车尔臣河流域1955-2010年气候变化特征分析

摘 要：利用车尔臣河流域1955-2010年气温、降水、云量、浮尘、沙尘暴和大风等气象资料,分析了近56a来流域气候变化特征。结果表明:(1)车尔臣河流域年、季平均气温均呈明显上升趋势,以冬季增暖最显著;且在1990年前后出现了冷暖突变,2001-2010年是近56a来最暖的时期。(2)年、季降水量呈小幅增加趋势,春季降水增加趋势达显著水平;降水在1962年出现干湿突变,而1980s后降水增加则趋于平稳。(3)年、季平均总云量呈增加趋势,其中夏季云量的增加最明显。(4)年浮尘、沙尘暴和大风日数呈显著减少趋势,但值得注意的是2005年以后沙尘日数不降反升。总体上看,近56a车尔臣河流域气候朝暖湿方向发展,生态环境明显改善。     

小兴安岭五营林区近49a气候变化趋势及突变分析

利用1958～2006年五营林区的地面资料,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49a五营气候的变化趋势、气候突变和异常年份等。结果表明:五营林区近49a气候明显变暖,雪季升温较雨季快。降水量异常的年份增加,年降水量呈显著减少的趋势,-22.44mm/10a。前后10a降水中心生了明显的时空变化。雨季降水日数、年平均气温分别在1974年、1987年发生了气候突变。     

气候变化对黄河上游水文的影响

利用月水量平衡模型,采取假定的气候方案,分析了黄河上游水文对气候变化的响应。结果表明：降水变化对上游水文影响较在,气温影响相对较小,在气温不变、降不减少１０％的情况下,年径流量和土壤含水量分别减少１２％和６．９％,若降水不变、气温升高１℃时,则二者将分别减少４．３％和５．１％左右;汛期径流量和土壤含水量对气候变化的响应较非汛期强烈。     

未来气候变化对黄河流域水文过程的影响

使用NASA/NCAR有限区域大气环流模型FvGCM结果驱动高分辨率区域气候模式RegCM3 (20 km),进行1961～1990年当代气候模拟(控制试验)和2071～2100年IPCC A2排放情景下未来气候模拟(A2情景模拟试验)。将RegCM3径流模拟结果同大尺度汇流模型LRM [分辨率0.25°(纬度)×0.25°(经度)]相连接,模拟预估未来气候变化对我国黄河流域水文过程的影响。结果表明:相对于当代气候,未来黄河流域呈现气温升高、降水增加(夏季7～8月降水减少)和蒸发增大的趋势,且空间分布极不均匀,造成河川径流在5～10月减少,加剧流域夏季的水资源短缺;未来气温升高使得融雪径流增加,可能导致更早和更大的春季径流,使径流过程发生季节性迁移,引起黄河流域水资源年内分配发生变化。     

新疆1960-1999年第一对流层顶高度变化及其突变分析

采用1960-1999年新疆12个探空站逐日观测资料,按气候特点把新疆划分为阿尔泰山、天山南坡、天山北坡和昆仑山4个区域进行研究。分析了40 a来新疆第一对流层顶年平均高度变化空间分布差异,用Mann-Kendall法和移动t检验法进行了突变检验。结果表明：1960年以来,新疆第一对流层顶年平均高度总体为上升趋势,期间经历了两升两降的变化,较为突出的是1987-1999年的明显上升过程。年代际变化上,20世纪60年代到70年代初第一对流层顶高度有所下降,70、80和90年代的30 a则明显上升,累计上升了百米之多。新疆阿尔泰山、天山南坡和北坡分别于1972、1973和1976年发生了均值突变,昆仑山未发生显著气候突变。尽管存在差异,但在80年代末期至1999年各地呈现的上升趋势却具一致性。     

近42年日照市气候变化分析

根据日照市1961-2002年的年降水量、年平均气温以及季降水量、季平均气温资料，利用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法，分析了日照市近42年的气候变化特征。结果表明：年平均气温、年降水量均存在突变，其中，冬季气温突变最为明显，秋季略有突变但不明显，春、夏季气温没有突变现象；夏季降水量突变最为明显，秋季不明显，冬、春季没有突变现象。     

从地球系统的观点看气候突变

在地球的气候史中,经历了许多次气候突变事件。这些突变对地球表层系统的演变与进化产生了巨大影响。随着全球气候变暖的持续发展,人类赖以生存的气候环境正在经历重大变化。如何科学地理解和认识这些变化,尤其是气候突变。是人类寻求对策,应对气候变化,保护自己持续发展的科学基础。文中从地球系统的角度对气候突变的科学问题进行了探讨,认为对气候突变的研究不应仅局限于大气圈,而应该对地球系统的整体变化进行研究。     

黄河流域近40年日照百分率的气候变化特征

利用黄河流域及其周边146个气象站1960--2000年逐月日照百分率资料，研究分析了黄河流域日照百分率的气候变化趋势。结果表明，就整个流域平均而言，日照百分率呈明显下降趋势，黄河流域年平均日照百分率在20世纪90年代较60年代下降了2．49％；日照百分率的下降主要表现在夏季和冬季，春季和秋季下降不明显。对日照百分率气候变化的空间分析表明，除极少数台站的日照百分率呈略有上升趋势外（主要出现在流域上游），黄河流域日照百分率的下降表现得非常明显，遍布整个流域的中、下游。     

