西南5省市极端气候指数时空分布规律研究

利用西南5省市的33个气象站,采用M-K检验和滑动t检验等方法对极端气候指数的时空分布规律进行分析。结果表明:在时间尺度上,西南5省市60a来极端降水指数除PRCPTOT和CDD外均呈现出较弱的上升趋势,表明虽然该地区降水总量略有减少,但最大日降水量和降水强度却有所增加;极端气温指数中TN10、TX10和DTR呈现出明显的下降趋势,其他7指数均呈上升趋势,表明西南5省市有变暖的趋势,且昼夜温差变小;极端降水指数多在20世纪90年代以后发生突变。在空间尺度上,西南5省市与降水量相关的极端降水指数呈现出西北到东南递增的分布规律,四川和云南部分地区处于低值区,而其连续干旱日数(CDD)却处于高值区,因此这两省的干旱风险较高;极端气温指数分布规律不明显,冷、暖系列指数表明云南省气温最高,贵州省最低,结合气温日较差(DTR)和暖期持续天数(WSDI)分析发现云南省发生极端气候事件的风险较大。     

上海霾气候数据序列重建及其时空特征

利用上海11个气象站点1960～2008年日均相对湿度、能见度以及天气现象资料,重建了上海近50a霾气候数据序列,并从时间和空间两个方面分析了上海霾日数的气候特征和变化规律。结果表明,上海霾气候数据序列重建值与报表记录值之间变化形态存在着较好的一致性,重建值较记录值偏高。1960～2008年,上海霾日数以9.7d/10a的线性趋势显著增加,2002年以后霾日数总体上呈减少趋势。上海多年平均霾日数以冬季最多而夏季最少。近50a,上海霾日数呈现出西南部最多-市区较多-东北和东南部最少的空间分布,霾日数的空间变化趋势则表现为西南部增加较多而东部增加较少。1981～2008年,上海霾日数在西部和南部都增加,东部则减少。     

安徽省霾时空分布特征分析

利用安徽省78个气象台站1971～2010年能见度和相对湿度资料,统计出历年各站霾发生日数并分析其时空分布特征,通过历年霾日数变化趋势、EOF分析等方法对安徽省近40 a霾的气候变化特征进行分析。结果表明：安徽省霾日数存在显著的增多趋势;霾高发期在秋冬季,1月更是一年中霾发生最多的月份;5～6月是霾发生的次高峰,6月的极重霾为全年中最多;白天出现霾的几率高于夜晚,早上8时是一天中最容易出现霾的时刻。安徽省霾年平均日数的空间分布很不均匀,平原多于山区,主要城市及周边地区的年平均霾日数较多,山区很少;沿淮淮北的极重霾日数最多。2007年前后霾的年平均日数达到40 a来的最高值。霾日数EOF前4个模态累积方差贡献为793％,说明安徽省绝大部分地区霾日数随年代的变化都是呈增长趋势;时间系数表现为明显的年代变化,以3～4 a周期震荡增长为主     

上海霾气候数据序列重建及其时空特征

利用上海11个气象站点1960～2008年日均相对湿度、能见度以及天气现象资料,重建了上海近50 a霾气候数据序列,并从时间和空间两个方面分析了上海霾日数的气候特征和变化规律。结果表明,上海霾气候数据序列重建值与报表记录值之间变化形态存在着较好的一致性,重建值较记录值偏高。1960～2008年,上海霾日数以97 d/10 a的线性趋势显著增加,2002年以后霾日数总体上呈减少趋势。上海多年平均霾日数以冬季最多而夏季最少。近50 a,上海霾日数呈现出西南部最多 市区较多 东北和东南部最少的空间分布,霾日数的空间变化趋势则表现为西南部增加较多而东部增加较少。1981～2008年,上海霾日数在西部和南部都增加,东部则减少。〖     

武汉市主要年气候要素及其极值变化趋势

根据武汉市1951~2007年57年间主要气候要素及其极值的年序列（共17个）,通过趋势分析和年代际比较分析,揭示武汉市气候变化对全球气候变化和当地城市化的响应。结果表明：武汉市5项气温均表现出一致的升温趋势,其中平均气温、平均最低气温、极端最低气温最明显,1970年代中后期升温速度加快; 4项降水要素变化均不显著,只有年降水日数接近信度01的显著性,其中年降水量为弱的增加趋势,同时有明显的年代际差异,1950、1980、1990等年代明显偏大（多）,年降水日数、最大日降水量为减少趋势,但暴雨日数是增加的;年平均和最小相对湿度均呈现下降趋势,但年平均相对湿度达到极显著程度;平均风速、最大和极大风速以及大风日数一致性极显著减小;日照时数表现为减少趋势;年平均气压为先升后降,上升趋势不明显。可见武汉市各项气温、风速及其极值、相对湿度、日照时数等变化显著,降水、气压变化不显著,这些变化是全球气候变暖和城市化进程共同作用的结果.     

