1961-2020年西北地区夏季降水趋势变化特征

采用近60年西北地区364站逐日降水观测数据,从降水量和降水日的角度对比研究了西北地区夏季降水趋势时空变化特征。结果表明：平均而言,西北地区夏季降水量占全年总降水量的50-70%。整体上西北地区降水量呈现显著增多的线性趋势,但并非全区一致性增多。降水量增多（减少）的站数约占区域内总站数的57%（43%）,降水日数呈现增多（减少）的站数约占总站数的43%（57%）。两者同时增加的站点主要位于南疆盆地、北疆西部及青海中部和北部等地,两者同时减少的站点主要位于甘肃东南部、宁夏、陕西中部偏东等地,而两者反相变化的站点主要位于新疆北疆地区、青海省西南部边缘地区和陕西南部。近60年西北地区极端降水量和降水日数也呈现出线性增加的趋势。西北地区各个区域降水量和降水日数除年际变化外,还存在年代际变化特征,但不同区域变化位相存在一定差异。     

北部湾降水的变化特征

本文利用湛江、北海、钦州三个观测站1960-2000年日降水资料分析三个站点降水量及日数的年际和季节变化,结果表明钦州的年平均降水量及降水日数均多于其它两站,北海平均年降水量多于湛江,但年平均降水日数少于湛江。三站季平均降水夏季最多,春秋季降水相当,冬季最少。降水日数也是夏季最多,湛江及北海春季多于秋季,冬季最少;钦州冬季平均降水日数少于秋季。     

我国东部地区夏季不同等级降水日数

用全国1958—2004年逐日降水资料,分析我国东部地区夏季总降水日数以及不同等级降水日数的年代际变化特征,结果表明,1980—2004年与1958—1979年两个时段相比,我国东部各地区夏季总降水日数和不同等级降水日数具有明显不同的变化特征。东北地区总降水日数和总降水量减少,这主要与小雨日数减少有关。华北地区总雨日数和总降水量也呈减少特征,总雨日数减少是由于各等级雨日数减少引起,且小雨日数减少贡献较大,而总降水量减少却主要是由于暴雨日数的减少引起。长江流域总降水日数和总降水量增加,总雨日数增多主要与中雨以上级别雨日数的增多有关,而总降水量的增加主要与暴雨日数增加有关。华南地区总雨日数和总降水量减少,总雨日数减少主要与小雨日数减少有关,而总降水量减少是由于各等级降水日数减少引起。     

我国东部地区夏季不同等级降水日数年际变化特征分析

用全国1958--2004年逐日降水资料,分析我国东部地区夏季总降水日数以及不同等级降水日数的年代际变化特征,结果表明,1980--2004年与1958--1979年两个时段相比,我国东部各地区夏季总降水日数和不同等级降水日数具有明显不同的变化特征。东北地区总降水日数和总降水量减少,这主要与小雨日数减少有关。华北地区总雨日数和总降水量也呈减少特征,总雨日数减少是由于各等级雨日数减少引起,且小雨日数减少贡献较大,而总降水量减少却主要是由于暴雨日数的减少引起。长江流域总降水日数和总降水量增加,总雨日数增多主要与中雨以上级别雨日数的增多有关,而总降水量的增加主要与暴雨日数增加有关。华南地区总雨日数和总降水量减少,总雨日数减少主要与小雨日数减少有关,而总降水量减少是由于各等级降水日数减少引起。     

1960-2012年陕西降水变化特征及可能成因分析

利用陕西82个气象观测站的降水观测资料、NCEP/NCAR的2.5°×2.5°再分析资料以及MODIS卫星的气溶胶产品,分析了1960-2012年陕西雨季和全年的降水量、降水日数变化特征,并讨论了大气可降水量和气溶胶对降水的可能影响。结果表明,近60年陕西雨季、全年雨量和降雨日数均呈南多北少分布,年总雨量和降雨日数均呈下降趋势,雨季总雨量呈增加趋势,而降雨日数呈降低趋势,雨季雨强增加,降水向雨季集中;陕西全年和雨季小雨雨量和降雨日数均呈现下降趋势,雨季10 mm以上的降水量和降雨日数均呈增加趋势,增加站点占所选站点的75.6%,雨季降水的增加主要是10 mm以上降水量的贡献。陕西全年总雨量的减少可能与整层大气可降水量的减少有关。全年和雨季5 mm以下降水量的减少应该与气溶胶对降水的抑制有关,雨季10 mm以上降水量增加与气溶胶对降水的促进作用有关。分析表明当AOD≥0.4时,雨季气溶胶对降水有一定的促进作用。总之,陕西全年小雨的减少以及雨季10 mm以上降水量增多,雨量向雨季集中应该与近几十年陕西气溶胶增加、气溶胶类型的转变有较大关系。     

