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。     

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。     

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     

1951-2014临沂气温与高低温日数变化特征分析

根据1951-2014年临沂年平均气温、最高气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、九点二次平滑和M-K检验法等气候统计方法,分析了64a来临沂气温及高低温日数变化趋势特征。结果表明临沂64a来平均气温呈现升高趋势,每10a升高0.22℃,平均最高气温每10a升高0.09℃,平均最低气温每10a升高0.25℃,最低气温的升高在平均气温升高过程中起主要作用。临沂气候从1990年代中期开始变暖,变暖的主要阶段为2000年代,冬春季节的升温是年气候升温的重要因素。高温日数和低温日数呈现减少趋势,高温日数每10a减少0.48d,低温日数每10a减少2.81d。     

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     

高原夏季西风异常年500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水的关系

利用NCEP/NCAR日平均再分析资料及中国596个测站日降水资料,采用带通滤波、小波功率谱、合成分析、相关分析等方法对青藏高原夏季西风异常年500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水和大气环流的关系进行了分析,结果表明：青藏高原夏季500 hPa纬向风季节内振荡以40～60 d周期为主;该季节内振荡在高原西风异常年份表现出异常的传播特征;且高原西风增强年份,我国30°N~40°N范围内的低频降水与高原低频纬向风几乎为同位相,30°N以南地区的低频降水与高原低频纬向风几乎为反位相,东北地区的低频降水落后于高原低频纬向风约1/4位相;高原西风减弱年份,江淮以北的我国北方大部分地区低频降水与高原低频纬向风几乎同位相,江淮地区的低频降水落后于高原低频纬向风约1/4位相。低频降水与低频环流有较好的配置关系     

近几十年三峡库区主要气象灾害变化趋势

利用三峡库区33站1961～2006年逐日降水量、平均气温、最高气温、雾、雷暴资料,分析了库区干旱、洪涝、连阴雨、高温、雾、雷暴主要气象灾害的变化趋势。统计结果表明：近46年来,三峡库区平均年干旱日数呈不明显的增加趋势,春、夏、冬季干旱日数的年际间基本没有变化趋势,但秋季干旱日数年际间有明显的增多趋势,增多速率为41 d/10 a;春、夏季雨涝日数变化趋势不明显,秋季雨涝日数有微弱的减少趋势;三峡库区年平均连阴雨过程次数有微弱的减少趋势,连阴雨日数的减少趋势较明显;近34年三峡库区年雷暴日数呈明显减少趋势,减少速度为29 d/10 a;库区平均年雾日数没有明显变化趋势,但1999年以来减少趋势明显;近46年三峡库区平均年高温日数、危害性高温日数有微弱的减少趋势,平均年极端最高气温均没有明显变化趋势。     

近几十年三峡库区主要气象灾害变化趋势

利用三峡库区33站1961～2006年逐日降水量、平均气温、最高气温、雾、雷暴资料，分析了库区干旱、洪涝、连阴雨、高温、雾、雷暴主要气象灾害的变化趋势。统计结果表明：近46年来，三峡库区平均年干旱日数呈不明显的增加趋势，春、夏、冬季干旱日数的年际间基本没有变化趋势，但秋季干旱日数年际间有明显的增多趋势，增多速率为41 d/10 a；春、夏季雨涝日数变化趋势不明显，秋季雨涝日数有微弱的减少趋势；三峡库区年平均连阴雨过程次数有微弱的减少趋势，连阴雨日数的减少趋势较明显；近34年三峡库区年雷暴日数呈明显减少趋势，减少速度为29 d/10 a；库区平均年雾日数没有明显变化趋势,但1999年以来减少趋势明显；近46年三峡库区平均年高温日数、危害性高温日数有微弱的减少趋势，平均年极端最高气温均没有明显变化趋势。     

近50多年青海玉树冻土变化特征分析

利用青海玉树县从建站至2009年的冻土观测资料,分析了玉树土壤年最大冻结深度,冻结初、终日,无冻土期变化特征。结果表明：近50多a,玉树县土壤冻结具有明显的季节变化特征,冻结主要出现在10月~翌年4月;6月中旬~9月上旬为无冻土安全期;多年平均无冻土期173 d,80%保证率下的无冻土期为147 d（不足5个月）;玉树土壤年最大冻结深度没有明显的变化趋势,仅呈阶段性变化特征。0~5 cm土壤冻结初、终日没有明显变化趋势,10~30 cm深度土壤冻结初日呈变早、终日呈推迟的趋势。而近50 a玉树冬季平均气温、平均最低气温及年极端最低气温均呈显著上升趋势。由此说明对季节性冻土区的玉树而言,气候变暖并不一定意味着其年最大冻结深度变薄、表层土壤冻结初日推迟、终日提早,土壤冻结深度的变化除与温度有关外可能还受其他要素的影响。该结论与我国部分学者对青藏高原南部冻土研究结论一致     

