太湖流域1954~2006年气候变化及其演变趋势

用Mann Kendall统计检验方法对太湖流域6个气象站点1954~2006年降水、气温、相对湿度、日照时数的变化趋势和时空特征进行了分析,结果表明：50余年来太湖流域降水量呈较弱的增加趋势,冬季和夏季降水增加显著;空间变化趋势表现为北部地区降水量呈下降趋势,东南部地区呈上升趋势。年平均相对湿度表现为微弱的下降趋势,M K倾斜度值为 -099%/10 a;春、秋季相对湿度都显著减小,而夏季减小幅度较弱,冬季减小现象不显著。年平均气温呈现明显上升趋势,并表现出最低气温比最高气温增高趋势显著的特点,冬、春季增温显著;空间分布变化趋势为以平湖和溧阳为中心的两个地区上升趋势最小,以上海为中心地区上升幅度较大。年日照时数的下降趋势幅度较大,以溧阳为中心的西部地区最为明显,四个季节日照时数都呈减少的趋势;空间分布变化趋势表现为全流域呈减少趋势,由西向东减少幅度依次减小。气候变暖,降水将进一步增加,必然导致径流也呈增加趋势,在一定程度上加大了太湖流域洪涝灾害发生的可能性。分析成果有助于进一步研究气候变化对太湖流域水资源和防洪安全的影响,也将为太湖流域未来气候变化情景的构建提供科学依据。     

太湖流域1954~2006年气候变化及其演变趋势

用Mann Kendall统计检验方法对太湖流域6个气象站点1954~2006年降水、气温、相对湿度、日照时数的变化趋势和时空特征进行了分析，结果表明：50余年来太湖流域降水量呈较弱的增加趋势，冬季和夏季降水增加显著；空间变化趋势表现为北部地区降水量呈下降趋势，东南部地区呈上升趋势。年平均相对湿度表现为微弱的下降趋势，M K倾斜度值为 -099%/10 a；春、秋季相对湿度都显著减小，而夏季减小幅度较弱，冬季减小现象不显著。年平均气温呈现明显上升趋势，并表现出最低气温比最高气温增高趋势显著的特点，冬、春季增温显著；空间分布变化趋势为以平湖和溧阳为中心的两个地区上升趋势最小，以上海为中心地区上升幅度较大。年日照时数的下降趋势幅度较大，以溧阳为中心的西部地区最为明显，四个季节日照时数都呈减少的趋势；空间分布变化趋势表现为全流域呈减少趋势，由西向东减少幅度依次减小。气候变暖，降水将进一步增加，必然导致径流也呈增加趋势，在一定程度上加大了太湖流域洪涝灾害发生的可能性。分析成果有助于进一步研究气候变化对太湖流域水资源和防洪安全的影响，也将为太湖流域未来气候变化情景的构建提供科学依据。     

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。     

近30年来黄河入海口地区气温与高低温日数变化特征

黄河入海口地处渤海与莱州湾的交汇处,具有中国最完整、最广阔、最丰富的湿地生态系统。为了研究黄河入海口地区的气温变化特征,进而为该地区农业生产、环境保护提供气象方面的参考,选取1984—2015年东营市年平均气温、最高气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、九点二次平滑、M-K检验法等统计方法,研究分析了近三十年来黄河入海口地区平均气温及高温日数、低温日数变化趋势特征。结果表明:该地区气温升温趋势明显,增速为0.22℃/10a,最低气温的升高在平均气温升高过程中起主要作用;黄河入海口地区气候自1990年代中期开始变暖,变暖的主要阶段为2000年代,春季升温最明显,是造成年气候升温的重要因素;高温日数呈现增加趋势,与平均气温和平均最高气温均呈正相关,相关性最好的为7月;低温日数呈现减少趋势,与平均气温和平均最低气温均呈负相关,相关性最好的为12月。     

