安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素

利用安徽省78个气象台站1961～2009年逐日雷暴资料,统计出历年各站雷暴日数并建立时间序列,通过趋势分析、EOF分析、小波分析、MK突变检验等方法对安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明：安徽省雷暴日数存在显著的减少趋势;空间分布为南部多于北部,山区多于平原;季节分布为夏季最多,春季次之,秋季相对较少,冬季很少出现雷暴;初雷日期推迟而终雷日期提早,雷暴期有缩短趋势;安徽省所有台站的雷暴日数均在减少,其中江淮之间西南部及皖南南部减少的幅度最大;雷暴日数EOF展开前3个模态累积方差贡献达987%,第一模态为全省一致型,第二模态为南北相反型;雷暴日数存在10~12年和2~3年左右的周期,在1976年存在一次显著突变;雷暴的时空变化与大气环流、纬度、地形、季节等因素有关     

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     

中国灾害性对流天气日数的时空变化特征

采用1961~2016年中国2 481站的冰雹、大风、雷暴和闪电日数数据,利用多种数理统计方法,分析了中国4种灾害性对流天气日数时空分布特征、周期变化规律和气候突变特征。结果表明：（1）在时间上,中国4种灾害性对流天气日数呈减少趋势,且冰雹和雷暴日数具有“先增 后减”的分段变化特征。中国冰雹、大风、雷暴和闪电日数分别具有3~5 a、2~3 a、1~2 a和1~4 a左右的振荡周期,且冰雹和雷暴日数分别于2002和1992年发生突变。（2）在空间上,青藏高原 四川西部地区是冰雹、大风和雷暴日数的高值分布区。同时长江以南地区也是雷暴日数的高值分布区。华南及其同纬度的西南地区是闪电日数的高值分布区。（3）在趋势上,中国冰雹日数主要在青藏高原地区呈减少趋势。大风日数变化趋势呈东部减少 中部不变 西部增减镶嵌的空间格局。雷暴日数在西藏、华北、重庆、浙江和黑龙江西北部呈增加趋势。中国闪电日数变化趋势在长江以南地区减少明显。（4）在波动上,中国冰雹日数在东南地区波动较大,大风日数在胡焕庸线以东波动较大。中国雷暴日数波动特征呈西北高 东南低的空间格局,闪电日数除在新疆北部和华南地区波动动较小外,其它地区波动相对较大。     

全球变暖背景下长江三角洲夏季高温时空演变研究

基于国家气候中心提供的2000站逐日地面气温资料,运用高温日数、平均高温度数以及日最高气温这3个指标刻画1961~2015年长江三角洲（简称长三角）地区的夏季高温时空演变,并在对上述指标进行突变检测的基础上,比较其转折前后的夏季高温空间分布特征。结果表明：（1）长三角夏季高温指标在2000年左右存在气候突变,2000年以后夏季高温日数和强度出现显著上升;（2）较之2000年前,2000年后的高温度日数的分布型更为集中,前三个EOF模态解释方差均有所上升,EOF1分布较为相似,EOF2不再呈现带状分布,EOF3局地性特征减弱;（3）2000年后的长三角夏季高温日数增长明显,年平均高温日数达到20 d以上的区域向北扩展至32°N附近,向东扩展至往浙江东部沿海;年平均高温日数达到30 d以上的区域更扩展至31°N以南、121°E以西所有地区,高温日数最多可达近50 d;（4）2000年后高温度日数呈明显增加,从2000年前的10~20℃·d增加到20~50℃·d,以30~31°N一带增长最为显著。浙江中部和南部地区在2000年后高温日数增长明显,但高温强度增长较弱;安徽东部、浙江北部和上海地区高温日数和强度均增长明显。     

我国三峡库区高温天气的变化分析

根据三峡库区及其周围30个气象站1961～2010年的逐日气温资料,采用常规统计方法分析了50 a来三峡库区高温的时空变化特征。结果表明: 过去50 a,三峡库区年均高温日数为2407 d,存在23和31 a尺度的周期振荡,于1979 年发生了由多到少的突变;高温日平均最高气温为3669 ℃,具有3 a尺度的变化周期。8月的高温日数最多且高温日平均最高气温最高。20 世纪80年代高温日数与高温日平均最高气温为负距平,在21 世纪最初10 a,高温日数显著增加,高温日平均高温气温增高。三峡库区高温日数呈峡谷多,山区和丘陵少,库区北部多、南部少的分布特点。三峡库区蓄水后高温趋势变化不显著     

