中国不同月份和持续时间降雨的变化趋势与波动特征的空间格局对比研究(1961—2015)

采用1961—2015年中国535个站点日值降水数据,利用线性变化趋势和变异系数的方法,分析了中国不同月份和不同持续时间降水的空间变化格局.结果表明:(1)在变化趋势上,1961—2015年中国年际雨量变化趋势从东南沿海到西北内陆依次呈"增—减—增"的空间分异格局,而年际雨日变化趋势则呈"北部增加—南部减少"的空间分异格局.冬半年雨日呈增加趋势的地区明显多于夏半年,且增加幅度也较大,夏半年东部地区降水格局随月份变化明显,且增减趋势变化幅度相差较大.(2)在波动特征上,1961—2015年中国年际雨量和雨日的波动特征呈"北方高—南方低"的空间分异格局,且西北波动整体高于东北地区.(3)在不同持续时间上,持续2、3和4天以上的雨量和雨日变化趋势从东南沿海到西北内陆依次呈现出"增—减—增"的空间分异格局,而持续5、6和7天以上的雨量和雨日变化趋势以黑龙江黑河至云南腾冲一线为界呈现为"东南减少—西北增加"趋势.降雨持续天数越长,波动越大,且北方波动整体大于南方地区.研究发现中国降水随时间表现出的空间差异性在加剧.     

不同时间角度下的中国霾日数时空变化格局研究(1961年～2015年)

采用2 474个站点数据,从年际、月际和周际变化角度,利用线性趋势和反距离权重插值等多种方法,计算了1961年～2015年中国霾日数时空变化特征.结果表明：在年际尺度上,1961年～2015年中国年均霾日数在波动中呈“先上升(1961年～1980年)-后平稳(1981年～2000年)-再迅速上升(2001年～2015)”的三段式变化特征.在月际尺度上,1～12月份的年均霾日数呈现出“U”型分布,且所有月份的平均霾日数均呈现增加趋势.在周际尺度上,中国年均霾日数从周一到周日呈现出先减少后增加再减少的特征,但变化幅度不大.1961年～2015年中国周一到周日的平均霾日数均呈一致性增加趋势.在空间分布上,1961年～2015年中国年均霾日数变化趋势呈“东南增加显著-西北增加不显著”的空间分异格局.中国华北、华中、华东和华南地区的年代际年均霾日数随年代推移逐渐从负距平演变为正距平.不同月份的年均霾日数呈现出“东南高-西北低”的空间格局.1月和12月份年均霾日数达到2.7 d/a以上的地区分布较广,其它月份分布范围则相对较小.1961年～2015年周一到周日的年均霾日数超过4.5 d/a的地区主要分布在京津冀、长三角、珠三角、山西和陕西地区.通过对比可以发现不同星期的年均霾日数在空间分布上变化不大.     

中国不同时段气候变暖速率的时空分异研究(1961—2014)

基于多种统计方法,采用534个站点数据诊断中国1961-2014年年均气温变化.结果表明:在时间序列上,中国年均气温整体呈现出增加趋势,但是各时段变化趋势却又各不相同,分别表现出“减-增-增-增-减”的动态变化特征,并且在不同时间尺度上表现出2~6、20、40和60a左右的波动特征,在1998年左右中国年均气温发生突变,气温变暖出现停滞.在空间分布上,中国年均气温1961-2014年近100%的站点均呈增加趋势,且此时段各年代相对整个研究段呈增加趋势的站点比例依次是2.6%、32.9%、78.8%、86.0%和11.2%.尤其是1960时段和2000年以后是大面积气温趋势下降显著的时段,而1971-2000年是中国大面积显著增加的时段.不论是气温趋势增加或减少,青藏高原和东北地区均在空间分异格局中率先表现出十分显著的变化特征.尤其是2000年以来中国年均气温变化出现了明显的停滞现象,与此时段的二氧化碳急剧上升形成了十分鲜明的对比.对于气候变暖停滞的原因,仍存在诸多不确定的认识,亟待进行深入系统的研究.      

