1961-2011年西北地区春季降水变化特征及其空间分异性

利用西北地区121个气象站1961-2011年降水量资料, 分析了西北地区春季降水的基本气候特征;通过EOF、REOF、功率谱等方法, 对西北地区春季降水的时空特性进行了研究, 用Mann-Kendall检验法检验西北地区春季降水序列是否存在突变现象.结果表明: 西北地区春季降水空间分布极不均匀, 其空间分布特征是东南部和西北部为多雨区、中间为少雨区.西北地区春季降水在第一空间尺度上为全区一致, 在第二空间尺度上可分为2个自然气候区, 在第三空间尺度上可分为6个自然气候区.从年代际变化来看, 1980年代是近半个世纪来降水最多的10 a, 1970年代是降水最少的10 a;西北地区春季降水的年际变率十分显著, 降水最多的年份是最少年份的3倍多. 1961-2011年间西北地区春季降水发生了明显的突变: 1973年出现了一次趋于减少的突变, 1985年出现了一次趋于增多的突变. 18~19 a的长周期是其主要周期, 其次是5 a和7 a的短周期. 未来20 a西北地区春季降水量呈缓慢下降的趋势.     

河西走廊春末夏初降水的空间异常分布及年代际变化

利用河西走廊19个气象代表站建站至2002年5～6月降水量资料, 分析了河西走廊春末夏初干旱的基本气候特征; 在利用EOF和REOF方法进行降水空间异常变化分析和气候分区的基础上,讨论了第一时间系数(PC1)及各区代表站降水量的年代际变化规律. 结果表明, 河西走廊春末夏初降水量在第一空间尺度上为全区一致; 在第二空间尺度上可分为3个气候区; 在第三空间尺度上可分为5个自然气候区. 1980年代为近50 a来降水最多的10 a, 1990年代有所减少, 20世纪末至21世纪初有明显增加. 前期冬季欧亚径向环流加强, 亚洲区极涡面积扩大、强度加强, 冷空气活动频繁, 将有利于次年春末夏初河西走廊降水偏多. 欧洲青藏高原华北西太平洋的波列, 特别是东亚大槽的填塞和青藏高原低值系统频繁活动, 造成了500 hPa高空场上"东高西低"的典型多雨流型.     

天山山区近40a夏季降水变化及与南北疆的比较

利用新疆1959-1998年的降水资料,分析了天山山区近40a来夏季降水变化特征,并与南疆、北疆进行了比较.结果表明:天山山区近40a来的夏季降水在干湿阶段、最干最湿年份、降水变化的周期方面均与南北疆有别;天山山区夏季降水空间上的同步性变化比南疆及北疆弱一些;天山山区近40a来夏季降水年代际变化与北疆较为相近.新疆近40a来夏季降水最多的年代是90年代,天山山区偏多12%,南疆偏多25%,北疆偏多21%.     

祁连山及周边地区降雪气候特征研究

利用祁连山区及其周边地区(90°～104° E, 32°～42° N)1960-2004年55个站点冬季逐日降水资料, 重点分析了祁连山区(94°～104° E, 36°～39° N)不同降雪强度的时空分布特征, 暴雪的天气影响系统及地形作用. 结果表明: 祁连山区降雪量与中雪日数关系最密切, 祁连山东北侧降雪日数最多. 祁连山不同区域分布中西部雪日最少, 中部强度最弱;小雪中部最多, 中雪中南部较多较强, 大到暴雪北侧最多、南侧最强. 降雪夜间明显较多, 小到中雪强度夜间较强;年变化在西部持续增多, 中部70年代最少, 北侧90年代最少;但西中北部均21世纪最多, 南侧70年代最多, 之后持续减少. 降雪日数有3～4 a、 5～7 a和12～14 a的年际变化周期. 暴雪出现的主要天气环流形势为北方横槽南压型和新疆冷温槽发展东移型, 分别占38.1%和52.4%. 暴雪均出现在山脉冬季风的迎风坡和峡谷地带.     

