济南市雾霾特征分析

利用1961-2013年济南市6个地面气象观测站的气象观测资料,分析了济南市雾霾的变化规律和分布特征。结果表明:全市大雾日数随年代变化总体上都呈波动下降的趋势,全市霾日数随年代变化呈"升-降-升"的趋势;全市各站大雾日数最多出现在冬季,其次是秋季,最少出现在春季;全市各站霾日数最多出现在冬季,其次是秋季,最少出现在夏季;大雾最多出现在黄河以北的济阳,最少出现在东部章丘;霾最多出现在市区,最少出现在黄河以北的济阳。     

1959～2008年湖北省暴雨的气候变化特征

利用湖北省17个气象站1959~2008年逐日降水资料，采用克里格插值法、线性趋势、累计距平、滑动平均及Mann Kendall、复Morlet小波函数等方法分析湖北省暴雨的空间分布规律和时间演变特征。结果表明：湖北省存在以鄂东南和鄂东北为两个暴雨高值高频中心、鄂西北为低值低频中心的多中心分布特征，整体呈现出从东南向西北递减的地域分布，且大暴雨高频区、特大暴雨多发区和暴雨极大值区均出现在鄂东地区。时间演变趋势上，近50年来湖北省暴雨日数呈弱的增长趋势，暴雨量经历了偏少 偏少 偏多 偏多 偏少的年代际变化过程，异常暴雨年中暴雨日数偏多年较偏少年出现的频率高，全省暴雨日数和暴雨量在1978年发生突变，且存在9 a和5 a的周期振荡，而各分区暴雨日数均表现出显著地8~10 a的年代际周期特征     

中国长短历时暴雨时空变化格局及其对总暴雨贡献的研究(1951—2010)

采用中国1951—2010年659个站点的日值降水数据,以暴雨持续长短为标准对短和长历时暴雨计算,结果表明:在空间上,中国短历时暴雨量从1951到2010年呈现出由东南沿海向西北内陆梯次减少的现象,而长历时暴雨量则主要集中在广东、广西、海南等东南沿海地区。在时间上,中国年际和年代际短和长历时暴雨均呈现增加趋势。在降水贡献率占比上,1951—2010年中国总暴雨量占总降雨量以及总暴雨日占总降雨日的比例分别为6.1%—27.7%和0.6%—2.5%;同期中国短历时暴雨量在总暴雨量和短历时暴雨日在总暴雨日中的比例分别为75.9%—89.4%和75.6%—89.2%,短历时暴雨占主导地位;而长历时暴雨量在总暴雨量和长历时暴雨日在总暴雨日中的比例分别只占10.6%—24.1%和10.8%—24.4%。在降水贡献率变化趋势上,在1951—2010年间,中国总暴雨对总降雨的贡献率呈增加趋势,其雨量和雨日的贡献率趋势分别为2.1%/10a和0.2%/10a;短历时暴雨对总暴雨的贡献率也呈增加趋势,其雨量和雨日的贡献率趋势分别为0.5%/10a和0.4%/10a;而长历时暴雨对总暴雨的贡献率呈减少趋势,其雨量和雨日的贡献率趋势分别为-0.5%/10a和-0.4%/10a。以上结果表明中国降水在朝着极端化方向变化,短历时暴雨增多显著。     

