maximum temperature difference between adjacent decades was 0.8 °C for the 1960s–2000s and 0.6 °C for the 1740s–1950s. The 2000s was the warmest decade; the mean temperature was 1.6 °C higher than that of the 1870s, which was the coldest decade between the 1740s and the 2000s. The mean winter temperature was warmer in the 18th and 20th centuries and coldest in the 19th century.     

中国西部末次冰期以来冰川、环境及其变化

晚更新世以来,由于青藏高原及其周围山地的上升,中国西部的气候愈来愈干冷,冰川发育受到抑制。末次冰期最盛时,雪线比今日低300—1500m,古冰缘下限比今日低300—1400m,高山带的气温比今日低3—7℃,高原外围地区低8—10℃。青藏高原从13000aB.P.开始气候变暖,6000aB.P.高温期时冰川强烈退缩或消失,4000—3000aB.P.气候又再次变冷进入全新世新冰期和现代小冰期。目前气候又开始变暖,大部冰川又转入后退时期。     

The Holocene glacial history of Lyngshalvöya, northern Norway: chronology and climatic implications

Up to four nested Neoglacial moraines occur in front of glaciers on Lyngshalvöya. Lichenometric measurements at 21 glaciers demonstrate that these represent five episodes of glacier expansion, one of which predated the Little Ice Age. Lichenometric, dendrochronological and historical evidence indicates that the oldest Little Ice Age moraines date to the mid-18th century, and the youngest to A.D. 1910-30. At nine small glaciers the A.D. 1910-30 moraine represents the Neoglacial maximum; only larger glaciers were more extensive in the 18th century. It is inferred that conditions for glacier growth were less favourable in the 18th century than in A.D. 1880–1910 because of low winter snowfall. Comparison of the relative magnitude of 18th- and 20th-century advances on Lyngshalvöya with those of southern Norway suggests that the diminished winter precipitation was due to the southerly location of the North Atlantic oceanic polar front in the 18th century, which resulted in a reduction in winter cyclonic activity in northern Scandinavia but in an increase in snowfall farther south.     

面对全球迅速变暖及其后果预测的第四纪研究动向

未来50—100年全球可能迅速变暖。围绕这一问题,第四纪研究出现了一些新动向:第四纪地质时期里是否出现过快速变暖阶段?在这阶段里生态环境怎样变化?有机界对气候快速变化的响应程度如何?在地质时期的高温阶段里生物界的景况怎样?等等,以期借鉴过去预测未来。不过,这里也存在这样一个问题,即“在多大程度上‘过去’是预测未来的钥匙?”