山西东南部地区近40年寒潮气候特征分析

利用1969-2008年山西东南部地区11个地面气象站的气温资料,应用对比分析和小波分析方法,对寒潮分布特征进行了综合分析,结果表明:(1)山西东南部地区的寒潮发生时段为9月至次年5月;最早平均为9月13日,最晚平均为5月18日;24h寒潮发生次数较多的是1月和4月,48h寒潮发生次数较多的是1月、10月和12月,5月和9月寒潮出现较少;总体上平川多于山地,峡谷多于盆地。(2)寒潮总次数存在明显的7～8a和14a的周期变化;寒潮结束期和开始期分别存在10a和7a的周期,而且两者的20a周期也较为显著。(3)随着气候的变暖,寒潮次数、寒潮开始期和结束期分别呈现出减少、推后和提前的趋势。     

宁夏大雾的气候特征及变化

选用1961～2004年宁夏19个主要站逐日大雾天气现象观测资料,分析了宁夏大雾的空间、时间分布气候特征和大雾气候变化的事实。宁夏大雾空间分布为南部多中北部少,高山、城市多,其他地区少;时间分布为夏、秋季节多,冬、春季节少且大雾日数月季分布存在地域差别,北部引黄灌区季节变化差异明显,中部干旱带不明显,南部山区季节变化曲线有两个峰值,分别在春季的3月和整个秋季,春末夏初大雾日数最少。宁夏年大雾日数突变特征不明显,在1961～1995年存在8年左右周期,1995年以后有4年左右的周期变化,目前处在一个相对偏多的阶段。宁夏大雾局地特征十分明显,不同地区大雾日数年变化差异较大,但大雾日数年代际变化特征不明显。     

广西雷暴分布特征及灾害成因分析

对1951-2005年广西88个气象站的雷暴资料进行统计,得出了年季平均雷暴日数的时间序列,利用Morlet小波分析方法对这些序列进行分析,发现它们存在着明显的周期振荡规律,都具有较强的2a和4a周期振荡信号,在整个时间域里还普遍存在12～14a的周期振荡,各信号频率分布所在的时间域及其强度又存在着差异,从周期变化中可预测,未来几年广西可能转为多雷期.从线性回归分析得出,广西雷暴长期变化总体呈减少趋势.雷暴地域分布特征为桂北少桂南多,桂东南及沿海地区为强雷区,其他地区为多雷区.主雷期的开始期和结束期都是桂东北早桂西南晚,持续时间桂东北长于桂西南.灾害成因除了雷暴强度外,主要为建筑物防雷设施不合格,电子设备防雷措施不完善,群众防雷意识淡薄造成的.针对雷电灾害成因,提出了预防雷电灾害的建议,供防雷减灾工作参考.     

宁夏回族自治区干旱致灾危险性时空变化特征

基于宁夏地区22个气象站1971-2011年月降水量和月平均气温资料,综合考虑降水和蒸发,引入标准化降水蒸散指数(SPEI),分析该地区气象干旱变化情况,并在此基础上通过构建SPEI值与干旱等级的加权综合评价模型,评估该地区干旱致灾危险性,剖析其时空变化特征。结果表明:宁夏地区气象干旱呈显著加重趋势,年均SPEI值1972-2011年以0.37·(10a)-1的速率显著减小;该地区气象干旱呈现自南向北逐渐加重的空间分布格局,且干旱加重速度呈现由中部干旱带向南北分别递增的空间变化特征。1972-2011年,宁夏地区干旱致灾危险性呈显著增大趋势,干旱致灾危险性指数近40年减小速率为0.12·(10a)-1;该地区干旱致灾危险性在空间分布上表现为北部引黄灌区高于中南部地区,且危险性的增速呈现中部较缓、南北较快的空间变化特征。     