1961～2018年河南省暴雨初终日和暴雨日数的时空变化规律分析

利用1961～2018年河南省111个气象站逐日降水资料,采用气候倾向率、相关分析和多元逐步回归等数理统计方法,分析了河南省暴雨初终日和暴雨日数的时空变化规律。结果表明:(1)河南省各站平均暴雨初日为5月19～7月16日,最早暴雨初日为1月28日～5月25日,均由南向北明显推迟,由西向东明显提前,由平原向山区明显推迟。(2)河南省各站平均暴雨终日为8月5日～8月30日,最晚暴雨终日为9月9日～11月29日,均由南向北明显日期提前,由西向东明显推迟,由平原向山区最晚暴雨终日明显提前。(3)河南省各站年平均暴雨日数为0.7～4.3天,由南向北明显减少,由西向东明显增多,由平原向山区明显减少。(4)河南省平均暴雨初日和平均暴雨终日均有提前趋势,气候倾向率分别为1.2和0.2 d·(10 a)~(-1);平均暴雨日数呈阶段性变化,特别是2000年以后呈明显减少趋势;各站暴雨初日、暴雨终日和暴雨日数的气候倾向率分别在-9.3～9.3、-2.4～5.4和-3.0～3.2 d·(10 a)~(-1)之间,但仅有少数站点通过显著性水平检验。     

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.     

鲁中地区极端降水变化特征

基于鲁中地区8个气象站1980—2014年逐日降水数据,统计极端降水阈值,并利用线性倾向率、Morlet小波分析和经验正交分解(EOF)等方法分析极端降水的时空变化规律。结果表明:鲁中地区日极端降水阈值为33.2—40.4mm,东北部平原最低,山区最高,日最大降水量由中部地区向南北两侧递增;鲁中地区极端降水日数随时间呈非显著性增加趋势,2002年为突变发生年份,有2年的主要变化周期,主要空间变化规律一致,但在第二特征向量上呈现山区和平原变化的不一致性;年极端降水强度随时间呈增加趋势,1992年为突变年份,年极端降水日数占年降水总日数的5%,贡献了32%的年降雨量;鲁中地区极端降水最早出现在4月,最晚平原地区出现在10月,山区出现在11月,最多出现在7—8月,月际变化的地域差异不大。     

三峡库区复杂地形下的降雨时空分布特点分析

根据三峡水库坝区周边10个气象站1992~2002年逐日降雨资料,先用比值法将短期考察资料延长,再通过对比、回归等方法,客观分析降雨量、降雨日数、暴雨量、暴雨日数等指标随时间（年内、年际）和地形（高度、坡向）的变化,其特点如下：三峡坝区冬干、夏雨、秋雨明显,近年降雨增多;与武汉市相比,有降雨日多但降雨量、暴雨日及大暴雨日少的特点;降雨量、降雨日数、暴雨量、暴雨日数等多随高度上升而递增;由于受南北边山地阻挡和峡谷的影响,长江以南降雨大于长江以北;水体抑制库周降雨,且夜间比白天明显,强降雨过程比弱降雨过程明显。三峡地区降雨周边山地多于谷底,蓄水后差异将更明显,使地质灾害容易发生,应引起高度重视。     

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。     

近50 a长江流域暴雨日数时空变化分析

利用1961~2010年长江流域逐日降水资料和DEM数据,结合Mann-Kendall趋势法、变差系数法以及GIS空间分析等方法,分析了近50 a长江流域年均暴雨日数时空变化特征。结果表明:长江流域年均暴雨日数基本呈自东向西递减的规律,且随着海拔升高,年均暴雨日数逐渐减少,两者呈显著负相关关系;长江流域上游高原气候影响区年均暴雨日数小于1 d;而中上游中亚热带湿润气候影响区大于2 d;随着纬度的增加,暴雨开始时间推迟,结束时间提前,持续时间减少;年暴雨日数的变差系数与年均暴雨日数满足幂指数关系,相关系数达0.97,为显著相关。表现为年均暴雨日数大(小)的地方,变差系数小(大);除长江中下游中部和四川盆地及其周边地区年暴雨日数为减少趋势外,其它地方均表现为不同程度的增加趋势。鄱阳湖水系、四川(雅安市、峨眉山市、万源市)、湖南(安化县、南岳区)、湖北(洪湖市、英山县)年暴雨日数多且变差系数小,洪水、泥石流等灾害压力巨大;为有关部门了解长江流域洪水等灾害的发生机制、提高灾害预测预报能力、制定防灾减灾政策等提供科学依据。     

