高亚洲及其邻区2003~2017年质量平衡的气候影响分析

利用重力恢复和气候实验(GRACE)数据获得高亚洲及其邻近地区的质量变化,可分析区域气候因素如印度季风、西风带和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对结果的影响。然而,最近的研究发现,西风带的贡献小于厄尔尼诺,与传统研究结论不同。因此,利用2003-01~2017-06期间GRACE RL06的Mascon数据进行复经验正交函数（CEOF）分析。研究发现,前3个主要成分对研究区质量变化的贡献率分别为53%、27%和6%,与印度季风、西风带和ENSO指数的相关系数分别是0.92±0.16、0.70±0.15和0.42±0.15,说明在长达14 a的观测时间跨度内,印度季风、西风带和ENSO对研究区质量变化的贡献分别为53%、27%和6%,西风带是研究区质量变化的第2个影响因素,这支持了传统的研究结论;ENSO通过印度季风对某些区域（如帕米尔高原、喜马拉雅山脉和印度西北部）的质量变化产生影响;在印度西北部、喜马拉雅山脉和藏东南地区,由于印度季风的减弱及其相关的ENSO作用和西风带的加强,质量变化呈现下降趋势;在兴都库什、西昆仑和东昆仑地区,由于西风带的增强,质量变化呈上升的趋势;在帕米尔和天山地区,虽然受到较强西风带的影响,但由于同时受到印度季风和ENSO减弱以及气温上升趋势的影响,质量变化呈下降的趋势。     

昆明城市气候水平空间分布特征

以昆明城市为研究对象，对城市西南-东北剖线的实测资料比较研究，从气温、水汽压、相对湿度、风速、风向等方面分析了昆明城市气候特征、变化规律及城市热岛效应。研究表明：在昆明存在热岛效应，以夜间最为明显，其最强度效应可达5.0℃，出现时刻（3时）与国内外多数研究结果（傍晚）有所不同；昆明城市昼间呈现明显的干岛效应。所得结论可为探讨昆明城市气候特片和形成机制，城市环境污染防治及建筑规划、设计等提供依据。     

始新世大洋环流模拟的模式依赖性

随着模式的复杂化和多元化发展, 国际上不仅组织了现代气候模拟的模式比较计划, 也开展了古气候模拟的比较计划。在模式比较计划中, 如何有效处理模式间的差异和剔除模式依赖性已成为重要问题。本项研究基于国际深时多模式比较计划(DeepMIP)中的始新世大洋环流模拟结果, 选取pCO₂倍增试验、模式参数化、古地理边界条件这3个案例, 深入分析模式依赖性如何影响古气候模拟结果和模式之间差异性, 归纳和总结古气候模拟研究中模式依赖性产生的可能原因。结果显示, 部分模式的关键变量对驱动因子响应过于敏感、模式参数化方案过于简单、模式中对古地理边界条件表达的欠准确性均可导致模式依赖性的产生以及模式之间显著差异。这表明在分析数值模式结果时, 需要参考多模式结果, 并特别关注模拟结果变化的各个环节, 从而减少模式依赖性的干扰, 增加模拟结果的准确性, 以便于更加准确认识气候环境演变过程。

     

Comparison of temperature extremes between Zhongshan Station and Great Wall Station in Antarctica

Although temperature extremes have led to more and more disasters, there are as yet few studies on the extremes and many disagreements on temperature changes in Antarctica. Based on daily minimum, maximum, and mean air temperatures(Tmin, Tmax, Tmean) at Great Wall Station(GW) and Zhongshan Station(ZS), we compared the temperature extremes and revealed a strong warming trend in Tmin, a slight warming trend in Tmean, cooling in Tmax, a decreasing trend in the daily temperature range, and the typical characteristic of coreless winter temperature. There are different seasonal variabilities, with the least in summer. The continentality index and seasonality show that the marine air mass has more effect on GW than ZS. Following the terminology of the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC AR5), we defined nine indices of temperature extremes, based on the Antarctic geographical environment. Extreme-warm days have decreased, while extreme-warm nights have shown a nonsignificant trend. The number of melting days has increased at GW, while little change at ZS. More importantly, we have found inverse variations in temperature patterns between the two stations, which need further investigation into the dynamics of climate change in Antarctica.     

黑河中游荒漠绿洲农业适应气候变化技术研究

以我国第二大内陆河流域——黑河流域的中游荒漠绿洲为例,基于长期定位试验成果,研究了绿洲农业适应气候变化的技术及其潜力。结果表明,在田间水平上,垄沟灌溉种植、主栽作物与伴生植物混播种植、优化水肥管理、建立枣粮复合系统是绿洲农业适应气候变化的有效技术;在绿洲水平上,调整农业种植结构、加大农田林网规格和减少农田林网的灌溉次数、降低防风固沙体系中高耗水树种——杨树的比例等技术是应对气候变化的重要途径。综合评价结果表明,在黑河中游绿洲,通过推广上述技术,在不降低绿洲农业产值和不影响绿洲生态系统稳定性的前提下,初步估算每年可节水2.96×108m3,抵消了气温上升大约1℃所带来的蒸散发消耗量。     

1961-2008年中国西南地区极端气候变化幅度的海拔效应(英文)

