1961-2007年云南太阳总辐射时空变化特征

根据云南省7个辐射站太阳总辐射资料和113个台站日照百分率资料,建立了1961-2007年全省太阳总辐射时间序列,运用旋转主分量方法将全省分为4个区,并在此基础上研究云南太阳总辐射的时空分布和变化特征。结果表明：云南太阳总辐射呈中部多,西南部次之,东部及西北部少的分布特征。1961-2007年呈波段减少的变化趋势,线性倾向率为-0.64%/10a,其中中部及东部显著减少,西南部略有增加。其间出现两次突变,一次是1986年的显著减少,另一次是1993年以后的回升。分析表明,相对湿度和云量是影响太阳总辐射变化的主要气象因子。     

半干旱草原型流域不同时间尺度降水特征分析

基于锡林浩特气象站1960-2015年逐日降水数据,运用M-K法、R/S 法和Morlet 小波法,分析了半干旱草原型流域--锡林河流域近56a不同时间尺度下降水趋势及突变特征、未来变化趋势、降水周期规律的变化情况。结果表明：近56a来锡林河流域年降水量呈下降的趋势,在1974、1980、1989年和1998年发生过4次突变,存在28a的主周期变化。夏季降水特征和年降水特征基本一致,冬季降水量呈显著上升的趋势。汛期8月份降水量呈显著下降的趋势,并在1998年左右发生突变,降水第一主周期在12a处,非汛期11和12月份降水量都呈显著上升的趋势,其中,12月份降水在2000 年左右发生显著突变,这两个月份降水的第一主周期分别是30a和9a。不同时间尺度下降水序列的Hurst指数均>0.5,说明流域降水趋势具有持续性,未来降水趋势与过去保持一致。     

南海夏季风降水的区域差异及其突变特征

使用1950~1997年NCAR/NCEP再分析逐日降水资料,采用聚类和相关分析相结合的方法对南海夏季风降水进行了区域划分,分析了南海夏季风降水爆发前后南海降水的突变特征。结果表明:南海 105~120°E,0~20°N区域可划分为 SCS1区、SCS2区、SCS3区和SCS4区4个小区域,每个区域的降水有其各自不同的变化特征。前三个区域的降水变化不显著,不能反映南海夏季风降水爆发的突然性,变化最显著的是SCS4区,它最好地刻画了南海夏季风降水的变化特征,因此,我们选取它作为今后工作中南海夏季风降水的研究范围。突变检验表明,5月17日,南海SCS4区降水发生明显的突变,与5月15日相比,SCS4区降水场形势发生明显变化,其区域平均降水突增超过6 mm/day,标志着南海夏季风降水的爆发。     

Arctic sea ice and atmospheric circulation under the abrupt4xCO2 scenario

We analyze sea ice changes from eight different earth system models that have conducted experiment abrupt4xCO2 of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5(CMIP5). In response to abrupt quadrupling of CO2 from preindustrial levels, Arctic temperatures dramatically rise by about 10°C—16°C in winter and the seasonal sea ice cycle and sea ice concentration are significantly changed compared with the pre-industrial control simulations(pi Control). Changes of Arctic sea ice concentration are spatially correlated with temperature patterns in all seasons and highest in autumn. Changes in sea ice are associated with changes in atmospheric circulation patterns at heights up to the jet stream. While the pattern of sea level pressure changes is generally similar to the surface air temperature change pattern, the wintertime 500 h Pa circulation displays a positive Pacific North America(PNA) anomaly under abrupt4xCO2-pi Control. This large scale teleconnection may contribute to, or feedback on, the simulated sea ice cover change and is associated with an intensification of the jet stream over East Asia and the north Pacific in winter.     

地震成因研究

提出地球重力场中不平衡地壳固体环压、环拉定位集中原理新概念。由于这一新概念的确立,关于地壳斜向滑力最大集中量的物质质量来源理论上可以达到纯固体地壳全部质量的量级。从而找到了地质演化力源中尚未找到的第一力源。指出在斜向滑力等诸力作用下地球壳、幔中固、液环流的存在,论证了基于固、液环流的地质演化的6种地质区型,进而划定了9种地震成因的地质界线。     

1980-2012年青藏高原土壤湿度时空演变特征

基于美国气候预测中心（CPC）土壤湿度资料和80个青藏高原气象观测站的降水、气温资料,对青藏高原土壤湿度时空演变、突变,及土壤湿度与降水、气温的关系进行了分析.结果表明：青藏高原土壤湿度呈自东南向西北递减的分布特征,土壤湿度与降水量在空间上有很好的对应关系,在时间上存在2~4个月的时滞相关.1980-2012年高原土壤湿度呈显著增多趋势,土壤湿度变化发生突变的年份为2003年.在土壤湿度变化过程中,降水和气温的作用明显,5-10月降水量和1-6月气温是影响高原土壤湿度变化的主要因素.5-10月降水量决定了多水期的土壤湿度,而多水期土壤湿度和1-6月气温共同决定了少水期的土壤湿度.     