南京市不同时间尺度温度变化特征

利用南京市1951～2005年的气温资料,研究了南京市不同时间尺度的气温变化特征。结果表明：1951～2005年,南京市温度的年变化呈现上升趋势,年平均最高温度的上升幅度较年平均最低温度高,温度日较差（DTR）的年平均值为下降趋势,1992年可作为近55a南京地区冷暖期的转折点。温度的季节变化也多数呈现上升趋势,四季的平均气温增暖幅度最大是春季,最小的是夏季;四季的平均最高气温与平均最低气温多数都表现为上升的趋势,只有夏季的平均最高温度表现为下降的趋势。因此,近55a南京市在温度总体呈现上升趋势的情况下,夏季有变凉的趋势。四季的DTR的变化中,只有春季为上升趋势,其余季节都是下降的趋势。极端年份的日平均温度变化趋势基本一致,但各年份的DTR变化趋势却不相同。     

近49年中国夏季制冷度日数的变化

利用全国531个气象站1960~2008年逐日平均气温资料,分析了近49 a来我国夏季制冷度日数的变化趋势,并以浙江省为例分析了制冷度日数与夏季空调降温电力负荷的关系。主要结论如下：我国日平均温度等于或高于26℃的日数（1971~2000年平均）大于10 d,夏季有制冷需求的站点主要分布在新疆、四川盆地和太行山 巫山 雪峰山一线以东地区,以及云南干热河谷地区。1960~2008年我国黄河以北地区夏季有制冷需求的站点6~9月平均气温从20世纪90年代中期开始呈现出较明显的上升趋势,使得制冷日数和度日数都相应增加;黄河以南、南岭以北地区近49 a来6~9月平均气温线性趋势不明显,制冷度日数变化不大;南岭以南地区6~9月气温持续上升,夏季制冷度日数的增加最为显著。以浙江省为例的分析显示,制冷度日数与夏季空调降温电力负荷有很好的线性相关关系,可以用来预测降温耗电量。
     

日照市霾的变化特征及其影响因子分析

为了有效防治环境污染并为开展霾的预报提供重要依据,利用日照市1961-2014年地面气象观测资料,分析了日照市霾的变化特征,并对霾日的能见度、相对湿度、风速和24小时变压进行了分析。结果表明:近54年来日照市霾的日数整体呈现波动上升趋势,在20世纪60年代、90年代的中前期没有观测到霾,2013年以来霾日显著增多。日照的霾天气冬春季多,秋夏季少,而且主要以轻微霾为主。适当的湿度条件,风速小于3 m/s以及负的24小时变压最有利于霾的生成和维持。     

秦岭南部地区农业气候资源的变化及其对油菜的影响

秦岭南部地区地形及气候条件复杂,作为油菜主要种植区之一,研究其农业气候资源的变化特征及其对油菜的影响,可以为该区有效利用农业气候资源、合理安排农事活动提高油菜生产提供实践参考。以1960~2014年秦岭南部33个站点的逐日气象数据和近25a各省市统计年鉴资料,通过滑动平均、线性倾向估计、灰色关联分析等方法,研究秦岭南部农业气候资源的时空变化特征及对油菜产量的影响。结果表明:(1)近55a来,秦岭南部地区油菜生长季内平均气温和≥5℃积温呈上升趋势,平均速率分别为0.2、29.3℃/10 a,冻害指数、降水量、开花期降水量和相对湿度与日照时数都呈减少趋势,平均每10 a分别减少0.3、14.8 mm、1.4 mm、0.6%、32.2 h。(2)近55a来研究区油菜生长季内平均气温与≥5℃积温的多年平均空间分布都表现为由西南向东北方向递减,冻害指数的空间变化与二者相反,表明越冬期极端最低气温值在空间上由西南向东北逐渐减小;其水资源指标多年平均空间分布由南向北递减,日照时数则由西南向东北递增。(3)1960~2014年秦岭南部油菜生长季内平均气温与≥5℃积温在空间上均呈极显著的增加趋势,研究区西部变化幅度较小,东部变化幅度较大,冻害指数的空间变化趋势与二者相同;水资源与日照时数在空间上均呈极显著的减少趋势,只有少数站点表现为极显著的增加趋势,而日照时数在研究区东部变化幅度相对较大,其余区域变化幅度相对较小。总体上,平均气温和≥5℃积温高值区的变化幅度小,低值区变化幅度大,其他指标与之相反。(4)近25a来秦岭南部油菜气候产量呈不明显的上升趋势,平均速率为3.79 kg/(a·hm~2),其空间变化幅度差异大,且大部分站点的变化趋势均不显著;由关联度得作用于各区域油菜气候产量的主要影响因子存在差异。各农业气候资源指标的变化幅度越大,对油菜单产的可能影响相对较大。     

