1956-2006年中国高温日数的变化趋势

 利用全国541个站的均一化日最高气温资料,分析了高温日数的时空变化特征及其对全球变暖的响应。结果表明：1956-2006年我国高温日数有两个高值中心,分别出现在吐鲁番盆地和江南地区。高温日数呈现"增加－减少－增加"的趋势;新疆的高温日数有准3 a的周期变化,中国东部4个地区的高温日数都存在3～6 a的周期变化。中东部地区高温日数由减少转变为增加趋势的时间并不一致,随着纬度的增加而逐渐延迟。     

鲁中地区极端高温变化特征分析

基于1966—2015年鲁中地区8个气象站日最高气温、日最低气温和相对湿度气象观测资料,利用年最高气温、高温日数、极端高温日数、暖夜日数、炎热日数和高温热浪日数等指数,研究其极端高温天气变化特征。结果表明:鲁中地区近50 a年最高气温随时间变化呈增加趋势,1990年后增加趋势明显,有6 a左右的主要变化周期,主要空间变化规律一致;极端高温天气呈增强趋势,尤其在1990年以后,年炎热日数和轻度高温热浪日数最多出现在1994年,年高温日数最多出现在1997年,年极端高温、暖夜日数和重度高温热浪日数均出现在2005年;中部地区发生极端高温天气频率高,南部山区发生频率低。     

近49年广东高温的气候特征及其变化规律

利用广东省86个站点1961—2009年逐日最高气温资料,分析了广东高温日数、极端最高气温的时空变化特征。结果表明,49年来,广东年平均高温日数为14.7 d,2003年最多(27.8 d),其次是2009年(27.6 d),1973年最少(4.6 d)。广东每年高温集中于6—9月,7、8月是高温频发期。49年来广东年平均高温日数呈明显的增加趋势,以2.9 d/(10 a)的速率增加,特别是2000年以后更加明显,并具有2～3 a和4～6 a两个显著周期。广东各站年高温日数和年极端最高气温的上升趋势非常明显,部分地区趋势系数高达0.6～0.8。广东月平均高温日数在7、8月变化最大,特别是1990年代后显著增加;2001—2009年广东86个站的年高温日数有三个地区增加最明显,增加中心分别位于广东的东部、中部以北和西部地区,高温日数距平都在15 d以上。21世纪以来,异常高温年频繁出现。     

广西天峨近44年来不同等级降水量与降水日数变化特征

利用天峨1971-2013年逐日降水量资料,利用线性趋势和Mann-Kendall突变检验等方法,对天峨不同等级降水量和降水日数的变化特征进行分析。结果表明:年降水量和降水日数均呈减少趋势,降水日数的减少更加显著;小雨量(日数)呈极其显著的减少趋势,中雨量(日数)和大雨量(日数)呈不显著的减少趋势,暴雨量(日数)则呈增加趋势。年降水日数、小雨量(日数)、中雨日数、大雨量、暴雨量(日数)突变特征明显;年降水量(日数)、小雨量(日数)、中雨量(日数)、均有一致的22a主周期变化,而大雨量(日数)均有一致的20a主周期变化,暴雨量(日数)均有一致的26a主周期变化。     

西藏高原汛期不同等级降水变化特征分析

根据西藏25个台站近37a(1973～2009年)的逐日降水资料,利用线性倾向估计以及Morlet小波变换等方法对高原汛期(5～9月)不同等级降水日数进行分析。结果表明:(1)西藏高原降水主要由小雨和中雨组成,两者雨量相当,大雨不到降水总量的10%;(2)在空间分布上,高原降水日数与小雨日数相似,由雅鲁藏布江下游向四周递减,高原西北部最少;中雨和大雨由雅鲁藏布江流域向南北2侧递减;(3)在时间演变上,总降水日数与小雨日数在各季节分配均匀,而中雨和大雨则均有明显的季节差异,主要集中在6月下旬至8月中旬。近37a来,总降水日数和小雨日数存在明显的年代际变化,具有准12～13a的年代际周期;小雨日数呈减少趋势,而中雨呈增加趋势,总降水日数和大雨日数无明显增加和减少;(4)在降水日数变化趋势的空间分布上:总降水和小雨日数在雅鲁藏布江以及高原东部地区以减少趋势为主;而高原西北部以增加趋势为主。在高原大部分地区中雨和大雨日数以增加为主,中雨日数减少的地区主要位于高原南部边缘地区,而大雨日数减少的地区主要位于高原东部。     

