1960-2016年陕西省极端气温的时空变化研究

针对陕西省近年来极端气温事件发生频率增加这一现象,选用1960-2016年陕西省34个气象站年逐日气温资料,运用线性倾向法、M-K突变检验法、小波分析法研究陕西省极端气温事件的时空变化规律。结果表明:时间上对极端气温指数的全省均值和分区均值的突变分析可知,极端气温冷指数频率减少且数值呈现下降趋势,极端气温暖指数频率增加且数值呈现上升趋势;其中关中地区的指数突变的权重对于陕西省整体的贡献最大。陕西省各季度平均气温均以11 a、16 a、29 a为周期,29 a为主周期(冬季以9 a为主周期除外),极端气温暖指数中热夜日数、暖昼日数和暖夜日数均存在5 a或6 a的主周期,极端气温冷指数中冰冻日数、冷昼日数和冷夜日数均存在27 a的主周期,且在陕北、关中、陕南三个分区,极端气温冷暖频率的变化周期一致;空间上陕西省1960-2016年气温异常的空间型表现主要为总体一致性,极端气温暖指数普遍呈上升趋势且主要集中于关中与陕南地区;极端气温冷指数变化普遍呈下降趋势且主要集中于关中与陕北地区;陕西省各分区极端气温指数变化对全球气候变暖有较好的响应。     

黄河下游冬季极端低温变化特征及对凌情的影响研究

为研究黄河下游冬季极端低温变化规律及其对凌情的影响情况,利用黄河下游3个气象站1951—2017年逐日最高、最低气温序列资料,计算出霜冻日数、结冰日数、冷昼日数、冷夜日数、寒潮持续日数、月最低气温极大值和极小值等7个极端低温指数的年际序列,应用线性倾向估计法、累积距平、Mann-Kendall检验、小波分析和相关性分析等方法分析近67年来各极端低温指数的变化规律及其与凌情特征值间的相关性。结果表明:霜冻日数(FD0)、结冰日数(ID0)、冷昼日数(TX10p)、冷夜日数(TN10p)、寒潮持续日数(CSDI)分别以2.5 d/10 a、1.4 d/10 a、1.4 d/10 a、2.2 d/10 a、1.1 d/10 a的速率显著下降(P0.01);月最低气温极大值(TNx)和月最低气温极小值(TNn)分别以0.44℃/10 a、0.62℃/10 a的速率显著上升(P0.01);极端低温指数的突变年份集中在20世纪80年代,在近67 a时间尺度上极端低温各项指数的显著周期集中于9～14 a。结冰日数、冷夜日数及月最低气温极小值与凌情特征值之间为强相关性,可以作为识别黄河下游凌情严重程度的敏感因子。研究结果可为黄河下游地区应对气候变化和滩区防凌保安提供参考。     

1960—2010年河南省极端气候事件变化趋势

根据1960—2010年河南省18个气象观测站的逐日平均气温、最低气温、最高气温及降水资料,采用国际气候诊断与指数小组所定义的极端气候指标,通过Mann Kendall检测、线性趋势法等方法对河南省极端气候的变化趋势进行了分析。结果表明:1河南省冷夜、冷日均呈减小趋势,暖夜、暖日均呈增大趋势,年湿期降水总量、重湿日数和简单降水强度指数均呈增大趋势;220世纪80年代后极端降水事件呈明显增加趋势;3大多数站点在20世纪80年代后年最高气温和年最低气温均显著升高。     

1960年-2012年长三角地区极端气温时空变化特征

利用1960年-2012年长三角地区34个气象站逐日气温资料,采用趋势分析、小波分析、Mann-Kendall检验、样条插值等方法,分析了长三角地区的极端气温时空变化特征。结果表明:近53年,冷指数均呈显著上升趋势,且均通过了0.01的信度检验,气候倾向率分别达-2.8d/(10a)、-4.1d/(10a)和0.45℃/(10a),暖指数虽也有上升趋势但趋势较为不显著,仅有暖昼指数与极端最高气温通过了0.05的信度检验。空间分布上,高温日数和极端最高气温呈北低南高、东低西高、沿海低内陆高的分布规律,低温日数和极端最低气温与之相反。变化趋势上,极端气温指数基本均表现为上升趋势,其中极端低温和极端高温上升趋势最明显的地区为上海、南京、杭州等大城市及其周边区域。     