内蒙古东部夏季降水特征分析

利用内蒙古东部48个国家气象观测站1961—2017年逐日降水量资料,对内蒙古东部夏季降水变化特征进行分析。结果表明,57a来内蒙古东部平均夏季降水量增减趋势并不显著,1998年之后降水量处于偏少时期;88%的站点降水减少,其中仅兴安盟高力板和赤峰市翁牛特旗减少趋势显著;夏季降水量空间分布不均匀,特别是呼伦贝尔市降水量等值线受大兴安岭山脉影响呈径向分布;雨季结束日期提前的变化趋势显著,雨季雨量在1998年之后明显减小;降水量历史极值和极端降水阈值呼伦贝尔市西部最小,大值区在通辽市南部、赤峰市东南部;大部分单站超阈值极端降水事件日数较少,仅通辽市东部及赤峰市中部较多;超阈值极端降水事件总日数增减趋势不显著,1998年之前呈显著的增加趋势,1998年之后明显减小。     

西藏雅江中西段流域夏季降水量变化特征

利用西藏雅鲁藏布江流域6个代表站降水资料,研究了雅江流域近53年的夏季降水量变化特征。主要结论包括:1963~2014年雅江流域6个站各站年平均降水量在286.2~447.9mm,夏季(6~8月)平均降水量在221.4~355.4mm,占年降水量的71%~85.5%。年最大降水量出现在拉萨,其次是日喀则和泽当,位于雅江偏西段的定日和江孜降水量最少;夏季降水量空间分布特征与年降水量的分布特征基本一致。雅江流域年降水量存在显著的年际和年代际变化特征,降水总量呈增多趋势。夏季降水量对年总降水量的贡献最大,占年降水总量的77%。夏季(6~8月)降水量变化与年降水量的变化趋势一致,即总体呈增多趋势。拉萨、定日、日喀则、浪卡子夏季降水量的变化趋势与雅江流域整体趋势特征一致,其中拉萨最明显,而泽当和江孜降水量呈减少趋势。雅江流域夏季降水量在1998年出现了明显突变,21世纪以来的十几年内存在短时间的突变现象。雅江流域夏季降水量主要存在2~4a和7~8a的变化周期。      

青藏高原中东部夏季极端降水年代际变化特征

基于中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集得到的均一化降水序列,计算了夏季极端降水指数,分析青藏高原中东部1961—2014年夏季极端降水年代际变化趋势。结果表明:青藏高原中东部地区夏季降水量占全年总降水的50%以上,且夏季降水的变化趋势存在区域性差异,北部站点主要为增加趋势,南部增加和减少趋势的站点相当。夏季极端降水除西藏东部主要为减少趋势外,其他地区主要为增加趋势,且极强降水量的年代际变化趋势显著。大部分夏季极端降水指数的变化趋势在1970s发生转折,在此之前表现为减少的趋势,之后为增加趋势。通过Mann-Kendall趋势检验,在2000年之后强降水量和极强降水量出现突变。     

近48年陕西夏季降水场的时空变化特征

选用陕西78站1961—2008年夏季降水量,通过经验正交函数分解、小波分析和趋势分析等方法,分析了近48a陕西夏季降水量时空分布特征,结果表明:陕西夏季降水量主要呈全省一致型、南北反位相型和中间多南北少等三种典型场,其中第一模态(全省一致型)的解释方差为40.5%,因此其时间系数的变化基本上代表了全省夏季降水量的整体变化趋势;近48a陕西夏季降水整体呈增加趋势,M-K检验显示陕西夏季降水在1977年前后存在由少到多的突变;小波分析发现陕西夏季降水量存在13a的周期和3～5a的周期;降水趋势分析结果显示陕西夏季降水主要表现为关中、陕南一致增多,陕北长城沿线减少,其中关中中部和陕南东部、南部增多显著,通过了95%的显著性检验。     

