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.     

近53 a来长江流域极端降水指数特征

利用1963~2015年长江流域115个气象站点逐日降水数据，分析了不同极端降水指标的空间变化特点和时间变化趋势。结果表明，近53 a来，长江流域多年平均年极端降水量与年降水量从下游到上游逐渐递减，两者变化趋势大致呈现“增-减-增”的空间分布格局。年极端降水量对年降水量贡献（PEP）存在明显的空间分布差异，但贡献比例在流域内普遍呈现增加的趋势。持续1 d的极端降水事件的降水量分布及其变化趋势与年极端降水量的分布特征类似，其对年极端降水量的贡献比例高达65%以上，说明长江流域极端降水以持续1 d的极端降水事件为主。持续2 d及以上的极端降水事件主要集在中皖苏赣局部地区和四川中部地区，但其降水量对年极端降水量的贡献比例较小。从上游到下游，年最大日降水量（MDP）逐渐增大。其中，上游源头地区的沱沱河、曲麻莱和玉树3个站点MDP主要集中在0~25 mm之间，其他站点均以25~50 mm量级为主；长江流域中部地区的MDP大部分以50~100 mm的量级为主，处于100~150 mm之间的次之；长江流域东部地区主要以100~150 mm量级的MDP为主。 关键词： 极端降水；降水贡献；不同历时；长江流域     

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。     

长三角地区城市形态对区域碳排放影响的时空分异研究

以我国城市化快速发展和高强度人类扰动的长三角地区作为研究区域,以区域土地利用状况和碳排放量信息为关键数据源,利用景观格局指数定量分析长三角地区1990-2010年城市斑块大小、形状、规则性、破碎化程度、交通耦合度等城市形态特征对区域碳排放的影响。研究结果表明长三角地区碳排放存在明显的空间分异性,总体呈现中东南和西北部高、东北部次之、西南部最低的特征。1990-2010年区域碳排放量均呈快速增长趋势,其中1990-1995、1995-2000、2000-2005和2005-2010的平均增长率分别为40.55%、24.47%、70.71%和51.43%。研究时段内,道路密度(RD)、交通耦合度(CF)和最大斑块指数(LPI)对区域碳排放一直存在显著影响,表明长三角地区城市形态主要通过路网交通产生作用,进而影响碳排放。不同时间段,城市形态对碳排放的影响不尽一致,这可能与城市化的不同阶段经济发展水平存在差异有关。城市化初级阶段,区域碳排放量随着用地面积和道路密度的增加呈增加的趋势,而随着城市斑块数量、斑块聚合度和道路缓冲区的增加,碳排放量呈现减少的趋势。和1990、2000年相比,2010年增加了平均城市斑块最近邻距离(ENN_MN)对碳排放的影响,并且呈负相关,说明增加城市斑块最近邻距离有利于减少碳排放。就当前来看,增加道路缓冲区面积和斑块临近距离,减少城市最大斑块面积是当前从城市形态角度减少碳排放的有效途径。研究结果可加深对城市形态与区域碳排放的客观认识,对于优化城市形态、控制区域碳排放具有实证案例和借鉴意义。     

鄱阳湖生态经济区近60年极端温度事件变化特征研究

利用环鄱阳湖生态经济区6站逐日气象数据,建立了该区1952~2011年近60 a极端温度事件演化序列。研究表明：（1） 环鄱阳湖生态经济区极端高、低温事件线性趋势分别为04、-27 d/10 a;冷、热日持续指数线性趋势分别为-04、-24 d/10 a;（2）近60 a间,环鄱阳湖生态经济区内极端温度事件表现出两个明显的高频数（不稳定阶段）和低频数（稳定阶段）。其中极端高温事件和热日持续指数两个阶段分别为：1952~1979年和1980 ~2002年;极端低温事件和冷日持续指数两个阶段分别为：1952~1985年和1986~2007年;（3）近60 a以来,极端高温事件和热日持续指数在1970s晚期至1980s初期发生了较大变化,此前主要表现为叠加在弱准12~13 a周期下的强准7 a周期,之后主要表现为准9 a周期,并有不连续的4~5 a周期;极端低温日数和冷日持续指数周期性在1950s~1990s表现为弱11~12 a周期,1970s晚期至1990s则表现为弱准5 a周期;（4）环鄱阳湖生态经济区内极端低温事件是气候变暖背景下对冬季风强度的敏感响应,极端低温事件的高频数（强烈波动）主要发生在强冬季风背景下,弱冬季风条件下则出现相反情况。而极端高温事件与夏季风强度关系复杂的多,其原因尚待进一步研究     