1961—2018年青海高原极端气温指数时空变化特征

基于1961—2018年青海高原49个地面气象观测站点的逐日最高和最低气温资料,选取8个极端气温指数,采用线性倾向估计、突变检验、尺度分离以及相关分析等方法,分析青海高原极端气温指数的时空变化特征。结果表明:(1)近58 a来,青海高原极端气温暖指数呈显著增加趋势,极端气温冷指数呈显著减少趋势,夜指数变化速率大于昼指数;(2)暖昼日数、冷昼日数、暖持续日数、最高温极低值、最低温极高值在1996年前后发生突变;(3)各指数表现出准3 a、5~6 a、10~15 a、24~31 a以及更长时间尺度的周期振荡,其中以准3 a周期变化最显著,暖持续日数和最高温极低值的准3 a周期振荡对原序列的贡献率在50%以上;(4)极端气温暖指数的增加以及冷指数的减少速率在柴达木盆地和东部农业区最快;(5)大部分极端气温指数倾向率的绝对值自低纬向高纬、由高海拔向低海拔地区递增。     

南阳市1960—2013年高温日数变化特征及原因分析

根据国家气象信息中心气象资料室1960—2013年南阳市地面气象月报表的观测资料,采用线性回归、简单相关系数法、M-K突变检验和Morlet小波分析等方法,研究了南阳市高温日数的变化特征,结果表明:1960—2013年南阳市共出现788次高温日;出现高温日数最多的是2013年,为37天;1987年无高温日。南阳市高温日数6月份最多,占高温天气发生总次数的36.7%;9月最少,占总次数的2.2%。从1960—2013年高温日的逐年分布情况可以看出,54 a间高温日数整体呈下降趋势,倾向率为-1.59天/10a。南阳市年高温日数在20世纪70年代的降低是一突变,具体是从1971年开始。由南阳高温日数小波系数实部图可见,高温日数存在多重时间周期尺度上的嵌套复杂结构现象,包含了多个不同尺度的周期变化,南阳年高温日数变化存在3个明显的周期振荡,分别是10~12 a、26~28 a和50~51 a的尺度。从小波方差图中可以看出,12 a、28 a、50 a存在峰值,其中尺度50 a峰值最高,能量最大;其次是尺度12 a的。高温日数较多年比高温日数较少年6—8月500 h Pa平均环流场副高西伸脊点更偏西;高温日数较多年500 h Pa平均环流场更为平直,以纬向环流为主,不利于冷空气南下,因此多晴热天气。高温日数较少年环流场上华北地区波动幅度更大,冷空气和降水天气过程较多。1960—2013年5—9月降水量呈增加趋势,这也相应地减少了高温天气。1960—2013年5—9月南阳市日照时数一直处于下降趋势,日照时数的下降也使高温日数减少。     

