中国霾天气的气候特征分析

利用1961-2007年全国721个气象站的霾天气观测资料,分析了中国大陆地区霾天气的时空分布特征.结果表明:中国的霾天气主要分布在100°E以东、42°N以南地区,且"浊岛"现象非常明显;霾天气的季节分布基本为冬多夏少;近47年中国霾天气的总体趋势为波动增多,线性倾向率为3.19d/10a,1960年代至1970年代中期处于少霾的负位相,1976-2000年在很弱的正位相内振荡,但近5年霾天气显著增多;47年间中国霾天气序列有2次明显的突变,分别位于1970年代中期和2000年之后;在年际尺度上,霾天气与风力条件具有很好的反相关对应关系,f≥5 m·s-1日数和f≥10m·s-1日数与霾日数的相关系数分别为-0.809和-0.734,表明风力条件(大气污染物稀释扩散能力)的变化对霾天气增减趋势的影响非常显著.     

Streamflow trends in Nepal

Abstract

This study presents the first comprehensive nationwide trend detection of streamflow in Nepal, a country that has been historically understudied despite its critical location as the southern pathway for most of the Himalayan snowpack melt and torrential seasonal monsoon rains. We applied Mann-Kendall and Sen's trend tests using trend-free pre-whitening and bootstrap approaches to two streamflow data sets to deal with serial and cross-correlation. The two data sets comprised 23–33 hydrometric stations with 31 years and more than 20 years of published data, respectively. The test on the 33 stations data set showed that 23% of the streamflow variables studied had statistically significant trends, evenly divided between upward and downward trends. Similarly, in the second, relatively smaller data set, 24% of variables exhibited trends, of which 41% were downward and 59% upward. The higher percentage of observed upward trends in pre-monsoon and winter seasonal average flow is noteworthy given the potential snowmelt contribution in many of the studied sites. Trends were mostly absent in stations draining the larger basins. However, some spatial patterns were seen in the observed trend directions, specifically, a downward trend in the Karnali-Mahakali River basin and an upward trend in the West Rapti River basin, as well as a nationwide absence of trend in the post-monsoon season.

Editor Z.W. Kundzewicz

Citation Gautam, M.R. and Acharya, K., 2011. Streamflow trends in Nepal. Hydrological Sciences Journal, 57 (2), 344–357.     

增暖背景下中国东北地区极端降水事件的演变特征

利用中国东北地区93站1959~2002年逐日降水资料,研究该区极端降水事件时空演变特征,结果表明:东北地区极端降水事件阈值由东南沿海向西北内陆逐渐减小,6~9月是极端降水事件集中出现月份;1985~2002年是极端降水事件偏多,且为一突变现象;东北地区短时间内连续发生极端降水事件概率较大,其中1~5天时间间隔极端降水事件占23.7%;80年代中期后东北地区增暖背景下,极端降水事件和有1~5天时间间隔的极端降水事件明显增加,特别是松花江下游和牡丹江流域及西辽河上游地区,频次和强度存在增加或增强趋势。     

草原矿区长时序植被覆盖度变化趋势对比分析

呼伦贝尔草原区生态脆弱,在人类活动和气候等因素影响下草原生态变化备受关注。本文以宝日希勒矿区及周边为研究区,应用1985-2015年Landsat年度最大合成NDVI数据,采用像元二分模型反演植被覆盖度;分别利用一元线性回归法和Sen+Mann-Kendall法对研究区植被覆盖度趋势和空间差异进行了对比分析。结果表明：两种方法得到的植被变化趋势基本一致,Sen+Mann-Kendall方法相较于一元线性回归法对植被覆盖度改善和退化反应更为敏感。研究结果有助于科学评价长时序煤炭开发活动对地表生态的影响并为长时序植被变化监测提供方法参考。     

中国地区日照时数近50年来的变化特征

根据国家气象信息中心给出的逐日日照时数资料, 利用经验正交函数分解(EOF)和Mann-Kendall方法分析了1956～2005年中国地区日照时数的变化趋势、突变情况、时空分布和季节变化特征。研究表明:中国绝大部分地区近50年来日照时数总量呈减少的趋势, 在1980年前后大部分观测站显示有突变, 20世纪 90年代之后减少趋势有所缓解, 保持在稳定偏低的状态;此类变化趋势在东南地区较西北地区更为显著。且日照时数的上述变化主要由于夏季日照的变化造成的。     

重庆市气候因子变化及其与植被活动的相关性

全球变化背景下气候因子与地表植被的相互作用过程是地球科学领域的研究重点和热点。利用重庆市50年来气象站点数据和1999年以来的SPOT4-VGT NDVI数据,采用Mann-Kendall检验、时空分析、相关分析等方法,对年均温、年降水时空变化特征及其与植被活动变化之间的关系进行了分析。结果表明,重庆市50 a间年均温、年降水量波动明显,其中年均温2002年以后增温趋势显著。植被覆盖近10 a呈明显增加趋势,且存在显著的时空差异。空间上,三峡库区及长江、嘉陵江沿岸NDVI增加最为明显;时间上,春季、秋季NDVI增加最为显著。植被覆盖年内周期变化与降水、特别是气温的相关性显著,但年际变化与年均温和年降水量变化相关性不显著。初步分析表明,人类活动,特别是农业生产、耕地保护和植被生态建设等,是近10 a重庆市植被覆盖上升的首要因素。     

