中国、北半球和全球的气温突变分析及其趋势预测研究

本文采用均值差异假设检验研究了中国、北半球和全球气温历史序列的突变现象。分析表明，中国气温从本世纪以来，在４０年代末扣年代初曾出现一次由暖到冷的突变。北半球和全球均曾在１９世纪末和本世纪２０年代发生了突变现象。功率谱分析表明，气温的突变指数曲线具有明显的周期性。一系列比较研究证明，按照分析出的突变点将气温序列分段建模，无论数值误差还是变化趋势，效果均优于整段序列的模型。所以，对未来气温变化趋势作预测，应首先搞清楚未来会处在怎样的气候阶段中，会不会出现突变。研究表明，本文叙述的均生函数累加延拓的时序建模方案，对气温序列有很好的拟合和预测效果。     

突变理论在工程地质中的应用

本文说明了突变理论应用于工程地质中的一般方法。着重通过实例介绍尖点突变理论在工程地质中的应用现状,其中包括用突变理论评价层状结构斜坡、地下洞室的顶板冒落及活断层的稳定性,以及斜坡失稳的时间预报等问题。同时对其应用前景作了展望。     

和田市近40年蒸发量的变化特征

利用和田市气象站1961-2000年20cm口径蒸发量资料，对蒸发量的年、季、月变化趋势、年代际变化特征、突变和周期等气候变化作了较全面分析。结果表明：40年来各季、月蒸发量呈现不同程度的上升趋势，年蒸发量以48．52mm／10a的倾向率增多，偏多趋势主要表现在春季、秋季，其中5月份蒸发量偏多趋势最明显。年蒸发量在20世纪60年代为相对偏少期，80年代为相对偏多期。采用累积距平曲线和标准Morlet小波方法对年总蒸发量进行突变检验和周期分析表明，年蒸发量在1978年发生一次突变，蒸发量变化具有4～6年、11年和22年左右的年周期变化。     

天山公路沿线年降水量分布特征及其变化趋势

以天山公路沿线9个气象水文站1956～2005年年降水量资料为依据,采用均值统计参数和线性方程分析了天山公路沿线年降水量分布特征以及变化趋势,在此基础上,应用小波分析方法对天山公路沿线各桩号代表站年降水量做周期分析,结果表明:天山公路沿线多数路段的年降水时间序列包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征,具有10～17a、8～9a以及5a以下的周期变化,10～30a时间尺度突变点多出现于20世纪80年代熏     

气候变化与北疆北部2000年特大雪灾的必然性及预测

利用1960～2003年新疆阿勒泰地区7测站及塔城地区北部5测站当年11月至次年1月,44a气温、降水资料,研究了北疆北部冬季气候变化特征,解释了2000年该地区冬季特大雪灾极端气候事件出现的必然性,最后探讨了该地区冬季降水的预测问题;并得出一点很有意义的结论:在气候增暖、增湿背景下,特大雪灾也是可以预报的。     

黄河兰州以上气候要素长期变化趋势和突变特征分析

采用1960—2001年黄河流域兰州以上地区23个气象台站的气温、降水、日照时数和蒸发量4个气候要素的资料,分析了42年来兰州以上地区的气候变化和发展趋势。用非参数统计检验方法(Mann-Kendall法)分析了气候变化的长期变化趋势。结果表明,42年来全区平均变暖0.76℃,降水量、日照时数和蒸发量平均减少了17.89 mm,125.6 h和161.3 mm;用距平曲线法分析了气候变化的阶段性特征;用滑动T检验法(MTT法)、Ya-mamoto法和Mann-Kendall法对5年滑动平均的区域季节和年时间序列进行突变检测,讨论了黄河流域兰州以上地区的气候变化问题。MTT法的检测结果表明,气温、降水量和日照时数分别在20世纪80年代的末期、中期和初期发生了突变,蒸发量除了发生在80年代的突变外,90年代也有一次超过0.01显著性水平的突变;Yamamoto法检测结果表明,20世纪80年代的气候突变最为明显,1981年春季蒸发量和1985年的年气温均出现了强突变,年蒸发量突变的S/N值的位相明显提前于其他3个气候要素突变S/N值的位相;Mann-Kendall法检测结果表明,各气候要素年和季的突变年份中,气温主要发生在20世纪90年代,蒸发量主要发生在20世纪60年代,日照时数主要发生在20世纪80年代。这一事实也说明检测方法不同,评价结果会存在一定差异。     

数值预报产品在一次强天气过程中的应用

通过实况场分析表明：能量的积累和住势不稳定层结的建立是产生本次过程的基础，低空急流为本次过程提供了有利的动力条件，而水汽条件的突变、上升是产生本次过程的根本原因。将上述结论和具有预报时效的数值预报释用产品进行对比分析，结果表明，在连续几日数值预报比较稳定的情况下，形势场、要素场、变量场可信度高，可以作为预报的重要依据。数值预报要素场的突变是产生转折性天气的先兆条件之一。     

近40 a石河子地区气候暖湿化特征分析

分析了40 a气温、降水及干旱指数的变化特征,结果表明:(1)近40 a石河子地区平均温度以0.3℃/10 a趋势上升,和全疆变化一致;该地区年、冬季、夏季气温总体呈上升趋势,20世纪60~70年代年、冬季、夏季气温呈降低的趋势,80~90年代气温呈增加趋势,80年代冬季升温比夏季升温明显,而90年代夏季升温比冬季明显。(2)降水总体趋势上升,降水增长率为12.5 mm/10 a,90年代平均降水比30 a均值偏多20.8%。(3)年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其减少率为-0.3/10 a。(4)石河子地区的温度、降水及干旱指数用M ann-kendall方法检验分别在不同年份发生了不同程度的突变。结果指出,石河子地区气候正在趋于暖、湿化,这对于本区绿洲的发展具有有利的一面。     

太阳活动变化的小波分析

结合太阳活动变化分析,介绍了Morlet小波变换方法在气象时间序列周期分析和突变分析中的应用,对太阳黑子活动得出了一些有意义的结果。分析发现,太阳活动存在14.5 a和106 a的变化周期,其中14.5 a周期最为显著。太阳活动强弱变化存在一定的阶段性,在近258 a发生过6次突变。     

数值预报产品在一次强天气过程中的应用

通过实况场分析表明:能量的积累和位势不稳定层结的建立是产生本次过程的基础,低空急流为本次过程提供了有利的动力条件,而水汽条件的突变、上升是产生本次过程的根本原因.将上述结论和具有预报时效的数值预报释用产品进行对比分析,结果表明,在连续几日数值预报比较稳定的情况下,形势场、要素场、变量场可信度高,可以作为预报的重要依据.数值预报要素场的突变是产生转折性天气的先兆条件之一.