近55年来山东省极端气温事件时空分布特征

【目的】为了解山东省极端气温事件趋势变化和时空格局，【方法】基于1965—2019年93个气象站点逐日最高气温和最低气温，采用sen′s趋势、去趋势波动分析、皮尔逊相关性检验等方法及Arcgis软件分析了山东省极端气温事件的时空变化特征及影响因素。【结果】结果表明，与基准期(1965—1989年)相比，当前气候状况下(1990—2019年),山东省极端气温指数的暖指数、极值指数以及作物生长期指数大多呈现明显的增加趋势，冷极端气温指数和日气温较差则呈现减少趋势。【结论】除夏季日数外，其他极端气温指数未来变化趋势与过去相一致。当前气候状况下极端气温指数空间差异较为明显，青岛、烟台和威海等东部沿海城市以及临沂极端暖事件(冷事件)增加(减少)速率较其他地区更快。部分极端气温指数与经度和海拔呈现显著的相关性，与纬度相关性较低。山东省极端气温指数的时空变化与AMO、AO和EA/WR密切相关。欧亚大陆上空反气旋的增强加速了山东省升温。     

1960—2020年南水北调区域极端气象要素变化分析

南水北调工程会引起所涉区域极端气候发生变化,同时极端气候事件对调水工程运行也存在影响。研究以1960—2020年气象观测数据为基础构建极端气象要素指标体系,采用变化范围法(RVA)与集对分析法(SPA)对南水北调影响区极端气象要素的改变程度进行量化计算,揭示了经济发展、气候变化与南水北调工程影响下区域极端气象要素的演变规律。结果表明：在经济发展与气候变化影响下,1960—2020年南水北调影响区极端气象要素指标综合改变度总体为上升趋势,并出现了明显的区域差异性,中线地区极端气候改变度显著大于东线,而两线水源区变化程度低于输水区和受水区;调水前后对比分析表明,工程调水对中线的影响大于东线,且受水区极端气象要素变化程度更为明显;对极端气象要素分析发现,极端蒸发受气候变化与经济发展影响显著,极端气温受调水工程影响变化较大,极端降水受外界扰动变化不明显。     

东北地区近52年极端降水变化分析

文章采用中国气象局1960-2011年间东北地区71个气象站观测的实测日降水量,分析了ETCCDI 12个极端降水指数的时空分布。研究结果表明:连续干旱天数CDD表现出减少的趋势,在0. 05水平上显著下降,而其他降水指数均没有表现出显著下降趋势。极端降水事件的增加和减少在空间上表现出很大的差异。极端降水指数存在周期为7a、14a和17a的显著周期性变化。1960—2011年,极端降水对总降水的贡献在减少,除连续干旱日数CDD外,年总降水量和极端降水量之间存在显著的相关性。     

1961-2020年沂蒙山区极端降水时空变化特征

基于1961-2020年20个国家级气象站日降水数据,通过选取9个极端降水指数,利用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法和累积距平法、Morlet小波变换法、泰森多边形法及克里金空间插值等方法,分析了研究区极端降水的时空变化特征。结果表明：研究区1 d最大降水量、5 d最大降水量和降水强度呈上升趋势,大雨日数、年降水量、强降水量、极强降水量、连续干旱日数及连续湿润日数呈不显著下降趋势;年降水量与大雨日数的突变情况类似,1980年后下降趋势明显,降水强度在1998年发生突变,突变之后变为增强趋势;各极端降水指数基本存在20 a左右的第一主周期;空间分布上,除连续干旱日数与降水强度外,其他7个指数空间分布相似,基本呈现从东南向西北减少的分布格局,连续干旱日数整体呈现从东到西递减的趋势,降水强度整体呈现南高北低的趋势;1980-2000年为降水异常年份多发时段,1964、2003和2020年为降水量典型异常偏高年份。研究结果可为沂蒙山区水资源规划、防灾减灾等提供理论和数据支撑。     