近几十年三峡库区主要气象灾害变化趋势

利用三峡库区33站1961～2006年逐日降水量、平均气温、最高气温、雾、雷暴资料,分析了库区干旱、洪涝、连阴雨、高温、雾、雷暴主要气象灾害的变化趋势。统计结果表明：近46年来,三峡库区平均年干旱日数呈不明显的增加趋势,春、夏、冬季干旱日数的年际间基本没有变化趋势,但秋季干旱日数年际间有明显的增多趋势,增多速率为41 d/10 a;春、夏季雨涝日数变化趋势不明显,秋季雨涝日数有微弱的减少趋势;三峡库区年平均连阴雨过程次数有微弱的减少趋势,连阴雨日数的减少趋势较明显;近34年三峡库区年雷暴日数呈明显减少趋势,减少速度为29 d/10 a;库区平均年雾日数没有明显变化趋势,但1999年以来减少趋势明显;近46年三峡库区平均年高温日数、危害性高温日数有微弱的减少趋势,平均年极端最高气温均没有明显变化趋势。     

近50年来四川干能见度霾日数及消光系数时空变化特征

利用四川省147个气象观测站1961～2010年能见度、相对湿度、降水等观测资料,分析了四川省近50 a来干能见度的时空变化特征,以及四川盆地霾日数和干消光系数的变化趋势。结果表明:四川盆地及盆缘区域干能见度较差（12~20 km）,而西部高海拔山区较好(40~50 km),与青藏高原接壤的地区最好(＞50 km)。从20世纪70年代到20世纪末,四川盆地的干能见度呈现明显减少趋势,而川西高原的干能见度却出现显著增加趋势;21世纪近10 a来四川干能见度变化趋势趋于停止。近50 a来,有544%台站出现干能见度减少趋势,且主要集中在盆地和攀枝花地区;另有456%台站干能见度有增加趋势,且多集中在高海拔山区。四川盆地的干消光系数和霾日数的变化趋势较为一致。干消光系数1996年之前迅速增加,1996年以后有小幅度的减小,增加的气候倾向率为003/10 a,霾日数的增加速率为104 d/10 a。能见度下降、消光系数和霾日数增加与人为排放污染物浓度增加有密切关系     

近几十年三峡库区主要气象灾害变化趋势

利用三峡库区33站1961～2006年逐日降水量、平均气温、最高气温、雾、雷暴资料，分析了库区干旱、洪涝、连阴雨、高温、雾、雷暴主要气象灾害的变化趋势。统计结果表明：近46年来，三峡库区平均年干旱日数呈不明显的增加趋势，春、夏、冬季干旱日数的年际间基本没有变化趋势，但秋季干旱日数年际间有明显的增多趋势，增多速率为41 d/10 a；春、夏季雨涝日数变化趋势不明显，秋季雨涝日数有微弱的减少趋势；三峡库区年平均连阴雨过程次数有微弱的减少趋势，连阴雨日数的减少趋势较明显；近34年三峡库区年雷暴日数呈明显减少趋势，减少速度为29 d/10 a；库区平均年雾日数没有明显变化趋势,但1999年以来减少趋势明显；近46年三峡库区平均年高温日数、危害性高温日数有微弱的减少趋势，平均年极端最高气温均没有明显变化趋势。     

湖北省双季稻生长季降水及洪涝变化特征

利用1961～2008年湖北省双季稻区常规气象站资料,统计计算了双季稻产区在早晚稻生长季的降水量、暴雨量、暴雨日数以及洪涝发生次数,揭示了近50 a来双季稻区降水及洪涝的变化特征。结果显示：湖北省双季稻区在早晚稻生长季的降水量都有弱的增加趋势,尤其是鄂东北局部和江汉平原南部;在水稻抽穗扬花至成熟期间,早稻暴雨量大部有不显著的增加趋势,而晚稻则大部为弱减少趋势。早稻生长季内洪涝的发生次数总体呈增加趋势,局部地区严重洪涝发生次数加大;晚稻生长季洪涝总次数有略减少趋势,重度以上洪涝发生很少,但呈略增加趋势     