基于遥感的长江中下游城市群高温热浪风险评估

由全球气候变暖以及快速城市化引发的极端高温热浪事件频发现象已经影响到人类的生产和生活。利用多源卫星遥感数据和社会经济统计资料,构建基于"高温危险性-社会经济脆弱性-风险适应性"的高温热浪风险评估体系,获取2017年长江中下游城市群250 m分辨率的典型高温热浪事件风险评估结果。结果表明:热浪风险等级高值区主要分布在城市群中心城市以及其他城市中心城区,主要是较高的城市高温和社会经济脆弱性共同作用结果,围绕中心城区向外扩散,风险等级呈逐渐降低趋势。大城市虽具有更好的高温适应性,但离应对城市化导致的高温危险性和脆弱性还显得不足,从高风险区域面积来看,长三角城市群热浪风险高于长江中游城市群,主要与城市化水平以及人口聚集程度有关。通过多源遥感信息,获取高分辨率的城市群高温热浪风险空间分布特征,能为城市化过程中城市有效应对高温风险,加强区域防灾减灾提供科学参考。     

无锡城市化对气象要素的影响

近20a来,无锡城市化和工业化发展较快,建成区面积显著增加,耕地面积锐减;能源消耗量、汽车拥有量以及工业废气排放量逐年增加。利用1955~2012年无锡市气象资料,对无锡市近60a来的气候变化特征进行分析,并讨论了气候变化特征对城市化的响应。结果表明:(1)近60a来无锡市平均气温、最高和最低气温、极端最高和最低气温都呈上升趋势,高温日数逐年增加,且1980年后尤为明显,低温日数减少,气温日较差减小。(2)年平均相对湿度呈下降趋势,2000年以后下降明显,年平均相对湿度≤75%的年份有10a,全部都出现在2002年后。年平均降水量变化不大,小雨频次减少,雨量区域性分布不均匀;极端降水年增加,且雨量较为集中。低云量和日照时数减少,2002年以后低云量基本在25%以下,90年代日照时数降幅最明显,平均日照时数减少了129.1h。(3)城市热岛效应全年都较显著,冬季更为显著,城市气温高于区域均值0.3℃~0.8℃,沿湖地区和乡村则基本低于区域均值0℃~0.8℃。(4)霾日数明显增多雾日数显著减少,2003年后霾日数大都在30d以上,雾日数在10d左右。(5)城市化和工业化发展引起了城市热岛效应和城市浊岛效应,改变了下垫面条件,影响了气温、相对湿度和降雨的时空分布,也导致了霾日的增加和雾日的减少。     

三江源地区1961~2005年气温极端事件变化

利用三江源地区11个气象台站1961~2005年逐日最高气温和最低气温资料，分析了三江源地区极端高温和极端低温的变化趋势。研究表明：近45年来，白天和夜间温度极端偏高的日数明显增多，分别以26 d/10 a和44 d/10 a速度在增加;白天和夜间温度极端偏低的日数显著减缓，分别以41 d/10 a和85 d/10 a的速度显著减少;年极端低温和极端高温分别以042℃/10 a和029℃/10 a的速度增加;白天和夜间温度极端偏高的日数增加主要发生在冬季和夏季，而白天和夜间温度极端偏低的日数减少主要发生在春季和秋季，夜间温度极端偏低的日数减少趋势最为明显;长江源地区极端气温变化对区域增温的响应更为敏感。     

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。     

近60年中国持续极端降水时空变化特征及其环流因素分析

极端降水具有较强的持续时间不确定性，持续多天的极端降水事件往往具有较大的致灾性，但目前从极端降水持续性角度进行极端降水变化及其环流因素的研究还非常缺乏。利用1961~2018年中国逐日降水格点数据集以及大气环流指数数据，定义持续了2天及以上的极端降水为持续极端降水事件，研究其在中国不同区域发生频次、持续日数以及持续极端降水总量、持续极端降水最大降水量的时空变化和影响因素。结果表明：（1）近60年来，中国持续极端降水事件在较为干旱的地区(蒙新地区、青藏地区)高发且持续时间长，但在较湿润的地区（东部地区）持续极端降水事件强度更高。（2）中国持续极端降水事件的频率和强度均呈现出增加的趋势，但在区域尺度上，东部地区没有明显的变化趋势，越干旱的地区增加趋势越大。各个指数变化趋势的空间分布格局相似。（3）持续极端降水事件对总降水的贡献率呈现出缓慢的增长趋势，东部地区增长趋势不明显。（4）西太平洋副高、南海副高、西太平洋暖池、亚洲区极涡、北半球极涡和中国持续极端降水事件有着显著的相关关系。区域尺度上，西太平洋副高对蒙新地区和青藏地区的影响最大，东部地区则受到西太平洋副高和西太平洋暖池的较大影响。总体上西太平洋副高对于中国持续极端降水事件影响最大，西太平洋副高强度的加强往往会引起中国持续极端降水增多。     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

