基于SPEI的黄淮地区夏季干旱时空异常特征及成因

选取黄淮流域及周边地区147个气象站1962—2015年逐月气温、降水观测资料,利用标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)分析了该地区近54 a夏季干旱变化及其异常成因。结果表明:黄淮地区近54 a夏季呈稳定略偏旱趋势,1990年代起该地区夏季经历了先湿后干的演变。EOF(经验正交函数)分析表明黄淮地区夏季SPEI的前3个模态为一致旱涝型、南北反位相型和东北-西南反位相型。该地区夏季偏旱年份为Ⅰ类或Ⅲ类雨型且夏季各月干旱成因有所不同,其中6月亚洲区极涡强度偏弱时,同期黄淮地区降水偏少,干旱频发;7月西太平洋副热带高压(副高)西伸脊点位置偏东(位于129°E以东),黄淮地区发生干旱的可能性较大;8月副高强度越弱,干旱风险越大。夏季青藏高原地面加热场强度偏强时,中高纬冷空气势力较弱难以影响到黄淮地区,同时,副高位置异常偏北偏西,导致该地区偏旱。     

公元1500年以来El Nino事件与中国降水分布型的关系

利用我国近500年旱涝等级资料和公元1500年以来的El Nino事件的记录，用合成分析方法，讨论El Nino事件的有关年份，中国东部夏季降水的空间分析特征。对1500—1990年间101例El Nino事件所作的El Nino当年的旱涝等级合成图表明:多雨地带在东北、黄淮地区和广东沿海，而干旱少雨地带在内蒙—甘肃和长江中下游地区；这101例El Nino事件结束后的第一个非El Nino年的合成图，则表明其旱涝分布型几乎正好与El Nino当年的相反。1951—1990年间的9例El Nino事件当年     

黄淮地区降水极值统计特征的研究

利用黄淮地区22个台站1956－2000年逐日降水资料，用交叉理论和EOF方法，计算并分析了黄淮地区日降水量≥25mm的极端降水特征，结果表明，黄淮地区各极值特征主要表现形式为全区一致型、南北差异型，东西差异型，黄淮地区降水极值频率及极值降水的平均持续时间都向于减少，大－暴雨的降水次数及每次降水的平均持续时间决定年降水量。     

黄淮地区汛期降水预测的一种前兆信号

为探讨黄淮地区汛期降水预测的物理因子,应用奇异值分解(SVD)技术研究了冬季北太平洋地区上空100hPa高度场与黄淮地区汛期降水场的时空结构及相互关系。结果表明其SVD分解的第一模态有较高的相关,一般1月份40~60°N,160°E~160°W的北太平洋地区上空100hPa高度场偏低(高)时,则黄淮地区汛期降水偏少(偏多),可作为预测黄淮地区汛期降水的一种前兆信号。     

旱涝灾害对农业产量的影响及对策

采用Ｚ指数和区域旱涝指数作为旱涝指标，探讨了旱涝灾害对农业产量的影响及旱涝成灾面积与年降水量、区域旱涝指数的关系，并提出了旱涝防御对策。     

中国东部旱涝型的研究

文章利用中国东部25个站524年（1470～1993年）的旱涝级别资料分析了中国东部旱涝的空间分布，比较了EOF方法和REOF方法的不同点，研究指出可用6个中心地区的旱涝情况来补充原来划分的6种旱涝型，使得旱涝中心更明确，旱涝分布更符合实际情况，突出体现了REOF在旱涝型研究中的优点。最后给出了近五百年中国东部的主要旱涝中心及特征。     

河南省夏季旱涝演变及趋势

利用Ｚ指数旱涝指标，分析了河南省各地夏季１０年时间尺度的旱涝演变，进行了夏季旱涝趋势拟合，并利用功率谱分析了河南省各地夏季旱涝变化周期。     

旱涝指数的研究

提出了一种新的区域旱涝指数及其旱涝标准的划分方法，并运用该指数对近50a（1951－2000年）来华北地区夏季旱涝进行了分析，通过与其他旱涝指数的比较分析，发现该指数能较合适地反映区域旱涝的程度和范围，且划分旱涝的标准较客观，具有一定的普适性。     