南阳市1960—2013年高温日数变化特征及原因分析

根据国家气象信息中心气象资料室1960—2013年南阳市地面气象月报表的观测资料,采用线性回归、简单相关系数法、M-K突变检验和Morlet小波分析等方法,研究了南阳市高温日数的变化特征,结果表明:1960—2013年南阳市共出现788次高温日;出现高温日数最多的是2013年,为37天;1987年无高温日。南阳市高温日数6月份最多,占高温天气发生总次数的36.7%;9月最少,占总次数的2.2%。从1960—2013年高温日的逐年分布情况可以看出,54 a间高温日数整体呈下降趋势,倾向率为-1.59天/10a。南阳市年高温日数在20世纪70年代的降低是一突变,具体是从1971年开始。由南阳高温日数小波系数实部图可见,高温日数存在多重时间周期尺度上的嵌套复杂结构现象,包含了多个不同尺度的周期变化,南阳年高温日数变化存在3个明显的周期振荡,分别是10~12 a、26~28 a和50~51 a的尺度。从小波方差图中可以看出,12 a、28 a、50 a存在峰值,其中尺度50 a峰值最高,能量最大;其次是尺度12 a的。高温日数较多年比高温日数较少年6—8月500 h Pa平均环流场副高西伸脊点更偏西;高温日数较多年500 h Pa平均环流场更为平直,以纬向环流为主,不利于冷空气南下,因此多晴热天气。高温日数较少年环流场上华北地区波动幅度更大,冷空气和降水天气过程较多。1960—2013年5—9月降水量呈增加趋势,这也相应地减少了高温天气。1960—2013年5—9月南阳市日照时数一直处于下降趋势,日照时数的下降也使高温日数减少。     

中国东部地区夏季极端高温的特征分析

利用中国东部地区449个气象站的日最高气温资料,应用趋势分析法等,分析了1960-2012年夏季极端高温日数、持续高温日数的时空变化特征。分析发现:北方地区、华南地区和杭州湾周围地区两个高温指数都呈现增加趋势,长江与黄河之间的中部地区都减小。而在长江下游南部地区极端高温日数显著增加,但持续高温日数却明显减少。从季节特征上看,淮河以北的地区两个高温指数主要集中在6、7月;而以南的区域主要集中在7、8月。各个地区的这两个高温指数与降水日数均呈现显著的负相关,但南北有明显的差异,北方地区负相关的在年际变率以及5 a尺度都很显著,而中部地区则只在年际尺度上显著。杭州湾与华南地区持续高温日数与降水日数的相关体现在5 a尺度上。北方极端高温的显著增加与该地区降水日数与降水量明显减少密切相关。西北太平洋副热带高压显著的西伸,与东南地区的两个高温指数的变化有关。     

南昌市近60年城市气象灾害变化特征分析

利用南昌站1953—2012年气候资料及城市发展信息,分析了南昌城市气象灾害变化特征。结果表明,城市气象灾害年代际变化特征明显,受城市化影响越来越大。南昌市暴雨日数存在2—4 a的振荡周期。近10 a以来暴雨日数明显减少,但城市短时强降水频数增加,暴雨强度较大。年雷暴日数呈现下降趋势,存在2—4 a的周期振荡,雷电频次和强度有所增加。城市大风主要发生在春、冬季,且日数明显减少。大雾在20世纪50—80年代呈现增多趋势,但在近20 a呈现减少的趋势;霾明显增多。高温日的年代际变化差异较大,危害性高温日数减少,存在10 a左右的振荡周期。     

中国近50年气温变化准3年周期的普遍性及气温未来的可能变化趋势

利用全国98个测站的年和冬季气温资料,采用Marr小波分析方法,分析了近50年(1961—2009年)中国8个气候区的年和冬季气温变化,研究了中国气温变化的周期性,并对未来20年(2010—2029年)气温的可能变化趋势进行了预测。结果表明,我国8个气候区气温的年际变化以高频变化为主,普遍存在着准3～4年周期变化,尤其是冬季气温的准3年周期变化显著,而且这种周期变化具有相对的稳定性。而年气温的周期特征存在显著的南北差异。周期叠加外推的结果表明,未来20年,中国将继续保持增暖趋势,北方地区和青藏高原的升温要大于除西南地区外的南方地区。如果按照线性趋势升温,2010-2029年气温上升幅度不会超过1℃。     

