东营市气温和降水历史特征分析及预测

采用东营市1956—2019年64年的历史实测气温和降水数据资料,利用距平法、滑动平均法、线性回归法、M-K趋势及突变检验等方法对其气温和降水的历史特征及变化进行了分析.参考CMIP5全球气候耦合模式模拟地表温度数据,对东营市未来2020—2100年的气温和降水进行了预测.结果表明东营市在过去64年内存在气温显著升高,...     

基于模式集成的松花江流域气候模拟预估

以松花江流域为研究对象,采用CMIP5已发布的9个气候模式,模拟1951年～2000年历史降水和气温的月数据,对比实测资料运用3项数理统计指标评估模式的模拟性能;各模式降尺度后应用到4种集成方法。模拟结果表明,Can ESM2和MPI-ESM-MR模式模拟效果较好,多元回归集成表现最佳。利用优选的2个模式方法预估流域下游佳木斯站在RCP4. 5气候情景下未来逐月的降水和气温,并以预估的降水气温为因子构建线性回归模型计算流域未来径流的月变化过程。预估径流结果可为水资源管理及洪旱防治提供数据参考。     

多模式下泾河上游流域未来降水变化预估

利用站点实测资料、GCMs 月数据对 GCMs 进行秩评分评估排序, 从 21 种 GCMs 模式优选出的 6 种 GCM模式的日数据、6 种 GCM 集成的气候模式、站点实测资料和 NCEP 再分析资料构建统计降尺度模型 SDSM, 预估泾河上游流域的未来降水变化。结果表明: 构建的降尺度模型对降水模拟较为可靠, 率定期各模式决定系数 R2 为 0.228~ 0.324, 标准误差为 0.354~ 0.450, 率定期和验证期模拟月均降水与实测值年内分布相近。在降尺度性能评价中集成模式表现最好。在 RCP 4.5 情景下, 泾河上游流域未来降水大多数模式和集成模式呈增加趋势, 到 2030 年泾河上游流域降水量将增加 4.8% , 且当地的春季雨量会增加, 夏季雨量会减少。     

中亚瓦赫什河上游源区气候水文要素演变特征

为研究全球变化背景下中亚河流源区气候水文变化,基于中亚跨境河流瓦赫什河上游源区1955—2017年气象水文数据,分析了流域内气候水文要素演变特征及流量变化主要控制因子。结果表明:瓦赫什河上游源区近1955—2017年气候呈现暖湿化趋势;瓦赫什河上游源区气温在1994年发生突变现象,降水在2007年与2012年发生突变现象,流量则在2003年发生突变现象;小波分析显示瓦赫什河上游流域气温、降水、流量的第一主周期分别为28 a、20 a、28 a,周期性振荡明显;瓦赫什河上游源区在气候水文要素关联上,气温与流量变化相较于降水紧密,但受全球升温停滞影响,温度对于流量作用并没有持续增强。     

CMIP5模式对淮河流域气候要素的模拟评估及未来情景预估

为明确变化环境下淮河中上游流域未来气候要素的变化趋势和特征,基于地面实测降水、气温资料,检验CMIP5中6个全球气候模式对流域降水和气温的模拟能力并选择较优的3种模式用于分析未来RCP4.5和RCP8.5排放情景下流域气候要素的变化趋势。结果表明:①历史时段拟合效果相对较优的为CNRM-CM5、HadGEM2-ES和MIROC5,气温的模拟能力优于降水;②3个模式2种排放情景未来年、春、冬季降水均大于基准期,夏、秋季降水除MIROC5大于基准期,其他2个模式均小于基准期;③RCP8.5下CNRM-CM5年、春、夏、HadGEM2-ES年、春、夏、冬、MIROC5年、秋、冬季降水增加趋势显著,RCP4.5下HadGEM2-ES年、春季、MIROC5秋季降水增加趋势显著;其他不显著甚至个别出现减少趋势;④年和季节平均气温除极个别模式和排放情景略低外,其他均高于基准期;年和四季平均气温全部呈现升温趋势。研究表明,流域降水有所增加和减少,气温升温迅速,流域未来气候演变中洪旱灾害风险较大,需要加强水资源管理和洪旱灾害防御能力。     

