1969—2019年四川省极端气温事件时空分布特征

【目的】全球气候变暖背景下极端气候事件频发,为诊断气候变化环境下四川省极端气温事件的动态演变特征,【方法】基于1969—2019年四川省33个国家地面气象观测站逐日最高和最低气温资料,利用线性倾向估计法、反距离加权法和Mann-Kendall突变检验法分析了四川省近50 a极端气温事件的时空变化特征,并探讨了海拔高度等因子对各极端气温指数的影响。【结果】结果显示：四川省极端气温事件存在明显的年际变化和空间分布特征,海拔高度为影响四川省极端气温指数的最主要影响因子。【结论】结果表明：(1)四川省极端暖事件显著增加,极端冷事件显著减少;极端气温指数中霜冻日数、冷日指数和冷夜指数均未检测到突变点,其余指数存在明显突变。(2)受复杂地形影响,四川省极端气温存在明显空间差异,位于低海拔地区的叙永为年内日最高气温值最大、高温日数出现最多的地区;高海拔地区的红原为年内日最低气温值最低的地区,色达为霜冻日数出现最多的地区,巴塘为暖日和暖夜日数最少的地区,若尔盖为冷日和冷夜日数最多的地区。(3)经度、海拔高度和平均气温均会影响极端气温指数,而海拔高度为极端气温指数的最主要影响因子,极端暖指数由低海拔区向...     

1959—2019年辽河流域极端气温事件变化特征分析

随着全球变暖的加速,极端气候事件频繁发生,迫切需要对不同气候和地理区域进行评估,以了解极端气候事件对全球变暖反应的不确定性。选取1959—2019年辽河流域36个气象站逐日气温数值,采用线性趋势法、小波分析等方法及Arcgis软件,分析辽河流域极端气温变化特征,探究大规模大气环流模式如何影响该地区极端气温事件。结果表明：(1)极端气温暖指数、极值和生长季长度(GSL)指数在研究区内均显著上升(P<0.05),而极端冷指数与气温日较差(DTR)指数显著下降(P<0.05)。气温指数变化主周期大致介于2～4.5 a,大多已通过显著性检验。(2)从空间上看,极端暖(冷)在流域内呈上升(下降)趋势,分别在流域西北部和东南部变化趋势较为明显,极值指数空间差异较大。(3)年均气温与极端冷指数和DTR表现出显著负相关,与其余指数呈现显著正相关。极端气温指数与大气环流模式存在相关性,9个季节性气温指数中冷昼日数(TX10p)与北极涛动(AO)在春、秋和冬季的相关性最高,在夏季,暖夜日数(TN90p)与AO最为相关。     

山东省极端气候指数变化特征研究

为探究山东省极端气候指数的时空变化与特征,选取山东省1979—2020年95个气象站点的逐日气温和降水量实测数据,采用Mann-Kendall（M-K）检验方法和Sen斜率估计法计算时间变化特征,及Inverse Distance Weight（IDW）反距离权重法探究空间变化趋势。结果表明:（1）山东省境内低温极端气温指数（TN10p和FD0）呈下降趋势,下降速率分别为0.004 8和6.42 d/（10 a）,高温极端气温指数（TX90p、TXx和SU25）呈上升趋势,上升速率分别为4.06 d/（10 a）、0.32 ℃/（10 a）和2.31 d/（10 a）;其内陆区域和沿海区域极端气温指数表现出了与山东省整体较好的一致性,空间趋势不明显。（2）极端降水指数均呈上升趋势,沿海区域多大于内陆区域。降水强度指数（R95p、R99p和RX5day）呈显著增加趋势,增加速率分别为22.16、10.83和10.55 mm/（10 a）,空间分布上,高值区域多分布在东部沿海区域和南部部分区域,可能会增加洪涝灾害风险。     

新疆极端降水事件时空变化特征研究

基于新疆1960—2011年的日降水量数据,选取持续干燥指数、持续湿润指数、年总降水量、强降水天数、强降水量、1 d最大降水量、5 d最大降水量和普通日降水强度8个极端降水指标,采用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验及主成分分析法研究新疆极端降水的时空分布特征及演变趋势。结果表明:时间变化上,新疆极端降水的持续湿润指数均呈上升趋势,持续干燥指数呈下降趋势,表明新疆降水量总体呈增加趋势;空间变化上,南疆、北疆极端降水指标的年际变化表现出明显差异,北疆湿润指数大、年际变化率大,南疆湿润指数小、年际变化率小;极端降水指标基本上在1986年、1987年发生突变,各指标突变前后的变化率存在明显差异;时间上的主成分分析表明降水量整体增加,干燥程度下降;空间上的主成分分析表明,北疆降水量多于南疆,南疆较北疆干旱。     

