河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系.结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同.北极涛动指数具有2～4 a、8 a左右年际尺度和12～25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6～8 a、10～20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化.AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上.     

齐齐哈尔市气温变化小波分析

利用1909年1月至2002年12月逐月平均气温距平资料和Morlet小波变换方法，对齐齐哈尔市气温变化的年际、年代际周期以及突变特征进行了分析。得出近百年来齐齐哈尔市气温变化具有准2、4、4～6、8年左右的年际尺度和40～60年的年代际尺度周期变化，并存在突变特征，齐齐哈尔市气温变化是不同尺度周期振荡综合作用的结果。所得结论对齐齐哈尔市的短期气候预测具有一定的参考意义。     

河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系。结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同。北极涛动指数具有2-4 a、8 a左右年际尺度和12-25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6-8 a、10-20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化。AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上。     

河南省气候变化与北极涛动的多时间尺度相关

将交叉谱与小波变换方法相结合,采用交叉小波分析方法,分析了冬、夏季北极涛动指数距平(ΔIAO)、河南省降水距平(ΔR)和气温距平(ΔT)序列的时频结构及其联合统计特征,讨论了近55年来河南省气候变化与北极涛动之间的多时间尺度相关。结果表明:冬、夏季ΔIAO、ΔR和ΔT都存在准2年、4年、6~8年和11~22年左右的周期信号。冬季ΔR与ΔIAO之间的显著相关表现在准2年和14~22年尺度共振周期上,年代际尺度正相关振荡的凝聚性最强且为全时域分布;冬季ΔT与ΔIAO的显著正相关表现在2~4年和6~10年尺度共振周期上,时域中相关振荡存在局部化特征;年代际尺度上ΔR与ΔIAO的相关显著性高于ΔT与ΔIAO的相关而年际尺度上ΔT与ΔIAO的相关比ΔR与ΔIAO的相关更显著,表明冬季AO对河南省降水和气温变化的影响机制不同。夏季ΔR与ΔIAO之间的显著相关表现在准2年、4~6年、6~8年和16年左右尺度共振周期上,以6~8年尺度正相关振荡凝聚性最强;夏季ΔT与ΔIAO的相关显著性较低,仅在年际尺度周期上局部时域中有所表现;夏季AO主要通过影响东亚季风强度对河南省降水和气温变化产生间接影响。     

江南地区近50年地面气温的变化特征

利用近50年(1951—1999年)中国160个测站的气温资料,通过距平、二项式系数加权平均法、最大熵谱、小波分析等方法,对江南地区气温的年际和年代际变化等特征进行了分析。结果表明,近50年间江南四季气温的变化趋势有所不同,春、夏、秋、冬季气温的气候趋势系数分别为0．16,-0．08,-0．02和0．29,冬季及春季变暖较明显．夏秋季则稍稍变凉。各季气温变化的周期也不相同,夏季气温异常表现为3．6年的主周期和2．5年、5年的次周期,冬季气温异常表现为6．3年主周期和3．3年的次周期。     

鹤山市近40年的气候变化浅析

对鹤山观测站1960～2002年的气温、降水资料的分析结果表明：近40多年来鹤山的气温呈上升趋势，特别是90年代增温十分明显，其中秋冬季增温较春夏季增温明显。降水量也呈上升趋势，其中以汛期增加最明显，春播期和10～12月旱季增加较少。应用小波分析得出，年降水量、年平均气温时间序列变化存在16年左右、10～12年、5～6年、3～4年和2年左右的周期。     