近50年辽宁省极端气候事件的趋势变化及空间特征

为明确辽宁省近50年极端气候事件的趋势变化特征以及时空分布情况,本文以辽宁省1964—2015年逐日平均气温、最低气温、最高气温以及降水数据为基础,选取省域范围内的23个气象站点,依据世界气象组织(WMO)确定的"气候变化检测和指标",选取适用于研究区的8个极端气温指数和4个降水指数,采用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法及反距离加权插值法,分析近50年来辽宁省极端气温和降水事件的时空演变特征。结果表明:时间尺度上,表征极端高温事件的极端最高温、夏日日数、暖昼、暖夜日数逐渐增多且在未来一段时间具有持续上升趋势;极端低温事件指数如霜冻日数、冷昼数、冷夜数均表现为下降趋势变化;极端降水指数除普通日降水强度较为平稳外均呈上升趋势,辽宁省极端降水事件增加。空间尺度上,极端最高温、最低温、霜冻日数、夏日日数呈由北向南递减的规律,冷夜、冷昼、暖夜、暖昼数呈不规律分布。与降水量相关的极端降水指数呈南高北低,东高西低的格局。     

黄河源区近50a极端气候变化趋势分析

基于黄河源区及周边15个气象站1961—2012年的气象数据,运用极端气候指数法、距平分析法和Mann-Kendall趋势检验法分析了黄河源区52 a来降水和气温的时空变化趋势,剖析了极端气候指数的变化特点。结果表明:黄河源区各气象站年平均气温、极端高温和极端低温均呈一致性显著上升趋势;年降水量呈西部增大、东部减小的趋势;年最大5 d连续降水量和年无降水日数主要表现为西部减小、东部增大,且最大前十位的无降水日数在1990—2012年频繁出现,这说明近23 a来黄河源区西部湿润化趋势明显,而东部极端暴雨事件日趋严重,干旱化呈加剧趋势。     

全球变暖背景下珠江流域年日最高气温时空变化特征及影响分析

全球变暖和剧烈的人类活动引起全球气候非平稳性,极端高温等气候事件日益频繁,已严重威胁到人类健康和社会经济发展。分别利用1960—2012年珠江流域43个气象站的年日最高气温和74种逐月大气环流指数分析流域内极端高温时空变化特征并定量探讨其影响因素。结果表明:①珠江流域年日最高气温总体呈显著上升趋势,2002年前后发生显著突变,变化周期为4.8 a,且存在2.0～5.8 a的振荡周期;②流域极端高温呈现出从西部向东部递增的特点,其中东部地区呈明显上升趋势;③对珠江流域极端高温具有重要驱动作用的4个指数分别为太平洋区极涡强度指数、西太平洋副高强度指数、亚洲区极涡强度指数以及北半球极涡面积指数,而北半球副高北界位置指数和亚洲纬向环流指数的相对贡献率最小。     

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60年宝鸡市主城区极端天气变化特征分析

全球气候变暖背景下研究极端天气发生规律对了解地区气候变化特征与提高区域防灾减灾能力具有重要的现实意义。以宝鸡市主城区1953-2013年逐日气温和降水资料为基础,运用线性倾向估计法、距平分析、异常度分析和Morlet小波分析等统计学方法研究其变化特征,并探讨了区域气候变化与极端天气事件的相关关系。结果表明:近60年宝鸡市主城区极端气温指标中极端最高气温、夏季日数和热夜日数均呈现出上升的趋势,极端最低气温、冰冻日数、霜冻日数表征为下降的趋势;近60年宝鸡市主城区年降水量与年极端最高降水量总体上呈减少的趋势;热夜日数存在11~14 a和26~28 a 2个时间尺度的周期变化,与太阳活动周期关系密切;霜冻日数存在阶段性变化周期。区域气候变暖、气候变率与极端天气事件的发生频率具有较高的相关性,但并不存在必然的联系。总体来看,近60年宝鸡市主城区气候向暖干化趋势发展,但也不能忽视极端强降水事件、低温霜冻等灾害的发生,相关部门应提高警惕以最大程度降低灾损。     