近200年来旱涝变化的探讨

旱涝是影响黑龙江省粮食产量的极为重要的因素,因此对旱涝变化规律的研究就成为必然。本文用二值时间序列分析的方法,对黑龙江省旱涝变化的规律,旱涝持续性、转折性和周期性进行讨论。过去的研究往往把旱涝作为统一的时间序列进行考虑,我们研究发现,旱涝变化十分复杂,统一研究有许多实际问题。因此应用“二值滤波”法将旱涝分开考虑,使这一问题得到较好的解决。同时也对黑龙江省连续四十年来旱涝变化进行了探讨,对太阳活动与旱涝的关系进行了研究。     

对流层低层两类偏东风气流上物理量分布特征

山西是水资源缺乏省份之一。为了较准确掌握旱涝成因,本文对气候旱涝与农业旱涝的不同意义作了分析,并对几种旱涝指标及气候与农业旱涝的差别进行了简述,以进一步发展节水农业,促进水资源的合理利用。     

1980～2014年中国生态脆弱区气候变化特征分析

为了全面把握20世纪80年代以来中国生态脆弱区气候变化的特征,利用基于全国2000多个站点的格点化逐月资料,对中国典型生态脆弱区1980～2014年的日平均气温、日最高和最低气温、降水、相对湿度、风速和蒸发皿蒸发量的变化特征进行了分析。结果表明:（1）中国生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温几乎都呈上升趋势;日平均气温增幅北方大于南方;北方生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温、南方生态脆弱区日最低气温的季节增幅多为春季最大,秋季或冬季最小。（2）全区平均降水变化趋势不明显;生态脆弱区降水距平百分率春季多为增长趋势,夏季多为减少趋势,秋、冬季和年北方多为增长趋势,南方多为减少趋势。（3）相对湿度以减少趋势为主,只有黄土高原南部脆弱区秋、冬季和干旱半干旱区脆弱区冬季相对湿度距平百分率的趋势为正,这几个正值区同时也是降水增长大值区。（4）风速基本为减少趋势,春季减少趋势最大。（5）全区平均蒸发皿蒸发量春、夏季和年为减少趋势,冬季为增长趋势;北方生态脆弱区蒸发皿蒸发量四季和年多呈减少趋势;南方生态脆弱区蒸发皿蒸发量春、夏季以减少趋势为主,秋、冬季和年呈增长趋势。     

沈阳地区对流层顶气候特征分析

对1977～1992年1,4,7,10月沈阳第一和第二对流层顶月平均高度和温度数据进行分析。结果表明:沈阳是以第一对流层顶为主的地区,第二对流层顶只有夏季发生频率较高;第一对流层顶的高度、温度以及出现频率都表现出明显的季节变化特征,其中高度在1月最低,7月最高;温度在3月最低,8月最高。第二对流层顶高度的季节变化表现为冬春季高、夏秋季低。温度表现为冬季高,夏季低。第一对流层顶在各个月份温度都随高度增高而降低,降幅1月最小,7月最大,4月和10月居中。第二对流层顶温度随高度变化只在7月显著递减;第一对流层顶高度在10月显著降低,降幅为453m/10a,其他月份变化趋势不明显。第一对流层顶在7月显著降温,降幅为1·8℃/10a,10月增温显著,升幅为2·0℃/10a。第二对流层顶高度在不同月份都表现出弱升高趋势,但不显著。1月和10月的降温和升温显著,降幅和升幅分别为1·7℃/10a和1·2℃/10a。     