1951-2010年内蒙古霍林河流域气候变化特征

以季风边缘区的霍林河流域为研究对象, 利用研究区周缘9个气象站台1951-2010年的逐月气象数据, 通过对气温和降水量进行趋势分析、Mann-Kendall检验以及相关分析, 探讨流域气候变化过程、特征及周期. 结果表明: 在1951-2010年年均气温上升2.3 ℃, 其倾向率为0.38 ℃·(10a)^-1, 总体呈上升的趋势. 其中, 春季气温升幅最为明显, 倾向率为0.50 ℃·(10a)^-1. 同时, 年均气温以1986年为跃点, 发生突变, 突变后的1987-2010年平均气温比突变前1951-1986年气温高1.3 ℃, 并存在6~8 a和15 a的周期律. 年降水量近60 a来减少了83.9 mm, 其倾向率为-13.98 mm·(10a)^-1, 呈下降的趋势. 其中, 夏季降水量的下降最为明显, 倾向率为-11.41 mm·(10a)^-1. 年降水量以1998年为跃点发生突变, 突变后的1999-2010年降水量比突变前1951-1998年下降76 mm. 并存在4 a和8~9 a的振荡周期. 流域气温变化与北极涛动呈正相关, 而降水量与夏季风指数呈负相关.     

秦岭南北地区光合有效辐射时空变化及突变特征

基于秦岭南北地区47个气象站1960-2011年的逐日气象数据,通过Angstrom方程和Penman-Monteith公式计算了各站点的光合有效辐射(PAR),并借助Spline空间插值、Pettitt突变点检验和相关分析等手段对PAR的空间分布、时空演变、突变特征及其可能成因进行了分析。结果表明:① 秦岭南北地区PAR的时间和空间分布特征明显,在空间上呈北高南低的分布格局;在季节分布上,夏季、春季、秋季、冬季依次减小。② 52年间,该地区年PAR整体呈显著下降趋势,下降速率由南向北,由东向西递减;时间变化方面,春季PAR呈现不显著的上升趋势,其余季节均呈下降趋势,夏季减小最快,其次为冬季,秋季最小。③ 该地区89%的站点年PAR存在突变,突变站点中的85%发生于1979-1983年间;夏季89%的站点发生突变,突变站点中的90%发生于1979-1983年间;冬季68%的站点发生突变,但突变时间同步性和一致性较差;春季和秋季突变现象不甚明显。④ 气候变化(风速下降)、城市化进程加快以及工业生产导致的气溶胶增多是导致PAR显著下降的主要原因,而火山爆发引发的气溶胶增加则是PAR波动的主要原因。     

1800—1813年上海地区梅雨特征和汛期降水量的复原

私人日记是重建高分辨率历史天气气候序列的珍贵史料来源。以《查山学人日记》中的雨日记录为指标复原了日记史料相对缺乏的19世纪早期(1800—1813年)上海地区的梅雨特征,并将雨日区分为5个降水等级,同时将1951—1998年上海龙华站器测日降水量划分为与日记降水记录相匹配的5个降水等级,然后根据龙华站梅雨期、汛期各级雨日数与降水量之间的回归关系复原了1800—1813年的梅雨量和汛期降水量。结果显示:(1)1800—1813年的梅雨相对典型,平均入梅日期为6月10日,出梅日期7月7日,梅期雨日数20.1天,梅期长度27.1天,梅雨量257.3 mm,汛期降水量669.5 mm,与利用《雨雪分寸》重建的梅雨期大体一致,梅雨量有较大差异。(2)整体上看,该时段平均入、出梅日期比龙华站各年代有所提前,梅期雨日数和长度略有增加,梅雨量偏丰,梅雨强度偏强,汛期降水量在适中水平。梅雨特征量、汛期降水量与龙华站各年代不存在显著差异,与20世纪80、90年代最相近。(3)复原的“梅期雨日数、梅期长度”、汛期降水量与区域旱涝状况均有较好的对应关系,与东亚夏季风强弱变化指示的降水空间变化特征也比较相符,反映出文中所用的日记资料以及复原方法和结果具有较高的可靠性。     

水文气象序列趋势分析与变异诊断的方法及其对比

日趋频繁的极端天气和水文事件对经济发展和人类生命安全构成重大危害,水文气象序列的趋势变化分析与预测研究是避免和控制这些破坏性全球环境变化的前提,也是目前亟待解决的科学问题之一。基于现代数学和统计学理论,气象学和水文学研究人员对水文气象要素趋势检验和突变点识别的方法做了大量的研究。针对当今普遍采用的参数统计、非参数秩检验和小波分析方法及其本质原理,在分类阐述的基础上,系统归纳总结了各个方法在应用过程中存在的问题及解决方案,并以黑河流域托勒气象站年平均气温为实例对比分析各方法计算结果的差异性,凝练出水文气象序列趋势分析与变异诊断的理论与方法系统体系,为今后理论方法的进一步改进及应用发展提供参考。