城市群土地集约利用与新型城镇化耦合协调分析——以我国三大城市群为例

城市群土地集约利用与城镇化耦合协调发展是土地管理学研究的核心问题,实现土地集约利用与城镇化水平的高度协调,对促进城市群的可持续发展意义重大。运用全局主成分分析法、变异系数法的综合确权法以提高指标权重精度,基于耦合度、协调度、相对发展度模型测算、分析与比较京津冀、长三角及珠三角城市群协调发展水平,借助空间自相关模型分析沿海三大城市群协调发展水平的空间集聚特征与规律。研究表明:京津冀城市群协调发展水平最高,其次为珠三角与长三角,城市群协调发展水平的优化程度表现为"京津冀珠三角长三角",城市群协调发展度的空间相关性强弱表现为"京津冀长三角珠三角",京津冀城市群各城市协调发展水平整体逐步趋向于中高度协调,长三角、珠三角趋于中低度协调;研究前期新型城镇化发展滞后是影响京津冀与长三角城市群协调发展水平的主要原因,研究中后期京津冀新型城镇化超前发展,长三角则逐步趋于土地集约与新型城镇化同步发展,珠三角城市群新型城镇化发展进程进步显著,但仍滞后于土地集约利用。     

2015年长三角地区城市PM2.5时空格局及影响因素分析

PM_2.5浓度值增加对大气能见度、人体健康和气候变化有着重要影响。采用2015年长三角地区监测数据，运用探索性空间数据分析法和相关系数法，分析长三角地区城市PM_2.5污染的时空格局和影响因素，结果表明：（1）2015年长三角地区城市PM_2.5年均浓度值为54.54 μg/m³，季节变化总体呈现春冬高夏秋低的季节性周期变化规律，1月和12月为一年中PM_2.5污染最严重的月份，污染范围最广，5~9月是PM_2.5浓度值优良时段，日均值春季和冬季的波动周期较短而剧烈，夏季和秋季波动周期相对较长而平缓。（2）2015年长三角地区城市PM_2.5年均浓度值整体上从江苏到浙江呈减少趋势，具有北高南低，局部突出的特征。（3）长三角地区城市PM_2.5浓度空间上存在集聚现象，低值集聚主要分布在浙江沿海地区，高值集聚主要分布在苏南地区。（4）燃烧排放的烟尘和前体物的二次转化对长三角地区PM_2.5浓度有显著影响。风速和降水量是影响PM_2.5浓度的两个重要气象因素。     

近十年长三角地区陆地净第一性生产力时空变化

陆地净第一性生产力（NPP）是陆地生态系统的一项重要指示性指标，与碳循环过程和全球气候变化密切相关，不仅已成为地学研究的热点问题，更受到各国政府的高度重视。长三角地区是我国经济最发达、最具综合竞争力的地区之一，该地区的陆地生态系统同时承受着自然因素及高强度人为活动的双重影响。因此，利用CASA模型，在RS和GIS技术支撑下，探讨近十年来长三角地区陆地NPP的时空演变规律及控制因子，以期为进一步开展高强度人为活动对陆地系统碳循环过程的影响研究提供基础参数。主要结论如下：（1）在时间上呈下降趋势：近十年长三角地区陆地NPP呈现3 a周期式波动下降；（2）在空间上分异规律明显：陆地NPP分布为浙江＞江苏＞上海，呈现南北高中间低的凹槽状；（3）控制NPP的自然要素是NDVI和太阳辐射，而城市化是NPP变化的主要社会经济要素     

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。     

基于MODIS-EVI数据的长江三角洲地区植被变化的特征

基于2001~2010年MODIS EVI植被指数产品数据，结合国家标准气象站逐月气温、降雨及日照时数资料，对长江三角洲地区植被的时空变化特征进行分析。结果表明：（1）空间分布上，该区域西南部以林地为主，而东北部以农田为主，近10 a植被变化面积占总面积的32%，以农田的转出和城镇的转入为主；（2）区域年最大EVI整体呈减少趋势（-0028/10 a），不同季节下，夏冬季均呈减少趋势（以2月和8月份最为显著），春秋季则呈增加趋势（以5月和10月份最为显著）；（3）不同植被类型下，城镇和农田EVI呈不同程度减少趋势，以城镇EVI下降速度(-0076/10 a）最为显著（R2=077），而林地变化较弱；(4)研究区湿润气候环境下，农田和林地年最大EVI与日照时数和气温多呈正相关性，与降雨多呈负相关性，其中以林地EVI与2~4月份日照时数的正相关性较为显著，城镇EVI与气象因子的关系相对较弱，更多的是受城镇化等人类活动的影响     

长江经济带土地城镇化时空格局及其驱动力研究

研究长江经济带土地城镇化时空格局演变及驱动因素,对长江经济带新型城镇化建设具有重要的理论及实践意义。测度了1994~2014年长江经济带121个地级市土地城镇化水平,并利用探索性空间数据分析方法(ESDA)探究其时空格局演变特征,最后运用偏最小二乘回归分析模型(PLS)探讨了土地城镇化空间格局差异形成的主要驱动因素。研究结果表明:时序演变上,长江经济带土地城镇化水平总体上呈现不断上升的趋势,并表现出阶段性变化特征;空间演化上,长江经济带土地城镇化水平空间差异明显,主要表现为:空间自关联性显著,且土地城镇化热点区域作为极化的核心,集聚趋势由东北向西南方向逐渐递减;长江经济带土地城镇化水平时空差异受到经济发展水平、产业结构升级、人口规模、固定资产投资和区位条件等因素的共同作用影响。