重庆市1959～2018年夏季高温热浪及湿度影响特征分析

基于重庆市沙坪坝(城区)和北碚(郊区)站点1959～2018年夏季(6～8月)的气象观测数据,探究重庆市城区60年高温事件的时间变化特征,分析城郊差异和暖夜日数的变化特征,并通过计算温度-湿度指数(THI)以探究湿度因子对人体不舒适度的影响.结果表明:(1)重庆市城区高温热浪20世纪60～80年代呈减少趋势,90年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加.于2006年夏季到达顶峰,热浪天数达23 d.从城郊两站的差值分析,1997年以后,城市化过程导致城郊日平均气温和日最低气温增大,表明城市在夜间的增温效应明显.相对湿度的差值增大,城市区域湿度明显降低.(2)暖夜的发生率明显大于日间高温热浪,稳定存在,最高暖夜日数发生在2013年,达33 d.在2000～2009年日间、夜间高温同时存在的天数所占比例达到了 35.73％,在2010～2018年增加到55.89％.城市化过程对重庆市城区的夜间高温产生一定影响.(3)近年来重庆地区高温高湿的日数逐渐增多.湿度对人体舒适程度存在不可忽视的影响.THI＞24的所有数据中,相对湿度大于70％的天数所占的比例达到22.51％;夜间的不舒适受湿度因子的影响很大,相对湿度大于70％以上的日数日数占比为64.12％,延续了日间高温的危害.     

基于TRMM卫星资料揭示的长江流域梅雨季节降水日变化

利用1998~2013年热带测雨卫星TRMM 3B42降水率资料以及NCEP/CFSR温度场、气压场和风场等再分析格点资料等,从气候学角度揭示了长江流域梅雨季节降水和对流的日变化特征,探讨了典型和非典型梅雨锋年降水日变化差异,分析了大气环境场要素的日变化特征及其对降水和对流日变化影响。结果表明:(1)强降水在夜间发生在长江上游,白天发生在长江中下游。降水日变化特征显著,长江上游、盆地以东的中游以及中下游的沿江以南地区降水日峰值分别出现在午夜、清晨08时以及傍晚17时。沿江以北地区降水表现出半日循环,具有08时和17时两个峰值,午后峰值明显强于清晨。(2)长江中游地区降水日位相较上游地区延迟约6 h,下游地区日位相进一步向后推移,同时下游地区降水强度和范围明显强于上游,降水日较差也更明显。(3)典型梅雨锋年和近15年梅雨季节平均的降水日变化分布特征较为一致,非典型梅雨锋年较前两者日峰值出现时间明显提前。(4)短时强降水和深对流有较好的对应关系,白天高发区位于长江下游,夜间位于上游。(5)大气温压场在梅雨锋两侧显著的日变化差异使梅雨锋强度和结构在昼夜形成了差异,并使低层风场的辐合位置产生了日变化,这些大气环境场的日变化最终导致了梅雨期对流和降水的日变化。     

长江中下游地区汛期暴雨频次的时空分布特征

利用长江中下游地区六省一市1960~2003年81个台站汛期（5~9月）逐日降水资料,统计出了不同台站近44年逐年汛期暴雨事件的发生频次,并进行了时空分布特征分析。结果表明：汛期暴雨事件最频发的区域在皖南到赣北一带,而北部的鄂北和皖北是最少发的区域;一致性异常特征是长江中下游地区汛期暴雨事件发生频次的最主要空间模态;汛期暴雨事件发生频次可分为以下5个主要的空间分型：两湖平原型、北方型、长江沿江型、南方型、沿海型;从长期变化趋势来看,两湖平原型、长江沿江型和沿海型暴雨事件发生频次表现为较明显的增加趋势,南方型基本没有长期变化趋势,但有先降后升的特点,而北方型表现为弱的减少趋势;近44年来暴雨事件发生频次各分区的周期振荡不太一致。     

