石羊河流域中下游高温事件气候特征

根据石羊河流域中游(武威)和下游(民勤)气象站1960—2015年逐日最高、平均气温观测数据,采用固定阈值法(天气标准)和百分位阈值法(平均标准)定义了高温事件,运用气候统计学方法分析了该区域高温事件强度、日数和极值的变化特征。统计结果显示,中、下游年代、年天气标准和平均标准高温事件强度总体上呈增强和日数呈增多趋势,2010—2015年高温事件强度增强和日数增多趋势明显,高温事件极值也呈增强趋势。高温事件出现在5—9月,高温事件强度和日数的高峰值均在7月,依次向两端递减。高温事件强度和日数均为下游>中游,说明闷热天气持续时间下游比中游更长。高温事件中、下游年天气标准强度和日数时间序列没有发生周期性变化,平均标准强度和日数时间序列均存在着5～7 a的准周期变化。高温事件中、下游天气标准强度和日数以及平均标准强度均没有发生气候突变,平均标准日数发生了气候突变,突变时间中游在1997年、下游在1996年。年高温事件存在一定的异常性,高温事件强度和日数正常年份概率在58.9%～73.2%,对生命健康和安全生产造成危害的强度偏强和特强年份概率在14.3%～16.9%、日数偏多和特多年份概率在14.3%～21.4%。     

石羊河流域中下游高温事件的气候特征

根据石羊河流域中游(武威)和下游(民勤)气象站1960—2015年逐日最高、平均气温观测数据,采用固定阈值法(天气标准)和百分位阈值法(平均标准)定义了高温事件,运用气候统计学方法分析了该区域高温事件强度、日数和极值的变化特征。统计结果显示,中、下游年代、年天气标准和平均标准高温事件强度总体上呈增强和日数呈增多趋势,2010—2015年高温事件强度增强和日数增多趋势明显,高温事件极值也呈增强趋势。高温事件出现在5—9月,高温事件强度和日数的高峰值均在7月,依次向两端递减。高温事件强度和日数均为下游中游,说明闷热天气持续时间下游比中游更长。高温事件中、下游年天气标准强度和日数时间序列没有发生周期性变化,平均标准强度和日数时间序列均存在着5～7 a的准周期变化。高温事件中、下游天气标准强度和日数以及平均标准强度均没有发生气候突变,平均标准日数发生了气候突变,突变时间中游在1997年、下游在1996年。年高温事件存在一定的异常性,高温事件强度和日数正常年份概率在58.9%～73.2%,对生命健康和安全生产造成危害的强度偏强和特强年份概率在14.3%～16.9%、日数偏多和特多年份概率在14.3%～21.4%。     

陇中近132年干湿变化气候特征与ENSO事件及气候预测

引　言陇中地处青藏高原与黄土高原的交汇过渡带,包括兰州市、白银市、定西地区、临夏州、甘南州等两市两州一地。除一部分高寒阴湿外,大部分地方为干旱、半干旱气候区,雨热同季,降水分布不均,干旱成为制约当地社会经济发展的瓶颈。分析研究干湿变化特征、周期规律、建立预测模型,对当地经济发展,特别是农业生产意义重大。本文应用1867～1998年近132年干湿与ＥＮＳＯ事件资料[1],分析陇中干湿的频率、特征及其强度、转移概率、周期变化;分析干湿与ＥＮＳＯ事件的相关关系;建立了干湿气候预测模型。1　资料来源及干湿等级划分应用《甘肃省147…     

东亚冬季风对ENSO事件的响应特征

基于美国NOAA在ENSO诊断分析中使用的海洋Ni?o指数 （Oceanic Ni?o Index, 简称ONI）,将1950～2005年冬季分成强El Ni?o、强La Ni?a、弱El Ni?o、弱La Ni?a和没有发生ENSO事件5类,用分类合成方法研究了冬季东亚大气环流对ENSO事件的响应。结果表明,在低纬度,大气环流对ENSO事件的响应具有较明显的准线性特征,即大气对海洋暖事件与冷事件的响应大致是反位相的,对弱ENSO事件的响应与强ENSO事件相似但强度较弱。中高纬度大气环流与ENSO事件也有一定的联系,但同等强度暖事件与冷事件下大气环流距平场上的系统分布没有呈现明显的反位相,表明大气对海温异常的响应是复杂的。强El Ni?o事件时大气的响应信号显著,主要表现在东亚中高纬西风气流增强, 亚洲北部地区气温偏高,距平风场上的切变线从长江中下游向东伸展,菲律宾海距平反气旋西北侧的偏南气流和南支槽前西南气流加强,其共同作用使南海和中国东南沿海出现显著的偏南风距平;强La Nia事件时,长江中下游向东伸展的脊线不明显,中国南方至南海处于偏北风距平区,但通过统计检验的范围减小;弱El Ni?o事件时,菲律宾海距平反气旋西北侧的西南气流偏东,与南支槽前西南气流分开,使得华南和南海的偏南风距平没有强El Ni?o时显著; 弱La Ni?a事件时,西风带纬向气流减弱,亚洲北部地区气温偏低。对ONI指数与亚洲北部温度指数（NTI）的散点图的分析显示,9个强El Ni?o冬季中有8年亚洲北部温度距平偏高,7个弱El Ni?o冬季中只有1年温度偏高;8个强La Ni?a冬季有4年温度偏低,12个弱La Ni?a冬季中有11年温度偏低;亚洲强暖冬和强冷冬的发生与ENSO事件的联系不紧密。     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

