川西北高原畜牧业界限温度日期及资源的变化特征

利用川西高原31个气象观测站1961~2012年的观测资料,采用线性趋势法、Mann-Kendall突变检测法和Morlet小波分析方法,详细分析了川西北高原畜牧业界限温度0℃初日、5℃终日及0℃初日至5℃终日之间畜牧气候资源的变化特征。结果表明:(1)川西北高原稳定通过0℃初日及5℃终日在区域上有很大差异,主要受海拔高度、纬度的影响。(2)畜牧气候资源的年际变化总体呈增加趋势,但区域变化不均;(3)各要素年代际变化不同,积温在各个年代都比前一年代增加,而日照时数则呈现出一增两减一增的趋势,降水量的年代际变化型式与日照相反,呈现一减两增一减的趋势;(4)各因素突变特征明显,突变的时间主要出现在20世纪80年代,不同因素的突变类型不同;(5)畜牧业气候资源存在明显的周期性变化,各要素变化周期长短不一致,尤其是降水量以4a左右的短周期振荡为主。     

西南地区极端降水的时空变化特征

西南地区是我国山地灾害最为严重的区域之一，而短时极端降水则是山地灾害成灾演化的关键控制因素。以西南地区1960~2011年110个气象站的逐日降水量资料为基础，通过建立起超门限峰值序列(POT)，结合GIS空间分析技术与线性倾向估计、Mann Kendall趋势检验、Morlet小波分析等方法，研究了西南地区极端降水事件的时空变化规律。结果发现：20世纪60年代以来，西南地区极端降水频数有增加趋势，速率为0017/10 a，极端降水量在总降水量中所占的比重不断增加，增幅为0.638%/10a；西南地区极端降水频数的变化在年代际间存在显著的区域增减差异，增加的区域主要呈现出斑块状分布，而减少的区域则呈现出较明显的条带状分布；云南西南部、贵州大部和四川盆地中部3个区域是极端降水频发区，而川滇交界处的元谋-会理一带和四川盆地北部山区则较少发生极端降水；季风期极端降水频数呈现出明显的增加趋势，速率为0031次/10 a，非季风期极端降水频数则呈现出减少的趋势，速率为-0014次/10 a；季风期和年极端降水频数均没有明显的突变年份，非季风期存在3个突变点，分别是1969、1983和1994年；季风期与年极端降水存在27、15和7 a时间尺度上的周期性振荡，非季风期的周期性振荡则主要集中在27和12 a时间尺度上     

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。     

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     

1960~2014年秦岭南北无霜期时空变化特征及对比分析

全球气候变暖背景下，自然生态环境敏感区农业热量资源的时空特征研究具有重要的现实意义。依据1960~2014年秦岭南北47个气象站数据，利用线性趋势、M-K检验和kriging插值法对无霜期时空变化进行分析。结果显示：从时间上看，秦岭南北无霜期随纬度增加而减少，初霜日和无霜期在年际波动中略有下降后快速上升，终霜日在波动中略有上升后快速下降。55年来无霜期呈显著的延长趋势且发生增多突变，秦岭以北、秦岭南坡、汉水流域和巴巫谷地的延长速率分别为0.400 6、0.280 4、0.396 1和0.407 5 d/a，突变年份分别为1999、2002、2001和1990年。从空间上看，无霜期平均值和标准差由南向北增加，80%站点初霜日推后、终霜日提前和无霜期延长。多数无霜期延长是初霜日推后与终霜日提前的共同影响。无霜期在28个站点呈波动变化，19个站点发生突变，突变时间多在1990s~2000s，2000s的突变区域面积最大且集中分布在东北部。分析结果可为气候变化对生态环境和农业生产布局的影响提供参考。     

基于Kriging插值的1961~2005年淮河流域降水时空演变特征分析

利用淮河流域4省170个气象站点1961~2005年的降水观测数据，采用Kriging法对淮河流域各季及年降水量进行了插值，得到了1 km×1 km降水栅格序列。在此基础上，对淮河流域降水的时空格局及其变化特征进行了分析。结果表明：淮河流域降水量的空间分布基本呈南高北低、山区多于平原、近海多于内陆的格局。近45 a来淮河流域降水量的年际波动较为强烈，而变化趋势不显著。流域内汛期和年降水量的年代际变化则具有明显的阶段性，主要表现在20世纪90年代前基本为下降趋势，2000年后明显上升。当前，淮河流域正处于降水的高气候变率时期。45 a来，降水的空间格局发生了一定的变化，表现在淮河中上游和干流沿岸地区的降水量升高，而流域东北部的降水则呈下降趋势     