山东省多年降雨侵蚀力及其增长率变化分析

收集了山东省23个气象站50年的日雨量资料,结合侵蚀力理论和GIS空间分析方法,分析了山东省各雨量级降雨侵蚀力的时空变化特征和降雨侵蚀力增长率空间差异的原因。结果表明:山东省降雨侵蚀力和降雨量的空间分布相一致,呈现自东南向西北减少的趋势;年平均和各雨量级降雨侵蚀力的变化表现为高值区降低,低值区增加的规律;全省降雨量和降雨侵蚀力的年际变化分别为减少(-0.03 mm/a)和增加(9.00 MJ·mm/(hm2·h·a));暴雨和大雨是山东省降雨侵蚀力的主要来源,而大暴雨侵蚀力增大是多年来降雨侵蚀力呈现增长趋势的原因;ENSO冷暖事件、地形、局部强对流天气和夏秋季东南季风减弱会导致山东省降雨侵蚀力增长率的空间差异。     

吉林省夏季极端降水事件特征分析

利用吉林省46个气象站1961-2010年逐日降水资料,采用百分位定义极端事件阈值的方法,对吉林省极端降水事件的时空分布及变化趋势特征进行了分析。结果表明:(1)吉林省极端降水事件主要发生在夏季,其中5%的降水日数贡献了该季度25%～30%的降水量;夏季极端降水强度以通化地区最强、东部山区最弱,极端降水频率东部山区最大、西北部最小;(2)吉林省100mm以上的极端大暴雨天气也时有发生,通化地区南部发生几率最大,约为4～6 a一遇;中部一带约为8～10a一遇;西北平原区和东部山区出现大暴雨概率很小。(3)近50a吉林省夏季极端降水事件稍有增多的趋势,而强度变化趋势不明显,但存在明显的地域差别,西北部表现为频率减少、强度减弱,中部和东南部表现为频率增多、强度增强。(4)极端降水事件存在年代际差异,20世纪70年代极端降水频率最小,90年代极端降水强度最大,60年代初期极端降水强度存在由强转弱的突变。     

厄尔尼诺事件对中国沿海地区水汽变化周期的影响

厄尔尼诺事件导致极端天气频发,中国沿海城市较多,分布有不同的气候类型。该文开展厄尔尼诺事件对中国沿海地区水汽变化以及变化是否存在空间差异的分析。基于CMONOC中国沿海地区的GNSS水汽时间序列,综合厄尔尼诺事件(I_EP、I_CP)指数,利用快速傅里叶变换和小波变换方法,从频域和时域开展GNSS水汽时序变化分析,分析东部型与中部型厄尔尼诺事件对中国沿海地区水汽变化的影响。研究发现：GNSS水汽异常值的出现与相应时段的厄尔尼诺事件存在对应。东部型厄尔尼诺(I_EP)与大部分GNSS站点水汽的相关性为正相关;中部型指数(I_CP)与GNSS站点水汽的相关性为负相关。厄尔尼诺事件对水汽变化周期的影响,日周期变化较小,在5 d和10 d周期,东部型厄尔尼诺与中部型厄尔尼诺事件影响下的水汽周期小于正常时段的水汽周期。     

近42年成都地区雷暴的气候统计特征

利用成都地区5个测站1959—2000年的雷暴观测资料，通过数理统计和小波分析，研究了成都地区雷暴的气候特征。结果显示：成都地区年雷暴日数较多，年际变化较大，年雷暴日数有减小的变化趋势，每10a雷暴日数减少近4d；成都地区的雷暴有很强的季节性特点，集中出现在4—9月的5个月中，而夏季6，7，8三个月占7成以上；成都地区雷暴初日普遍在4月中旬，终日普遍在10月中旬，雷暴初／终日年际间差异很大。从小波分析结果看，成都、金堂、双流和蒲江4站近42a年来雷暴日数在1982年以前有12a左右的震荡周期，1982年以后表现为6a左右的周期；都江堰的年雷暴日数分布特征和其他4个测站有较大不同，主要表现为15a的震荡周期。     

西北地区不同等级沙尘暴的空间变化与防治

通过资料分析,揭示了西北地区不同等级沙尘暴的分布范围与物质组成的空间变化及发生动力。研究表明,西北特强沙尘暴活动范围从荒漠源区一直到东南沿海及港澳地区,强沙尘暴活动范围包括荒漠源区到我国东部的河南郑州、开封、许昌以及山东菏泽等地,中等沙尘暴分布在荒漠源区到甘肃兰州等地,弱沙尘暴分布范围小,以点状分布为主;不同等级沙尘暴的物质浓度和组成不同;产生不同等级沙尘暴的动力不同;给黄土高原带来大量粉尘物质和造成严重灾害的主要是强和特强沙尘暴;对西北地区不同等级沙尘暴灾害的防治应采取分级防治和分区防治相结合的措施。     