甘肃省长江流域径流多年变化特性研究

选取第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列甘肃长江流域径流资料,通过采用传统水文分析方法,对甘肃省长江径流多年变化特性进行分析研究,主要分析了其变化趋势、突变年份以及年际变化等特性。甘肃长江流域径流补给主要以降水补给为主,相对省内其他区域,水资源量较充沛。但自1993年径流多年呈递减趋势,递减趋势显著,其嘉陵江流域径流年际变化不稳定,Cv值在0. 5左右,而白龙江流域年径流变化较稳定,Cv值在0. 2左右。     

青海湖区降水序列及其变化的特征研究

利用青海湖区1958-2005年8个降水观测点月资料, 整理出5条(A～E)年、季降水序列, 应用气候诊断方法分析了降水的年代际变化及其突变特征. 结果表明: 5条序列年、季降水量的年际变化趋势大多数年代比较一致, 并且E序列代表青海湖区降水量比较可靠. 多数序列表现出20世纪60年代春季多雨, 70年代秋季多雨, 80年代春夏秋季多雨, 90年代冬春夏季多雨的季节变化特征以及60-70年代少雨、 80年代多雨和90年代少雨的年代际变化特征比较明显, 多数序列年度和冬、夏季降水量增多的趋势与新疆、河西中西部、柴达木盆地相同. 春季降水量在80年代初发生了一次气候突变, 年度和其它季节没有发生突变.     

新疆阿勒泰地区近50 a夏季极端降水事件变化特征

利用新疆阿勒泰地区近50 a(1961-2010年)7站夏季(6-8月)逐日降水资料、NCEP/NCAR资料及大气环流指数,采用百分位定义法确定各站夏季极端降水事件阈值,运用线性趋势、突变分析、滑动t检验、Morlet小波分析及相关分析等方法来分析该地区夏季极端降水事件的气候变化.研究表明:阿勒泰地区各站夏季极端降水事件阈值为9.0~13.1 mm·d^-1,阈值存在明显的空间分布差异,且地形及海拔高度对该地区夏季极端降水事件阈值均有影响,海拔高度与阈值两者基本呈指数关系.近50 a来阿勒泰地区夏季极端降水频数及强度的年代际变化具有较好的同步性,均表现为20世纪80年代中期之前频数(强度)偏少(弱),80年代中期以后频数(强度)增多(增强),并于20世纪90年代中期达到最多(最强),但进入2000年后频数(强度)开始减少(减弱).近50 a来阿勒泰地区夏季极端降水事件年际变化的持续性较好,大部分站均没有出现显著性突变,只有阿勒泰、富蕴站在20世纪80年代末期及90年代初出现了明显的突变.北非大西洋北美副高脊线、北非副高脊线、西藏高原A指数是影响该地区夏季极端降水事件的主要因子.     

青藏高原地区积雪年际变化异常中心的季节变化特征

利用青藏高原1980-2009年SMMR、SSM/I和AMSR-E被动微波遥感反演得到的逐日积雪深度资料, 应用EOF方法分析了近30 a青藏高原地区冬春季积雪年际变化异常的时空变化. 结果表明: 青藏高原冬春季积雪年际异常敏感区随季节有着显著变化, 并具有多尺度性. 其在大尺度上最主要的空间特征是从秋末(10-12月)到隆冬(12-翌年2月)位于青藏高原腹地和东南缘的河谷; 后冬和前春年际异常变化的敏感区显著变小, 整个青藏高原地区的积雪稳定少变; 而春季(3-5月), 随着青藏高原气温的回升, 敏感区出现在青藏高原东部. 青藏高原冬春季积雪年际变化在局地尺度上存在着季节变化, 表现为青藏高原积雪年际变化的异常与年际变化趋势相反的特征, 以及积雪年际变化东西反向异常随季节的演变. 青藏高原冬春季积雪年际变化的异常敏感区在空间范围上的变化, 反映了冬春季积雪在季节尺度上受冬季风和南来的暖湿气流之间相互消长和进退影响的特征. 青藏高原冬春季积雪具有显著的年代际变化, 在20世纪80年代处于多雪期, 80年代后期进入一个积雪较少期. 秋末至隆冬(10-翌年2月)的积雪在20世纪90年代后期出现明显转折, 进入多雪期, 2000年后又进入一个少雪期.     