通辽市近50年气候变化分析

利用通辽市7个气象台站1959—2008年平均气温、降水量、日照时数资料,用趋势分析和累积距平、信噪比、F检验等方法,分析通辽市近50年的气候变化特征。结果表明:(1)年平均气温上升趋势显著,近50年增温1.9℃,且通过0.001显著检验,突变发生在1988年,近10年是最温暖时期。其中南部、西部升温较少,北部、东部升温较多。四季均温变化与年均温趋势一致,但略有差异。增温幅度最大为冬季,其次为春季,最小为夏季;突变时间最早为秋季、发生在1987年,最晚为夏季、发生在1994年。(2)年降水量呈减少趋势,近50年约减少71mm,且通过0.10信度检验,南部的库伦和北部的鲁北减少最为显著。四季降水量的变化不同步,夏、秋季减少,冬、春季稍有增加。年降水量呈阶段性变化,目前是降水量最少时期。年日照时数西南部及扎旗北部是增多的,其余地区明显减少。     

1981—2020年贵州省降雪时空分布特征

利用1981—2020年贵州省降雪日数、初始日期、终止日期资料,分析了贵州降雪的气候特征,以及降雪日数与海拔高度、纬度的关系。结果表明：1） 贵州降雪日数西北多、南少,大值中心位于贵州西北部;降雪日数整体偏少,呈逐渐减小的趋势,2012年为突变点,整体上降雪日数每10 a减少1.6 d。降雪从11月开始出现,持续到次年3月,主要集中在冬季;开始时间集中在08—10时和20—21时;降雪具有明显的间歇性特征,降雪天气过程中仅发生1次降雪的占全部降雪过程的48.1%,主要在贵州南部,持续3 d及以上的过程集中在贵州中北部。2） 降雪初始日期集中在12、1月,最早11月;终止日期集中在2、3月,最晚4月。贵州中北部开始降雪多为12月,终止降雪多为2月;南部初始多为1月,终止降雪多为1—2月。贵州中北部降雪期更长,开始到结束间隔约为60—129 d,而南部大部为40 d以下,全省平均54 d。3） 降雪日数随着海拔高度每升高100 m增加2.3 d,纬度每增加1°增加11.4 d。     

辽宁降水分区变化特征及夏季降水影响因子分析

根据1961—2000年辽宁地区降水资料,将辽宁地区降水划分为4个区,分析各分区降水的年际、年代际、季节变化以及周期特征。结果表明:辽宁南部和东南部地区降水明显减少;自20世纪90年代开始,东南部和南部地区降水显著减少,而中部地区降水增加;东南部地区的夏冬季和南部地区的冬季降水减少,西部地区春季降水增多。周期特征为春季和冬季周期为2 a或4 a,夏季和秋季为10 a。各分区夏季降水的影响因子不同,辽南地区多雨年东亚槽明显加深,东南区多雨年东亚槽略有加深并且偏东;南部和东南部夏季降水与副热带高压系统相关显著;各区夏季降水与太阳黑子负相关较好,其中8月相关显著,南部和中部相关性均好于东南部和西部地区。     

三江平原土壤湿度记忆性及其与水热气候条件的关系

利用1982—2020年三江平原19个国家气象观测站土壤湿度及同期降水、气温数据, 基于相关系数和自相关系数统计方法, 分析了黑龙江省三江平原土壤湿度记忆性及与降水、气温之间的关系。结果表明: 春、夏季三江平原土壤湿度记忆时间均在10—40 d, 各层土壤湿度记忆性的空间分布以中间层(10—20 cm)土壤湿度平均记忆时间最长, 呈上下层递减的趋势; 春季三江平原10—20 cm土层土壤湿度的记忆时长平均20 d, 夏季平均17 d; 夏季土壤湿度记忆性强度大于春季, 空间分布以三江平原西部的记忆性较强, 随着土层的增加土壤湿度记忆性有增大的趋势。降水是三江平原土壤湿度主要来源, 受降水和气温协同作用的影响, 夏、秋季土壤湿度与同期降水量、温湿指数均存在显著的正相关关系; 春季土壤湿度与前期秋冬季降水亦呈显著正相关, 与前期温湿指数呈负相关, 前期秋冬季气温的升高会促进土壤的融冻, 从而使当年春季土壤水分增加。     