 根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。     

气候变化对石羊河流域生态环境的影响分析

利用石羊河流域1959—2018年气象、水文和卫星遥感资料,采用线性倾向率、滑动t检验和相关系数(Pearson)等方法,分析石羊河流域内生态环境因素的变化事实及相互关系,得到气候变化对流域生态环境的影响程度。结果表明：石羊河流域气温呈显著上升趋势,增温速度为下游0.42℃·(10 a)^-1>中游0.36℃·(10 a)^-1>上游0.35℃·(10 a)^-1,近10 a增温最显著,较20世纪60年升高了1.67℃。四季气温均呈显著上升趋势,增温速度为冬季>秋季>春季>夏季。降水呈缓慢增加趋势,增幅为上游8.3 mm·(10 a)^-1>中游7.0 mm·(10 a)^-1>下游4.1 mm·(10 a)^-1,近10 a增加最显著,较20世纪60年代增加了17%。四季降水呈弱增加趋势,增加幅度为夏季>春季>秋季>冬季。河流流量基本持平,植被覆盖面积和归一化植被指数(NDVI)显著增大。近20 a流域气候...     

广西极端降水事件气候态及其对ENSO的潜在响应

本研究利用日本人文与自然研究所和日本气象厅气象研究所发布的0.25°×0.25°亚洲区域高解析度观测集成降水数据（APHRODITE),并结合NOAA发布的Niño3.4区海温指数和美国国家环境预报中心NCEP再分析数据,分析了广西地区不同极端降水事件的气候平均态和气候倾向率的时空分布,并通过快速傅里叶变换方法分析了不同极端降水逐月区域平均值的气候变率。在此基础上,对ENSO不同位相的周期交替对广西不同极端降水的逐月区域平均值周期的影响及其滞后性进行交叉相关分析,并得出不同极端指标对不同ENSO位相的潜在响应及其显著性特征。结果表明1951-2007年广西全区除无雨日数呈现增加趋势外,暴雨日数、连续干期和湿期均呈减少趋势。不同极端指标在3~7 a的傅里叶谱周期内均呈现显著的周期性变率,说明其与ENSO的潜在联系。交叉相关分析表明Niño3.4指数与无雨日数（暴雨日数）和连续干（湿）期具有显著的负（正）相关特征,其滞后期约为6~18个月,但不同极端指标与ENSO相关程度具有差异。通过滞后6~18个月的平均Ni?o3.4指数所确定的不同ENSO位相,发现相对于拉尼娜冷位相,广西无雨日数（暴雨日数）和连续干（湿）期在厄尔尼诺暖位相下总体呈现减少（增多),但该响应的统计显著性在全区分布不普遍。这可能与湿静力稳定度、低层温度露点差与中层湿位涡正压项等热力因子的响应不利于极端降水增加有关。     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。     

ENSO事件对招远地区气温的影响

使用太平洋海表温度资料、南方涛动指数和招远国家气象观测站气温常规观测资料,对1981-2010年ENSO事件与气温的影响及相关性进行分析。结果表明:ENSO事件强度呈现剧烈起伏波动的特点。年平均气温呈现在波动中明显上升的趋势,冬季最为显著。ENSO事件的强度与年平均气温的变化呈明显的正相关性。春季气温和ENSO强度两者间呈正相关特征,暖事件年的前一年,气温明显偏低,暖事件年气温升高明显;夏季气温和ENSO事件强度主要呈正相关特征,但90年代末期后,气温和事件强度呈负相关特性;在秋季暖事件年气温偏低,冷事件年气温偏高;冬季气温与ENSO事件强度呈明显正相关特性,中等强度的ENSO事件对冬季气温的影响更大。     