云南省1958～2013年极端气温时空变化特征分析

利用云南省1958～2013年28个气象站点逐日最高气温、最低气温数据,计算10个极端气温指数.基于Mann-Kendall(M-K)方法分析极端气温指数年代/际、季节变化趋势,并利用反距离权重法探讨极端气温空间分布特征.为进一步明确未来各极端气温指数年/季节可能存在的变化趋势,利用R/S分析方法,估算极端气温指数的Hurst指数.分析结果表明:(1)时间上,极端高温事件发生频率及持续时间均显著大于低温事件,而最低气温增温幅度高于最高气温.且年/季节最高气温与最低气温均在1980年代后呈现更为显著的增温趋势,四季中冬季最高、最低温度增温幅度均最大;(2)空间上,极端高温事件高发地区为滇西南与滇中地区,而极端低温事件高发地区为滇西北及滇东北地区;(3)全省未来最高气温(TMAX)与最低气温均呈增加趋势,且TMIN增加趋势持续性更为明显,增温趋势持续性最强的地区为:昆明、景洪、腾冲、香格里拉及昭通TMIN.     

1951-2014临沂气温与高低温日数变化特征分析

根据1951-2014年临沂年平均气温、最高气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、九点二次平滑和M-K检验法等气候统计方法,分析了64a来临沂气温及高低温日数变化趋势特征。结果表明临沂64a来平均气温呈现升高趋势,每10a升高0.22℃,平均最高气温每10a升高0.09℃,平均最低气温每10a升高0.25℃,最低气温的升高在平均气温升高过程中起主要作用。临沂气候从1990年代中期开始变暖,变暖的主要阶段为2000年代,冬春季节的升温是年气候升温的重要因素。高温日数和低温日数呈现减少趋势,高温日数每10a减少0.48d,低温日数每10a减少2.81d。     

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.     

成都未来气候变化趋势的R/S分析

运用R/S分析法,对1951～2002年成都的平均值气温、极端气温值及降水累积值进行了计算分析。研究表明,成都未来气候变化趋势与过去50年来的变化趋势有着很好的自相似性。今后成都将继续变暖。依平均气候倾向率,未来10年,年平均气温将升高0.25°C,年平均最低气温将升高0.14 °C,年平均最高气温将升高0.04 °C,年极端最低气温将升高0.54 °C,年极端最高气温将升高0.13 °C。其中,年平均气温、年平均最低气温和年平均最高气温升高趋势的持续性强度很强。成都未来降水量将继续减少。未来10年的年降水量将减少45.2 mm,并且这种减少趋势具有很强的持续性强度。     

1962～2012年西南地区极端温度事件时空变化特征

基于西南地区88站1962~2012年日气温数据,采用百分位阈值法定义极端温度事件,结合线性倾向率、Mann-Kendall秩次相关法、反距离加权插值法对其时空变化进行了分析。结果表明:极端温度指数存在明显的空间分布差异,暖日指数、暖夜指数、冷夜指数和年内日最低气温整体上均由东南向西北逐渐降低;霜冻天指数则由东南向西北部逐渐升高,西北部梯度变化明显;冷日指数和年内日最高气温呈马鞍状分布,较高值均在西南和东北部;因多数地区高温天数极少,故没有明显的梯度变化。霜冻天指数、冷夜指数和冷日指数减少趋势明显,分别为2.7、4.6和3.5d/10a;暖日指数和暖夜指数、年内日最低气温和最高气温均呈增加趋势,分别为3.6、4.9、0.4和0.1℃/10a;高温天指数变化不显著。整体上来看,西南地区极端高温事件和极端低温事件分别呈上升和下降趋势,但有部分区域呈相反变化趋势,体现出西南地区气候变化的独特性。     

湖北省四季气温变化与季节变化

前期研究表明,随着全球气候变暖,湖北省的气候格局发生了明显改变,时间上有冬季增温、夏季降温、春季气温升高且变化剧烈、秋季气温持续升高等特征,空间上有中东部气温上升、西部山区气温变化小甚至略有下降等特征,这些变化必然对以平均气温衡量的气候季节产生明显影响。     