巴州地区气候变化趋势的几点分析

根据巴州地区4个代表站的41年年温度、1月气温和降水、夏季降水量、初霜日、终霜日、入冬日等气候资料，用5年滑动平均法做其趋势项，分析各气象要素随时间的变化特点，从而增加对巴州地区气候变化的感性认识。     

气候变化背景下珠江流域极端洪水事件的变化趋势

根据1951-2010年珠江流域23个典型断面流量资料,用P-III型分布曲线拟合洪水系列进行频率计算,分析了珠江流域极端洪水事件的变化趋势。结果表明：1980年以来,珠江流域极端洪水事件发生的频次明显增加,尤其是自1990年以来增加趋势显著;1981-2010年较1951-1980年珠江流域约70%典型断面极端洪水事件呈增加趋势,主要分布在西江、北江、粤西;而近30%的典型断面呈减少趋势,主要分布在东江和桂南。     

黄河中游地区近522年旱涝突变

应用T检验方法对我国黄河中游地区1470～1991年夏季（5～9月）旱涝等级序列进行分析,结果表明：该地区气候存在着两次百年尺度突变,即17世纪50年代前后（旱转涝）和18世纪60年代初期（涝转正常）,以及百年尺度内20～30年尺度的气候突变;并指出黄河中游地区各时期旱涝变化与赤道东太平洋海温指数（SSTI）和大气活动中心的演变有密切联系。     

黄河流域平均气温变化趋势分析

采用线性倾向估计和非参数统计检验（Mann-Kendall）方法计算黄河流域78个气象站点12个月及年平均气温多年来的长期变化趋势,并在计算结果基本一致的前提下,重点对Mann-Kendall法的计算结果进行了分析.结果表明,黄河流域平均气温总体呈现上升趋势,这种趋势主要归因于1、2、12月气温的升高;气温上升趋势以12月份表现最明显,8月份表现最平缓;全流域年平均气温只有4个站点表现出下降趋势,不同月份变化趋势的地区分布亦有差异,并根据这些差异将流域进行了分区.     

松花江流域气候变化及ECHAM5模式预估

 根据松花江流域1961-2000年观测气温、降水量资料和ECHAM5/MPI-OM模式对该流域21世纪前50 a气候变化的预估结果,分析了松花江流域1961-2000年年平均气温和年降水量变化,并对21世纪前50 a气温和降水量变化趋势进行了预估。结果表明,在全球变暖的背景下,作为中国气候变暖区域响应的先锋,松花江流域年平均气温自1980年代初持续升高,升温幅度比较显著;年降水量在1961-2000年无明显增加或减少趋势,年代际差异也不大。相对于1961-1990年的气候场,21世纪前半叶,年平均气温仍将呈明显增加趋势,到2040年代升温幅度达1℃以上,年降水量变化趋势不显著,可能微弱增加,但冬季平均气温和冬季降水量都呈增加趋势,春季降水量也为增加趋势。     

黄河流域气候监测服务系统设计与应用

针对黄河流域气候监测业务比较薄弱,缺乏有效业务平台支撑的情况,河南省气候中心开展了黄河流域气候监测服务系统建设。建立了包括黄河流域气象台站历史资料与实时资料的流域气候监测资料库,开发了黄河流域气候监测服务软件,实现了任意时段、任意流域气温、降水、气象干旱的资料计算与提取,实现了暴雨日数、最大日降水量、降水日数、极端高温、极端低温、高温日数、低温日数等计算,实现了对任意时段、任意站点(或任意省份、任意流域)气温、降水随时间变化的线性趋势分析,基于Surfer自动化技术的图形绘制模块可以进行降水量实况图、降水距平百分率图、气温实况图、气温距平图、气象干旱实况图、暴雨日数图、高温日数图、低温日数图等的制作和输出,实现了业务产品自动生成与分发。整个系统功能实用、使用方便,提高了业务人员工作效率,增强了黄河流域气候监测服务能力和水平,为黄河流域气候监测服务提供了重要的技术支撑,在黄河流域气候监测、决策气象服务等工作中得到了较好的应用。     

库尔勒近50a气候特征分析

利用1961—2010年库尔勒气象站年平均气温、年平均气压、年降水量、年平均地面风速、年沙尘日数、年沙尘暴日数及年日照时数等资料,分析了近50 a库尔勒市气候变化基本特征。分析表明:(1)近半个世纪来库尔勒市年平均气温上升速率为0.29℃/10 a,高于0.22℃/10 a的全国平均水平,与全球变暖的大背景相一致;(2)年降水量变化趋势不明显,但年际变率大;(3)年平均地面风速减小速率为0.25 m/s/10 a;(4)年沙尘日数、年沙尘暴日数都呈减少趋势,减少速率分别为14.3 d/10 a和0.77 d/10 a;(5)库尔勒年平均气压前期和后期较低、中期较高,年日照时数年际变化较大;(6)库尔勒的气温、年沙尘日数用Mann-kendall方法检验分别在不同年份发生了的突变。与同期相邻轮台站相比,年平均气温、年平均地面风速、年沙尘日数和年沙尘暴日数变化趋势存在明显不同,这可能和两地不同的城市化速度、绿程度有关。     

