第二松花江流域蒸发量的变化趋势和影响因子分析

根据1971-2012年气象、水文资料采用线性趋势分析、Mann-Kendall秩次相关检验和Pearson相关系数方法研究了第二松花江流域潜在蒸散发、实际蒸散发(ETa)以及20cm蒸发皿蒸发量的变化特征及影响的主要气象因子。结果表明:蒸发皿蒸发量表现为明显的下降趋势,潜在蒸发下降趋势不明显,实际蒸发在总体上显著上升,与蒸发皿蒸发、潜在蒸散发的变化趋势相反,很好地验证了互补相关理论。分析气温、降水、风速、云量、实际水汽压、相对湿度和日照时数等的变化趋势及相关关系发现,风速、日照时数和低云量是影响蒸发皿蒸发下降的主要气象因子;平均气温、风速、相对湿度和总云量是影响实际蒸发升高的气象因子;而潜在蒸发的下降主要受日照时数、降水和低云量的影响。     

1960～2005年新疆气候变化的基本特征

采用新疆地区最完善的94个气象站的观测资料,系统地分析了新疆地区1960～2005年近地表主要气候要素(包括降水、气温、风速、日照时数、总云量、低云量、蒸发皿蒸发、气温日较差等)演变的时间和空间特征,并结合几个站点的太阳总辐射资料分析了日照、总云量、低云量、蒸发皿蒸发和太阳总辐射之间的关系,揭示了近50年来新疆气候变化的一些新特点。对导致这些变化的原因进行了初步分析,得到的结果包括:1)新疆区域年降水在1987年发生转折性变化,而冬季降水在1986年就开始发生转折性变化,是4个季节中最早的。新疆区域降水与比湿和低云量之间具有极高的相关性,尤其是低云量的增加可能是导致降水增加的主要原因。2)气温显著升高的同时,气温日较差是明显下降的。气温的升高可能是空气中水汽增多的结果,但也可能是气温长期自然振荡过程中的一个上升阶段。3)日照时数在总云量减小的前提下减少,这可能是降水和低云量增多导致的结果。4)蒸发皿蒸发的减小可能是风速、气温日较差、降水以及云量共同作用的结果,单站分析表明太阳辐射的下降也可能是导致蒸发皿蒸发下降的一个重要原因。     

重庆合川近28a蒸发特征分析

利用合川区1980-2007年小型蒸发皿蒸发量资料,分析了合川区蒸发量的变化特征及其影响变化的原因.结果表明:合川年、季和月蒸发量均存在明显的上升趋势,影响蒸发量变化的因子有风速、日照、相对湿度、温度、气压、水汽压、降水等,并对影响因子与蒸发的关系进行相关分析.     

中国夏季风影响过渡区与其他地区蒸发皿蒸发量趋势相反的原因

夏季风影响过渡区是天气和气候的敏感区,随着全球和区域的变暖,该区域特殊的气候环境响应引起人们重点关注。以南昌、定西、乌鲁木齐作为夏季风影响区、夏季风影响过渡区以及非夏季风影响区的代表站,通过对比中国夏季风影响过渡区和其他地区50年来温度、日照时数、相对湿度、降水量、低云量、风速的变化趋势,以及分析各气象因子单独变化对蒸发皿蒸发量的影响,发现在夏季风影响过渡区各个气象因子的变化均使蒸发皿蒸发量增加,而在其他地区,只有温度变化会使蒸发皿蒸发量增加,其他各因子的变化均会造成蒸发皿蒸发量的下降。贡献度更直观的反映各气象因子对不同地区蒸发皿蒸发的作用。结果表明温度变化对夏季风影响过渡区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为48.93%。风速变化对夏季风影响区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为51.54%。降水变化对非夏季风影响区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为58.57%。此外,低云量的变化对夏季风影响过渡区、夏季风影响区和非夏季风影响区的贡献均达到20%以上。因此,不同地区影响蒸发皿蒸发的最主要的因子是不同的,但低云量对任何地区蒸发皿蒸发的影响都非常重要。     