西南地区近50年来气温变化特征研究

通过对中国西南地区1951~2000年的平均气温、日最高气温、日最低气温随时间变化特征的分析发现：在全球气候变暖的背景下,西南地区年平均气温、年平均日最高气温、年平均日最低气温自20世纪80年代中期以来呈升温态势,在1998年达到50年来最高值;中国西南地区近50年来日最高气温呈降温态势,其年际变化大于平均气温和日最低气温;日最高气温的下降对平均气温影响大;日最低气温总体上呈升温态势,冬季1月升温比夏季7月显著;冬季气温在80年代为暖期;夏季气温在50年代为暖期。     

上海高温和低温气候变化特征及其影响因素

基于上海11个气象站逐日最高、最低气温、降水资料和西太平洋副热带高压(简称副高,下同)环流指数,分析了上海夏季高温和冬季低温的气候变化特征及其影响因素.结果表明,1873～2007年,上海高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化,低温日数则表现为多-少的年代际变化.2001～2007年,上海年均高温日数、各级高温过程数和高温过程日数都最多,低温日数、低温过程数和低温过程日数都最少.1960～2007年,上海每年高温日数与当年夏季副高面积和强度指数显著正相关,低温日数与当年冬季副高面积和强度指数显著负相关.降水对上海极端气温有一定的缓解作用,上海高温日数与夏季降水量弱显著负相关,低温日数与冬季降水量显著负相关.上海高温过程数受城市化影响较大,其时间变化具有明显的城郊差异,低温过程数则受城市化影响较小.     

唐家河保护区主要植被类型景观格局的梯度分析

在遥感图像基础上，利用GIS技术从景观指数方面定量分析了唐家河自然保护区主要植被类型在东西、南北和西北至东南3个方向上的梯度变化。结果表明：次生落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔叶混交林与针叶林的梯度变化明显，并且在各方向上具有不同的变化特征。其中，常绿落叶阔叶混交林从西北至东南方向的梯度变化最为复杂， 斑块数量与面积分别呈“升-降-升-降”与“升-降-升”的波动变化趋势，而边界密度与平均最近距离呈先升后降的变化趋势，两端破碎度高但连接性好，中部相反。针叶林从北至南的梯度变化最为简单，斑块面积减少，破碎度与复杂度降低，南北两端分布较多，中部较少。唐家河自然保护区植被景观格局在不同方向上的梯度变化研究为地震后该地区的植被保护与管理提供重要指导意义。     

长江中下游地区连阴雨变化特征分析

利用长江中下游地区86站1961~2011年逐日降水量资料,采用线性倾向估计法和M-K突变检验法,分析该地区年连阴雨日数、过程次数、总降水量及降水强度的时空变化特征。结果显示:长江中下游地区大部连阴雨日数有70~130 d/a、连阴雨过程次数有7~12次/a、连阴雨总雨量为500~1 300 mm/a、年均连阴雨强度为8~10 mm/d,连阴雨过程持续时间多在8~11 d/次左右。其中连阴雨日数和频次总体呈现出南多北少、连阴雨总雨量呈东南多西北少、雨强呈东强西弱的分布态势;近50 a来,长江中下游地区平均年连阴雨日数、连阴雨过程频次、连阴雨总雨量均呈减少趋势,减少速率分别为3.8 d/10 a、0.3次/10 a、18.5 mm/10 a,其中连阴雨日数、频次减少趋势显著;降水强度呈显著增加趋势,增加速率为0.2 mm/(d·10 a)。空间上,西部连阴雨日数、过程次数均呈显著减少趋势,东部呈微弱的减少趋势;大部地区连阴雨总量均呈显著减少趋势,其中西部尤为突出。突变分析发现,长江中下游连阴雨存在突变年份,各统计因子突变主要集中在1991~2011年,连阴雨日数减少突变发生在2003年,2006年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨频次突变发生在2004年,2010年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨总雨量突变发生在2006年,但这种突变不显著;连阴雨降水强度于1992~1994年发生突变,2010年起增加趋势超过显著性水平。     