增暖背景下新疆昼夜降水的变化特征

利用新疆地区89个台站1961~2005年昼、夜降水观测数据,分析了该地区昼夜降水过程的时空演变特征,目的是认识这个地区在年降水增加背景下昼夜间降水过程的变化特征及趋势。研究结果表明:(1)1961~2005年,多年平均的降水量为夜大于昼,且昼、夜降水量均呈显著增加趋势;夜降水量增长趋势大于昼降水量,昼、夜年降水量增长趋势分别占年总降水增长趋势的49%、51%,这种变化在南、北疆存在明显的区域差异。昼、夜降水量都存在由少到多的显著突变,但两者发生突变时间不同,昼降水量发生突变的时间为1986年,而夜降水量的突变点却发生在1991年。(2)昼降水日数小于夜降水日数,且昼、夜降水日数都呈显著增加趋势,昼降水日数增加趋势大于夜降水日数。昼、夜降水强度都呈显著增大趋势,夜降水强度及其增长趋势均大于昼降水强度。降水量增加的主要原因是由于降水日数的增多,降水强度对降水量影响较小。(3)昼、夜毛毛雨日数都呈显著减少趋势,昼毛毛雨日数及其减少趋势均大于夜毛毛雨日数。而强降水的日数和强度均呈现增加趋势;昼、夜强降水量和各自的总降水量有很好的相关,强降水量对总降水量的影响很大。引起这些昼、夜间降水变化特征差异的原因有待于进一步研究。     

THE RELATIONSHIP BETWEEN TROPICAL PACIFIC SEA SURFACE TEMPERATURE AND SUMMER RAINFALL OVER NORTHWEST CHINA

In this paper,the data of summer precipitation in Northwest China were expanded by means of EOF.According tomajor eigenvectors in expansion the area of Northwest China was divided into four natural rainfall regions.Amongthem the region of greatest precipitation variability is found over the East Qinghai-North Shaanxi region,includingEast Qinghai,Central and East Gansu,Ningxia and North Shaanxi.There is apparent teleconnection between the firstand second time-dependent coefficients in EOF expansion and the tropical Pacific SST in the corresponding period andearlier months.The variation of the east tropical Pacific SST in winter and spring is able to predict precipitation trend ofNorthwest China next summer.Moreover,in the El Nino years precipitation trend is opposite to the following year,andthe region from East Qinghai to North Shaanxi is most sensitive.     

热带太平洋海温与中国西北夏季降水的关系

本文将中国西北(陕、甘、宁、青四省区)夏季降水资料用经验正交函数(EOF)方法展开,根据展开后的主要特征向量把西北划分为四个自然降水区,其中降水变率最大的区域是包括青海省东部、甘肃省中东部、宁夏全区和陕西省北部在内的海东—陕北区。西北夏季降水经EOF方法展开后的第一、二时间系数与同期和前期热带太平洋海温有着明显的遥相关。热带东太平洋海温冬、春季的冷暖变化程度,可以预示后期西北夏季降水的趋势变化。另外,在厄尼诺现象发生的当年和次年,西北夏季降水具有明显的相反变化,其中海东—陕北区最敏感。     

中国西北夏季气温变化及其对青藏高原地面感热异常响应的诊断与数值试验

利用陕、甘、宁、青、新五省（区）９０个测站,１９６０～１９９０年历年夏季月平均气温,采用主成分分析、旋转主成分分析和全球大气环流模式,对中国西北夏季气温变化的时空异常特征及其对青藏高原地面感热通量强弱变化的响应进行了诊断分析和数值试验。结果表明：中国西北地区气温变化在空间上具有较好的一致性,但由于地形和下垫面的影响,夏季气温异常主要表现为６种气候类型（区）,即青海高原区、河套区、北疆区、渭水流域区、南疆西部区、东疆－河西走廊区。５０年代以来气温演变的主要特点是除青海高原和北疆外的西北大部分地方夏季由暖变冷。当北半球５００ｈＰａ高度距平场呈欧亚型振荡,则有利于中国西北大范围气温偏高（低）。青藏高原地面感热通量的异常增强,可引起西北夏季西部偏暖,东部偏冷。     

近50年西北干旱区极端降水的时空变化特征

利用西北干旱区1961-2010年76个测站的逐日降水量,采用线性趋势,Mann-Kendall（M-K）突变检验等现代统计诊断方法,研究我国西北干旱区极端降水的时空变化特征。结果表明:（1）过去50年北疆地区和天山山区极端降水量总体上呈增加趋势,河西-阿拉善地区变化不明显;（2）除南疆地区外,北疆、天山山区、河西-阿拉善地区极端降水量分别于1982年、1990年、1987年发生显著的上升突变;（3）极端降水量空间分布的区域差异性显著,在研究区西部表现为以天山山区大值为中心,呈现北高南低的特点;研究区的东部主要是自东南向西北递减的特点;（4）极端降水频率与极端降水量的空间分布基本一致。     

西北地区初夏冰雹及其环流背景气候特征

应用西北地区194个气象站1961~2001年初夏6月冰雹日数资料,研究了西北地区初夏冰雹发生日数的时空分布特征,讨论了典型多雹年和少雹年大尺度环流的气候特征。结果表明:西北地区初夏冰雹发生日数最高的地方在天山山脉西端、沿祁连山脉及其以南的青海大部(除柴达木盆地)和甘肃甘南高原等海拔较高的地方。在冰雹发生日数最高的地方年代际变化明显,而在冰雹发生日数偏少的地方年代际变化不明显。另外多雹年和少雹年的北半球极涡中心强度、高原高度场、印缅槽、欧洲环流C型天数等环流特征量以及北半球500 hPa环流形势和OLR场均存在着明显差异。     