1980～2014年中国生态脆弱区气候变化特征分析

为了全面把握20世纪80年代以来中国生态脆弱区气候变化的特征,利用基于全国2000多个站点的格点化逐月资料,对中国典型生态脆弱区1980～2014年的日平均气温、日最高和最低气温、降水、相对湿度、风速和蒸发皿蒸发量的变化特征进行了分析。结果表明:（1）中国生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温几乎都呈上升趋势;日平均气温增幅北方大于南方;北方生态脆弱区日平均气温、日最高和最低气温、南方生态脆弱区日最低气温的季节增幅多为春季最大,秋季或冬季最小。（2）全区平均降水变化趋势不明显;生态脆弱区降水距平百分率春季多为增长趋势,夏季多为减少趋势,秋、冬季和年北方多为增长趋势,南方多为减少趋势。（3）相对湿度以减少趋势为主,只有黄土高原南部脆弱区秋、冬季和干旱半干旱区脆弱区冬季相对湿度距平百分率的趋势为正,这几个正值区同时也是降水增长大值区。（4）风速基本为减少趋势,春季减少趋势最大。（5）全区平均蒸发皿蒸发量春、夏季和年为减少趋势,冬季为增长趋势;北方生态脆弱区蒸发皿蒸发量四季和年多呈减少趋势;南方生态脆弱区蒸发皿蒸发量春、夏季以减少趋势为主,秋、冬季和年呈增长趋势。     

1971-2010年黑龙江省蒸发量气候变化特征

利用1971-2010年黑龙江省63个气象站地面气象观测数据,应用气候趋势系数、气候倾向率等方法分析黑龙江省蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空演变特征。结果表明：近40 a来,黑龙江省蒸发皿蒸发量总体呈下降趋势,气候倾向率达-62.7 mm/10 a,春季和夏季下降显著。从空间分布看,全省蒸发皿蒸发量呈下降趋势,但局部地区与气候变化趋势并不完全同步。在影响蒸发皿蒸发量的气象因子中,风速和气温日较差是影响其下降的关键因素。黑龙江省大部分地区年实际蒸发量占蒸发皿蒸发量的30 %,实际蒸发量呈微弱上升趋势,但不显著。实际蒸发量与降水、日照时数和气温日较差显著相关,日较差是影响其变化的首要原因。     

朔州市近50a蒸发量变化特征及影响因子分析

利用朔州市气象观测站1956～2005年小型蒸发皿蒸发量及温度、日照、风速、湿度等资料,初步分析了朔州市蒸发量的年、月、季的变化特征,趋势及引起蒸发量变化的因子.结果表明:朔州市年、季和月蒸发量均存在明显的下降趋势,偏少趋势主要表现在春、夏2季,其中5月偏少趋势最明显;影响蒸发量变化的因子主要是温度日较差、日照、风速、湿度等,蒸发量与日照时数、平均风速、气温日较差呈显著正相关,与相对湿度、水汽压呈显著负相关,说明它们是造成蒸发量减少的重要因子.     

45年来中国蒸发皿蒸发量的变化特征及其成因

蒸发是地表热量平衡和水分平衡的组成部分,是水循环中最直接受土地利用和气候变化影响的一项.进行蒸发量变化的研究,对深入了解气候变化、探讨区域与水分循环变化规律具有十分重要的意义.文中利用中国472个气象站1957-2001年20 cm口径蒸发皿的实测资料,分析了中国小型蒸发皿蒸发量的变化趋势及其变化原因.结果表明,尽管在这45年间中国年平均气温以0.2 ℃/(10 a)的趋势递增,但是蒸发皿蒸发量总体上却以-34.12 mm/(10 a)的速度递减.蒸发皿蒸发量显著上升的地区只集中在少部分地区,如大兴安岭北部和北山地区;下降幅度最大的地区则集中在东部、西北北部和南部及西藏南部.通过对彭曼公式中能量平衡项和空气动力项的分析表明,东部蒸发皿蒸发量的下降主要是因为供蒸发的能量显著减少,而西部地区蒸发皿蒸发量的下降主要是供蒸发的动力下降所致.对各气象因子的趋势分析和相关分析表明,影响蒸发量的主要因子为风速和日照时数.     