基于结构全寿命设计需求的哈尔滨地区气温统计分析

基于结构全寿命设计对环境作用的需求,对哈尔滨地区1963-2002年的逐日极端温度(逐日最高、最低温度)和温度日较差数据进行了统计分析.运用小波分析工具,处理各季、月平均极端温度序列,从定量的角度分析了哈尔滨地区气温的变化趋势;运用数理统计方法,分析了各月逐日极端温度、温度日较差的概率分布,研究了哈尔滨地区气温的演变规律.研究表明:哈尔滨地区极端气温和温度日较差除夏季外,其余各季气温变化趋势较为相似,极端气温均存在6～8a的主周期,温度日较差存在20a左右的主周期,而夏季极端气温和温度日较差存在26a的主周期;正态分布可以很好地描述该地区各月极端气温的变化,但对温度日较差的拟合效果不佳(数据有一定偏度),后者可用广义极值分布拟合.     

1640-1909年长江下游地区冬季冷暖特征研究

通过对历史文献资料的收集、整理,重建了1640-1909年长江下游地区冬季逐年冷暖的等级序列,并运用统计分析、滑动T检验及功率谱分析等方法,对得到的序列进行了多时间尺度特征的综合分析。结果表明:1640-1909年长江下游地区整体上处于偏冷时期,全区大致存在5个偏冷时段和5个偏暖时段,其中最冷时段出现在1710-1719年和1840-1849年间,最暖时段出现在1850-1859年;全区在10a尺度上冷暖变化跃变频繁,而在30a尺度上冷暖变化具有很高的稳定性;1640-1909年间,全区冷暖变化在36,45,72和123等年份上有明显的正相关,在4,68,94和104等年份上有明显的负相关,显著性变化周期有5个,分别是2a,3a,5a,11a和40a,其中40a为第1主周期。     

基于遥感和GIS的陕南地区近20年土地利用时空变化特征

陕南地区是我国重要的生态安全屏障区,更是南水北调中线工程的重要水源地,其土地利用的时空格局对于区域资源环境可持续发展和调水工程的长效运行具有重要的意义。为了探索陕南地区土地利用变化特征,基于遥感和GIS技术,对陕南地区1995—2015年间的土地利用结构特征、土地利用时空转移情况及土地利用动态度特征进行了分析,并运用马尔科夫模型对今后土地利用类型的变化趋势进行了预测。结果表明:1)陕南地区的土地利用类型整体上以林地分布最广,其次是农用地和建筑用地,草地分布最少;2)不同土地利用类型面积随时间变化存在差异,整体表现为农用地与水域波动减少,林地以2005年为界,先增后减,其他土地利用类型均波动增加;3)不同土地利用类型时空转移特征明显,农用地与林地之间变化剧烈,且农用地向林地转移较明显,变化区域随时间变化先由中部向两侧扩散,之后逐渐向商洛市和安康市的东南迁移;农用地与建筑用地之间变化明显,变化区域主要在汉中市中部,呈带状分布;4)土地利用动态度差异明显,未利用地变化速度最快,其次是草地和建筑用地,林地和水域变化程度缓慢;5)未来的土地利用格局还以林地为主,但林地表现出退化趋势,说明该区土地利用格局不合理。因此,今后应合理配置土地资源,优化土地利用结构,加强林地和农用地保护,将有利于陕南地区社会经济和资源环境的可持续发展。     

基于湿润指数的近55年安康地表干湿变化趋势及周期研究

利用地表湿润指数,辅以线性趋势、累积距平、Morlet小波分析、M-K突变检验等气候诊断方法,分析了1959-2013年安康地表干湿变化趋势、周期性及突变特征,为认识全球气候变化的区域响应,改善区域农业生态环境等提供科学参考。结果表明:(1)1959-2013年,安康多年平均地表湿润指数在波动中略呈上升趋势(变化倾向率为0.07/10a)。(2)春季是近55 a相对湿润的季节,但有显著的趋干倾向;夏季也是相对湿润的季节,且有显著的趋湿倾向;秋季和冬季分别是最湿润和最干旱的季节。(3)地表湿润指数在年际和季节变化上存在多时间尺度周期振荡特征,其中年际地表湿润指数变化的第1主周期是28 a,而春、夏、秋、冬四季地表湿润指数变化的第1主周期分别是17a,28a,16a,21a。(4)地表湿润指数在近55 a表现出明显的突变。     