A total of 12 indices of temperature extremes and 11 indices of precipitation ex-tremes at 111 stations in southwestern China at altitudes of 285-4700 m were examined for the period 1961-2008. Significant correlations of temperature extremes and elevation in-cluded the trends of diurnal temperature range, frost days, ice days, cold night frequency and cold day frequency. Regional trends of growing season length, warm night frequency, coldest night and warmest night displayed a statistically significant positive correlation with altitude. These characteristics indicated the obvious warming with altitude. For precipitation extreme indices, only the trends of consecutive dry days, consecutive wet days, wet day precipitation and the number of heavy precipitation days had significant correlations with increasing alti-tude owing to the complex influence of atmospheric circulation. It also indicated the increased precipitation mainly at higher altitude areas, whereas the increase of extreme precipitation events mainly at lowers altitude. In addition, the clearly local influences are also crucial on climate extremes. The analysis revealed an enhanced sensitivity of climate extremes to ele-vation in southwestern China in the context of recent warming.     

黄土高原甘肃区降水变化与气候指数关系

基于黄土高原甘肃区34个气象站1961~2010年的逐日降水资料,结合线性趋势法、Mann-Kendall法和反距离加权插值等方法,对黄土高原甘肃区降水量时空变化进行分析,利用Morlet小波、交叉小波变换和小波相干谱分析其周期特征及其与太平洋年代际涛动（PDO）、厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）指数相关关系。结果表明：研究区年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-15.4 mm/10a,特别是20世纪90年代以来降水量下降趋势明显;就季节变化而言,降水量除冬季呈轻微增加外,其他各季均呈减少趋势,其中以秋季减少最为明显,其次为春、夏季。从空间分布来看,年降水量总体呈减少趋势,其东南地区降水量减少幅度高于西北部。研究区降水量存在2~3 a、4.3~5 a的年际振荡周期特征,呈现了同大尺度气候因子相似的变化特征;降水量与两大气候因子存在着多时间尺度的显著相关性,与PDO和ENSO存在5~5.6 a左右共振周期,位相谱月降水量变化位相比PDO和ENSO提前;低能量区降水量与PDO有3~3.5 a年的显著共振周期且接近同位相变化,与ENSO存在0~3 a和3~6 a呈负位相的共振周期。     

几种统计预测方法对1998年南京降水的跨季节预测试验及分析

对1998年南京降水分别设计并开展了求和自回归滑动平均（Auto-Regressive Integrated Moving Average,ARIMA）模型预测、经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）预测和基于Hilbert变换（HilbertTransformation,HT）的幅频分离预测等3种跨季节统计预测试验。结果表明：ARIMA模型预测结果存在明显的系统性误差且对夏季的降水突变现象预测困难;EMD分解预测的结果虽在降水演变趋势上有明显提高,但仍未能预测出夏季的强降水突变现象,究其原因可能是对高频分量预测效果不好所致;而基于Hilbert变换的幅频分离预测方法能够对各模态分量的瞬时频率和瞬时振幅实施隔离预测,消除两者的相互影响,显著改善高频模态的预测效果,使得最终预测结果最为理想,不仅具有最高的趋势相关性和最小的偏差,而且还较好地预测出了夏季两次强降水过程。不仅如此,在对2003年的降水预测验证中,基于Hilbert变换的幅频分离预测方法同样具有最好的预测效果,表明该方法预测效果较为稳定,为改进跨季节短期气候统计预测技术提供了一个新思路。     

Links between NAO fluctuations and inter-annual variability of winter-months precipitation in the Seine River watershed (north-western France)

The inter-annual to multi-decadal winter variability (DJFM) of precipitation on the Seine River watershed (France) was analysed using continuous wavelet transform analysis and compared to the winter North Atlantic Oscillation Index (NAOI). Nine weather stations were used over the 1951 to 2004 period and confirmed the homogeneity of inter-annual fluctuations for all stations but one. Wavelet coherence between SLP over the Icelandic and Azores regions and precipitation highlighted coherence for different scales of variability according to the centre of action considered. Segmentation and wavelet analysis and coherence between precipitation and NAOI over a long period of time (1873–2004) showed: i) increasing variability across the last century at most time scales, especially for NAOI; ii) the existence of change points for the mean and variance of both signals; iii) overall discontinuity of the coherence whatever the scale considered, especially between ∼1910 and ∼1955 for inter-decennial to pluri-decennial scales.     

气候变化对黄土碳库效应影响的敏感性研究

中国黄土分布广、厚度大,是古气候变化的良好记录载体,然而黄土在大气CO2循环中到底是源还是汇一直是困扰人们的一个问题.本文利用陆相生态系统中的生物地球化学模型,通过敏感性试验,模拟了土壤有机碳对气候变化的响应.结果表明:1)在各种稳定的气候条件下黄土的土壤有机质都是持续增加的,因此可以认为自然条件下黄土是大气CO2的一个汇;2)温度和降水对黄土中土壤有机质含量的影响正好相反,表明湿度是影响黄土地区生态环境的主要因素,温度和降水都是通过对湿度的影响来影响植被生态的;3)地表植被和土壤有机质是黄土碳库与大气CO2之间的重要媒介.黄土表层的生物地球化学过程是影响黄土碳汇效应的主要过程;4)黄土碳库的主要存在形式以次生碳酸盐为主,其次是土壤有机质,气态CO2只占很小比例.