新疆北疆最大积雪深度EOF展开场的时间变化规律

应用新疆北疆20个站1961-2006年46a积雪资料,对最大积雪深度进行EOF展开场的时间变化规律的研究.结果表明:北疆最大积雪深度空间分布具有一致性,同时存在纬向上的反位相变化和西北-东南方向上的反位相变化.第一特征向量场主导了北疆最大积雪深度的年代际变化趋势,而代表北疆平均最大积雪深度空间上一致性的第一特征向量场年际增加趋势十分显著,1983年代之前北疆大多数年份最大积雪深度普遍偏浅,1997年之后普遍偏深.用Mann-Kendall法对其做突变检验发现,第一特征向量时间系数在1997年冬季发生了突变;而代表纬向上反位相关系的第二特征向量场虽然有增加趋势,但趋势不显著,代表西北-东南方向上的反位相关系的第三特征向量场没有明显的增减趋势.     

近60年淮河流域夏季降水的变化特征

利用淮河流域1961～2017年夏季降水量资料,运用线性回归、滑动平均、Morlet小波、滑动T检验和Lepage检验方法分析了流域夏季降水的周期性特征和年代际变化特征。结果表明:流域夏季降水在大部分时段都具有明显的年际振荡特征,从20世纪90年代开始年代际振荡特征非常突出;流域夏季降水具有2～3a的年际变化周期和18～24a的年代际变化周期,1961～1967年、1997～2006年期间2～3a的短周期振荡非常显著,1990年以后18～24a的周期变得非常明显;在2000年前后,流域33～35°N纬向带状区域发生了显著的年代际突变现象,突变后与之前相比夏季降水增多了40%～60%;在2009年,流域沿淮河一线以北至35°N范围内再次发生显著的年代际突变现象,突变后降水减少了20%以上,此次年代际突变范围更广也更加显著,其物理成因值得进一步研究。     

2013年青海北部春季旱涝急转的特征及其成因分析

利用1961-2013年3-5月的逐日降水、气温和高度环流场资料, 计算了月季降水、气温序列、气象干旱指数序列、高原地面加热场强度指数序列, 研究了春季旱涝急转的主要特征及其规律, 解释了2013年青海省春季降水前期偏少、后期偏多和旱涝急转的成因. 结果表明: 2013年3月1日-4月27日青海大部分地区降水偏少、气温偏高, 出现了大范围不同程度的气象干旱, 海北大部分地区出现50 a一遇的特大气象干旱, 西宁大部分地区出现25 a一遇的严重气象干旱; 4月28日-5月20日青海大部分地区降水偏多, 气温偏高幅度开始逐步减小, 前期的干旱得到缓解, 并出现了大范围不同程度的渍涝, 旱涝急转的台站达21个. 通过对比分析发现, 若极涡面积偏小、中亚和西亚低压槽维持时间长、冷空气主要在欧洲东部和亚洲西部地区堆积、进入中国的冷空气路径偏西、高原位势高度场偏低、东亚槽位置偏东、西太平洋副热带高压北界位置偏北时, 青海降水偏多, 容易出现渍涝. 在相反的环流形势下, 青海降水偏少, 容易发生干旱. 4月干旱和5月渍涝处在青海高原降水长期变化的大气候背景之下, 前期1-3月青藏高原地面加热场强度偏强、春夏季过渡时间提前也有助于青海5月异常降水的形成.     

青海南部冬春季雪灾的气候诊断与预测

根据青海省气象台站的历史积雪等资料, 依据气候诊断方法分析了降水、 积雪的变化特征和2012年冬春季雪灾形成的气候成因.结果表明: 2012年后冬~初春北半球乌拉尔山阻塞高压稳定维持、 青藏高原高度场偏低、 高原低槽和印缅槽活跃、 极地冷空气向南不断扩散, 冷暖空气在高原地区汇合, 在青海南部和北部地面温度梯度大、 锋区强的零温度线两侧形成大量的降水和积雪.期间的降雪量与降雪日数突破历史极值, 最高气温偏低, 积雪持续难以融化, 出现了历史少见的冬、 春季两季连续积雪, 导致玛沁、 甘德、 达日、 玛多等县出现不同程度雪灾, 1982年、 1993年、 1995年、 2008年、 2012年1-3月青海南部牧区的雪灾过程都基本属于这种类型. 1961-2009年高原牧区积雪与环流因子的气候诊断分析显示, 在1-3月北半球环流场上, 若北极涛动负值偏大、 乌拉尔山高压脊偏强、 印缅槽和高原低槽偏深时, 青海南部牧区降雪量大、 积雪量多, 积雪持续的时间长、 雪灾也相对比较严重, 在上述环流因子相反的配置下, 青海南部牧区的雪灾则比较轻.     