中国农作物成灾面积的演化趋势及波动特征研究

综合运用经验模态分解法、剩余法和方差分解法,系统分析了1978—2012年中国农作物成灾面积的演化趋势、波动特征及引起成灾面积波动的灾害类型差异和地区差异,旨在为中国农业生产防灾减灾提供科学依据。结果表明:(1)农作物成灾面积"先增后降",旱灾和水灾是主要灾害类型;成灾面积主要分布在长江中下游区,黄淮海区和黄土高原区。(2)农作物成灾面积的波动特征明显,存在3a和8a左右的准周期波动。(3)在灾害类型上,旱灾和水灾成灾面积波动的总方差贡献为91.77%,是中国农作物成灾面积波动的主要灾害类型。(4)从八大粮食产区看,长江中下游区农作物成灾面积波动的总方差贡献率最大,其次为东北区和黄淮海区,应重点关注这几个地区的成灾面积变化和波动。     

东北地区冬季降雪的气候特征及其区划

根据东北地区197个气象观测站1961-2006年冬季(12-2月)的逐日降雪量资料,采用线性趋势、小波分析、突变分析、t-检验、EOF(经验正交函数)、REOF(旋转经验正交函数)和CAST(聚类统计检验)等气候统计方法,对东北地区近45a来冬季降雪的气候特征进行了研究.结果表明:东北地区近45a冬季降雪呈下降趋势,每10a下降0.2mm.降雪具有明显的阶段性,1960年代中期到1970年代中期为偏少时段,1970年代中期以后到1980年代中期为偏多时段,1980年代中期至1990年代降雪基本持平,在2000年之后降雪量有所增加.东北地区冬季降雪在45a间始终存在着10a左右的长周期,1980年代以后存在着6a左右的周期,而在1970-1980年代和1990年代之后存在着4a的短周期.EOF分析结果表明:全区一致由北向南的正变化趋势为主要模态,大值区主要位于吉林东部和辽宁西北部,西北-东南反向变化,黑龙江北部同其它区域表现出反向变化特征,也是重要的异常模态.REOWCAST方法的区划表明:东北地区降雪主要分为4个区域,分别为辽宁-吉林东部、吉林北部-黑龙江南部、辽宁西南部和黑龙江北部地区,不同区域降雪量的变化趋势存在差异.     

北非Sahel地区夏季降水异常对华北平原旱涝指示意义

利用NECP/NCAR再分析和气象站点实测降水资料,辅以分段线性回归、趋势分析及相关分析方法,分析了近54a华北平原和Sahel地区的降水变化特征,探讨了Sahel地区夏季降水异常对华北平原旱涝变化的指示意义。结果表明:(1)华北平原与Sahel地区夏季降水异常相关性存在空间差异,显著相关区域位于800mm等降水线以北的地区,淮河平原的相关性较弱;(2)华北平原与Sahel地区降水关系既有稳定性,又存在明显的年代际变化特征。20世纪70年代中期和90年代末为相关性变化的重要转折点,这与NAO,PDO和东亚季风以及青藏高原积雪突变时间一致;(3)地形因素、城市因素对降水相关性影响较弱。在省域尺度上,山东省正相关特征最为突出,表现为全区一致性;京津冀平原区表现为显著正相关,河南省则以负相关为主,江苏、安徽表现为不显著负相关;(4)Sahel中区对黄河下游旱涝具有正向指示意义,Sahel东区对海河平原旱涝具有负向指示意义。     