深圳市1953-2012年极端气候事件变化分析

全球气候变化导致极端气候事件频发,选择描述极端气候事件的相关指标,利用Mann-Kendall趋势检验法等对深圳市1953-2012年极端气候指标进行分析。结果表明:总体上深圳市降水频次与极端降水量均呈现起伏不定的变化规律,四季极端降水量主要集中在夏季,全年和四季降水量均没有明显的变化趋势。深圳市极端气温总体呈现较为显著稳定的变化状况;极端高温事件不断增加,极端低温事件不断减少,且趋势显著,同一季节的气温差异性较大,且差异性呈现出比较显著的加大趋势。     

1961—2019年大香格里拉地区极端气候事件时空演变特征

大香格里拉连接青藏高原、云贵高原、横断山区,具有重要地理意义,区内五江并流,气候脆弱,探讨其极端气候变化及响应机制对区域气候风险评估、灾害预警具有重要意义。基于1961—2019年56个气象站点逐日气温和降水数据集,采用Mann-Kendall、Sen’s斜率估计、Pettitt检验和Pearson相关探究该区域极端气候指数变化趋势及与大尺度环流指数的相关性,结果表明：(1)极端暖指数、降水强度指数(RX1day、R95p、R99p、SDII)趋于显著增长,冷指数(CSDI、FD、ID、TN10p、TX10p)和持续湿润日数趋于显著下降,季节变化上大部分极端气温指数冬季增温幅度高于夏季,降水强度表现出夏秋季节逐渐增大,冬季微弱减小的趋势;(2)空间分布上,青藏高原以北气温日较差高于南部,区域极端高温发生频率增大并多发生于南部和东部的干旱河谷,横断山区南部与西部地区降水强度大,北部雅砻江流域和金沙江上游降水持续性强;(3)极端气候指数与南海夏季风指数(SCSMI)表现出同年显著相关,极端降水指数与北极涛动(AO)、北大西洋涛动(NAO)、太平洋年代际震荡(PDO)存在滞后1年响应。通过以...     

1961—2016 年西宁市极端降水事件变化特征

为研究西宁市极端降水事件变化规律,利用西宁气象站 1961—2016 年逐日降水量序列资料,计算得出年总降水量、5 日最大降水量、极端降水量、日降水强度、持续降雨日数及大雨日数等 6 个极端降水指标的年际序列,应用线性倾向估计法、滑动平均法、Mann － Kendall 非参数检验法、Morlet小波分析、相关性分析等方法分析各极端降水指标的变化趋势、变化周期及各指标间变化一致性。结果表明,近 56 年间西宁市各极端降水指标呈波动式增加趋势,其中 PＲCPTOT 的增加趋势显著,而其余各指标变化趋势不显著; PＲCPTOT、ＲX5day、Ｒ95 及 SDII 序列在整个研究时段内均存在明显的突变现象,其中在 1960 年代后期及 1970 年代中期 ＲX5day 与 Ｒ95 发生了一致的突变,在 1980年代末和 1990 年代初,PＲCPTOT、ＲX5day 与 SDII 发生了一致的突变; 在近 56 年间各极端降水指标的振荡变化均存在明显的主周期,其中除 SDII 外,从 1990 年代开始各指标多存在约 11—13 年的主周期,SDII 及 CWD 的振荡变化均在整个研究时段上存在 40 年及 29 年左右的主周期; 各极端降水指标与总降水量均呈一致的正相关性,对总降水量的变化具有较好的指示作用,ＲX5day、Ｒ95、SDII 及 Ｒ20mm 四个指标相互之间均存在显著的正相关性。研究结果可为区域水资源规划及洪旱灾害防御提供参考。     

