小波气候突变的检测--应用范围及应注意的问题

气候突变及其检测是气候变化研究的一个重要方面。气候突变的表现多种多样,目前也有许多检测气候突变的方法,但这些方法能否准确地检测出气候突变现象,他们的适用范围如何,是一个值得注意的问题。研究表明,尽管小波分析方法在检测序列突变方面具有严格的数学意义,但因为其检测到的是序列的均值突变,因此,在应用于气候突变的检测方面应该特别注意,数学上的严格并不等同于气候意义上的严格。因为某些情况下有些突变点并没有一定的气候意义。     

丽水近50年气温变化规律、突变分析及趋势预测

本文采用1953～2004年丽水观测站气温资料,通过使用线性回归分析、滑动平均、累积距平等方法对近50年的气温进行诊断分析,得出1953年以来丽水的年平均气温总体以0.1185℃/10 a的变化率上升;通过用滑动t-检验、Yamamoto法、Mann-Kendall法等方法大致确定1958年、1997年是年平均气温由冷转为增暖的突变点.在此基础上针对年平均气温序列本身建立了自回归滑动平均模型,模型预报能较好的拟合实况序列,对下一年的趋势预报有一定的应用价值.     

河南省近40年季降水突变分析

利用1958～1999年降水资料,对河南省四季和全年的合计降水量进行滑动t检验,分析近40年来降水突变情况,结果表明,春季降水量显著升高,冬季降水变化呈多种形式,夏、秋和全年的降水量基本一致,呈减少趋势.     

雷州半岛全新世高温期珊瑚生长所揭示的环境突变事件

通过对南海北部雷州半岛徐闻县灯楼角角孔珊瑚礁剖面(20°14.005′N, 109°55.200′E)的研究, 发现在全新世高温期存在至少9次高频率、大幅度的气候突然变冷事件, 将这一现象命名为“雷州事件”. 这一时期是雷州半岛珊瑚礁发育的适宜期, 至少可分为9个阶段, 每一阶段(即一次气候适宜期)的持续时间约20~50 a, 之后即在冬季突然出现一次低温和(或)相对低海平面事件, 导致角孔珊瑚大量死亡, 并出露遭受磨蚀, 形成间断面; 如此循环往复, 形成厚逾4 m的角孔珊瑚礁坪. 此段时间地壳分阶段性地下沉, 海平面上升. 该珊瑚礁剖面是研究中国南部热带地区全新世高温期年代际气候变化的宝贵的材料, 为全新世高温期的高频气候不稳定性演化模式提供了新的证据, 对传统的全新世大暖期的气候特征提供了新的认识.     

气候诊断分析中的相空间EOF方法

将相空间技术和EOF展开相结合，提出了相空间自然正交展开新方法，并由此分析了四川降水、温度变化的层次结构、突变特征和相互关系．     

构造非平稳运动定量研究的MDD模式制约

利用ＭＤＤ模式得到的连续冷曲线，可以定量地描述地质体的冷却（隆升）过程；采自我国７个不同地区中３８个钾长石ＭＤＤ模式研究结果证明，快速冷却事件存在的普遍性，不同的快速冷却速度可能反映了不同的构造事件；突变因子（δｖｉ）可以定量地描述地质体非平稳运动以及突变程度，并且使得不同地质事件非平稳程度的对比成为可能。     

黄河流域天然径流量突变性与周期性特征

突变性和周期性是水文时间序列的两个重要特征。黄河流域面积广阔，各区域水文水资源系统演变规律各不相同，它们的突变和周期变化及其形成的物理机制遍异，因此系统分析各区域水资源突变性和周期性特征及其影响机制具有重要意义。把黄河流域划分为15个区域，计算出各区域1951—1998年的年天然径流量系列。利用Mann-Kendall非参数检验方法检测黄河流域各区域年天然径流量的突变年份，结果表明各区域的突变年份不完全一致，主要在1953—1955年、1979—1983年、1991—1993年等发生了突变，这些突变与北半球气候突变具有一致性，且由于下垫面改变、人类活动等影响而复杂化。利用Morlet小波分析各区域年天然径流量的变化周期，发现主要存在3～4a、7～9a、11a的周期，形成这些周期的物理因子有太阳黑子、海—气相互作用和下垫面因素等。通过分析黄河流域主要产流区不同时段小波系数变化，发现20世纪80年代之后年径流量主要以短周期变化。     

近48年陕西夏季降水场的时空变化特征

选用陕西78站1961—2008年夏季降水量,通过经验正交函数分解、小波分析和趋势分析等方法,分析了近48a陕西夏季降水量时空分布特征,结果表明:陕西夏季降水量主要呈全省一致型、南北反位相型和中间多南北少等三种典型场,其中第一模态(全省一致型)的解释方差为40.5%,因此其时间系数的变化基本上代表了全省夏季降水量的整体变化趋势;近48a陕西夏季降水整体呈增加趋势,M-K检验显示陕西夏季降水在1977年前后存在由少到多的突变;小波分析发现陕西夏季降水量存在13a的周期和3～5a的周期;降水趋势分析结果显示陕西夏季降水主要表现为关中、陕南一致增多,陕北长城沿线减少,其中关中中部和陕南东部、南部增多显著,通过了95%的显著性检验。     

近百年全球平均气温年际变化型态的低频变率特征

利用时间上扩展的经验正交函数（TEEOF）分析方法，对近百年全球及南北半球平均气温一年、三年、六年和十年的变化形态及其频率进行诊断，结果表明，TEEOF第一模态占总方差贡献的50％以上，各种年际振动的第一模态基本上代表了与气候变化有关的年变化型，并能反映出气温的长期趋势变化，特别是十年际的第一模态，冬季气温湿示出较强的上升趋势，相应的第一时间主分量趋势与实际温度序列的走势非常一致。全球及南北半球各时域TEEOF除第一模态及一年TEEOF的第模态外，其它特同量所表示的年际变化型态各有差异，相应主分量都与一定的年际准周期振动结构的长期变率有关。年变化型态的T^2检验表明，南半球及全球的突变时间与年平均气温单要素t检验结果差异不大，而北半球的差异明显，表明T^2检验，对具有多变量的型态突变的检测比单要素的t检验理为合理。     

金华近59 a霜的气候变化特征

利用1953—2012年地面观测资料和温度资料,对金华本站霜的气候变化特征进行分析,并研究了初霜日期、终霜日期、霜期分别与月平均温度、月平均最高温度和月平均最低温度的相关关系,以及近59 a冬半年平均气温的变化特点。主要得到以下结论:近59 a金华本站多年平均初霜日期为11月24日,多年平均终霜日期为3月8日,多年平均霜期为105 d;20世纪70年代到90年代前期均存在10 a左右的年代际振荡,90年代以来,初霜日期显著推迟、终霜日期显著提前、霜期显著缩短;2005年前后,金华初霜日期、终霜日期和霜期均发生了不显著的突变现象;初霜日期、终霜日期分别与当年11月、次年3月的各温度因子的相关性最好;20世纪90年代以后,冬半年的平均气温显著增暖,突变点是1994年。