Changing structure of the precipitation process during 1960–2005 in Xinjiang, China

Using daily precipitation data spanning 1960–2005 from 51 meteorological stations in Xinjiang province, China, spatial and temporal changes in consecutive maximum wet days in the year, summer, and winter were investigated. Fifteen precipitation extreme indices, which reflect the attributes of consecutive maximum wet days, were defined, and the modified Mann–Kendall test was applied to detect the tendencies, and changes in the indices were evaluated through linear regression with the F test. Results showed that: (1) two consecutive wet days occurred most frequently in the year and summer, and the fractional contributions and precipitation intensities decreased as the duration increased; in winter, one wet day had the maximum possibility, fractional contributions decreased and intensities increased as the duration increased. (2) The possibility of consecutive wet days which had short durations reduced, while those of long durations increased; annual fractional contributions of short durations decreased, while those of long durations increased; summer and winter fractional contribution of all durations decreased first and then increased; the intensities of all durations increased. (3) The wet tendency was identified in Xinjiang; the wet trend in Southern Xinjiang was more significant than Northern Xinjiang in summer, while in winter the wet tendency in Northern Xinjiang was more pronounced.     

近47年中国沙尘暴气候特征研究

利用1954~2000年中国大陆681个站的观测资料, 分析了近47年我国沙尘暴的时空分布特征。结果表明:我国北方的干旱、半干旱地区是沙尘暴的易发区, 其中西北地区是多发区; 沙尘暴的发生时间具有明显的日变化和季节差异; 47年间除青海、内蒙古和新疆的小部分地区的沙尘暴呈增长趋势外, 我国北方大部分地区的沙尘暴在减少; 甘肃民勤与新疆和田两个强沙尘暴多发区20世纪80和90年代的强沙尘暴明显少于50和70年代; 2000年华北和西北东部部分地区的沙尘暴多于90年代均值, 但绝大部分地区仍明显少于常年平均值; 沙尘暴与大风的年际振荡及多年变化趋势有一致性, 单站相关系数可以达到0.5以上。     

西北地区东部秋季降水日数时空特征分析

利用西北地区东部(95°~112°E,32°~41°N)共104个测站的1960~2000年秋季(9~11月)降水日数资料,通过主成分分析和旋转主成分分析等方法,对我国西北地区东部秋季降水日数异常的时空特征进行了研究。结果表明:西北地区东部秋季0.1 mm以上的降水日数多年平均分布总体上从南向北减少,并存在两个多雨日中心,一个位于祁连山地区;另一个位于青海南部和四川北部地区。其异常分布主要表现为一致性异常和西北与东南相反的异常两种形式,降水日数气候区可主要划分为西北东部副热带季风区、青海东北及甘肃中部区、甘肃河西及河套地区、青海高原南部及川西高原区。各气候区代表站降水日数年代际变化均呈现下降趋势,1978年前后是秋季降水日数由多变少的转折点。     

1979~2015年青藏高原低涡降水特征分析

为了研究青藏高原低涡降水长期特征,利用1979~2015年高原低涡数据集、依照高原低涡降水范围,匹配高原各站逐日降水信息,对高原低涡降水特征进行统计分析。结果表明,青藏高原低涡降水量呈上升趋势,大值中心位于西藏那曲地区,呈向东南凸出递减分布,并以夏季低涡降水为主,全年和夏季高原低涡降水量与总降水量均存在明显的正相关关系。安多站高原低涡降水呈下降趋势,但对年降水的平均贡献率高达三成;那曲站与托托河站高原低涡降水在总体上却呈上升趋势,递增率分别为0.2 mm/a和0.7 mm/a,其中那曲低涡频数与低涡降水强度的正相关系数达0.66,而托托河低涡降水占总降水的百分比却呈下降趋势。高原低涡日降水量等级主要以小雨为主,但中雨却是低涡降水量的主要贡献者。趋势分析发现高原低涡降水递增中心位于青海北部,递增率达到0.9 mm/a,次中心在西藏西南部雅鲁藏布江沿线地区;同时,高原低涡引发小雨降水基本呈全区一致增加趋势,中心位于西藏东北部和青海西南部地区;中雨降水上升趋势主要集中在西藏西南部、青海地区以及四川西部,其中青海南部存在较为明显上升中心区,下降趋势主要分布在西藏北部和东部。