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     

长江三峡库区极端大雾天气的气候变化特征

为了进一步认识长江三峡库区大雾天气特征,采用线性趋势估计和Molet小波分析方法,研究了库区持续12 h以上和连续3 d以上极端大雾天气气候变化特征,探讨了库区蓄水后大雾天气气候变化的原因。结果表明：三峡库区年平均雾日数呈弱的下降趋势,存在准8、18、32 a的年代际周期振荡。持续12 h以上和连续3 d以上大雾天气有明显增加趋势,分别存在准10、17、32 a和准12、32 a的年代际周期振荡。在蓄水后,库区西段年平均雾日数明显减少、东段略有增加,持续12 h以上大雾年平均日数变化不大,连续3 d以上大雾年平均日数明显减少。库区年平均雾日数的总体减少在很大程度上是受全球气候变暖以及城市化共同影响的结果,没有证据说明三峡库区蓄水对大雾天气有明显影响。     

1961~2010年大渡河流域极端降水事件变化特征

基于大渡河流域1961~2010年逐日降水数据资料,运用Mann-Kendall非参数检验、Morlet小波分析法,分析了近50a来大渡河流域极端降水事件的时空变化特征。结果表明,大渡河流域的极端降水指数均呈现出相对稳定的波动增加;多年平均值均呈现出由西北向东南方向逐渐增多的分布特征,变化趋势的空间分布存在着区域差异:除强降水日数外,其他极端降水指数均呈现下游增加,上游减小的变化趋势,大渡河流域极端降水与年降水量变化趋势密切相关。大渡河流域各指数突变特征不一致,1d、5d最大降水量突变年集中在1974~1976年前后;强降水日数、极端降水量及极端强降水日数发生突变的年份分别为1984年、1979年及1977年,且突变后呈现明显的增大趋势。大渡河流域极端降水指数周期特征较复杂,但普遍存在5~10a的年际振荡周期和20~25a的年代际振荡周期,且25a是最强的主周期。     

安徽省近52年寒潮的气候特征分析

利用1960～2012年安徽省77个气象站的逐日温度资料,采用线性趋势、气候倾向率、小波分析等方法对安徽省寒潮活动的气候特征及其变化进行了分析,得出了全省寒潮年际变化、时空分布等基本气候特征以及不同基准期寒潮平均初终日变化,补充和完善了安徽省寒潮气候特征分布方面的统计分析资料,以期为安徽省的气象防灾减灾和地方农业服务提供一定的指导。统计结果表明:安徽省近52a寒潮发生频次北部多于南部,其中山区北坡明显多于山区南坡;寒潮年发生次数存在3个显著周期:22a左右、10～12a、6a左右;全省各站寒潮的平均初日自北向南逐渐推迟,平均终日也基本是自北向南逐渐推迟。每年寒潮活动期以2～3月和11～12月发生频次最高;寒潮频次年际波动大,总体呈线性减少趋势,寒潮开始期趋于推后,而寒潮结束期提前,气候变暖是安徽省寒潮发生变化的可能原因。     

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。     

基于HHT的三峡水库蓄水后坝下游水情多尺度时频特征

利用基于噪声辅助经验模态分解（EEMD）的改进型希尔伯特-黄变换（HHT）,对三峡蓄水后8 a的三峡日入库、出库流量和坝下各水文站日水情信号进行多尺度时频分析,并与连续小波和离散小波变换进行异同性比较。结果表明,三峡蓄水后2004～2011年三峡日入库、出库流量和宜昌、大通站日径流量均具显著的1 a尺度主周期振荡规律,三峡季节性调蓄对坝下流量1 a尺度的主周期振荡规律无显著影响。三峡蓄水后河口北支江水位的半月主周期振荡特征始终占主导地位,表明三峡调蓄影响下上游来水量变化对河口北支水位波动的影响权重小于河口自身海潮波动的影响权重。与离散小波变换固定频带下的信号分解比较,基于HHT的水文信号多尺度分解有更好的自适应性;与连续小波变换比较,HHT方法在水文信号高频部分周期振荡特征的揭示和频域混叠现象的避免方面更具优势     