近50年川渝地区的气温变化及其原因分析

根据1957～2006年四川省47个站和重庆市34个站的逐日平均气温资料及对应时间内Nino3区的月平均海表温度（SST）资料,在采用线性倾向估计以及连续小波变换等方法分析近50年来四川省和重庆市气温变化时频特征的基础上,采用交叉小波变换方法分析了该地区近50年气温变化与Nino3区海表温度之间的关系。结果表明,川渝地区气温变化具有不同时间尺度的多层次演变特征,存在2～4年、8年、12～16年和28年左右的周期振荡,其中尤以4年左右的周期最为显著。两地年代际变化规律也大致相同,四川50年代末～60年代初较暖,60年代初～90年代末偏冷,90年代末以来气温明显升高且强度较大;重庆50年代末～60年代末较暖,70年代之后气温变化与四川省基本相同。川渝地区气温变化与Nino3区SST变化密切相关,两者在4年尺度周期上表现为正相关,在13年尺度周期上表现为负相关。导致川渝地区气温异常变化的原因很多,赤道中东太平洋海表温度异常偏高（低）会引起该地区气温的偏高（低）;南亚高压北进（南退）以及热带西太平洋海温的升高（降低）,通过影响副热带环流系统均会造成川渝地区气温偏高（低）。     

中国黄土高原地区春季气温时空特征分析

利用黄土高原40年的气温资料,采用小波分析方法,分析了该区域的春季气温变化特征。结果表明：黄土高原春季气温变化存在3个特征区域;在1991／1992年发生突变,突变后气温突然转暖,突变之前气温以负距平为主,突变后以正距平为主;1980年代中期最冷,1990年代后期最暖;且存在2年、3年和5～6年周期振荡,3年周期振荡最显著。春季逐月气温空间变化的主要特征是全区一致,各月气温以升温为主,1990年代最为明显,升温速度最大区和年际变化幅度最大区主要在黄土高原中部,准5年为主的年际振荡和10～12年年代际振荡在月气温变化中显著。     

大庆市近50a来的气温变化及突变分析

利用Morlet小波变换方法和3种突变检测方法对大庆市近50a气温变化的周期特征及突变特征进行了综合分析,结果表明:近50a来大庆市的气温变化具有1.5a、4a左右的年际尺度的周期变化和12～15a左右的年代际尺度的周期变化,气温变化的阶段性特征明显。气温的冷暖交替具有突变特征,突变点为1987年。     

库姆塔格沙漠周边气候变化特征分析

基于库姆塔格沙漠周边6个测站1961～2004年的气温和降水资料,分析了该区域周边冬夏季气温、气温年较差和夏季降水的气候及气候变化特征。结果表明,6个站的降水和气温变化具有较高的相似性和一致性。沙漠周边的气温和降水呈增高和增加趋势,具有较明显的暖湿化趋势。除气温年较差外,夏季降水,冬、夏季气温均发生了气候突变。周期分析发现,夏季降水和气温在1970年以前,以12a左右的周期变化为主,之后以24a左右的周期变化为主,冬季气温和气温年较差主要以8a左右的短周期变化为主。     

Spatial Distribution and Temporal Variation of the Winter Wheat Late Frost Disaster in Henan, China

The winter wheat late frost disaster(WFD) occurs mainly in the Yellow and Huaihe River area,of which Henan Province covers the most part.Henan is the major area of wheat production in China,but it is severely hit by the WFD.In this study,we construct a WFD index based on the minimum temperature and the winter wheat development period(WDP).The WFD degrees and days at 30 agrometeorological stations in Henan Province during the period of 1981-2004 are calculated.For the large-scale temporal variation analysis of WFD,the 24-yr WDP observation series is relatively short,so it is expanded by using the relation between the turning green date of winter wheat and the 5-day running mean temperature and that between the stem elongation phase and the effective cumulative temperature above a critical value of 2.5 ℃.The WFD data are also expanded for the last 50 years and are analyzed by using the empirical orthogonal function(EOF) and the Morlet wavelet methods.Characteristics in the spatial distribution and temporal variation of WFD are revealed.The results show that the frequency of WFD is generally high,exceeding 40% in parts of Henan,and exhibits a rising trend in the period of 1970-1990.The variation trend of WFD degrees is similar to that of WFD days,and the areas with higher WFD degrees coincide the areas with more WFD days.Moreover,the WFD degree has a greater impact on the winter wheat yield than the WFD days.The areas with high WFD degrees lie in the southeast and southwest of Henan,and the areas with low WFD degrees lie in the south of the Huaihe River and parts of western Henan.Temporal variations of the first and second EOF modes of the WFD degree display 16-and quasi-22-yr periodicities,respectively.The areas of high(low) WFD frequency are distributed in the northern Henan and the southwest border of Henan(the northeast Henan and the middle part of southwest Henan).The temporal variation of the first(second) EOF mode of WFD days exhibits a periodicity(periodicities) of quasi-4 yr(quasi-3 and quasi-6-7 yr).     