近50年长江流域降水日数的演变趋势

通过分析不同强度降水量（大于75百分位和大于95百分位降水,下同）对应降水日数,研究了长江流域1951~2000年逐年和年代际降水日数变化趋势。大于75百分位的降水日数在上游以及中游的北岸增加趋势最显著,四川盆地是唯一显示减少趋势的地区。同样,大于95百分位的降水日数在中游和下游也表现出十分明显的增加趋势,呈现减少趋势的仍然是四川盆地,并略向其北方延伸。详细分析每10年的平均降水日数的距平发现,大于75百分位降水日数最大的正距平集中在中游的1980s、1990s和下游的1980s。最大的负距平也是在中游地区,发生在1950~1979年。因此,中游的降水日数增加的幅度最大。对于大于95百分位降水日数,长江流域中游和下游的变化趋势也是一致的,在1960s 和1970s的负距平后,都出现较大的正距平。上游降水日数的年际变化要小于中下游。比较不同百分位降水日数的变化趋势,可将长江流域1950~2000年降水日数的变化趋势分为3种类型：（1）在大于75百分位降水日数增加的同时,大于95百分位降水日数却有所减少;（2）大于75和大于95百分位降水日数同时呈减少的趋势;（3）大于75和大于95百分位降水日数同时呈增加趋势。     

近56 a来中国东部地区雨涝事件时空演变特征

采用1961~2016年1 638站的雨涝次数和雨涝日数年值数据，利用多种数理统计方法，诊断中国东部地区雨涝事件时空演变规律。结果表明：（1）在时间上，1961~2016年中国东部地区的年总雨涝次数和雨涝日数均在波动中呈现出增加趋势。在年代际变化上，1990s的雨涝次数和雨涝日数最多，而1960s~1980s，中国东部地区的雨涝次数和雨涝日数均呈减少趋势。中国东部地区年雨涝次数和雨涝日数存在6 a和30 a的周期振荡特征，并在1991年发生突变。（2）在空间上，1961~2016年中国东部地区气候态和各年代的雨涝次数和雨涝日数主要集中分布在华南、云南西部和南部、江西北部、浙江南部、福建北部、湖南和重庆交界地区、四川北部和辽宁东部地区。（3）在变化趋势和波动特征空间分布上，1961~2016年中国东部地区雨涝次数和雨涝日数在东南沿海地区呈明显增加趋势，而1961~2016年中国东部雨涝次数和雨涝日数波动特征则呈东南低-西北高的空间分异格局。     

1970~2009年安徽省大雾气候特征分析

为了弄清安徽省大雾时空演变规律,利用安徽地面气象站1970~2009年40a的气象观测资料,对安徽省大雾的气候特征进行了系统的分析。研究发现安徽省大雾具有显著的年代际、季节性和区域性变化特征,结果表明:(1)年代际变化,安徽省雾日数在80年代达到最高,由于城市发展和气候变化的影响,雾日数不断减少。同时,雾生时间年代际变化不大,而雾消时间则不断后延,直接导致雾的持续时间不断增加,40a间雾的持续时间增加将近1h;(2)安徽省大雾四季特征分明,空间分布不均。冬季是安徽大雾的高发期,大雾日数最多,持续时间最长,雾中最小能见度最低,雾的影响最为严重。在夏季,大雾日数最少,持续时间最短,雾中最小能见度最大,雾的影响最弱;(3)空间分布上,皖北和皖南山区雾日数和雾的持续时间都较长,雾中最小能见度都较低。而在中部地区则相反,雾的影响较弱。     