近56年来中国四季降雨事件演变特征的空间差异分析

全球气候变化背景下不同季节降雨及其贡献率的空间分异特征是学界关注的焦点问题之一。本文采用535个站点的日值降水数据分析了1961-2016年中国四季降雨的空间差异性。结果表明：①中国四季降雨雨量和雨日具有明显的“东南高-西北低”的空间分异特征,而中国四季降雨雨量和雨日贡献率的空间格局相比前者差异较大。②在变化趋势上,中国四季降雨雨量和雨日及其贡献率在冬季增加趋势最明显,夏季减少趋势最明显。在波动特征上,中国四季降雨雨量和雨日及其贡献率波动特征在冬季最大,夏季最小。③不同季节降雨雨量和雨日的差异表明季风边缘区是中国四降雨的重要分界线。四季降雨雨量和雨日贡献率的差异特征与前者相比差异较大。降雨贡献率有助于深化认识全球气候变暖背景下的降雨变化特征。     

邵阳市区60年来的冷暖变化特征

以年平均气温的距平值,作为划分冷暖依据,讨论了以邵阳市近60年资料为主,结合邻近邵东与邵阳县近50年的相应变化趋势,总结出邵阳市区的冷暖变化特征。     

新疆库车县沙尘暴变化特征及突变分析

根据新疆气象局地面观测资料,整理出库车县1951～2009年沙尘暴年日数资料,运用小波分析、累积距平、滑动t检验等方法对沙尘暴年日数序列的变化趋势、周期特征、突变特征进行了分析,结果表明:(1)近60年间,库车县沙尘暴年日数呈显著减少的趋势,趋势系数为-0.34,通过α=0.05的显著性检验.20世纪50年代、60年代和70年代是近60年库车县沙尘暴的三个频发期.(2)沙尘暴年日数序列存在7年、15年、22年的周期;在不同的时间尺度上,沙尘暴经历了多个频发期和少沙尘暴期,在未来几年可能会再次迎来一个沙尘暴的频发期.(3)研究区内沙尘暴年日数变化趋势确实存在1985年的突变年份,而且这次突变并不是简单的均值突变或转折突变,是这两种突变的组合.     

省际交汇区人口密度时空变化及影响因素分析——以省直管县永城市为例

在都市圈、现代化新城建设的时代背景下,传统农业地区的人口不断外溢,形成了局部乡村人口流失的典型区和加剧区.以省际交汇经济强市永城市为研究区,基于人口普查数据,利用空间自相关和重心转移法等方法来分析人口密度的时空变化特征,并进行影响因素分析.研究发现：(1)从空间演化上来看,2000、2010和2020年部分乡镇等级人口密度值有很大变化,特别是在市中心变化尤为明显.虽然市中心城镇人口不断上升,但城关镇近10 a人口却有所减少,附近演集镇人口却急速增加,而其他大部分乡镇人口在近20 a中都大幅度减少,只有个别乡镇的人口得到了回流.(2)从空间分异上看,随着研究的细化,虽然村级尺度人口密度和变化单元的分布形态和镇域尺度相比呈现出明显的破碎化特征,但表现出的低值、高值区域分布形态基本相同,只有个别村庄有些许差异.(3)从空间关联上来看,人口密度在空间上均表现出集聚现象,且随着尺度细化其集聚程度进一步加强.从重心变化看,人口密度重心有明显的空间转移且逐渐向城关镇附近靠近.(4)通过地理加权回归和其他因素分析发现,城镇化水平、人口老龄化程度和人均耕地面积对人口密度时空分异有着较大的影响,但其中单一...     