Analysis of long-term precipitation changes in West Bengal,India: An approach to detect monotonic trends influenced by autocorrelations

The precipitation of the entire Indian sub-continent is primarily driven by the monsoon wind system, which throws a tough challenge to model changes due to its natural variabilities. Additionally, the unique geographical location and diverse climatic condition of the Indian state of West Bengal (WB) accelerates this challenge even more. Such a situation can be more complicated if the assumption of randomness in the Mann-Kendall (MK) test is not taken care of. The present study inspects the dynamics of precipitation using the original MK test along with its three modified versions in WB. The modified versions are considered to incorporate all the significant autocorrelation coefficient (ACC) along with the short and long term persistence (STP and LTP) in the time series. Results showed that the presence of significant ACC was more common than the LTP behavior. The STP approach produced similar results to the original MK test, while the LTP approach reduced the number of significant trends. When the series was free from the scaling effect, consideration of all significant ACC gave better result in comparison to the STP approach. The annual precipitation is decreasing in large areas of WB, while the coastal areas are receiving increasing trends, which can intricate the estuarine and coastal processes. The Sub-Himalayan region and the western parts of WB are experiencing significant falling trend in monsoon season. Such a decreasing trend can enhance drought vulnerabilities, especially in the western parts of WB. However, the other three seasons (pre-monsoon, post-monsoon, and winter) witness the maximum number of non-significant trends.     

1964-2013年大连地区暴雨气候特征及变化规律

利用1964—2013年大连地区6个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall和 Yamamoto检验及最大熵谱分析等方法,对大连地区暴雨的气候特征及变化规律进行分析。结果表明：大连地区3—12月均可出现暴雨,72.7％的暴雨出现在7—8月,7月暴雨出现最多,8月上旬是暴雨出现最集中的时期。4—8月各月暴雨日数均呈上升趋势,且4月暴雨日数上升最明显,8月次之,至9月暴雨日数呈下降趋势。大连地区各站年平均暴雨日数为1.8—2.8 d,暴雨日数分布从大连西北内陆向东南沿海地区逐渐增多,暴雨日数大值中心在庄河（2.8 d）。各站年暴雨日数均呈上升趋势,大连北部普兰店、东部长海和西南部旅顺地区年暴雨日数呈显著上升趋势,其他地区年暴雨日数上升趋势较弱。近50 a来,大连地区暴雨初日有所提前,暴雨终日变化不明显。年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均呈不显著的上升趋势,且均从2003年以来增加明显,均有2.0—3.0 a的周期振荡;此外,年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率分别存在准12.5 a、准5.0 a和准16.7 a的振荡周期,仅年暴雨贡献率在1977年和1978年发生显著突变。     

1960-2017年阿拉善高原风蚀气候侵蚀力时空演变

根据阿拉善高原8个气象站观测资料,利用联合国粮农组织公式计算风蚀气候因子指数值（C值）,分析气候侵蚀力时空演变特征。结果表明：① 阿拉善高原C值为15.0~160.0,平均为67.7。② 从空间分布来看,C值由拐子湖分别向东南、西南减小;拐子湖站高达156.1,而阿拉善高原东南部的腾格里沙漠南缘C值为20~30;西南部合黎山一带C值下降至30~35。③ 季节变化明显,春季最大,夏季次之,秋季最小;春季和夏季的C值之和约占全年的62.6%。Mann-Kendall（M-K）检验分析表明,风蚀气候侵蚀力在1990年发生突变。拐子湖站年C值增加趋势显著,其余各站年C值均显著下降。风速是阿拉善高原风蚀气候侵蚀力的决定性气象因子。     

1960-2010年中国西南地区0 ℃层高度变化特征

使用西南地区1960-2010 年14 探空站高空气象资料和对应的14 个地面观测站的5 个气温要素和2 个降水要素资料,通过Mann-Kendall 检验,线性趋势法、相关分析法及R/S 分析方法,分析了西南地区0 ℃层高度的时间变化特征和空间分布情况以及0 ℃层高度与气温、降水、海拔的相关性分析,并预测了0 ℃层高度未来变化趋势及持续性强度。结果表明:(1) 西南地区0 ℃层高度年代际变化表现为自20 世纪70 年代后突然降低之后逐渐升高的趋势,各季节年代际变化也不尽相同;(2) 西南地区0 ℃层高度在年际变化方面,在全年、秋季和冬季处于上升趋势,以冬季变化趋势最为明显且通过了显著性检验,春季和夏季处于不明显的下降趋势;(3) 西南地区0 ℃层高度的空间分布表现为由南向北逐渐降低的趋势,夏季较为均匀,从年际变化空间分布来看,年、季节变化空间差异也比较明显;(4) 西南地区各气温和降水要素表现出非常明显的空间差异,与降水各要素相比较,气温各要素与0 ℃层高度相关性更显著;从0 ℃层高度与海拔高度相关性来看,夏季0 ℃层高度与海拔高度相关性最好,而与其他季节及年的相关性不明显。(5) 未来趋势预测表明,西南地区年、季节0 ℃层高度变化趋势与过去一致,并且大部分站点保持较强的持续性。