河南省气温变化及其与ENSO的相关

利用Marr小波变换和交叉小波变换，对河南省近50年气温、Nin。海区KSTA、南方涛动指数SOI月平均距平序列进行了时频特征分析。结果表明：河南气温距平(△T)、海面温度距平(△Tss)以及南方涛动指数距平(△Iso)序列中都存在着不同时间尺度的周期分量，并且各周期分量具有不同的强度；河南省气温变化与ENSO振荡过程之间也存在着多尺度联系。     

北极涛动对河南省降水的可能影响

采用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省月降水距平序列的时频变化特征,并讨论了近50多年来北极涛动对河南省降水的可能影响。结果表明,北极涛动指数和河南省降水距平序列中都存在着不同时间尺度的周期振荡,且时域中的分布特征和振荡强度也不尽相同;两者之间在6~8 a、12~16 a和25 a以上尺度的周期振荡呈正相关,而在9~11 a和16~24 a尺度上表现为负相关关系。     

河南省大雾的时空分布特征及500hPa环流特点分析

对河南省45年的大雾日数进行分析研究,结果表明：河南省年平均大雾日数秋冬季多,春夏季少,雾日主要集中在11月到翌年1月;大雾区域分布极不均匀,总体来说是东多西少,平原和盆地多山区明显少,全省有5个多雾中心。选择40个代表站进行经验正交函数（EOF）展开分析,前三个模态的积累方差贡献率为76．5％,通过相关系数和第一模态的时间系数分析,全省大部分地区大雾日数呈增加的趋势,与温度变化趋势相同。小波分析存在2～4年、8～10年和19～22年的周期变化。进一步对历史上典型多雾年和少雾年500hPa高度距平场分析,发现多雾年与少雾年欧亚中高纬度地区高度距平趋势恰好相反,多雾年呈＋-＋分布,而少雾年呈-＋-分布。     

交叉小波变换在区域气候分析中的应用

将交叉谱与小波变换分析方法相结合,与传统的交叉谱方法相比,交叉小波变换方法用于区域气候变化与大气环流系统之间耦合振荡行为的相关分析更具优越性,不仅可以弥补经典交叉谱分析方法存在的缺陷,而且能够发挥小波变换在时频两域都具有表征气候信号局部化特征的作用;该方法具有较强的耦合信号分辨能力,便于描述耦合信号在时频域中分布状况的优点。采用交叉小波变换分析北极涛动指数(AOI)距平与河南省月平均降水量距平、气温距平序列之间的联合统计特征及其在时频域中的相关关系,根据小波互相关系数、交叉小波凝聚谱和小波位相谱分析北极涛动对河南省气候变化的可能影响。应用结果表明:河南省降水量和气温变化与AOI之间存在着多时间尺度的显著相关振荡,年代际尺度周期上的互相关系数明显大于年际尺度周期,相关程度随耦合振荡频率的增大而减小,相关显著性取决于两者的时频域联合统计特征,时域中小波互相关系数、小波凝聚谱和小波位相谱的分布具有明显的局部化特征;说明北极涛动年际和年代际异常对河南省气候变化具有显著影响。     