齐齐哈尔生长季旱涝特征及其对ENSO事件的响应

利用Z指数旱涝分级方法,对1961-2015年齐齐哈尔地区10个台站的月降水资料进行了旱涝等级划分,并根据实际旱涝情况,定义了区域旱涝等级划分标准。研究结果表明,近55 a来齐齐哈尔地区生长季的旱涝等级有向偏涝化发展的趋势,旱涝等级的变化有阶段性特征;齐齐哈尔地区ENSO暖事件次年发生涝的概率较大,冷事件次年发生旱的概率较大,不易涝;齐齐哈尔地区生长季的旱涝等级与前一年8月、11月和当年2-3月的SOI指数正相关显著。当前期SOI指数正异常时,齐齐哈尔地区生长季易旱,反之,SOI指数负异常时,齐齐哈尔地区生长季易涝。     

IPCC AR4多模式对海河流域气候模拟能力的评估及预估

根据海河流域1961-2010年气象观测资料,检验IPCC AR4中全球气候模式和多模式集合的模拟能力,并预估未来2011-2050年气候变化的可能趋势,结果表明:全球气候模式以及多模式集合对海河流域都具有一定的模拟能力,其中MIUB_ECHO_G模式和多模式集合具有相对较好的模拟能力.海河流域气温和降水未来情景预估表明:气温整体呈现增加趋势,尤其是A1B情景下各模式的年升温率均高于全国水平;未来降水也呈现增加趋势,在A1B和B1情景下,各模式都为夏季降水增加显著.A2情景下,春季时各模式降水均增加显著,A1B情景下,MIUB_ECHO_G模式模拟在2013年出现突变,降水量出现显著增长,A2情景下,MIUB_ECHO_G模式和多模式集合模拟的降水量则是在2031年和2001年出现突变,出现显著增长.     

亚洲冬夏季风对ENSO事件的响应

根据NCEP/NCAR_1980～1995年的再分析资料,分析了1980年以来5个El Ni?o和La Ni?a年冬、春和夏季200、500和850 hPa合成高度场、风场、流函数场及温度场。发现在冬季El Ni?o（La Ni?a）年亚洲上空的环流型不利（有利）于寒潮向南爆发,导致亚洲冬季风和大洋洲夏季风弱（强）。在El Ni?o（La Ni?a）年冬季华南和青藏高原降水或降雪量为正（负）距平,这使得在晚春和初夏南亚的加热慢（快）,导致夏季海陆的热力对比小（大）,因而出现弱（强）夏季风。我们还发现强El Ni?o年冬季,在印度洋-亚洲上空出现类似于东太平洋-北美上空的PNA遥相关,我们称之为印度洋-亚洲遥相关型（IA）,引起亚洲冬夏季风年际变化的物理过程都是由IA遥相关型引起的。     

Incorporating groundwater dynamics and surface/subsurface runoff mechanisms in regional climate modeling over river basins in China

To improve the capability of numerical modeling of climate-groundwater interactions, a groundwater component and new surface/subsurface runoff schemes were incorporated into the regional climate model RegCM3, renamed RegCM3_Hydro. 20－year simulations from both models were used to investigate the effects of groundwater dynamics and surface/subsurface runoff parameterizations on regional climate over seven river basins in China. A comparison of results shows that RegCM3_Hydro reduced the positive biases of annual and summer (June, July, August) precipitation over six river basins, while it slightly increased the bias over the Huaihe River Basin in eastern China. RegCM3_Hydro also reduced the cold bias of surface air temperature from RegCM3 across years, especially for the Haihe and the Huaihe river basins, with significant bias reductions of 0.80C and 0.88C, respectively. The spatial distribution and seasonal variations of water table depth were also well captured. With the new surface and subsurface runoff schemes, RegCM3_Hydro increased annual surface runoff by 0.11－0.62 mm d－1 over the seven basins. Though previous studies found that incorporating a groundwater component tends to increase soil moisture due to the consideration of upward groundwater recharge, our present work shows that the modified runoff schemes cause less infiltration, which outweigh the recharge from groundwater and result in drier soil, and consequently cause less latent heat and more sensible heat over most of the basins.     

洪泽湖地区冬季温度与ENSO事件关系

对洪泽湖地区冬季平均温度分析得出:洪泽湖地区冬季平均温度46a里上升了2℃,1986-2006年冬季平均温度一直维持在2℃以上;2006年冬季平均温度显著偏高;2007年2月平均温度创有记录以来历史最高,属于异常偏高年;中等以上ENSO事件对洪泽湖地区冬季平均温度的影响结果是正常年居多.     