基于EEMD和EOF的鄱阳湖流域近550 a来旱涝时空变化

利用鄱阳湖流域及周边地区5个站点1467~2016年旱涝灾害史料,结合《中国近五百年旱涝分布图集》数据和现代器测降水资料,基于相关系数权重法集成重建了鄱阳湖流域近550 a旱涝序列。采用集合经验模态分解和经验正交函数等手段分析了鄱阳湖流域近550 a来的旱涝时空变化特征。结果表明：（1）鄱阳湖流域旱涝序列的各IMF分量变化规律符合自然信号的非线性变化的特征,主要的高频变化周期有2~3 a、7~8 a;中低频变化周期有22 a、36 a;低频变化周期有110 a、220 a等。（2）旱涝序列空间场的EOF分解表明,前4个模态的累积方差贡献率为93.68%,收敛效果明显。第一模态为区域整体变化一致;第二、三模态分别代表南北方向和东西方向上旱涝变化不一致;第四模态代表赣南地区的极端降水类型。（3）主要空间模态的时间系数功率谱分析结果表明,旱涝空间场模态的变化周期与旱涝序列EEMD分解的结果基本一致。 关键词： EEMD;EOF;旱涝变化;时空特征;鄱阳湖流域     

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。     

淮北平原太阳总辐射的估算及时空特征分析

利用合肥、固始辐射站太阳总辐射资料和淮北平原境内6个气象站气象观测资料,基于ngstrm模型推算出淮北平原1959~2015年太阳总辐射。应用线性倾向率和Kriging空间插值法分析地区57 a来太阳总辐射趋势变化及空间分布特征,综合采用累计距平、Mann-Kendall检验以及滑动T检验法以准确判断太阳总辐射突变年份,同时结合Morlet小波进行太阳总辐射的周期变化分析。结果表明：全年与四季,淮北平原太阳总辐射均呈现出北部辐射强,南部弱的分布差异,年太阳总辐射变化范围为 4 600~5 020 MJ·m-2,南北间年辐射平均差值为200~400 MJ·m-2;趋势与突变呈现东西分布差异,淮北平原西部太阳总辐射57 a来的减少趋势明显,均通过0.01水平的显著性检验,夏季辐射减少幅度最大。太阳总辐射的减少突变主要集中在平原西部于1980年前后发生,且突变均至少通过0.05水平的显著性检验;平原东部辐射变化幅度较小,只有夏季辐射呈显著减少趋势,其他时间段变化不显著,东部代表区域宿州在全年和四季均无突变发生;淮北平原全区存在29 a的第一主周期以及17 a的第二主周期,西部地区以27～30 a的长周期振荡为主,东部地区以9~17 a 中长周期振荡为主,西部周期振荡强度高于东部。总体淮北平原北部地区太阳总辐射资源丰富且稳定。分析表明,日照百分率的下降是导致太阳总辐射减少的主要气象因素,日照百分率还随着风速的降低而减少。 关键词： 太阳总辐射; 趋势系数; 突变点;小波分析;淮北平原     

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。     

三峡库区近百年来气温变化特征

利用1924～2011年重庆和宜昌站气温资料,分析了三峡库区近百年来气温变化特征。结果表明：从线性趋势、年代变化、突变和周期分析表明近88 a重庆和宜昌气温的变化特征是比较一致的,两段显著偏暖的时期分别是20世纪20年代中期至40年代和20世纪90年代中期至今。用重庆和宜昌站的平均来代表三峡库区,库区气温阶段变化与重庆、宜昌站基本一致,20世纪90年代中后期至今出现的显著增温现象迟于我国1986年前后开始的普遍增温。库区各季节气温变化存在差异,4个季节最近一次增暖主要集中在20世纪90年代中期或中后期。近88 a来三峡库区年平均气温发生两次突变, 1947年左右突变为降温趋势; 1996年左右突变为增暖趋势。三峡库区年平均气温2～4a周期变化最为显著,4 a左右的周期1980年代后期开始显著。1920年代到1980年代存在的16～20 a的年代际周期,但能量较年际周期弱。近88 a三峡库区与全球气温变化存在较大差异,最近一次显著增暖时间比较,三峡库区比全球滞后约10 a     