新疆车尔臣河流域近63年气温、降水与湿润指数变化研究

开展气候变化研究对于流域水资源规划利用和生态环境保护具有重要意义。文章采用M-K检验、R/S法、小波分析及线性回归等方法,分析了新疆车尔臣河流域1952—2014年气温、降水及湿润指数的变化特征。结果表明:近63 a来,研究区上下游气温、降水及湿润指数均呈显著增加趋势,气候向暖湿化发展趋势明显;上下游气候突变年份分别为1987、1990,1964、1980,1964与1980年;上述变量的Hurst指数均大于0.5,表明未来一段时间内仍将持续增加;上下游各气候因素分别存在15~22 a与8~21 a不等的主周期。     

粤港澳大湾区极端气候时空演变及其驱动因子研究

近年来，极端气候事件频发，成为学术和社会各界关注的焦点问题。研究粤港澳大湾区极端天气的时空分布特征和变化规律，对及时、准确地做出防灾减灾预报、预警具有重要意义。以1961—2016年降水、气温数据为基础，通过启发式分割法、Mann-Kendall趋势检测和交叉小波法对粤港澳大湾区极端气候时空演变特征及其与驱动因子之间的相互关系进行分析。结果表明：极端降水和气温变化与太阳黑子和大尺度环流因子(多元ENSO指数(MEI)、太平洋年代际振荡(PDO)存在潜在联系，但它们对极端气候的影响作用存在差异。气候变化对城市建设和发展将持续产生重大影响。在对粤港澳大湾区气候变化的研究中，需关注珠江流域和典型区域气候变化的影响评估，加强流域极端天气发生机理、风险评估与对策研究，减轻极端气候事件带来的危害。     

GCMs降尺度及其在讨赖河上游径流预报中的应用

在气候变化和人类活动影响下,内陆河流域出山径流变异程度提升,研究径流预测及其对气候变化响应具有理论和实践的双重意义。以讨赖河流域上游为研究区,采用Delta降尺度及权重集成方法对14种GCMs在3种RCP情景下的气温和降水进行优化,预测分析了该区未来径流变化和水资源供需平衡。结果表明:由气候-生态联合驱动的径流预测模式在讨赖河流域适用性良好,气温对出山径流总体呈负减效应,降水和NDVI表现为正增效应。未来气温和降水呈增加趋势,增温主要发生在河谷地带,降水增加在分水岭周边更为显著。流域出山径流总体增加,不同子区径流变幅从小到大依次为OL06＜OL04＜OL05＜OL01＜OL03＜OL02。尽管未来出山径流有所增加,但从水资源满足度来看,平、枯水年讨赖河流域仍存在水资源短缺问题。     

基于ASD统计降尺度模型的开都河流域未来气候预估

以开都河流域及周边4个气象站点1961—2000年的日降水、日最高气温和日最低气温及NCEP再分析数据为基础,采用ASD(Automated Statistical Downscaling)统计降尺度模型,对Had CM3模式下A2、B2和A1B 3种气候情景进行降尺度,获得流域未来气候情景。研究结果表明:(1)ASD模型选定的预报因子能较好地解释最高温和最低温,但对降水的模拟效果相对较差。验证期,对降水和气温各5个指标的RMSE分析显示RMSE值均较小,ASD模型在研究区具有一定的适用性;(2)未来3种情景下,相较基准期,降水年变化呈先下降后上升趋势,最高和最低温年变化则持续保持上升趋势,未来山区气温变化较大,平原区降水变化大;降水年内变化存在季节分配不均状况,5月增加最多,7月减少最多。最高和最低温变化则以夏季增温最多、冬季次之,秋季降温最多、春季次之为特点。相比较,A2(高排)情景下降水、气温变化比B2(低排)A1B(中排)情景下更为明显。     

龙川江流域主要气象要素及径流变化趋势分析

采用Mann-Kendall非参数检验法对金沙江一级支流龙川江流域1970年-2009年逐月气温、降水及1961年-2008年径流资料进行趋势检验,并运用R/S方法分析流域的年平均气温、降水、径流时间序列的持续性,估算各项指标的Hurst指数,以定量估计未来气候及径流的变化趋势。结果表明:(1)过去几十年来,流域内降水呈上升趋势但不显著,未来降水将持续增加且元谋站降水的增长趋势持续性较强;(2)几十年来,流域气温呈显著上升趋势,未来气温将会持续过去的上升趋势;(3)几十年来,流域径流呈减少趋势,但不显著,未来继续呈下降趋势,但持续性不强。     