1960-2016年三峡库区极端降水事件时空变化特征

利用三峡库区20个气象站1960-2016年的逐日降水资料,应用线性倾向估计、Mann-Kendall 突变分析法、小波分析法和克里金插值法,分析库区极端降水事件的时空变化特征。结果表明：1960-2016年,三峡库区极端降水事件总体上呈现减少的趋势,其中Rx5day、CWD减少趋势显著,而SDII、Rx1day、R99p等指数表现为不显著增加趋势,这可能是由于PRCPTOT减少速率小于CWD而造成了雨量再分配;极端降水指数突变多发生于1990年前后;PRCPTOT、R10、R95p的气候倾向率在三峡库区中部地区均表现为明显下降趋势,而CWD则在东北和西南部呈增加趋势,表明三峡库区极端降水存在均化的趋势;三峡库区极端降水指数的变化主周期相似,大多数为4~6 a的短周期,仅R10与R25存在12~16 a的中周期,表明三峡库区极端降水事件正在向强度大、周期短的方向演化;气候因子均对极端降水指数有较大影响,太阳黑子相对数与极端降水指数呈正相关关系,其他则为负相关,在时序性上,表现为PRCPTOT滞后于大多数气候因子。该研究可为三峡库区极端气候变化的模拟预测及防灾减灾提供参考。     

1951-2018年河北围场地区降水的多尺度变化特征

利用1951-2018年河北围场地区气象站年降水量和同期的厄尔尼诺（ENSO）、太平洋年代际振荡（PDO）数据,采用集合经验模态分解（EEMD）和Morlet 小波分析等方法,研究了河北围场地区1951-2018年降水量的多尺度变化特征及其与厄尔尼诺和太平洋年代际振荡的关系。结果表明：1951-2018年围场地区年降水量总体上表现为增加的变化趋势,增幅为0.8 mm/10a;围场地区年降水量在时间尺度上存在显著的准4 a和准27 a的年际和年代际周期,分别与厄尔尼诺的2~7 a和太平洋年代际振荡的20~30 a周期相对应;交叉小波谱和小波凝聚谱表明,围场地区的年降水量与ENSO和PDO之间具有较好的共振周期,说明1951-2018年围场地区的年降水量可能受到厄尔尼诺和太平洋年代际振荡的影响。     

1960—2010年河南省极端气候事件变化趋势

根据1960—2010年河南省18个气象观测站的逐日平均气温、最低气温、最高气温及降水资料,采用国际气候诊断与指数小组所定义的极端气候指标,通过Mann Kendall检测、线性趋势法等方法对河南省极端气候的变化趋势进行了分析。结果表明:1河南省冷夜、冷日均呈减小趋势,暖夜、暖日均呈增大趋势,年湿期降水总量、重湿日数和简单降水强度指数均呈增大趋势;220世纪80年代后极端降水事件呈明显增加趋势;3大多数站点在20世纪80年代后年最高气温和年最低气温均显著升高。     

近100多年来香港和澳门气温时序变化特征及其与ENSO的关联性

基于近 100 多年来的均一化气温数据,从趋势变化、季节差异、突变特征、周期振荡方面诊断香港和澳门的气温变化特征。结果表明: ( 1) 港澳年平均气温和不同季节气温在近 100 多年来均呈显著增加趋势,其中春冬季节增加速率较大,夏秋季节增加速率较小。除秋冬季节外,其它时间上的香港气温增加趋势均大于澳门。港澳夏冬季节气温差异均呈减少趋势。( 2) 香港和澳门年平均气温分别于 1963 年和 1991 年发生突变。在季节上,港澳地区的气温突变均在秋季发生年份最晚,冬季次之,夏季再次之,春季最早。( 3) 香港年平均气温分别存在 3 a、7 a、15 a 和 30 a、60 a 和 120 a 的周期振荡特征。澳门年平均气温存在 3 a、6 a、12 a、24 a 和 48 a 左右的周期振荡特征。( 4) ENSO 与香港年平均气温在 4 a 以下尺度以同位相或提前 1 a 位相变化关系为主,在 4 a 以上尺度以同位相变化关系为主。ENSO 与澳门年平均气温在不同时频域均以同位相变化关系为主。     

