我国9大气候区降水特性及其物理成因的研究I--基本特性分析

首先利用旱涝Z指数对全国9大气候区的旱涝进行了评定,并给出我国9大气候区旱涝Z指数的分布图.分析结果表明,1950年代我国除新疆地区处于偏旱期外,其它几个区都处于多雨量期,1960年代由多雨向少雨转变的时期,1970年代～1980年代中期我国大部分地区处于雨量偏少期;1990年之后我国各个区的雨量都有所增加.此外,还应用Morlet小波变化对我国9大气候区降水的旱涝周期变化、旱涝分型及变化趋势进行了分析.研究结果表明在16年、32年层次变化上,各气候区在不同时间段上,8年层次上降水的变化出现了一定的规律东北、华北在1980年之后存在1年位相差;而长江中下游、江南及华南三者之间在1951～1970年时段上依次有着2年的位相差;长江中下游、内蒙及新疆之间依次存在着3年位相差.     

MULTI-SCALE ANALYSES OF SURFACE AIR TEMPERATURE VARIATIONS FOR THE NORTHERN HEMISPHERE AND CHINA DURING THE LAST ONE HUNDRED YEARS

Using multi-resolution theory of wavelet analysis,this paper studies the multi-scale structureof surface air temperature variations for the Northern Hemisphere and China during the last onehundred years.The results show that the climatic variations for the Northern Hemisphere can bedescribed as 3 hierarchies corresponding to the larger-scale changes.They are the cold period be-fore 1919,the warm period from 1920 to 1978 and the warmer period after 1979.The larger-scalehierarchical changes obviously show qualities of climate jump.The years 1920 and 1979 are thejump points of climate change.The surface air temperature variations for China are not entirelyanalogous to the Northern Hemisphere,and the main contrasts are that China is in the cold periodafter 1955 and the jump point of warming is 1987.The surface air temperature variations for theNorthern Hemisphere and China during the last one hundred years obviously show the hierarchicalstructure of multi-scale changes and the qualities of climate jump.     

超熵产生作为气候突变判据的一个例子

本文给出了含参量一维气候模式,根据Liapunov稳定性理论,以超熵产生作为气候突变的一个判据。提出了综合参数L=I_0μ(d)(da)/(dT),并求出了该模式下的临界值L_m。最后,讨论了大气的光学厚度、地表反照率及太阳辐射与气候突变的关系。     

The Decade-Scale Climatic Forecasting in China

Described is a new technique of decade-scale climatic forecasting, presented by a combination of wavelet analysis and stochastic dynamics. The technique is also applied to diagnosing and forecasting the duration time of dry and wet climates in the decadal hierarchy of different areas in China. Results show that in the decadal hierarchy, the north, southwest, and southeast of China are areas where various kinds of frequent climate disasters appear; droughts easily occur in the north and northwest, while floods often occur in South China. Because this modeling technique is based on time series data, it can also be applied in the modeling and forecasting of such time series as hydrology, earthquakes and ecology.     

超长期预报的相空间技术

本文把非线性理论和统计理论结合起来,提出了超长期预报的三种技术:Δt=T法、τ=T法和相空间内插法。      

经验模态分解下中国气温变化趋势的区域特征

用经验模态分解(EMD) 方法对中国700 多个站(1951-2001 年) 月平均气温进行了分析, 提取气温变化趋势项, 作空间分型, 并计算各站气温变化率, 以地理信息系统为数据处理平台, 以1km×1km 分辨率的DEM 数据作为地形的综合反映, 得到了中国平均气温空间分型和变化率精细化分布图。结果表明: 近50 年来中国北方大部分地区气温变化率多在0.4 ^oC/10a 以上, 西南和长江中下游部分地区气温变化率较小, 气温变化率为负值区零星状散落 在西南等地区。同时, 1881-2001 年中国9 个区域的气温资料分析表明, 近百年来中国气温变 化趋势以东北、华北、华东、华南、西北和新疆区是持续上升, 西南区呈下降型; 华中区呈倒"V" 型变化, 西藏区趋势不明显。     

冬小麦光合生产潜力数值模拟

利用中国小麦生态实验资料建立了黄淮海地区冬小麦发育阶段模式和光合作用、呼吸作用等模式,由这些子模式连结成为一个可以模拟瞬时光合作用的,充分考虑了叶片空间分布特征的冬小麦光合生产潜力模式.运用该模式研究结果证明冬小麦光合生产潜力与抽穗前10天至成熟期辐射量相关性最大.黄淮海地区冬小麦光合生产潜力可达到800kg/亩～1 000 kg/亩,与牛文元计算结果相近.功率谱分析结果表明北京地区光合生产潜力存在3年～4年和9年～10年的变化周期.此外,文中还给出了CO2升高后冬小麦光合生产潜力的可能变化情况.     

多参数非线性零维气候系统的研究

在Ｂｕｄｙｋｏ零维模式的基础上,提出了多参数非线性零维气候模式,并讨论地球放射率、反照率、大气透射对气候生态行为的影响。结果表明：各参数之间的约束关系决定了系统平衡态的大小及其稳定性。太阳辐射Ｉ０和光学厚度的增大、云放射率的增大或云量的增大均是导致气候异常的重要因素。得星反射率α０、大气放射率及ＣＯ２放射率的增大则可有利于气候的稳定。所以,对气候态的稳定性而言ＣＯ２的增加可能是一有利因素。反照率线     

黄土高原100万年以来东亚夏季风演变信号的多尺度分析

在研究黄土高原东亚季风地质时期周期演变中,利用经验模态分解(EMD)方法对黄土高原甘肃省灵台和赵家川黄土剖面约1 MaB.P.以来磁化率时间序列进行多尺度变化分析,结果表明:1)0~0.8 MaB.P.地球轨道三要素中的偏心率准400 ka、100 ka周期在黄土沉积中反映明显,方差贡献率达35.19%,还发现16 ka的岁差周期及334 ka1、77 ka5、8 ka、31 ka、7.9 ka、3.9 ka的非轨道准周期;2)0.8~1 MaB.P.也发现地球轨道三要素中的偏心率准100 ka周期2、1 ka岁差周期及55 ka、8.3 ka、3.5 ka非轨道准周期,偏心率准100 ka周期具有主导地位(方差贡献率达37.44%);3)尽管黄土记录的东亚夏季风100 ka周期的产生机制已有多种假说,古气候学界还是普遍认为它产生于某些尚不清楚的过程,有待进一步研究。     

资源约束下的三元函数区域增长模式

区域经济动力学的核心问题是区域增长,本文将资源要素引进生产函数,建立了资源约束下的三元区域增长模式,研究揭示:(1)模式不仅可以较好地模拟区域发展的不同阶段,还可以较客观地描写、预测区域发展与环境资源等区域因素的关系;(2)在区域经济(区域社会生产)这个经济“大木桶”里,起到主要约束作用的因素是资源,而不是通常备受关注的资金或管理因素;(3)资源指数越小越有利于区域资本的积累和社会生产总量的增加。