江西省不同等级雨日数的变化特征及对降水量的影响

利用1961—2010年江西省79个气象台站逐日降水资料,借助小波分析、M-K检验等方法分析了50年来不同等级降水日数的时空变化、周期性和突变性特征,与厄尔尼诺(ENSO)的关系,以及对年降水量的贡献程度.结果表明:总雨日数和小雨日数呈下降趋势,而暴雨日数和大雨日数增长趋势较为明显,中雨日数的变化较为稳定; 雨日数变化趋势在空间上表现为“东部比西部活跃、南部比北部活跃、中部趋于稳定”的特征; 不同等级雨日数的突变时间和变化趋势不同,其震荡周期在28年、8年、9年、22年不等; 雨日数变化可能受ENSO暖事件滞后效应控制,以总雨日数和小雨日数最为显著; 大雨日数、暴雨日数和小雨强度对降水量的影响最为显著; 暴雨日数和小雨强度对降水增量的影响具有全局性特征.     

县域中心城区的扩张及其驱动力——以山西省灵丘县为例

以速度、强度、分形维数和空间重心等指数分析了1980—2018年灵丘县中心城区的时空演变特征,并运用地理探测器识别城镇扩张的驱动因素.结果表明,1980—2018年间灵丘县城镇建设用地呈快速扩张趋势,由1980年的173.69hm~2增长到2018年的1180.57hm~2,扩张规模近7倍,分时段研究显示,城镇扩张的速度和强度均在2000—2010年达到最大值;在空间上呈现出向东、西、北3个方向的扩张,形态规则度在2000—2010年间有较大波动,中心城区重心向北部移动明显;对中心城区扩张影响最大的因子为到城镇中心的距离,其次为综合医院和路网密度,自然环境对城镇扩张的影响力较弱;不同因子之间产生交互作用,表现为双因子增强和非线性增强,其中,距城镇中心距离和距耕地距离与其他因子交互后影响力增强显著.     

兰州市清真寺空间格局演变及其影响因素

文章选取1949—2010年兰州市清真寺的空间矢量化数据,通过应用标准差椭圆法(Standard deviational ellipse,SDE)和重心迁移模型,分析了兰州市清真寺自1949年以来空间格局演变特征及其影响因素.研究结果表明:(1)清真寺空间分布经历了明显的"集聚—相对分散—分散"的变化趋势,并向西北方向延伸.(2)清真寺重心表现出由靖远路街道—临夏路街道—西园街道的移动轨迹,相比七里河区,城关区清真寺空间变化较为稳定.(3)清真寺空间格局演化经历三个时期,依次是1949—1978年集中式扩散,1979—1990年跳跃式扩散,1991—2000年、2001—2010年核心—边缘式扩散,并呈倒"T型"模式.(4)其空间演化主要受宗教政策与制度,人口增长与流动、经济发展与转型以及城市规划与建设的共同作用.     

近50年黄淮海平原极端降水时空变化及其对农业的影响

气候变化下由极端降水引起的农业灾害频发,严重威胁我国的农业生产和粮食安全.以黄淮海平原63个气象站点逐日降水数据为基础,分析了1963-2012年降水事件频次和强度的时空变化、年际变化趋势的时空变化,并采用Pearson相关系数揭示极端降水对农业的影响.结果表明:(1)从空间分布来看,大雨总量、暴雨总量和大雨日数均呈现自东南向西北递减的特点,大雨强度的空间分布相对较均匀;山东省的暴雨雨量分布特征与总体不一致,自西南向东北递减.(2)从时间变化来看,大雨日数、暴雨日数和暴雨强度减少趋势均不显著,大雨强度上升趋势不显著.各指标年际变化趋势空间分布差异较大,呈增加趋势的站点少于呈减少趋势的站点.(3)从对农业的影响来看,河南省农业水灾面积与极端降水指标存在显著的正相关,降水日数的影响程度大于降水强度;冬小麦单位面积产量与全年和生育期内大雨日数和大雨总量均存在显著负相关;冬小麦单位面积产量与5-6月降水总量和降水强度呈显著正相关,与极端降水指标和连阴雨指标均呈显著负相关,不同降水指标对冬小麦产量的负效应表现为大雨>连阴雨>暴雨.     