鄱阳湖生态经济区近60年极端温度事件变化特征研究

利用环鄱阳湖生态经济区6站逐日气象数据,建立了该区1952~2011年近60 a极端温度事件演化序列。研究表明：（1） 环鄱阳湖生态经济区极端高、低温事件线性趋势分别为04、-27 d/10 a;冷、热日持续指数线性趋势分别为-04、-24 d/10 a;（2）近60 a间,环鄱阳湖生态经济区内极端温度事件表现出两个明显的高频数（不稳定阶段）和低频数（稳定阶段）。其中极端高温事件和热日持续指数两个阶段分别为：1952~1979年和1980 ~2002年;极端低温事件和冷日持续指数两个阶段分别为：1952~1985年和1986~2007年;（3）近60 a以来,极端高温事件和热日持续指数在1970s晚期至1980s初期发生了较大变化,此前主要表现为叠加在弱准12~13 a周期下的强准7 a周期,之后主要表现为准9 a周期,并有不连续的4~5 a周期;极端低温日数和冷日持续指数周期性在1950s~1990s表现为弱11~12 a周期,1970s晚期至1990s则表现为弱准5 a周期;（4）环鄱阳湖生态经济区内极端低温事件是气候变暖背景下对冬季风强度的敏感响应,极端低温事件的高频数（强烈波动）主要发生在强冬季风背景下,弱冬季风条件下则出现相反情况。而极端高温事件与夏季风强度关系复杂的多,其原因尚待进一步研究     

近51年川滇地区气候暖干化与旱涝灾害趋势判断

为揭示川滇地区气候特征与旱涝灾害趋势,以川滇地区70个气象站点1961～2011年的逐月气温、降水资料为基础,采用线性回归、五年滑动平均、M K突变检验、反距离加权空间插值、Z指数法、Morlet小波变换等方法,对川滇地区气候变化特征与旱涝灾害进行了分析。结果表明：近51 a川滇地区气温以021℃/10 a的速率增加;降水量以1076 mm/10 a的速率减少;尤其是20世纪90年代末期以来正经历着以增温和变干为趋势的气候变化特征,气候暖干化趋势明显。近51 a川滇地区年旱涝灾害总的趋势是向干旱发展,以2000年为转折点,2000年以前该区多涝灾,2000年后多旱灾,这与该区的气温与降水变化一致,气候暖干化的结果直接导致了旱灾加剧。川滇地区春、冬两季旱涝年际周期变化规律强,Z指数呈上升趋势,降水量增加;夏季旱涝周期变化十分显著,旱涝灾害程度加剧,干旱化趋势明显;秋季旱涝变化周期性不强,呈弱干旱化趋势发展     

无锡城市化对气象要素的影响

近20a来,无锡城市化和工业化发展较快,建成区面积显著增加,耕地面积锐减;能源消耗量、汽车拥有量以及工业废气排放量逐年增加。利用1955~2012年无锡市气象资料,对无锡市近60a来的气候变化特征进行分析,并讨论了气候变化特征对城市化的响应。结果表明:(1)近60a来无锡市平均气温、最高和最低气温、极端最高和最低气温都呈上升趋势,高温日数逐年增加,且1980年后尤为明显,低温日数减少,气温日较差减小。(2)年平均相对湿度呈下降趋势,2000年以后下降明显,年平均相对湿度≤75%的年份有10a,全部都出现在2002年后。年平均降水量变化不大,小雨频次减少,雨量区域性分布不均匀;极端降水年增加,且雨量较为集中。低云量和日照时数减少,2002年以后低云量基本在25%以下,90年代日照时数降幅最明显,平均日照时数减少了129.1h。(3)城市热岛效应全年都较显著,冬季更为显著,城市气温高于区域均值0.3℃~0.8℃,沿湖地区和乡村则基本低于区域均值0℃~0.8℃。(4)霾日数明显增多雾日数显著减少,2003年后霾日数大都在30d以上,雾日数在10d左右。(5)城市化和工业化发展引起了城市热岛效应和城市浊岛效应,改变了下垫面条件,影响了气温、相对湿度和降雨的时空分布,也导致了霾日的增加和雾日的减少。     