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     

The ecological implications of land use change in the Source Regions of the Yangtze and Yellow Rivers, China

The alpine ecosystems in permafrost regions are extremely sensitive to climate change. The headwater regions of Yangtze River and Yellow River of the Qinghai-Tibet Plateau are on the permafrost area. Aerial photos of the Source Regions of the Yangtze and Yellow River taken in 1968 and three phases of TM images acquired from 1986, 2000, and 2008 were used to analyze the spatial alterations of the land cover and corresponding effects on the environment guided by landscape ecology theory. Firstly, land cover types were divided into three classes and 11 subclasses. Analysis results revealed the trends and magnitude of the eco-environmental changes in the regions over the past four decades and showed a continuous degradation of grasslands and the extension of desertification and salinization. Secondly, five landscape pattern indices (i.e., NP, MPS, PR, SHEI, CONTAG) commonly used in landscape ecological studies were calculated, and results showed that this region had become more centralized and diversified. Finally, the factors causing the degradation of alpine grasslands were analyzed. The regional climate exhibited a tendency toward significant warming and desiccation with the air temperature increased by 0.03 °C per year and relative stable precipitation over the last 40 years. And the temperature of permafrost in 0–20 cm soil layer obviously raised by 0.2–0.3 °C in the last 40 years. The combined effects of climate warming and permafrost variation were the major drivers for the changes of landscape in alpine ecosystems.     

雅鲁藏布江中游河谷气温时序变化的小波分析

通过对雅鲁藏布江中游河谷地区拉萨、日喀则、江孜和泽当等4个气象站1957～2007年逐日气温资料进行等权平均取值,采用气候倾向率和小波分析法,研究了不同时间尺度下近51 a气温变化趋势及周期特征。结果表明：近50 a年平均气温倾向率为0.27℃/10 a,高于西藏地区平均值。气温变化以秋、冬季较显著,夏季气温增长最不明显。年与各季气温变化均存在15～20 a时间尺度上的周期性震荡,突变点在1987年左右,总体表现为1987年前气温偏低,1987年后处于偏高期。春、秋、冬季在1975年左右存在一个升温期,但夏季较明显的升温期却在20世纪80年代中期。
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不同季节划分尺度下巢湖流域气候变化趋势分析

根据现代气候学、候平均气温及气象学上的季节划分等3种不同的季节划分方法,利用国家气候中心发布的1961～2010年气象台站观测资料插值格点化数据集（CN051）,选取巢湖流域内及其周边的26个格点气温、降水量资料,运用年代际变化、距平、回归分析以及Mann Kendall 方法,分析比较巢湖流域近50 a三类季节的气温、降水量变化趋势和特征。结果表明：3种方法划分出不同季节,分析温度和降水的变化趋势时,它们各自的结果有所差异,甚至差别相当明显,运用气象学季节划分方法就成功地推翻了全球变暖的说法。所以在全球变暖的大背景下,分析季节的气候变化应考虑每年实际气温,从多尺度进行分析,才能得到准确而又科学的结果     

Climate Change and Energy Technologies in Undergraduate Introductory Science Textbooks

Global climate change and the implementation of energy technologies are among the most pressing issues facing society and the environment today. Related educational content spans the science disciplines. Through an analysis of introductory-level university textbooks from four major US publishers in Biology, Chemistry, and Physics, this study presents trends in terminology and content. As the defining terms, “global warming” and “climate change” are used nearly equally. However, the first location of a working definition for climate change appears earlier. Energy technologies, climate change, and related environmental issues are found, on average, on ≤4% of textbook pages, and variation is large among individual textbooks. Discipline-based trends exist, especially for the energy technologies presented. Addressed separately as a non-renewable, non-fossil fuel, nuclear energy is found on ≤1% of textbook pages and unfavorably represented. The discussion within these science disciplines has implications on introductory-level education, public perception of science, and informed citizenship.     