基于SPI的1960—2018年山东省冬小麦生长期干旱时空特征分析

根据山东省1960—2018年的逐月降水量观测数据,采用标准化降水指数(SPI)作为干旱衡量指标,分析近59年来山东省冬小麦生长期的干旱时空分布特征,研究冬小麦各生长阶段干旱强度及影响范围,为山东省冬小麦的干旱防御及稳定增收提供参考.研究表明:(1)冬小麦生长期内干旱频率多集中在15%～20%之间,相对高值区集中于山东省的中东部和西南部.(2)1980—1989年干旱频率最高,1990—2018年间干旱频率的高值区呈现出由西北向东南转移的趋势.(3)冬小麦生长期干旱站次比在波动变化中表现出较明显的阶段性特征:1977—1991年、1998—2002年和2010—2014年为干旱影响范围较大的时段;其他时段为干旱影响范围较小的时段.(4)干旱覆盖范围以局域性干旱为主.     

泉州市1968—2018年降水气候特征变化初探

利用1968—2018年泉州市降水资料,采用线性分析、累积距平、小波分析等方法,分析降水气候特征和变化趋势,探讨其中的周期规律。结果表明,近51年以来,除11月雨日数呈减少趋势外,其余各月雨日数均呈增加趋势;小量级降水减少,大量级降水增加;降水时间分布不均,12月份降水最少,6～7月降水则居多; 3月及9～12月的月降水量呈减少趋势,其余各月的月降水量呈增加趋势;不同时间段的降水周期有一定差异,20世纪60年代,泉州市的降水周期是2.5年,20世纪70年代,降水周期是3年左右,20世纪70年代到90年代中期,降水周期是6～8年,后期周期性则不明显。     

厄尔尼诺事件及其对我国夏季降水量时空分布的影响

为了探讨厄尔尼诺与我国夏季降水的关系,分析Nino指数的变化趋势和突变情况,解析1961—2016年历次厄尔尼诺事件的类型和强度特征,对我国月降水距平进行EOF分解,研究我国降水变率的空间分布和年际变化规律。重点研究2014—2016年厄尔尼诺事件的特征及其对2016年我国夏季月降水量时空分布的影响。研究表明:Nino指数和我国降水变率在厄尔尼诺事件发生期间波动较大,厄尔尼诺事件将影响我国次年夏季降水量的时空分布。其中,东部型厄尔尼诺事件峰期过后我国夏季降水呈现长江流域增加、淮河以北大部分地区及东南沿海地区减少的特征;中部型厄尔尼诺事件峰期过后,夏季降水呈现黄河流域及华南地区增加、长江流域减少的特征;混合型厄尔尼诺事件丰期过后降水增加的地区主要为黄河流域。     

极端气温事件对贵州茶叶种植面积及产量的影响分析

选取贵州省19个气象站点1980—2019年间逐日最高、最低气温数据，运用Sen斜率、Mann-Kendall(M-K)法和Pearson相关分析等方法，对贵州省1980—2019年极端气温事件变化特征及其对贵州茶叶的种植面积及产量的影响进行分析。结果表明：1980—2019年间贵州省极端气温指数中的夜指数的增加幅度大于昼指数的增加幅度；近40年来，贵州省茶叶种植面积和产量在2000年前变化趋势不明显，而在2000年之后呈现出快速增加的趋势；贵州省茶叶种植面积与产量主要是受冷昼日数(TX10p)、冷夜日数(TN10p)、气温日较差(DTR)、热夜日数(TR)、夏日日数(SU)、暖夜日数(TN90p)、暖昼日数(TX90p)和日最低气温最大值(TNx)这8个极端气温指数的影响，其他几个指数对茶叶种植面积与产量影响较小。     