降水量时间序列变化的小波特征

利用小波变换对降水量时间序列的多时间尺度变化及突变特征进行了探讨。小波变换不仅能将降水量时间序列的频率特征在时间域上展现出来，清晰地给出各种时间尺度的强弱和分布情况以及早涝变化趋势和突变点，而且还能分析出其主要周期。以新安江流域黄山地区主汛期(5—7月)和年降水量为例，计算表明，其年际及年代际时间尺度在时域中分布不均匀，具有明显的局部化特征；同时分析出主汛期降水具有8年、19年左右的周期，年降水存在6年、19年左右的周期；研究还表明，主汛期降水与年降水的时间尺度变化比较接近。     

1959～ 2018年淮河流域水热格局差异研究

基于淮河流域27个气象站点1959～2018年气象观测数据,通过FAO-PM56计算出蒸散量的基础上,构建以气温、降水、蒸散等9种要素在内的水热指标体系,运用气候倾向斜率、Mann-Kendall(M-K)检验和地理空间插值等方法,揭示淮河流域近60年水热格局特征.结果 表明:60年来,淮河流域总体呈湿热趋势,表现为气温、最低气温、年降水量呈波动上升,最高气温、日照时数、相对湿度和蒸散量下降趋势;年内分布表现为水热变化同期,高值集中分布在6～7月,呈单峰型分布;年代际分析表明近60年来研究区暖湿趋势显著,呈现出年均气温,最高温、最低温均先下降后上升,而日照时数变化趋势与之相反,降水要素均是先上升后下降,之后再次上升的趋势;从突变特征来看,热量要素突变稳定性高于水分要素;淮河流域热量因子空间分布呈现较为明显的对角(西南-东北)变化趋势,是南北交错带带来的经纬度地带性以及地形作用的综合结果,水分要素空间分布格局体现出较强的纬度地带性与垂直地带性.     

大别山北坡典型区域降水年内分配不均匀性特征研究——以安徽省六安市为例

研究大别山北坡降水年内分配时空特点，对指导区域内科学防灾减灾及水资源管理、调配具有重要的现实意义。利用六安市6个气象站1956~2010年逐日降水资料，基于降水集中度和集中期，探讨近55 a来六安市年降水集中程度的时空特征。结果表明:六安市年降水集中度变化于012~057，多年平均值037，多年平均降水集中期在37~38候。年降水量空间分布由西南向东北减少，集中度呈由南向北递增，集中期由南向北推迟。年降水总量无明显趋势变化，但集中度和汛期降水量的增加趋势显著，汛期发生洪涝灾害的风险加大。年降水量分别在1972、1990年发生一次增多和减少突变，集中度序列在1970年发生了增多突变。年降水量与集中度呈全区一致的正相关，即年降水量越大，降水越集中，相关系数分布由西南山地区向东北岗地圩畈区增加。对降水集中度与汛期旱涝的分析说明，汛期降水异常偏多，集中度偏大，易发洪涝灾害，反之易发旱灾     

重庆地区1999～2008年雷电参数变化特征

采用重庆地区1999~2008年闪电定位系统监测资料，通过数理统计、回归分析、趋势分析等方法，重点分析重庆地区反映雷电活动规律的闪电频次、雷电流幅值、雷电日等雷电参数时空分布及其变化特征。结果表明：闪电发生在时间分布上存在明显季节性（54％~83%集中在夏季）和日变化特征（主要集中在两个区域：16〖DK〗∶00～18〖DK〗∶00、0〖DK〗∶00～2〖DK〗∶00）；在空间分布上，雷电日和闪电频次都呈现出渝西地区较大（其次是渝中和渝东南部，最小的是渝东北部）。正闪雷电流强度明显大于负闪，且冬季各月正闪所占比例与平均雷电流强度均显著高于其它季节，在此基础上获得雷电流幅值频率的累积概率分布公式，为防雷减灾工作提供理论依据     

恩施州气象站雾日变化趋势及原因分析

选取恩施州8个国家气象站1960~2015年地面气象观测资料,利用相关、线性倾向估计、M-K突变检验等方法对该地雾日变化趋势进行分析,并对雾日变化原因进行初步探寻。结果表明:2000~2015年恩施州各站雾日空间分布较1960~1999年发生了较大变化,SW-NE向带状大值中心被切断,出现了NW-SE向的雾日小值分布带;近56年除宣恩年雾日持续减少外,各站年雾日均在20世纪60、70年代突变后增多,20世纪末期减少并于2012年再次突变,州西南部最先增减、西北部其次、东部最慢,特别是近16年来年雾日显著减少,州北部站点(–40~–20 d·(10 a)~(–1))减少比南部(约–4 d·(10 a)~(–1))快;各站雾日变化和风速均呈负相关,和相对湿度均呈正相关,而气温和降水对不同站点雾日变化的影响则存在差异;近16年恩施州低山山地(恩施、来凤、宣恩、建始)雾日减少主要和气温升高、风速增加有关,中山山地(咸丰、利川)雾日减少主要与相对湿度减少有关。     