1961-2010年青海高原蒸发皿蒸发量变化及其对水资源的影响

利用1961-2010年青海省气象观测资料,分析了青海高原近50年蒸发皿蒸发量的时空分布特征和变化趋势,并采用偏相关及主成分分析法,探讨了青海高原蒸发皿蒸发量变化的气候成因及其对水资源的影响。结果表明：近50 a来青海高原蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,它是热力、水分、动力因子综合作用的结果,在三类因子中,动力及水分因子对蒸发皿蒸发量的影响较大,而热力因子相对较小;区域分析表明,影响东部农业区和柴达木盆地蒸发量的主导因子是平均风速和相对湿度,三江源区为相对湿度,而唐古拉山区为气温日较差。通过分析黄河上游可能蒸散量与地表水资源的关系发现,蒸散量对地表水资源的负效应十分显著,其中夏季蒸散量对于平均流量的影响最为显著,而秋季平均流量对蒸散量的响应最为敏感。     

滇池流域蒸发量时空变化特征及趋势分析

利用滇池流域5个气象站1961—2010年逐月的20cm口径蒸发皿蒸发量观测资料,分析了流域蒸发皿蒸发量的时空变化特征,与动力因子(风速)、热力因子(平均气温、平均气温日较差、日照时数)、水分因子(降水量、相对湿度和水汽压)和其他因子(总云量)进行相关性分析,并结合楚雄气象站同期的蒸发皿蒸发量年际变化进行了对比分析。结果表明,滇池流域年际蒸发皿蒸发量存在2~4年为主的周期变化特征;近50年滇池流域年、春季和夏季蒸发皿蒸发量均呈明显的下降趋势,流域中部及以北大部地区蒸发皿蒸发量的下降趋势较昆明气象站周边及流域的南部地区明显;滇池流域与楚雄地区年、春、秋和冬季的蒸发皿蒸发量变化基本相似,但夏季蒸发量变化差异较大;与相关气象因子的相关性分析表明,滇池流域蒸发皿蒸发量变化趋势与热力因子、动力因子呈正相关,与水分因子、其他因子呈负相关,其中平均气温日较差、日照时数、水汽压和平均风速的影响较显著。     

大连市蒸发量变化特征及影响因子

采用线性倾向估计法和累积距平曲线和完全相关系数法,分析了1951—2001年大连市蒸发量变化特征及其影响因子。结果表明：大连市年蒸发量呈增加趋势,其中夏季蒸发量的增加趋势最为明显,其次为春季,秋季和冬季蒸发量增加趋势不显著;年蒸发量的增加主要来自夏季的贡献。大连市年及四季蒸发量与日照时数、平均地面温度、平均气温日较差和平均风速总体上呈正相关,与平均相对湿度呈负相关。平均相对湿度减小和平均地面温度上升是大连市蒸发量增加的主要原因。     

Important factors governing the incompatible trends of annual pan evaporation: evidence from a small scale region

Many studies reported the coexisting trends of decreasing and increasing pan evaporation in some large scale regions. This study proved that the coexisting trends also occurred in small scale region as well as in large scale region. To discover the important factors governing the incompatible trends of annual pan evaporation, annual climatic data of ten meteorological stations at the Liaohe Delta over recent 45 years were analyzed by the partial correlation analysis, and the results showed the strongest statistically correlation between annual relative humidity and annual pan evaporation. Researches on two extreme cases suggested there was obvious contrary trend between annual relative humidity and annual pan evaporation for one case, in despite of slight contrary trend for another case. Generally, annual relative humidity most likely was an important factor relating to the trend of annual pan evaporation. At the same time, an expanded urbanization and irrigation were seen around these meteorological stations. Urbanization and irrigation exerted opposite effects on pan evaporation, they therefore were speculated to be the ultimately inducements causing unbalanced relative humidity, and led to incompatible pan evaporation.     

石羊河流域1960～2009年参考蒸散量与蒸发皿蒸发量变化特征

以石羊河流域5个气象站点1960～2009年逐日气象资料为基础,从估算模型和统计角度计算分析了该流域参考蒸散量及蒸发皿蒸发量的变化趋势和变化原因。结果表明：过去50 a石羊河流域蒸散发呈增加趋势,个别站点达极显著水平（p＜0．01）,1960～2009年和1970～2009年不同时段的选择对分析结果有一定的影响。估算模型理论分析认为桑斯威特法计算的参考蒸散量变率主要由气温决定,蒸发皿蒸发量和彭曼蒙蒂斯公式计算的参考蒸散量变化则是辐射、气温、风速及空气饱和差共同作用的结果,而相关分析和突变检验的分析结果验证了上述结论,并得出过去50 a石羊河流域蒸发皿蒸发量和彭曼蒙蒂斯公式计算的参考蒸散量变化的主要决定因素是空气饱和差。     