集合经验模态分解在长江中下游梅雨变化多尺度分析中的应用

基于长江中下游流域5个梅雨监测站1961~2012年的日数据,利用集合经验模态分解（EEMD）方法,对研究期内梅雨时间序列进行多尺度的分析,探讨其在不同时间尺度上的振荡模态结构特征。结果表明：近50多年来,长江中下游梅雨变化呈现出显著的年际和年代际尺度振荡特征,在年际尺度上表现出准3 a和6 a的周期变化,而在年代际尺度上显示准13 a和24 a的周期变化;各分量方差〖JP2〗贡献率显示,年际振荡在梅雨长期变化中占据主导地位;自1961年以来,EEMD分解的梅雨长期变化趋势表现出先增加后减少的倒“U”型特征,其中1961~1985年呈上升趋势,1985~2012年呈下降趋势,尤其是在2000年之后的下降趋势最为明显。由此可以看出,EEMD能够有效地揭示梅雨长期序列在不同时间尺度上的变化规律,可用于诊断非线性、非平稳性信号变化的复杂性特征     

三峡库区雷暴气候变化特征分析

利用长江三峡库区及其周边地区38个气象站1961～2001年的逐日雷暴资料,统计、分析了三峡库区雷暴日数及其初、终日的时空分布特征。结果表明：41年来,长江三峡库区年平均雷暴日数较多,一般为34～45 d,其中库区西北部和中南部为多雷区;年际变化大,最多年比最少年一般偏多27～61 d;整个库区年雷暴日数的变化均存在不同程度的减少趋势,气候倾向率为 1～7 d/10 a;雷暴出现的季节变化很明显,4～8月为多发时段;雷暴初日库区东部早于西部,终日东西段差别不大;雷暴持续期普遍在195～239 d之间,其中西部持续时间短,东部长;大部地区雷暴初日有推后的变化趋势,推迟速率约2～6 d/10 a;终日有提前的变化趋势,且提前速率为2～4 d/10 a;库区大部雷暴期呈缩短的变化趋势,缩短速率为2～8 d/10 a。     

环洱海地区气候变化特征研究

环洱海地区是云南省具有高原湖泊生态脆弱区、民族文化多元融合区和乡村经济发展活跃区等多重叠合特征的典型区域,是全球气候变化影响的敏感区和脆弱区。以环洱海地区1951~2014年6个基本站点的逐年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、降水量、最大日降水量和日降水量≥0.1 mm日数资料为基础。采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和R/S分析等方法,研究了环洱海地区气候变化规律。结果发现:自1951年以来,环洱海地区年均气温和极端最低气温呈现出升高的趋势,而极端最高气温则呈现降低的趋势,变化速率分别为0.07℃/10 a、0.03℃/10 a和–0.14℃/10 a,对于年降水量、最大日降水量和降水日数而言,三者均为减少趋势,速率分别为–12.85 mm/10 a、–1.09mm/10 a和–1.73 d/10 a;环洱海地区年均气温、极端最高和极端最低气温均没有发生突变,年降水量和降水日数在2010年发生了一次减少突变,而最大日降水量则没有检测到突变的年份;环洱海地区年平均气温和年降水量在长时间尺度上的周期性变化最为显著,分别存在30 a和33 a左右的周期变化,并贯穿整个研究时段,而短时间尺度上的周期变化局域性特征突出;从未来演变趋势来看,年平均气温和极端最低气温将维持升温趋势,而极端最高气温则将持续降低趋势,年降水量继续减少的趋势未来将会逆转,但最大日降水量和降水日数两者将持续减少的概率更大。     

四川盆地东部近50年降水与旱涝时间序列分析

利用四川盆地东部地区8个国家基准气象台站1960~2010年逐日降水观测资料,运用线性分析、降水趋势系数等方法,分析了四川盆地东部年降水量以及季节降水量的时间序列变化趋势。在此基础上,通过Z指数法建立旱涝指数模型,结合Mexican Hat小波变换理论研究旱涝灾害在不同时间尺度上的周期振荡和变化规律,并对未来旱涝演变趋势进行判断。结果表明,四川盆地东部地区年降水量有弱减少趋势,各季节降水趋势差异较大,秋季明显减少,而夏、冬季有增加趋势。各季节旱涝灾害变化存在着不同的年际、年代际周期变化特征,不同的时间尺度周期具有不同的交替变化规律。春、秋季节旱涝存在6 a和10 a左右周期振荡,近期6 a周期振荡显著。夏季现处于20 a左右尺度上降水稳定性较差的偏涝期内,易发级别高、灾情重的洪涝灾害。秋季近期仍处于10 a左右尺度周期的干旱期,并将逐步向下一个偏涝期过渡