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。     

近47年中国夏季日降水变化特征分析

以中国596个气象台站1961~2007年的夏季逐日降水资料为基础，分析了近47 a中国夏季降水长期趋势和年代际变化特征。采用面积加权平均法得到夏季全国和8个区的降水量、降水频率、降水强度序列。按小雨、中雨、大雨及暴雨降水强度分类，探讨了不同强度降水在我国降水变化中的贡献。结果表明：中国总体夏季除降水频率呈减小趋势外，降水总量、降水强度都呈增加趋势；西北西部在8个区域中的变化相对显著。降水量的增加是小雨级别降水频率和中雨以上级别降水强度增加共同作用的结果；东北、华北、西北东部降水减少主要是小雨降水频率减少的结果；长江中下游和华南降水量增加主要是大雨、暴雨降水频率和暴雨降水强度增加共同作用的结果；西南降水减少主要是小雨降水频率减少的结果。各区及全国夏季降水量、降水频率和降水强度大多在90年代有所增大，在2000年后又有所减小。与1970年代末的气候跃变相对应，各区及全国降水频率、降水强度的跃变均发生在1970年代末或1980年代初。〖     

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。     

基于SPEI的云南中部区域干旱时空变化特征分析

利用云南中部地区1961~2010年逐月降水和气温资料,采用降水距平百分率和历史旱情资料验证了标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)在该地区的适用性,并采用Mann-kendall突变检验、Morlet小波和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)等方法,分析了该地区干旱的时空演变特征,结果表明:(1)SPEI与降水距平百分率在时空上具有很好的相关性,验证了SPEI对降水变化的敏感性;(2)SPEI指数与历史旱情资料比较吻合,能够有效地反映云南中部区域的干旱特征;(3)年均SPEI呈波动下降趋势,干季SPEI降低趋势明显。年均SPEI存在着24a的主周期和9a的次周期,并于1977年发生了突变,此后开始降低,在整体上呈现出干旱化的趋势;(4)从SPEI的空间分布特征来看,其在整体上受大尺度气候系统的影响表现出一致的下降趋势,而在区域内部则表现出东南-西北(干热河谷)的反向结构差异。     

近52年江西省汛期极端降水事件的时空变化

利用江西省1960～2011年汛期83个台站逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,统计各站近52a逐年汛期极端降水事件的发生频次,进而分析其时空分布特征。结果表明：江西省极端降水量阈值的地域分布呈从西到东、从南到北递增的特征。江西汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态是主体一致性,同时存在北部与中南部反位相变化的差异。江西汛期极端降水事件发生频次具有较大的空间差异,可分为具有不同空间特征的5个主要区域。滑动t检验表明,Ⅰ区代表站玉山的极端降水事件在1976年后和1986年后分别发生了由偏多转为偏少和由偏少转为偏多的突变;Ⅱ区代表站永丰在1974年后和1984年后分别发生了由偏少转为偏多和由偏多到偏少的突变。通过最大熵谱分析表明,各分区以2～6 a的年际变化周期最为普遍,其中Ⅴ区还存在13 a的年代际变化周期。从气候因子分析看,前期5～6月和冬季赤道东太平洋海温对江西汛期极端降水事件存在显著影响     

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。     

岷江径流变化特征及其对青藏高原气候变化的响应

依据1961~2003年水文气象资料，运用Mann Kendall检验和线性倾向估计方法进行了岷江年径流、青藏高原年气温与年降水长期变化特征分析及其变化趋势显著性检验，利用Pearson相关分析研究了岷江径流变化与青藏高原气温和降水间的相关性。结果表明：(1)在青藏高原年平均气温显著升高而年降水略有增加但不显著的气候环境下，岷江径流量总体呈减少的变化趋势，年变化率分别为上游紫坪铺站-2619 0 m3/s、下游高场站-6538 5m3/s，其中紫坪铺站径流减少趋势十分显著，通过了5%显著水平的信度检验；从季节变化上看，岷江径流减少主要发生在夏季和秋季，而以春季变化最少；从时间变化特性看，在60~80年代，岷江年径流呈现出年代际的周期性波动变化。(2)岷江径流随青藏高原平均气温的升高而减小；青藏高原降水与岷江径流间的相关性在上下游及季节上则表现不同，与春季径流的相关性最强，与上游紫坪铺站径流具有弱负相关性，而与下游高场站径流具有显著的正相关性；同时，岷江径流变化对青藏高原气温和降水变化在时间响应上还表现出季节上的滞后性。