近57年兰州市气温降水变化特征及突变分析

利用兰州市的气温和降水资料,运用气候趋势系数、一元回归分析法和5年趋势滑动法进行了气候变化的趋势分析。结果表明:兰州市气温和降水的变化趋势基本与西北地区气候变化趋势一致;四季气温均呈上升趋势,冬季增温幅度最大;春夏季降水量呈增加趋势,秋冬季略有下降,春季降水量增加趋势最明显。采用气候要素累计距平曲线和检验信噪比进行了气候突变分析,表明气温突变比降水突变明显。     

区域气候模式在南水北调西线水源区的应用

为了检验高分辨率区域气候模式RegCM3对南水北调西线工程水源区气候的模拟能力,对1998年和2001年夏季气候进行了模拟试验,并针对模拟的温度场和降水场作具体分析.分别利用NCEP的温度数据和南水北调西线水源区内78个气象站点的逐日降水资料对温度场和降水场进行了检验分析.温度场的模拟结果表明,模式能较好地反映研究区域的温度场分布特征,但在数值上出现"冷偏差",整体偏低4～7℃;模式很好地再现了西线水源区的夏季降水特征:两大降水高值区分别位于研究区域的西南部和东南部,西南部雨带呈东西分布,东南部雨带呈南北分布.模式对东部地区的降水模拟较接近实测值,但对西北部青藏高原周边地区的模拟效果较差.     

基于统计降尺度的东江流域未来气候预估

为提高东江流域未来气候预估结果的可靠性，采用多种方法对CanESM2全球气候模式输出的气温和降水进行了统计降尺度处理。研究发现：SDSM模型和Delta方法分别对东江流域的气温和降水有着较好的降尺度模拟效果。气温上，相较于基准期(1961—2005年),至21世纪末期(2081—2100年),东江流域的日最低气温将升高2.26℃(RCP4.5)和3.65℃(RCP8.5),日平均气温将升高2.70℃(RCP4.5)和4.69℃(RCP8.5),日最高气温将升高2.79℃(RCP4.5)和4.95℃(RCP8.5),其中以夏季和冬季的增幅最为明显；降水上，未来东江流域的年降水量将保持着增加趋势，增速分别为16.4 mm/10a(RCP2.6)、8.7 mm/10a(RCP4.5)和25.4 mm/10a(RCP8.5),且以夏、秋两季增加最为显著。整体来看，未来东江流域在汛期出现极端高温和暴雨洪灾的风险将有所提高。     

基于SDSM的赣江流域未来降水与气温的时空变化分析

利用赣江流域6个气象站数据(1961年～2005年)和NCEP再分析资料,建立了气候要素的SDSM降尺度模型,并将模型应用于Can ESM2模式的RCP4. 5情景,得到了流域未来气温与降水的变化趋势。即SDSM降尺度模型对赣江流域气温的模拟效果较好,降水略差;赣江流域未来降水均呈增加的趋势,降水空间分布基本呈南低北高趋势;未来气温均呈增加的趋势,各时期最高气温稍大于基准期;各时期最低气温稍大于基准期;赣江流域未来不同季节的平均气温均大于基准期;赣江流域未来气温空间分布呈现南高北低,西高东低的趋势。     

TIGGE多模式降水预报产品检验与集成研究

数值预报产品的检验与集成是使用和发展数值预报的重要环节。以TIGGE数据中心的NCEP、ECMWF、JMA和KMA等4种模式控制预报产品为基础资料,选取福建池潭水库流域为研究对象,从降水分级预报、降水量级和过程预报等方面对数值预报产品进行了综合评估,同时采用回归集成、TS集成和Nash系数集成等3种方法对多模式产品开展了降水集成预报,在此基础上,探讨了不同集成方法对最终降水预报效果的影响。结果表明,4种产品对无雨和小雨的预报效果均较好,在不同量级降水预报中,JMA模式更适合于25 mm以下量级的降水预报,而ECMWF对25 mm以上量级的降水预报效果较好。对于日降水量预报,NCEP模式的预报效果较差,而ECMWF模式的预报相对更准确。对于降水过程预报,KMA的预测性能则明显差于其他3个模型。集成预报对降低预报误差并提高降水过程预报有较好的效果,其中针对不同量级分类加权的TS集成方法预报效果最优,且提升了高量级降水预测效果。     