Sensitivity of typical Mediterranean crops to past and future evolution of seasonal temperature and precipitation in Apulia

The region of Apulia, which is located in the south-east tip of the Italian Peninsula, has a typical Mediterranean climate with mild winters and hot-dry summers. Agriculture, an important sector of its economy, is potentially threatened by future climate change. This study describes the evolution of seasonal temperature and precipitation from the recent past to the next decades and estimates future potential impacts of climate change on three main agricultural products: wine, wheat and olives. Analysis is based on instrumental data, on an ensemble of climate projections and on a linear regression model linking these three agricultural products to seasonal values of temperature and precipitation. In Apulia, precipitation and temperature time series show trends toward warmer and marginally drier conditions during the whole analyzed (1951–2005) period: 0.18 °C/decade in mean annual minimum temperature and ?14.9 mm/decade in the annual total precipitation. Temperature trends have been progressively increasing and rates of change have become noticeably more intense during the last 25 years of the twentieth century. Model simulations are consistent with observed trends for the period 1951–2000 and show a large acceleration of the warming rate in the period 2001–2050 with respect to the period 1951–2000. Further, in the period 2001–2050, simulations show a decrease in precipitation, which was not present in the previous 50 years. Wine production, wheat and olive harvest records show large inter-annual variability with statistically significant links to seasonal temperature and precipitation, whose strength, however, strongly depends on the considered variables. Linear regression analysis shows that seasonal temperature and precipitation variability explains a small, but not negligible, fraction of the inter-annual variability of these crops (40, 18, 9 % for wine, olives and wheat, respectively). Results (which consider no adaptation of crops and no fertilization effect of CO₂) suggest that evolution of these seasonal climate variables in the first half of the twenty-first century could decrease all considered variables. The most affected is wine production (?20 ÷ ?26 %). The effect is relevant also on harvested olives (?8 ÷ ?19 %) and negligible on harvested wheat (?4 ÷ ?1 %).     

Evaluating the economic effects of climate change on the European sardine fishery

This study evaluates the economic effects of climate change on one of the most relevant fisheries of the Iberian Peninsula, the European sardine fishery; a fishing ground that is particularly sensitive to environmental impacts. For this, the sea surface temperature is introduced into the problem as an additional variable. This variable allows for the gathering of climate change evidence and its repercussions on the oceans and, consequently, on the marine life and ecosystems. Various plausible scenarios are posed with respect to the trends involving the sea surface temperature. The results show that if the trend of rising surface temperatures continues in the Iberian-Atlantic fishing grounds, both the sardine biomass and the expected profits will noticeably decrease. The biomass and profits will further decrease with greater intensity if the immediate effects of global warming on sea surface temperature become more significant. On the other hand, in a palliation of global warming scenario, both variables decrease to a lesser degree.     

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。     

安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响

为进一步了解安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响,以安徽省沿江地区12个棉花主产市、县气象观测站1961～2010年逐日平均气温、降水量和日照时数气象数据为基础,采用线性趋势法和Mann Kendall非参数检验法,分析了平均气温、≥10℃积温、降水量、日照时数等气象要素的变化特征,并讨论其变化对棉花气象产量的影响。结果表明：近50 a,安徽省沿江地区棉花生长季平均气温和≥10℃积温均呈明显增加趋势(P<001),平均每10 a分别增加016℃和3713℃·d;降水量无明显变化趋势(P>005);日照时数显著减少(P<001),平均每10 a减少4692 h。棉花气象产量与生长季降水量、日照时数呈极显著相关关系,与平均气温、≥10℃积温相关不明显;平均气温、≥10℃积温和日照时数的增加均有利于棉花产量的提高,而降水过多不利于棉花产量的形成