我国南方暴雨一些气候特征的统计分析

根据我国南方59个气象观测站1958～1995年月暴雨日数资料,应用三维经验正交函数分解(EOF3)和小波分析方法,研究了暴雨的主要分布类型、季节变化特征、年际变化和年代际变化规律.结果表明:我国南方暴雨的总趋势是略有增加,但幅度很小;年际变化存在32年、10年、5年和2～3年左右的周期震荡;年代际变化规律是:20世纪50年代末～60年代约10年周期较为清楚,70年代5年周期最强,80～90年代中期10年左右周期最明显,而且比50～60年代要强得多,此外80年代3年左右周期也较明显.我国南方暴雨季节变化显著,4～10月为多暴雨季节,最多的月份出现在6月.暴雨最活跃区域的年变化不大,均位于华南地区,虽然长江流域和黄淮地区是分别对应于梅雨和华北雨季中的多暴雨区域,但是其最大中心值没有超过华南地区.我国南方暴雨、雷暴和冰雹的气候特征,在总趋势、空间分布、季节变化、年际变化和年代际变化方面均存在明显的差异,表明了这3类对流性天气形成物理机制的复杂性.     

昆山50a最高气温变化特征

利用1961—2010年昆山逐日最高气温资料,采用趋势分析、滑动平均、小波变换等方法,分析了昆山市50a平均最高气温的变化特征,以及高温天气的气候特征。结果表明:昆山年平均最高气温整体呈振荡上升趋势,1980s后期开始上升趋势显著。50a的年平均最高气温存在着24 a、15 a、10 a左右的年代际变化周期以及4 a的年际变化周期。高温总日数从1990s起明显增多,21世纪以来高温总日数进一步增加。高温初日呈现逐渐偏早的趋势,终日呈现"晚—早—晚"的趋势,高温时间逐渐延长。高温过程发生在6月下旬至9月上旬,各级高温过程数都以7月最多,8月次之,21世纪前10年高温过程数最多。     

1961~2014年中国冬季极端低温变化特征分析

利用中国691个无缺测站点的经均一化处理及质量控制的逐日最高、最低气温资料,基于冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数、冰冻日数、月最低气温极大值以及月最低气温极小值等6个由世界气象组织定义的极端气温指数,分析了1961~2014年中国冬季的极端低温变化特征。结果表明:冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数以及冰冻日数在全国大部分地区均呈现下降的趋势,下降趋势较为明显的区域集中在东北南部、华北、西北东部、华东、华中、西南及高原地区,全国整体上下降幅度分别为-0.9 d/10 a、-1.7 d/10 a、-1.5 d/10a和-1.4 d/10 a。最低气温极大值和最低气温极小值在全国范围内则主要呈现上升的趋势,全国整体上分别为0.4℃/10 a和0.6℃/10 a;极端低温天数在20世纪60年代至70年代中后期呈现波动状,随后自20世纪70年代末80年代初至21世纪初呈明显下降趋势,从2006年左右以后其下降趋势较之前有所减缓,是对全球变暖减缓背景下的气候响应;与其他时间段相比,20世纪60年代至70年代为冬季极端低温事件较为频发的时间段,这可能与该时段陆地冷高压频繁活动有关。     

Assessing non-linear variation of temperature and precipitation for different growth periods of maize and their impacts on phenology in the Midwest of Jilin Province,China

In the past two decades, the regional climate in China has undergone significant change, resulting in crop yield reduction and complete failure. The goal of this study is to detect the variation of temperature and precipitation for different growth periods of maize and assess their impact on phenology. The daily meteorological data in the Midwest of Jilin Province during 1960–2014 were used in the study. The ensemble empirical mode decomposition method was adopted to analyze the non-linear trend and fluctuation in temperature and precipitation, and the sensitivity of the length of the maize growth period to temperature and precipitation was analyzed by the wavelet cross-transformation method. The results show that the trends of temperature and precipitation change are non-linear for different growth periods of maize, and the average temperature in the sowing-jointing stage was different from that in the other growth stages, showing a slight decrease trend, while the variation amplitude of maximum temperature is smaller than that of the minimum temperature. This indicates that the temperature difference between day and night shows a gradually decreasing trend. Precipitation in the growth period also showed a decreasing non-linear trend, while the inter-annual variability with period of quasi-3-year and quasi-6-year dominated the variation of temperature and precipitation. The whole growth period was shortened by 10.7 days, and the sowing date was advanced by approximately 11 days. We also found that there was a significant resonance period among temperature, precipitation, and phenology. Overall, a negative correlation between phenology and temperature is evident, while a positive correlation with precipitation is exhibited. The results illustrate that the climate suitability for maize has reduced over the past decades.     