冬小麦晚霜冻害时空分布与多时间尺度变化规律分析

冬小麦晚霜冻害主要发生在中国的黄淮区域,河南占黄淮区域面积较大,是中国小麦的主要产地,又是晚霜冻害的重发区,因此文章以河南为例,从构成晚霜冻害的最低温度和小麦发育期两个因素出发,提出了晚霜冻害指数构建方法,使晚霜冻害指标定量化,并从多年数据库中计算出逐年晚霜冻害发生强度和发生天数.由于小麦发育期观测资料序列较短,影响了大尺度小麦晚霜冻害变化规律的分析,因而提出了冬小麦发育期资料推算方法;对计算出的近50年晚霜冻害资料进行EOF分析和Morlet小波分析,以发现晚霜冻害的时空分布与多时间尺度变化规律.结果表明:冬小麦晚霜冻害发生频率较高,高发区频率超过40%,且在20世纪70-90年代有增多的趋势;发生强度和天数变化趋势基本相似,具有发生强度较重区对应着发生天数较多区的趋势,且前者对小麦产量的影响大于后者;晚霜冻害发生强度的重发区分布在豫东南和豫西南,轻发区主要分布在淮河以南及豫西部分地区,其中第1模态分布型存在16年、第2模态分布型存在准2年的多时间尺度变化规律;发生天数的多发区主要分布在豫北北部和豫西南边界,少发区在豫东北及豫西南中部,其中第1模态分布型存在着准4年、第2模态分布型存在准3年和准6-7年的周期.     

河南夏季高温气候特征及500hPa环流型

对河南省40个代表站1961～2005年45年夏季大于等于35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析。方差累积贡献率和空间分布特征显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%,据此得出河南夏季大于等于35℃高温日数的时空分布类型:全省一致型、西北—东南差异型和西南—东北差异型。第1模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第2模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小,第1模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少的趋势,且存在2～4年、8～14年的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多的时段。应用逐日20:00500hPa ECMWF北半球格点资料,对1991～2005年15年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

气候变化背景下河南省冬小麦品种更新特征

利用河南省30个农业气象站1981-2010年共196个冬小麦品种的观测数据和同期气象数据,采用相关分析和回归分析方法,研究了气候变化背景下冬小麦生育期长度、积温需求和产量构成要素等品种更新特征。结果表明：30年来,河南省冬小麦生长季平均气温升高明显,营养生长期增温速率高于生殖生长期,降水量变化趋势不明显。不同区域品种更新的主要特征是出苗-抽穗天数减少（2.8~5.9 d/10a）、抽穗-成熟天数增加（1.3~2.5 d/10a）;完成各生育阶段所需积温（>0℃积温）总体呈增加趋势,其中抽穗-成熟期尤为明显（26~50℃?d/10a）。有效穗和穗粒数与营养生长期长度或同期积温无显著相关,千粒重随生殖生长期延长而显著增加。豫南地区生育期天数比（抽穗至成熟天数/出苗至成熟天数）和同期积温比（抽穗至成熟积温/出苗至成熟积温）随时间增加,积温比对产量变化的解释性高于天数比;豫中和豫北地区生育期天数比随时间增加,但积温比无明显的时间变化趋势,单产提高与生育期天数比增加有关。气候变化背景下河南省冬小麦品种更新特征是营养生长期缩短、生殖生长期延长、千粒重增加,从而提高了产量。     

1961—2010年山西省极端气温年均发生频率的时空特征分析

利用山西省61个气象站点逐日最高温度、最低温度资料,采用百分位值定义法、Mann原Kendall突变检验法和Morlet小波变换等方法,分析了山西省近50 a极端温度事件年均发生频率的时空特征,结果表明：1961年以来,山西省极端高温事件年均发生频率呈显著增加趋势,趋势为6.1 d/10 a,与此同时,极端低温事件年均发生频率呈显著减少趋势,且极端气温事件的变化存在明显的区域差异;极端高温和极端低温年均发生频率均发生了突变现象,变化趋势均在20世纪90年代以来更加显著;极端高温和极端低温事件年均发生频率均呈显著波动变化,在整个研究期间极端高温存在5～6a、4～8a显著周期,极端低温存在4～5a显著周期。     

浙江盛夏降温用电负荷评估模型研究

运用相关分析、回归分析、方差分析、REOF等方法,对浙江盛夏的气温与用电负荷的关系进行了分析,建立了降温用电负荷评估模型,还分析了浙江盛夏降温耗能(降温度日数)的分布和长期变化特征。结果表明,浙江盛夏的日平均气温与日平均用电负荷、日最高气温与日最大负荷存在显著的正相关,以此为基础建立的降温负荷评估方程具有较高的拟合度;50年来,浙江盛夏降温耗能(降温度日数)年际波动大,浙北区降温度日数略呈下降趋势,浙西南区呈明显下降趋势,而浙沿海区则呈明显上升趋势。