1965-2012年甘肃平凉地区大雪天气气候特征

利用甘肃平凉地区7个气象自动站1965-2012年的逐日气象整编资料, 统计出近48 a来大雪天气出现次数, 分析了平凉大雪天气的统计特征和气候变化规律, 然后用近14 a历史天气图资料对31次大雪过程进行对比分型, 总结出三类天气形势的特征. 结果表明: 1965-2012年48 a来, 平凉大雪天气出现次数总体变化趋势不显著; 大雪天气多集中出现在秋冬、冬春冷暖季节交替的时期, 冬春交替期间出现次数多于秋冬交替期间, 隆冬季节出现次数相对较少. 平凉产生大雪天气的主要天气形势有三类: 高原低槽型、西风带小槽型和阻高-横槽型, 三类形势中最多的是高原低槽型, 其他两类出现概率相差不到10个百分点.     

1960-2012年江苏省气候变化特征

运用统计学方法, 引入气候趋势系数, 分析江苏地区在全球变暖的气候背景下, 气温、降水变化与时间序列的相关性, 得到从1960-2012年江苏省年平均气温、年平均降水量的气候倾向趋势. 研究表明, 该时间段内, 江苏地区有明显增暖趋势; 年平均降水量也与年代呈正相关, 但是两者系数的地区分布却存在不同. 以长江为界区分, 江南较江北更加暖湿, 且江南经济发达地区此现象更为明显. 深层探究江苏地区升温的原因是最低温度的升高, 而江南比江北温度升高的原因则是江南最高气温的升高. 通过四季对比研究得出, 该地区春季升温最为明显, 其中以最低温度的升高最为显著. 春季及秋季降水都呈现减少趋势, 江南地区秋季降水减少最明显, 夏秋季降水增加, 其中江南地区夏季降水增加最显著. 对于气温、降水的EOF分析也进一步验证了该地区增温增湿的总体趋势. 进一步讨论得出, 江苏地区江南江北气候差异的主要原因在于城市化程度的不同, 随着江南江北经济差距的缩小, 此差距预计将减少.     

乌鞘岭是甘肃气候转型变化的分界线吗?

基于甘肃省及周边地区46个气象站点的气温和降水年值、月值数据,对数据进行均一化检验和订正后,采用气候倾向率法、Mann-Kendall 非参数检验法对甘肃近50a气候变化时空特征进行了分析。结果表明：甘肃省平均气温、平均最低气温、平均最高气温、极端最高气温、极端最低气温均升温明显,其中以最低气温升温最为显著。气温的季节变化空间差异较大,空间上四季最低气温和极端最低气温升温最显著,春、冬季平均最低气温升温最显著;夏、秋季极端最低气温升温最为显著。降水变化的区域差异大,降水气候倾向率最小值达-22.2mm·（10a）^-1,最大值14.1 mm·（10a）^-1,乌鞘岭以东表现为减少趋势,以西增加。河西地区气温突变时间为1986年,早于河东气温突变时间（1993年）。甘肃气候变化时空差异明显,乌鞘岭是近50a甘肃气候转型分异的一条重要分界线。     

青藏高原气候变化的若干事实及其年际振荡的成因探讨

利用1961-2012年青藏高原88个气象台站逐月气温、降水以及温室气体等气候系统监测资料和CMIP5输出的未来气候变化情景数据,分析了近52年来青藏高原气候变化暖湿化的若干事实,揭示了其年际振荡与温室气体、高原加热场、高原季风、AO等气候系统因子的关系,预测了未来20~40年青藏高原可能的气候变化趋势。研究表明：近52年来青藏高原在总体保持气候变暖的趋势下自2006年以来出现了某些增暖趋于缓和的迹象,较全球变化滞后了8年左右;降水量的增加在青藏高原具有明显的普遍性和显著性,气候变湿较变暖具有一定的滞后性,降水量变化的5年短周期日趋不显著,而12年、25年较长周期逐渐明显且仍呈增多趋势。由于温室气体、气溶胶持续增加、高原夏季风趋强、ENSO事件和太阳辐射减少,青藏高原气候持续增暖但有所缓和;春季高原加热场增强、高原夏季风爆发提前且保持强劲,使得高原春、夏季和年降水量增加,而秋、冬季AO相对稳定少动,东亚大槽强度无明显变化,高原冬季风变化不甚显著,导致了高原秋、冬季降水量无明显变化。未来20~40年青藏高原仍有可能继续保持气温升高、降水增加趋势。     