近55a乌鲁木齐河源1号冰川响应气候变化研究

气候变暖对干旱区资源与生态环境影响显著。冰川作为干旱区重要的水资源形式,针对其对气候变化的响应开展研究具有重要价值。通过分析1959～2016年乌鲁木齐河源区气温、降水以及河源1号冰川相关参数的变化特征,研究了冰川对气候变暖的响应规律。结果表明:①1959～2016年间,乌鲁木齐河源区的气温和降水整体呈波动上升趋势;②物质平衡以物质亏损为主;③零平衡线高度较1993年以前显著升高;④冰川末端持续退缩,西支退缩快于东支。     

MM5在黄河流域降水和气温预报中的应用

基于NCEP再分析资料,利用中尺度数值预报模式MM5开展了黄河流域降水和气温预报工作,对其在2011年渭河流域典型降水过程及2011年宁蒙河段和黄河下游的气温预报效果进行分析检验。结果表明:MM5对渭河流域雨区分布、强度及强降水中心位置和量级的预报与实况比较吻合,模式能够正确反映渭河流域汛期降水的空间分布特征;对于气温预报,随着预报时效的延长,误差增大,但平均误差范围均在允许的误差范围内,尤其是对内蒙古河段凌情预报的关键站点-包头站,预报效果最佳。     

横断山区极端气候变化的时空格局

针对全球气候变化下不同区域极端气候事件显著增加问题,为了揭示横断山区极端气候变化的时空演变规律,基于横断山区129个气象站点1970—2019年的逐日降水和气温数据,分析了横断山区27个极端气候指数的时空变化特征,利用广义极值分布揭示了部分极端指数的频率特征,并对比分析与其他地区极端气候指数变化的规律。研究表明:(1)近50年来横断山区大部分区域的各极端降水指数变化趋势不明显,北部极端降水事件的发生频次和强度低于南部。横断山区南部和西部边缘地区发生极端降水事件的频次和强度较大。(2)横断山区内90%以上站点的极端气温暖指数显著上升,极端气温冷指数显著下降。南北气温差异显著,以青藏高原为界,北部气温日较差大,平均在13.83℃,几乎无热夜日数,南部气温日较差小,平均为11.38℃,南部平均的冰冻日数在1 d左右。极端高温较普遍的发生在南部和东部的干旱河谷中,且发生强度有增加的趋势。(3)随着重现期的增加,持续干燥期(CDD)大于110 d的区域逐渐由西部扩大到金沙江下游流域;在不同重现期下,持续降雨期(CWD)和年降水总量(PRCPTOT)的高值区集中在西部和南部的边缘;北部的日最大降水量(RX1day)在不同重现期下变化不显著,在60 mm以下;最低气温极小值(TNn)和最高气温极大值(TXx)在空间分布上北低南高,40℃以上的高温普遍发生在南部的干旱河谷。     

近50年汾河流域气候变化特征分析

根据汾河流域8个气象站的季节和年降水、气温气象资料，通过线性趋势估计方法分析了汾河流域降水和气温的长期变化趋势，并利用距平累积曲线和滑动T检验方法讨论了气候年代际变化。结果表明：在过去的50年里，汾河流域降水有干旱化趋势，夏季降水变化最明显，但没有突变发生；气温有明显的上升趋势，暖冬现象比较明显，夏季和年的气温跃变发生在1993年，冬季气温跃变发生在1985年。因此，气温的上升和降水的减少加剧了汾河流域的干旱化。     

气候变化对汉江上游蒸发量的影响

根据汉江上游1961～2000年的月降水和月气温的实测资料,利用GCMs模型输出的气候背景为输入条件,采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs模型的输出结果两类方法确定气候变化的数据源,分析了未来降水和气温变化对蒸发量的影响。分析结果表明：未来气候变化情况下蒸发量年内分配与多年平均年内分配一致,没有明显的变化。降水量变化对蒸发量的影响枯水期大于汛期,降水减少对蒸发量的影响大于降水增加的影响。气温变化对蒸发量的影响枯水期大于汛期,气温减少对蒸发量的影响大于温度增加的影响。降水对蒸发量的影响大于气温。