省际物流业绿色全要素生产率时空差异及空间收敛性研究

将中国30个省市分为八大区域,基于2007～2017年省际物流业面板数据,构建考虑非期望产出的三阶段Super-SBM模型和Malmquist指数模型,对物流业绿色全要素生产率进行测算,并运用ESDA和空间收敛模型进行时空差异和空间收敛分析。研究结果表明:(1)剔除了管理无效率和外部环境因素的制约后,全国GTFP均值下降至0.985,南部沿海、北部沿海、西北、东部沿海区域的GTFP值上升,长江中游、东北、西南、黄河中游区域的GTFP值下降;(2)在时间差异上GTFP指数分三个时段,2007～2012年,GTFP指数大于1,2012～2014年,GTFP指数小于1,2014～2017年,GTFP指数大于1,总体呈上升-下降-上升的趋势;(3)全国各省市间物流业GTFP全局空间相关性逐渐增强,东北、北部沿海、黄河中游、长江中游、西南区域体现出了正相关拉动作用,北京、天津、山东始终是高绿色全要素生产率的核心带动地区。全国物流业发展不平衡,各地区间发展差异大,两极分化现象严重;(4)我国物流业GTFP水平呈现"M型"波动变化,最后逐渐趋于收敛态势。八大区域可分为两类,北部沿海、东部沿海、南部沿海、长江中游区域趋于收敛态势;黄河中游、东北、西南、西北区域趋于发散态势。     

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     

近60a长三角地区极端高温事件变化特征及其对城市化的响应

基于长三角地区1951~2014年56个国家级气象站点逐日气温记录资料,通过计算极端高温事件相关指标(极端最高温TXx,极端最低温TNn,高温日数Htd和低温日数Ltd),利用GIS空间分析技术和Mann-Kendall时间趋势分析方法分析了长三角地区近60 a极端高温事件的空间分异特征和时间变化趋势,并探讨了城市化发展对区域极端高温事件时空变异的影响。结果表明:(1)长三角地区极端高温事件指标均表现为一定的上升趋势,极端低温指标(TNn和Ltd)线性变化趋势比极端高温指标(TXx和Htd)更为显著,变化趋势最显著的地区集中在经济和城市化水平较高的城市及周边地区(如上海、杭州等)。(2)极端高温指标(TXx和Htd)多年平均总体表现为南高北低,西高东低的趋势,而极端低温指标中TNn多年平均为由中部向南北两侧降低,Ltd多年平均呈现自中部向南北南侧增多的趋势。(3)从1990~2000到2000~2010年,城市化对极端高温事件的影响增强,快速城市化对北部城市极端高温事件的影响高于南部城市。     

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     

长江流域国家级保护地空间分布特征及其国家公园廊道空间策略研究

长江流域国家级保护地数量庞大、保护类型多样,为了实现对长江流域自然资源的整体保护和管理的目的,从全域尺度分析其空间分布特征是梳理长江国家公园廊道构建的重要基础。通过数理统计与ArcGIS空间分析,结合中国自然地理表征和人文地理表征,对长江流域现有8类共计996处国家级保护地空间的分布特征进行了研究,结果表明：（1）长江流域国家级保护地总体呈集聚分布,并形成三江源区域、三江并流区域、川西高山高原区域、秦岭中段区域、渝西盆地区域、环洞庭湖区域、环鄱阳湖区域、黄山区域、环太湖区域9个集聚区;（2）长江流域国家级保护地主要集中在中切割高山区和中下游低山丘陵平原区,覆盖了河网密布、水资源丰富、植物种类繁多、土壤肥沃、可达性较高、人口密度适中及经济发展水平较高的东部和中部区域。基于其国家保护地空间分布特征,提出构建“长江源头—入海口”重要保护节点、“洞庭湖—鄱阳湖—巢湖—太湖”重要保护片区、“武当山—华釜山—大凉山、巫山—武陵山—药山”重要保护带的“三重要”模式与“国家公园先行区—国家级保护地聚集区—自然、社会、经济优势区—原生动植物本底”的“四层次”体系相结合的长江国家公园廊道空间策略     

长江流域极端降水的区域频率及时空特征

以长江流域130个气象站点1965~2014年的日降水量资料为基础,应用线性矩以及各种统计检验和空间分析技术对流域极端降水进行区域频率分析和时空特征描绘。研究表明：（1）应用模糊C均值分类和异质性检验,整个长江流域的年最大1、3、7和10日降水序列均可划分为7个一致性子区域。拟合优度检验表明,广义极值分布（GEV）和广义正态分布（GNO）为大部分区域极端降水序列的最佳分布;（2）使用考虑站间依赖性的Monte Carlo模拟评价极端降水增长曲线和分位数估计值的精确性,与站点绝对独立的情况相比,其均方根误差（RMSE）变大,90%的误差界也变宽;（3）每个一致性区域的区域增长曲线及其90%的误差界表明,当重现期小于100年时分位数估计值具有较高的可靠性,在四川盆地和长江中下游地区发生极端降水事件的可能性比较大,易发生高风险洪涝灾害;（4）重现期为100年的极端降水空间分布格局表明,从长江上游到下游的极端降水量逐渐增加,导致长江中下游流域更容易遭受洪涝灾害,这一结果与其区域增长曲线相一致。     

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