1961~2018年华南全年和四季暴雨的时空特征分析北大核心CSCD

利用中国2400余个国家级气象台站观测数据插值得到的1961~2018年逐日网格降水资料,综合运用回归分析和Morlet小波变换等方法,分析了华南多年暴雨和区域性暴雨的时空变化特征,揭示了华南暴雨的变化规律。结果表明:1961~2018年,华南全年暴雨日数和暴雨雨量大值区域分布在广东、广西、福建沿海一带及海南省和广西北部,夏季暴雨日数和暴雨雨量最大,其次是春季。在广西北部至广西、湖南、广东三省交界处、广东南部、福建和海南省,全年暴雨日数、雨量和强度的增加趋势最显著,夏季的区域平均值增长速率最大,其次是秋季。华南区域性暴雨日数和过程数呈单峰型分布,一年中均可出现,最大值出现在6月。区域性暴雨日数和过程数多年平均值为28 d a^(-1)和16.5 a^(-1),上升速率分别为0.15 d a^(-1)和0.097 a^(-1),四季中夏季的上升速率最快,最慢的是秋季。平均单次过程持续日数和最大单次过程持续日数在冬季均以0.015 d a^(-1)的速率显著上升,在春季却呈现下降的趋势。华南暴雨和区域性暴雨各要素在全年和四季的波动变化中不同程度地表现出准3 a、准14 a和准18 a的周期变化,2000年后,全年暴雨和区域性暴雨各要素准18 a的长周期和准3 a的短周期振荡非常显著。     

基于均一化资料的中国大陆极端温度的长期趋势

近百年来,全球气候变暖。这与暖日和暖夜增加,冷日和冷夜减少相关联。文章研究结果进一步证实了这一发现。本文基于1960-2012年中国大陆542个台站均一化气温资料,通过将中国大陆划分为8个次区域,利用百分位定义法计算了极端温度指数序列,同时,运用时间趋势分析法,对中国大陆各区域极端温度和极端温度指数的时空分布及变化趋势特征进行了分析。结果表明:在全球变暖的背景下,从地理分布而言,中国大陆在过去53年除西南地区外,大部分地区最低和最高温度有显著的升高趋势,其中,东北温度升高最为明显;从季节而言,冬季极端温度升高最为明显,夏季升高最少;最低温度明显升高,最高温度也有所升高,但是最低温度的升高幅度更大。冷夜和冷日出现频率呈减少趋势,暖夜和暖日出现频率呈增加趋势,其中以冷夜指数变化最为突出,均呈现一种区域差异的现象。本文利用更新的资料验证了前人的工作,也进一步分区分析,结果可为更多地区评估以及进一步的相关研究提供参考。     

西北干旱区极端高温时空变化特征分析

利用1961—2010年西北干旱区83个气象观测站的日气温资料,通过线性倾向率、百分位法及Mann-Kendall法得出西北干旱区极端高温的具体变化特征。用百分位法对西北干旱区日气温数据进行处理,确定极端高温指标的阈值,得出极端高温强度和极端高温事件的频率。结论如下:自1989年开始,西北干旱区年极端高温呈显著上升趋势,空间上西部大于东部,局部地区盆地南缘大于北缘;极端高温日数呈明显的上升趋势;四季极端高温均有上升趋势,秋季增长率最高、冬季最低,秋季极端高温日数增长速率最大;季极端高温及高温日数高值区分布在西北干旱区西北和东南部的盆地边缘,干旱区沙漠边缘及戈壁区;西北干旱区年、季极端高温日数均与年平均气温相关性突出。