东亚区域极端气候事件变化的数值模拟试验

使用ResCM2区域气候模式,嵌套澳大利亚CSIRO R21L9全球海气耦合模式,进行了温室效应（二氧化碳加倍）对东亚（主要是中国区域）极端气候事件影响的数值试验。控制试验的结果表明,区域模式能够较好地模拟中国区域的极端气候事件。对温室效应引起的它们的变化进行了信度检验,分析结果表明,温室效应将引起日最高和最低气温增加,日较差减小;使得高温天气增多,低温日数减少。降水日数和大雨日数在一些地区将增加。同时还会引起影响中国的台风活动的变化。     

辽河流域气候变化及对径流影响预估与评估分析

辽河流域属于气候变暖较为显著区域,增温幅度比全球和全国的增温幅度都要高。同时辽河流域也是水资源较为匮乏且需求量大的地区,因此气候变化对水资源影响问题也更值得关注。基于长期历史观测气象水文数据和未来不同情景下气候变化预估资料,建立评估气候变化与径流量的关系,预估未来气候变化对径流量的可能影响,为辽河流域应对气候变化决策提供科学依据。结果表明：1961—2020年,辽河流域气温为持续上升趋势,降水没有明显的增减趋势,但存在阶段性变化;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系,具有较为一致的长期变化趋势与特征,年降水量与径流量相关数达到0.6以上。日降水量与径流量相关分析表明,降水发生后次日且为大雨降水等级(即日降水量≥25 mm)时,两者相关系数可高达0.85;敏感性试验和模式模拟试验表明,径流量对气候变化有明显的响应,降水增加(减少)、气温降低(升高),则径流量增加(减少);在未来RCP8.5排放情景下气温升高趋势最为明显,未来径流量也为显著增加趋势;RCP2.6排放情景下气温增加的幅度最小,未来径流量也表现为无明显增减趋势;RCP4.5情景下,气温增加的幅度居中,未来径流量则为减少趋势。     

ENSO事件对川西高原区的气候影响

根据1951-2010年川西高原区7个气象站降水资料和气温资料以及60 a间发生的厄尔尼诺(El Ni?o)/拉尼娜(La Ni?a)事件,分析降水量、气温与El Ni?o /La Ni?a事件之间的关系,研究El Ni?o/La Ni?a事件对川西高原区气候的影响。结果表明：1951年以来川西高原区年降水量变化不大,呈现微弱的增加趋势,El Ni?o/La Ni?a 事件的发生对川西高原区年平均降水量有影响,El Ni?o事件影响下的年平均降水量减少,La Ni?a事件影响下的年平均降水量增加;El Ni?o年降水量低于正常年降水量39.14 mm,拉尼娜年降水量高于正常年降水量22.56 mm。1951年以来川西高原区年平均气温呈现微弱的波动上升趋势,川西高原区年平均气温与ENSO事件等级之间的相关性不显著。     

RegCM3对中国淮河流域降水模拟能力的检验及分析

检验了区域气候模式RegCM3(Regional Climate Model version3)对中国淮河流域(30°55′—36°36′N,111°55′—121°25′E)1982—2001年夏季降水及大尺度环流场的模拟能力,并选取降水明显偏多的2003年夏季为个例,评估了RegCM3模式对该年淮河流域夏季降水的集合模拟能力。模拟的20a降水的空间分布与实测资料对比表明,RegCM3成功地模拟出了淮河流域夏季降水的空间分布和年际变化;通过分析对比RegCM3模拟出的低层850hPa流场结构和水汽输送状况与实测情况,可知RegCM3能模拟出低层流场结构的大致分布和水汽输送特点,但模拟所得风速和湿度均比实况偏大。对2003年淮河流域夏季降水的集合模拟结果表明,RegCM3对中小尺度极端强降水的降水量和降水中心的模拟能力尚有待进一步提高。     

不同升温情景下中国东北地区平均气候和极端气候事件变化预估

利用区域气候模式RegCM4的逐日气温和降水资料,预估1.5℃和2.0℃升温情景下,东北地区平均气候和极端气候事件的变化。结果表明：RCP4.5排放情景下,模式预计在2030年和2044年左右稳定达到1.5℃和2.0℃升温;两种升温情景下,东北地区气温、积温、生长季长度均呈增加趋势,且增幅随着升温阈值的升高而增加;1.5℃升温情景下,年平均气温增幅为1.19℃,年平均降水距平百分率增幅为5.78%,积温增加247.1℃·d,生长季长度延长7.0 d;2.0℃升温情景下气温、积温、生长季长度增幅较1.5℃升温情景下显著,但是年和四季降水普遍减少,年降水距平百分率减小1.96%。两种升温情景下,极端高温事件显著增加,极端低温事件显著减少,极端降水事件普遍增加。霜冻日数、结冰日数均呈显著减少趋势,热浪持续指数呈显著增加趋势;未来东北地区降水极端性增强,不仅单次降水过程的量级增大,极端降水过程的量级也明显增大,随着升温阈值的增大,极端降水的强度也逐渐增大。