基于遥感技术的地表水源地植被覆盖度的动态变化

植被覆盖及其动态变化可以有效地反映出区域环境变化特征,监测植被变化在评价区域生态环境质量中是不可缺少的一部分。数据源采用Landsat遥感影像,在运用归一化植被指数及像元二分模型的基础上,提取出2002、2009、2018年珲春老龙口水库地表水源地植被覆盖度,并进行动态变化分析。结果表明:2002—2018年珲春老龙口水库地表水源地区平均植被覆盖度值呈先减少后增加的趋势,2009—2018年,该研究区植被覆盖度处于相对良好的状态,中高度植被覆盖区与高度植被覆盖区占总面积的比重达到86.99%。从空间上来看,地表水源地的东北部分植被覆盖度较高,由东向西呈降低趋势。高植被覆盖区变化明显,近20年内增加了1 818.80 km~2。政府政策、生态恢复工程、人类活动等是影响珲春老龙口水库地表水源地植被覆盖度的主要因素。     

近41年沧州地区高温时空变化特征分析

本文选取沧州市1975—2015年逐日日平均气温、日最高气温、日最低气温资料,利用线性倾向估计、滑动平均、MK检验等方法,得出了沧州地区高温时空变化特征。结果表明:沧州市1975—2015年高温日数主要出现在6、7、8月份,近41年的高温日数呈不显著增加趋势;在空间变化方面,近40年沧州市最高气温极值整体为北低南高分布特征,高温日数整体为西高东低分布特征;突变分析发现,高温日数在1980年发生突变。     

基于粮食安全的黑龙江省耕地压力时空特征分析

以黑龙江省为研究区,分析了2000—2013年黑龙江省耕地资源数量、粮食产量的变化特征及变化原因;运用最小人均耕地面积与耕地压力指数模型,测算了14年间黑龙江省及13个地级市的耕地压力指数,分析了黑龙江省耕地压力与粮食安全水平的时空变化特征.结果表明:(1)2000—2013年,黑龙江省耕地资源数量变化呈现出不同的变化趋势:2000—2002年耕地资源数量缓慢减少,2002—2006年耕地资源数量迅速增加,2006—2013年耕地资源数量平稳增长.(2)2000—2013年,黑龙江省粮食总产、粮食单产与人均粮食产量均在波动中上升,变化趋势趋同.(3)2000—2013年,黑龙江省耕地压力总体呈下降趋势,其中2003年气候发生变化,粮食产量大幅减少,耕地压力上升,粮食安全因此而出现不安全的趋势;其余年份耕地压力逐年下降,粮食安全态势良好.(4)2013年黑龙江省13个地级市(含副省级市)的耕地压力存在较大差异,其中森工城市大兴安岭地区和伊春市耕地压力最大,煤炭型城市鹤岗市和七台河市耕地压力较小,其他城市基本无耕地压力.     

1981-2013年宝鸡市雾霾日数变化趋势及突变分析

目的分析1981-2013年33a宝鸡市雾霾日数变化趋势及突变。方法收集宝鸡市1981-2013年气象站观测的雾霾日数数据,采用趋势系数、倾向率、一元线性回归、距平百分率、MannKendall突变检验和滑动t检验方法分析研究。结果与结论①在33a间,宝鸡市雾霾日数以16.253d/10a的趋势下降,且存在15a和24a的周期动荡;②冬季雾霾发生频率最高,春季略低,其次秋季,夏季最低;③1981-2013年7月份雾霾日数距平百分率波动范围最大,表明在33a内雾霾日数同期波动较为剧烈,且出现极端雾霾现象,9和10月略低,4、5、6和8月次之,2和3月较1月波动范围大,1月波动范围最小;④1981-2013雾霾日数在年、季都有明显的突变趋势,其突变类型表现不同。     

近50a长江中下游地区积雪日数时空变化及其气候指示意义

利用1961-2011年长江中下游地区27个气象站逐日积雪深度资料,采用数理统计方法,分析了全球变暖背景下长江中下游地区积雪日数时空变化特征,并定量估算了积雪日数的气候指示意义.研究结果表明:(1)近50 a长江中下游地区年平均积雪日数为5.6 d,1968年最高,2006年最低;空间上,各站年平均积雪日数在0.9～1...