青海高原1961-2013年积雪日数变化特征分析

应用1961-2013年逐日积雪深度及气象要素资料,采用REOF、多元线性回归等方法,分析了青海高原积雪日数时空分布特征,探讨了各季节积雪日数与气温和降水的关系.结果表明：（1）青海高原积雪日数呈先增加再减少的变化趋势,1961年至20世纪90年代末呈增加趋势,其中1982年达到峰值为44天,2000-2012年呈减少趋势.（2）青海高原积雪时空分布不均,地域差异大,分为六个积雪气候区,主要特点为高原南部积雪日数最多且呈显著增加趋势;东部农业区、西部柴达木盆地积雪少且呈下降趋势.（3）冬、春季积雪日数有上升趋势,冬季较显著;秋季积雪日数有下降趋势.（4）各季节平均气温均呈上升趋势,是影响秋、春季积雪的关键因子;冬、春季降水量呈上升趋势,是影响冬季积雪的关键因子.青海高原冬、春季有暖湿化趋势.     

Study on rainfall variations in the middle part of Inner Mongolia,China during the past 43 years

The study area, the middle part of Inner Mongolia including Hohhot city, Baotou city, Wulanchabu city, Ordos city, Bayannaoer city and Wuhai city, is one of typical eco-geographical transition zones in China. Using monthly precipitation data (1961–2003) from 45 meteorological stations in the study area, this paper analyzes characteristics and tendencies of annual and seasonal rainfall variations, and reveals multi-time scales structures of these time series through wavelet analyses; also, the periods of annual and seasonal precipitation series are identified, and the periodical oscillations and points of abrupt change at the principal period scale are discovered. The results show that annual precipitation varies in a large range, and has an ascending tendency at an increasing rate of 1.482 mm/10a; the multi-time scales periodical oscillations are clear; differences in tendencies, ranges and decadal precipitation anomalies exist within each decade during 1961–2000. The seasonal allocation of overall annual precipitation is extremely uneven; in terms of tendencies of seasonal precipitation, winter and spring have upward trends while summer and autumn have downward tendencies; distinctions in tendencies, ranges and decadal precipitation anomalies among each seasons are in existence within each decade during 1961–2000. The periodical oscillations of each seasonal precipitation time series are also evident. The research results not only provide convincing evidence for global climate change research, but also facilitate the understanding of specific natural process and pattern to make steps to rehabilitate and reconstruct vegetation, and contribute to fulfill the sustainability of water management.     

农作物主要病虫害对甘肃气候暖干化的响应及应对技术的研究进展

通过选取甘肃省80个气象站点1961—2010年的气象要素值计算和分析,结果表明,暖干化是甘肃现代气候变化的基本特征。甘肃年平均气温气候倾向率均为正值,年平均气温每10年增温0.29℃;年降水量自1961年以来呈持续下降趋势,降水距平百分率以每10年1.7%的速率递减。揭示了气候变化对马铃薯晩疫病、麦蚜虫、小麦条锈病、玉米棉铃虫、红蜘蛛等5种主要农作物病虫害的影响。总结气候暖干化对主要农作物病虫害的主要危害特征：病虫种类增多、地域范围扩大;越冬界线北移、时间提早发生、受害程度加重;害虫生长季节延长、繁殖代数增加、种群增长加快;病毒病增多,易发大流行;寄主、害虫、天敌种群的生态系统发生了变化,使害虫得到迅速繁殖。提出完善农作物病虫害监测评估预警体系建设,提高精准优质预报服务;建立防治农作物病虫害管理生产新模式和配套技术适应气候变化;根据未来气候预测和针对不同气候类型以及不同气候年型调整作物种植结构和比例;制定精细化农作物病虫害综合农业自然资源区划,确定精准的高危病区范围重点防治等4个方面的措施和技术应对气候暖干化。