Variations of Terrestrial Water Storage in the Yangtze River Basin under Climate Change Scenarios

In this study, the water balance-based Precipitation-Evapotranspiration-Runoff (PER) method combined with the land surface model Variable Infiltration Capacity (VIC) was used to estimate the spatiotemporal variations of terrestrial water storage (TWS) for two periods, 1982–2005 (baseline) and 2071–2100, under future climate scenarios A2 and B2 in the Yangtze River basin. The results show that the estimated TWS during the baseline period and under the two future climate scenarios have similar seasonal amplitudes of 60–70 mm. The higher values of TWS appear in June during the baseline period and under the B2 scenario, whereas the TWS under A2 shows two peaks in response to the related precipitation pattern. It also shows that the TWS is recharged from February to June during the baseline period, but it is replenished from March to June under the A2 and B2 scenarios. An analysis of the standard derivation of seasonal and interannual TWS time series under the three scenarios demonstrates that the seasonal TWS of the southeastern part of the Yangtze River basin varies remarkably and that the southeastern and central parts of the basin have higher variations in interannual TWS. With respect to the first mode of the Empirical Orthogonal Function (EOF), the inverse-phase change in seasonal TWS mainly appears across the Guizhou-Sichuan-Shaanxi belt, and the entire basin generally represents a synchronous change in interannual TWS. As a whole, the TWS under A2 presents a larger seasonal variation whereas that under B2 displays a greater interannual variation. These results imply that climate change could trigger severe disasters in the southeastern and central parts of the basin.     

中国当代土地利用变化对黄河流域径流影响

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM),研究中国地区土地利用/植被覆盖变化对黄河流域降雨径流过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心(ECMWF)再分析资料ERA40,分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年(1987～2001年)时间长度的积分试验。随后,RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM。与观测资料的对比分析表明,在实际土地利用状况下,LRM能较好地模拟黄河河川径流的季节和年际变化。研究结果指出,当代土地利用引起了冬季黄河上游部分地区降水减少,中下游地区降水增加;引起夏季整个黄河流域降水的减少。总体来说,当代土地利用变化引起黄河流域年平均降水的减少。对于水文站河川径流量,除了冬春季略有增加外,其他月份河川径流均会减少,并且在9月减少最多。土地利用引起的植被退化造成黄河径流的大幅度减少,并且越向下游减少幅度越大,这可能是引起黄河下游断流的重要原因之一。     

黄河上游和源区气候、水文的年代际变化及其对华北水资源的影响

利用我国气象观测站1951~2000年降水、气温资料以及黄河上游有关水文测站1960~2003年的径流资料,分析了黄河上游和源区气候的年代际变化及其对径流变化的影响,并分析了黄河上游径流变化对华北水资源的影响。分析结果表明:黄河上游和源区降水从20世纪90年代有所减少,气温明显上升,导致了黄河源区和上游径流量锐减。黄河上游径流的减少是90年代黄河下游流量锐减、黄河断流天数增多的重要原因,并表明了黄河上游来水量的多少是影响华北地区水资源的重要原因。     

黄河源区植被变化趋势及其对气候变化的响应过程研究

利用1982～2001年NOAA/AVHRR(美国大气海洋局卫星/甚高分辨率辐射计)NDVI(归一化植被指数)资料、2000～2008年EOS/MODIS(地球观测系统卫星/中等分辨率成像光谱仪)NDVI资料以及1982～2008年黄河源区的玛多、玛曲和兴海气象台站逐月气温和降水资料,分析了黄河源区玛多、玛曲和兴海地区...     

未来气候变化对黄河和长江流域极端径流影响的预估研究

使用NASA-NCAR全球环流模式FvGCM结果驱动高分辨率区域气候模式RegCM3 (20 km),进行1961～1990年当代气候模拟(控制试验)和2071～2100年IPCC A2排放情景下未来气候情景模拟(A2情景模拟试验)。将RegCM3同高分辨率大尺度汇流模型LRM(分辨率0.25°×0.25°)连接,分析水文极端事件在A2情景下相对于当代气候的变化,预估未来气候变化对我国黄河和长江流域水文极端事件的影响。结果表明:(1)未来黄河流域径流年变率增大,月变率减小,日变率在头道拐站以上流域减小,以下流域增大。未来兰州以上半湿润地区,流域东南部湿润区出现径流量峰值的可能性增大,而流域西北部干旱半干旱区出现径流量百分位极值的可能性减小。未来黄河流域中游地区发生流域洪水的风险在夏季月份减少,其余月份均增大。(2)未来长江干流径流年际变率增大,上中游地区径流日和月变率减小,下游地区略有增大;未来汉江流域径流量的年、月和日变率均增大。未来长江干流发生流域洪水的风险在夏季明显降低,而汉江流域各月发生流域洪水的可能性均增大。