城市化对固原气温变化趋势的影响

使用宁夏固原与六盘山气象站1971—2010年逐月平均气温、最高气温、最低气温资料以及固原1981年以来的GDP与人口数据,以六盘山为背景分析了城市化对固原气温变化趋势的影响。结果表明：40a来六盘山和固原年与四季平均气温、最低、最高气温均呈显著上升趋势,20世纪80年代比70年代偏高幅度较小,21世纪00年代比前10a偏高幅度最大,最低气温比最高气温、冬季气温比夏季气温、固原比六盘山气温偏高更显著;固原与六盘山气温存在明显的非对称性,且固原的非对称性明显大于六盘山的,冬夏季更突出;城市化影响加速了固原年与四季平均气温、最低气温、年和冬春最高气温的升温,对于气温非对称性变化的形成起主导作用。     

1961—2012年中国冬半年霾日数的变化特征及气候成因分析

利用全国664站1961—2012年逐日霾观测资料、降水量、平均风速和最大风速资料,分析中国霾日数变化特征及其气候成因。结果表明：我国年霾日数分布呈明显东多西少特征,中东部大部地区年霾日数在5～30 d,部分地区超过30 d,西部地区基本在5 d以下。霾日数主要集中在冬半年,冬季最多,秋季和春季次之,夏季最少,12月是霾日数最多的月份,约占全年霾日数的2成。我国中东部地区冬半年平均霾日数呈显著的增加趋势（1.7 d/10a）,霾日数显著增加时段主要在1960年代、1970年代和21世纪初,在1970年代初和21世纪初发生了明显均值突变。从区域分布来看,华南、长江中下游、华北等地霾日数呈增加趋势,而东北、西北东部、西南东部霾日数呈减少趋势。持续性霾过程增加,持续时间越长的霾过程比持续时间短的霾过程增加更为明显。不利的气候条件加剧了霾的出现。霾日数与降水日数在中东部地区基本以负相关为主,中东部冬半年降水日数呈减少趋势（-4 d/10a）,表明降水日数的减少导致大气对污染物的沉降能力减弱。另一方面,霾日数与平均风速和大风日数以负相关为主,而与静风日数则以正相关为主,冬半年平均风速和大风日数减小,静风日数增加,表明风速减小导致空气中污染物不易扩散,从而更易形成霾天气。     

华中地区2030年前气温和降水量变化预估

根据区域气候模式对华中地区1961-1990年和2001-2030年的逐月平均气温和降水量的模拟值（0.5°×0.5°经纬度格点,A2情景）,以1961-1990年为基准,计算并分析了该区域未来30 a（2001-2030年）的年、季平均气温和降水量的变化趋势。对气温变化而言,未来30 a华中地区年平均气温呈上升趋势,平均升温0.3℃,东部增温大于西部;春、夏季平均气温上升,分别为0.1～1.3℃、0.8～2.2℃;秋季北部地区气温下降,南部地区气温升高;冬季平均气温下降0.0～1.0℃。就降水而言,未来30 a华中地区年平均降水量大部分地区呈减少趋势,空间分布有南增北减的特点;春、夏、冬季平均降水量大部分地区减少,冬季平均降水量的减幅要大于春、夏季;秋季大部分地区平均降水量增加。     

宁夏春季首场透雨的气候预测探索

利用目前在统计预报中广泛应用的最优子集回归预报法,作宁夏南部山区及银川地区春季首场透雨出现日期的统计预报,给出了具体的预报方程和拟合效果分析。并对近30 a来宁夏南部山区及银川地区首场透雨出现日期的变化特征进行了较详细的分析。研究结果表明:银川地区3月份出现首场透雨的气候概率为23.3%、4月份为20%、5月份为23.3%、6月份为33.3%,出现机会相对较多。30 a来春季首场透雨出现日期:20世纪70年代相对较晚,80年代偏早,90年代介于70、80年代之间。南部山区春季首场透雨出现时间相对比较集中,其中4月份出现的气候概率为53%,其次是5月份和3月份,分别为20%和17%,最小的是6月份,只占10%,从近30 a来的总趋势看,南部山区春季首场透雨出现日期在波动中略有推迟现象。利用最优子集回归预报法对宁夏春季首场透雨出现日期的预测具有理想的拟合效果。