全球升温1.5℃与2.0℃情景下长江中下游地区极端降水的变化特征

基于长江中下游地区1961~2100年区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟与1961~2005年气象站观测的逐日降水数据,通过统计计算年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率4个极端降水指数,研究全球升温1.5℃与2.0℃情景下,长江中下游地区极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)全球升温1.5℃情景下,年降水量相对于1986~2005年减少5%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加7%、33%和4%;概率密度曲线表明,年降水量均值下降,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值上升,极端降水方差增大;年降水量、强降水量和暴雨日数在空间上表现为南部增加北部减少,极端降水贡献率则相反。(2)全球升温2.0℃情景下,年降水量下降3%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别上升15%、46%和15%;年降水量均值稍有减少且方差稍有上升,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值和方差明显增加;年降水量减少区域位于长江主干以北,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率表现为绝大部分地区增加的空间变化特征。(3)全球升温由1.5℃至2.0℃时,年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加3%、7%、10%和11%;随升温幅度的增加极端降水均值和方差上升;极端降水呈增加态势的范围扩大。因此,努力将升温控制在1.5℃对降低极端降水的影响具有重要意义。     

近58年来长江中游雾和霾的演变特征及其影响因素

以1961～2018年湖北72个国家站的气象观测资料和NCEP再分析资料为基础,采用代表站分类、时序演变、相关性分析等方法,研究雾和霾的时空分布特征及其影响因素,结果表明:(1)湖北地区的雾和霾空间分布不均,霾多发生在大城市和工业城市,雾多发生在鄂西南山区;1980年前,雾和霾的年代际变化趋势比较一致,之后呈反相,总体上呈现负相关,2005年后霾日较雾日明显增加.(2)城市站与生态站雾日的年变化趋势均是先增加后减少再增加,由增至减的拐点分别出现在1980和1987年,表明城市化进程对雾的生成有影响;霾日变化趋势基本一致,空气污染的年际变化无明显的城乡差异.(3)对于所有站点来说,"区域尺度气候变化、城市化和空气污染(气溶胶污染)"等3个因素对雾的定量影响相当;对于城市站,城市化的影响明显占主导(55％);对于生态站,气溶胶污染的贡献率最高(43％).     

济南市PM_(2.5)时空分布特征

利用2010—2016年济南市环境空气质量监测数据,分析了济南市PM_(2.5)的年变化、月变化、日变化和区域分布特征。结果表明:(1)跑马岭监测点(远离市区的清洁对照点)PM_(2.5)浓度呈逐年下降的趋势,其余监测点PM_(2.5)的浓度均在2013年达到峰值后逐渐下降。(2)济南市冬季污染最重,1月达到最高;夏季污染最轻,8月达到最低。(3)PM_(2.5)平均浓度有两个高值中心,不同季节PM_(2.5)高值中心有所不同。(4)夏季,有无逆温时PM_(2.5)差异较小且日变化不明显;冬季,有无逆温时PM_(2.5)差异最大。     

湘中地区2010年5月两次暴雨过程的雷达特征对比分析

2010年5月5~6日和5月12~13日，湘中发生了两次区域性暴雨。运用了自动站降水资料、多普勒天气雷达基本反射率和基本径向速度资料以及NCEP提供的FNL资料，分析了这两次暴雨的雷达回波特征，并从水汽和地形两方面分析了两次暴雨的影响因素。结果表明：两次暴雨的环流形势场不同。 “100506”暴雨强降水回波呈带状自西南向东北扫过娄底，而“100513”暴雨强降水回波呈块状自西往东范围逐渐加强；两次暴雨都有逆风区存在，逆风区的范围和强度对应着强降水的范围与强度。两次暴雨水汽主要来自孟加拉湾和南海，“100506”暴雨发生在切变线附近；“100513”暴雨发生在切边线南侧的辐合区内。娄底西部、北部、中部山地的阻挡和抬升作用以及冷暖气流交汇也是暴雨产生的重要原因之一