江西柘林水库集水区近50年气候干湿状况研究

柘林水库的面积和库容较大,但集水区面积相对较小,水资源亏缺是其主要制约因子,研究近50 a来水库集水区的气候干湿状况和变化趋势,对于水库的运行调度、效益发挥以及制定科学的投资计划具有很好的参考价值。基于江西柘林水库集水区内3个常规气象站1958～2007年的逐日降水、气温等要素观测资料,计算不同时间尺度的标准化降水指数（SPI指数）,以衡量集水区干湿情况;用FAO Penman Monteith 方法计算参考蒸散量;以年降水量与年参考蒸散量的差值近似代表最大径流深度。采用线性趋势拟合、滑动平均等分析方法,对水库集水区的旱涝、参考蒸散量、最大径流深度等的时间分布状况、季节变化、变化趋势等进行了分析。研究结果表明：（1）柘林水库集水区1998年以来年降水量呈明显下降趋势,而年参考蒸散量呈上升趋势,导致年最大径流深度下降明显,水库水资源不足;（2）近50 a柘林水库集水区的降水集中度呈增加趋势,强降水对总降水量的贡献增大,旱涝发生风险均增加;（3）近50 a柘林水库集水区旱涝互现、旱重于涝     

近50年砀山最高、最低气温变化特征研究

选取砀山气象站1961-2010年气温观测资料,采用线性趋势估计、距平分析等方法对砀山近50a最高、最低气温的变化趋势进行分析。结果表明:砀山近50a最高、最低气温总体呈上升趋势,增温速率分别为0.128℃/10a,0.21℃/10a,最低气温增温趋势显著,气候变暖现象主要以最低气温增温为主。春、秋、冬季的最高、最低气温都有一定程度的上升,冬、春季变得相对温暖,夏季的最高气温有所降低。1971-2000年30a为主要的增温时期,21世纪后,最高气温与最低低温均有一定程度的下降趋势。     

长江中游城市群大气环境容量演变特征分析

为厘清长江中游各城市群大气环境容量的演变特征,为科学制定适应减缓的政策提供技术支撑。本研究基于1961～2016年气象台站定时观测资料,采用国标法计算了中游城市群近56 a大气稳定度、混合层厚度和大气环境容量系数。结果表明:近56 a来,中游城市群大气稳定度基本以中性类居多,稳定类次之,不稳定类最少。武汉城市圈中性类频率有显著的下降趋势,达到-3.4%/10a,不稳定和稳定类则表现显著的上升趋势,分别为1.9和1.5%/10a;环长株潭和环鄱阳湖城市圈的不稳定类频率变化均不明显;但中性类频率上升趋势显著,分别为0.3和1.2%/10a,稳定类频率呈显著下降趋势,分别为0.3和1.1%/10a。武汉城市圈春、夏季混合层厚度要高于秋、冬季;夏、秋、冬三季均呈现下降趋势,分别为0.1、6.0和43.9 m/10a,春季呈上升趋势,达到9.3 m/10a。环长株潭城市圈和环鄱阳湖城市圈四季混合层厚度均为下降趋势。年内大气环境容量系数呈倒"U"型分布,峰值出现在夏季,秋、冬季为低值时段;56 a来各城市圈大气环境容量系数逐渐下降,下降速率分别为1.6×10⁴、0.9×10<...     

1961~2013年长江三角洲地区霾日季节特征及变化分析

选取长江三角洲146个观测站1961~2013年的地面观测资料,分析了霾日季节性的年际、年代际长期变化及空间分布规律。结果表明,长江三角洲霾多发时段随年际增长逐渐由冬季蔓延至春季,秋季和夏季。长三角平均霾日的季节变率从60~70年代的72.5%~78.5%,80年代跌至61.2%,到90年代跌至55.3%,而在本世纪的13 a低达52.3%,体现了长三角霾日变化季节性的年代际特征,即近53 a季节差异在不断减小,霾趋于常年化发生。霾日季节性的空间分布及年际变化特征还表明:近53 a长三角霾日呈持续上升趋势,1980年以前的2个年代增长缓慢,并维持低霾日水平,尽管1980年以后仍然增长缓慢,但维持多霾日的较高水平。霾日高发区域主要集中在南京-镇江一带、上海西南部地区、湖州-杭州-绍兴-金华一带、宁波西北部地区,高值中心依次为金华西北部兰溪市的70.2 d,江苏南京市的 40.0 d,上海金山的38.0 d以及宁波余姚市的35.5 d。长三角中部的霾日年增长率整体低于南部和北部地区,江苏中部及南部、浙江南部及东部沿海、安徽东南部地区是霾日年际增长高值区。长三角霾日年际变化趋势以夏季增长率最高,其次是秋季、春季,冬季霾日年际变化趋势普遍增长率最低,近53 a来长江三角洲大部分地区出现了霾日季节性差异变小的季节性变异特征。