广东蒸发皿蒸发量的季节变化特征及其影响因素的灰色关联分析

为了研究广东省的气候变化规律及其成因,利用1961—2003年广东省86个气象站点的观测数据,采用Mann—Kendal非参数检验方法、EOF经验正交分解方法和灰色关联分析方法,对广东省近43a来蒸发皿蒸发量及其主要影响因子（日照时数、风速、降水量、饱和差、气温日较差、气温等）进行了相关性及趋势性分析。结果表明：43a来广东省的季蒸发皿蒸发量的下降主要表现在春季、前汛期和后汛期,其减少趋势通过或接近通过99％置信水平的统计检验,而秋季的变化不明显;四季蒸发皿蒸发量的下降主要表现在粤东沿海、珠三角和粤西南等沿海地区,不同季节气候变异中心的位置不同;日照时数下降以及风速、气温日较差的减小可能是近年来广东四季蒸发皿蒸发量下降的主要原因。     

尉犁县地表蒸发量变化及影响因子分析

分析了尉犁县小型蒸发皿（直径20cm）蒸发量1970年至2006年之间变化情况,发现其呈线性减少的态势,分析在春、夏、秋、冬四季中变化情况,同样也保持此变化规律,只是强度不同。夏季蒸发量最大且下降的幅度最明显,其次是秋季、春季,最后是冬季,年均蒸发量最少,且下降趋势最不明显。 研究这一变化规律的相关性,发现年均蒸发量与相对湿度、年平均风速在0．01显著水平上相关,与年平均最大风速在0．05显著水平上相关。这种相关性在每个季节中的表现不尽相同。春季蒸发量与相对湿度、平均风速在0．01显著水平上相关,与最大风速在0．05显著水平上相关;夏季和秋季的蒸发量与相对湿度、平均风速在0．01显著水平上相关;冬季不具有这种相关性。蒸发量与相对湿度、8成以上低空云量出现日数负相关,与年平均风速、最大风速、2成以下低空云量出现日数正相关,除研究相对湿度、风速、不同成分低空云量出现日数与蒸发量间的相关性以外,还考虑了积温、降水量和日照时数等因子,这些因子与蒸发量关系不大。     

基于数值模式的月尺度近地层气象要素预报技术研究

利用WRF模式对美国NCEP发布的CFS气候预测业务产品在中国区域内进行动力降尺度预报,可得到预报时效为45天的逐6小时、30 km分辨率基础气象要素预测产品。再利用全国气象站观测资料和3个风电场70 m高度风速、温度观测资料对2015年冬季预测结果进行检验评估和分析,最后通过线性方法对地面要素预测结果和70 m高度风速、温度预测结果进行统计订正。结果表明:（1）2 m温度和相对湿度的全国预报平均绝对误差分别为4.71 ℃和18.81%,在华东、华中和华南地区误差较小;（2）10 m风速预报平均绝对误差为2.42 m/s,在东北、华北和西北地区误差较小;（3）线性订正后,2 m气温、相对湿度和10 m风速的预报绝对误差分别减小1.05 ℃、5.29%和1.47 m/s,并且订正后误差随时间变化更平稳;（4）订正后70 m高度风速和温度的预报绝对误差均减小,风速平均误差减小最大可达1.29 m/s（B塔）,气温平均绝对误差减小最大可达3 ℃（C塔）。研究结果表明,基于CFS产品和WRF模式的、与月尺度风电预报关系密切的气象要素预报性能较好,未来可将该方法尝试于风电场的月尺度功率预测产品研发。      

STUDIES ON CLIMATE CHANGE IN CHINA IN RECENT 45 YEARS

Based on the data of monthly mean air temperature and precipitation from about 400 stationsin 1951—1995.and the data of maximum and minimum air temperatures,relative humidity,totalcloud cover and low-cloud cover,sunshine duration,evaporation,wind speed,snow-covered daysand depth,and soil temperatures in 8 layers from 0 m down to 3.2 m from 200 odd stations in 1961—1995.the climate change and its characteristics in China in recent 45 years have been analyzedand studied comprehensively.This paper,as the first part of the work.has analyzed the climatechange and regularities of such meteorological elements as mean air temperature,maximum andminimum air temperatures,precipitation,relative humidity and sunshine duration.The possiblemechanism on climate change in China and the climate change and regularities of othermeteorological elements will be discussed in another paper as the second part.