1961-2020年沂蒙山区极端降水时空变化特征

基于1961-2020年20个国家级气象站日降水数据,通过选取9个极端降水指数,利用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法和累积距平法、Morlet小波变换法、泰森多边形法及克里金空间插值等方法,分析了研究区极端降水的时空变化特征。结果表明：研究区1 d最大降水量、5 d最大降水量和降水强度呈上升趋势,大雨日数、年降水量、强降水量、极强降水量、连续干旱日数及连续湿润日数呈不显著下降趋势;年降水量与大雨日数的突变情况类似,1980年后下降趋势明显,降水强度在1998年发生突变,突变之后变为增强趋势;各极端降水指数基本存在20 a左右的第一主周期;空间分布上,除连续干旱日数与降水强度外,其他7个指数空间分布相似,基本呈现从东南向西北减少的分布格局,连续干旱日数整体呈现从东到西递减的趋势,降水强度整体呈现南高北低的趋势;1980-2000年为降水异常年份多发时段,1964、2003和2020年为降水量典型异常偏高年份。研究结果可为沂蒙山区水资源规划、防灾减灾等提供理论和数据支撑。     

1951—2009年北京市降水变化情势分析

建立北京市1951—2009年的降水变化时间序列,采用经验模态分解(EMD)方法求出该序列的本征模态函数(IMF),分析原序列内在的多尺度振荡变化;综合运用Mann-Kendall法和R/S法分析原序列的突变以及未来趋势特征。结果表明:北京市降水变化序列主要由IMF1、IMF2和IMF3这3个本征模态构成,3～4a、5～6a、14a尺度的振荡变化对整个变化起主要作用;短期内,北京市年降水量有在波动中减少的趋势。1951年来,降水序列整体上呈减少趋势;减少的突变年份是1994年,2005年以后降水显著减少。从M-K与R/S方法的综合分析来看,在未来的长时间尺度上,北京市的年降水量整体上将在波动中不断增加。     

1960—2019年关中平原极端降水时空变化及非平稳性分析

【目的】为探究极端降水的时空变化及其非平稳性特征,【方法】选取位于关中平原范围内1960—2019年长时间降水序列,利用极点对称模态分解(ESMD)方法分析了区域极端降水的时间变化特征,并采用Sen斜率估计+Mann-Kendall(Sen+MK)方法对5d最大降水量(Rx5)进行空间分析,最后利用广义可加模型(GAMLSS)对极端降水序列的非平稳性特征进行分析。【结果】研究发现：在时间变化趋势上,持续湿润指数(CWD)、年降雨量(PRCPTOT)、5 d最大降水量(Rx5)呈现出先下降后上升的趋势,整体为下降趋势,极强降水量(R99P)和降水强度(SDII)呈上升趋势;大雨日数(R25)呈现出下降趋势;在空间分布上,其中春、秋两季下降明显,降雨主要集中在夏季,趋势系数最高达到0.17 a^-1,冬季降雨有一定程度的增加;关中平原极端降水指数基本为平稳序列,个别站点非平稳性较为明显。【结论】关中平原极端降水量和不确定性变化较为稳定,未来突发性强降水事件出现概率较低,但是个别区域会遭到较为严重的灾害风险,研究结果可为将来关中平原相关洪涝预防措施提供一定指导。     

1961—2017 年京津冀地区极端降水事件变化特征

为了给京津冀地区防洪减灾及水资源管理提供科学参考,有必要对该地区极端降水事件的变化特征进行探究。根据 25 个气象站 1961—2017 年的逐日降水资料,计算了京津冀地区 10 个极端降水指数。通过因子分析得到 4 个公因子,进而选取中雨日数( Ｒ10) 、1 日最大降水量( ＲX1day) 、连续无雨日数( CDD) 、连续降水日数( CWD) 等 4 个代表性极端降水指数,采用线性倾向率、滑动 T 检验、反距离权重插值( IDW) 、小波分析等方法进行研究。结果表明: ( 1) 近 57a 来,Ｒ10、ＲX1day、CWD分别以 － 0. 27 d、 － 1. 60 mm、 － 0. 29 d /10a 的速率减少,CDD 以 1. 50 d /10a 的速率增加。( 2) CWD 在 995 年由增加突变为减少,Ｒ10、ＲX1day、CDD 均未发生突变。( 3) Ｒ10、ＲX1day、CDD、CWD的第 1 主周期尺度介于 9 ～ 25a,相应的平均周期介于 4. 5 ～ 12. 8a。( 4) ＲX1day 空间差异最大,Ｒ10次之,CDD、CWD 分布较均。( 5) 近 57a 来,京津冀各地区 Ｒ10、CWD 的变化趋势增减不一,但变幅均很小,大部分地区 ＲX1day 呈减少趋势,减幅西北低、东南高,而 CDD 主要呈增加趋势,增幅北高南低。1961—2017 年,京津冀地区呈现干旱化趋势,而这种变化与综合 ENSO 指数( MEI) 总体上并无显著关联。     