近55 a吉林中西部玉米生长季旱涝时空特征分析

玉米是吉林中西部地区的主要粮食作物,明确该地区玉米旱涝灾害的时空变化特征,有利于该区域制定防灾减灾应对措施。本文采用M-K突变检验法、线性趋势分析法和IDW反距离加权法,基于水分盈亏指数(CSWDI)和旱涝等级,揭示吉林中西部地区近55 a玉米生长季旱涝时空分布特征。结果表明:玉米需水量和有效降水量在抽雄-乳熟期最大;出苗-拔节期水分盈亏指数区域性差异最大,旱涝交替现象最为频繁;中旱及以上频率分布空间上趋于一致,均为由吉林西部向中部递减;出苗-拔节期,中涝及以上频率分布具有明显的区域性,其频率值范围在0~15%之间,由吉林西部向中部递增,其余三个生育期,中涝及以上频率值较低。纵观整个生长季,吉林中西部地区玉米更易受旱灾的影响。     

1961—2017年黑龙江大-暴雪天气形势诊断及其变化特征

基于1961—2017年黑龙江省63个气象站逐日平均气温、降水资料和NECP再分析资料,利用趋势分析、突变检验、变异系数分析、方差分析及相关系数分析,对黑龙江省大-暴雪天气形势及其变化特征进行分析,研究表明：黑龙江大-暴雪降雪量和降雪日数平均值分别以8.95 mm/10 a和0.90 d/10 a的速率显著增加,二者在1987年气温突变年前后均存在显著差异,在空间变化上也均呈现出一致性,表现为东北部和西南部呈显著增加趋势,南部和北部增加趋势不明显;在年代际空间变化上均呈现出一致性,20世纪60年代,黑龙江大-暴雪降雪量和降雪日数主要集中在东南部,70年代主要集中在东部和南部局部地区,80年代以后范围逐渐向西部、西北部扩大。影响黑龙江大-暴雪天气的地面环流系统主要分为9个类型,按其频率出现的大小分别为：蒙古气旋型、日本海低压型、贝加尔湖低压型、低压发展型、倒槽型、低槽型、江淮气旋型、黄河气旋型和其他类型,其中20世纪60年代至21世纪初,日本海低压型和贝加尔湖低压型发生次数显著增加;各天气类型间的降雪日数和降雪区空间分布存在差异,每种类型降雪日数的空间分布与其降雪区基本一致,其中蒙古气旋...     

气候变化背景下宁夏近50年来的干旱变化特征

宁夏是中国的气候敏感地区,研究全球气候变化引起的干旱变化特征对其应对气候变化、指导农业生产和构建西北生态屏障具有重要的指导意义。根据宁夏的生态分区,在北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区分别选取代表性的气象站,基于1960-2012年的逐月降水和平均温度资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和Mann-Kendall非参数检验方法,研究了宁夏近50a来干旱的时空变化特征。结果表明,宁夏近50a的气候变暖事实存在,年均增温0.027~0.040℃,由北向南增温幅度降低,年降水量显示减少趋势,但变化不显著;宁夏近50a来基本上经历了一个由湿润期到干旱期的旱化过程,1960-1980年期间为近50a内的湿润期,1980-1995年为气候波动期,而1995年以后全区基本进入干旱期;南部山区的干旱发生频率最高,中部干旱带次之,引黄灌区最低。     

陕南地区清代霜雪灾害及分形特征研究

通过对陕南清代历史文献资料的搜集、整理和分析,研究了清代(1644-1911年)陕南霜雪灾害等级、阶段变化及不同等级灾害周期性等。统计分析显示,陕南清代发生霜雪灾害28次,平均每9.57年发生一次;霜雪灾害可划分为轻度、中度、重度三级,各占灾害总频次的21%,72%和7%;清代霜雪灾害可分为4个阶段,其中1644-1668年和1819-1868年的第1、第3阶段为灾害多发期,而1669-1818年和1869-1911年的第2、第4阶段为灾害少发期。霜雪灾害的自相似性揭示了灾害的分形性,分形结果显示陕南地区清代各等级灾害呈周期变化,且这些灾害的集中性非常强。陕南清代轻度、中度和重度霜雪灾害发生分别存在着16～18 a,7～8 a和46 a振荡周期。该地区霜雪灾害的发生主要是偏暖月的持续性降雪、积雪或由寒流引起的气温骤降造成的。初步确定陕南清代发生了两次霜雪灾害气候事件,时间在公元1649-1663年和1817-1842年。