1960—2018年嫩江流域极端降水事件时空变化特征

本文选取嫩江流域12个站点1960—2018年逐日降水资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验、小波分析、R/S分析等方法,分析了该流域极端降水事件的时空变化特征及未来变化趋势.结果表明:流域平均年降水量、大雨日数、日最大降水量、强降水量等4个极端降水指数均表现出上升趋势,但趋势不显著;各极端降水指数时间序列均...     

河套地区1951—2014年极端气温事件特征分析

在模糊聚类法划分子区域的基础上,采用河套地区73个国家基本气象站1951—2014年气象数据,将Kendall-tau非参数检验方法,Sens斜率估计方法以及Savitzky-Golay平滑滤波方法相结合,分析该地区18个气温指数的变化趋势。结果表明：（1）在河套地区的干旱半干旱子区（地处黄河上游）,湿润半湿润子区（地处黄河中下游）,极端气温事件的变化趋势基本相近,但强度不同,空间分布不一致。（2）在时间尺度上,发现河套地区近60年存在极端气温事件上升趋势,说明河套地区与全球变暖之间有紧密的响应关系。（3）在空间尺度上,各个指数在河套地区分布差异明显。多个指数在干旱子区的变化率大于湿润子区;干旱区各个指数变化显著的气象站点的占比高于湿润子区。有些指数在个别小区域与整个河套地区变化趋势不同,可能存在的原因有城市热岛、山丘地局部小气候,但有待进一步分析验证。（4）气温日较差、平均最高气温、平均最低气温、日最低气温的极低值、日最低气温的极高值、日最高气温的极低值、日最高气温的极高值指数变化趋势都在2000年左右开始变缓,这可能与全球气候变暖减缓有关。     

1978—2012年长江三角洲城市群极端小时降水时空变化特征

【目的】全球气侯变暖和快速城镇化背景下极端降水事件频发,严重影响社会经济可持续发展,特别是城市群或都市圈面临更大挑战。为准确评估长江三角洲城市群极端降水演变规律,【方法】利用135个气象站点1978—2012年小时降水资料,选取最大1小时降水量(Rx1hr)、超过95%和99%阈值小时降水量(R95pw1hr和R99pw1hr)、超过10 mm和20 mm小时降水频次(R1hr10 mm和R1hr20 mm)五个极端小时降水指标,采用滑动平均法、EOF分解法分析极端小时降水时空变化特征。【结果】结果表明：(1)除R1hr10 mm外,极端小时降水指标总体呈显著上升趋势;(2)空间上主要表现为东南多,西北少,且显著增加站点主要在江苏南部;(3)极端小时降水峰值主要集中在12—18时,占比68.1%～79.3%;(4)极端小时降水主要表现为区域一致型、正负反向型和中心型,其中第一模态以区域一致型为主,且表现出明显增长趋势。【结论】结果证实1978—2012年长江三角洲城市群极端小时降水呈现明显增加趋势,其空间格局受地形特征、城市化发展影响明显,且城市化对极端小时降水有一定促进作用。该研究有...     

近63年陕西宝鸡极端强降水事件变化特征诊断

为明确宝鸡市极端强降水事件变化特征,掌握极端降水事件发生规律,以1952-2014年宝鸡气象站点逐日降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、Morlet小波函数、R/S分析法、Mann-Kendall非参数检验法对极端降水变化特征进行诊断分析。结果表明:宝鸡市近63 a来,除年降水总量、强降水量、中雨日数、大雨日数呈波动下降趋势外,其余指数呈现上升趋势,其中以极强降水量变化表现最为剧烈,变率超过1 mm/10a。强降水量和极强降水量呈现大小尺度相互嵌套的周期变化趋势,二者仅存在弱突变;未来宝鸡强降水变化与过去变化趋势一致将呈减少态势,极强降水变化以反向趋势呈减少态势发展。此外,各极端强降水指数与年降水总量、降水强度呈现正相关,年降水的变化可以很好的反映极端降水指数的变化。