近53年长三角地区极端降水时空变化分析

近年来,全球气候变暖趋势越来越明显,极端降水加剧了长江流域的旱涝灾害风险。利用长三角地区34个气象站1960—2012年逐日降水资料,以百分位定义极端降水事件阈值,采用趋势分析、Mann-Kendall检验、GIS空间分析等方法,在资料均一性检验和资料质量控制后,对长三角地区近53 a的极端降水的时空演变特征进行了详细分析,结果表明①长三角极端降水阈值分布在30.7~46.7之间且都在大雨范围内,部分站点接近暴雨级别,分布呈现带状分布,苏北、浙西南和浙东南沿海部分站点极端降水阈值较大,而苏南、浙北以及上海一带较小;②极端降水频次和强度存在明显的年代际差异,表现为前期明显下降而后期缓慢上升的趋势,长三角降水变得更为异常,极端降水突变主要发生在1987年;③浙江西南部和东南沿海岛屿的极端降水频次和总量均较高, R_95T大值区主要分布在苏北以及浙江东南沿海;④极端降水频次的四季变化体现了一年中雨带的南北移动,同时也体现了沿海与内陆的降水差异;苏北赣榆站、浙江东部沿海及岛屿站点的降水变得较为极端,未来易发生暴雨和洪涝,而射阳及周围地区发生干旱的几率增大。     

近50a黄河三角洲极端降水事件特征研究

利用黄河三角洲地区5个气象站1961—2007年逐日实测降水资料,采用适合当地实际状况的通用极端气候指数,分析近50 a来黄河三角洲地区极端降水事件变化特征。结果表明:黄河三角洲地区的逐年最大日降水量、强降水日数、强降水强度、暴雨日数和暴雨强度等5个指数均呈现逐步下降趋势;从年代际特征来看,20世纪60年代至今大约经历了3个"先下降后上升"的变化过程;极端降水量与年降水总量存在较好的相关性,相关系数在0.75以上;最大日降水量、强降水日数和暴雨强度3个指数在70年代末和80年代初发生突变,其特征与华北中部地区基本保持一致。     

大理地区极端气候事件长期变化特征研究

利用大理气象站的1960—2014年逐日降水和气温资料,计算出12个极端气候指数,采用线性趋势分析,M-K方法、Pettitt法相结合和谐波分析等方法对极端气候指数的趋势、周期和突变进行分析,得出如下结论:(1)整体来看,大理地区的极端降水指数中,最大1 d降水量、大雨日数、连续湿日、强降水量以及年降水量分别以1.278、0.211、0.1、6.987、15.25 mm/10a的趋势在减少,降水强度以0.03 mm·d-1·(10 a)-1的趋势增加;极端温度指数中,年平均温度以0.15℃/10a的趋势在增加,暖昼、暖夜、热持续天数的增加速率分别为43%、39%、2.56 d/10a,冷昼、冷夜、冷持续日数分别以5%、43%、0.8 d/10a的趋势在减少;(2)极端降水指数中存在4、6、20、27 a不同的主周期变化;极端温度指数中,冷夜、暖夜、暖昼、冷持续指数的主周期为27a,与年平均气温的周期变化一致;(3)热持续日数和暖昼的大幅变化对大理地区的增温现象产生一定影响;(4)年降水量在2011年发生突变,其它极端降水指数均未检测到显著性突变,年平均气温在2006年发生显著性突变,冷夜、暖夜、暖昼指数在90年代前后发生突变,并且均通过了0.01的显著性检验。     

1959—2019年辽河流域极端气温事件变化特征分析

随着全球变暖的加速,极端气候事件频繁发生,迫切需要对不同气候和地理区域进行评估,以了解极端气候事件对全球变暖反应的不确定性。选取1959—2019年辽河流域36个气象站逐日气温数值,采用线性趋势法、小波分析等方法及Arcgis软件,分析辽河流域极端气温变化特征,探究大规模大气环流模式如何影响该地区极端气温事件。结果表明：(1)极端气温暖指数、极值和生长季长度(GSL)指数在研究区内均显著上升(P<0.05),而极端冷指数与气温日较差(DTR)指数显著下降(P<0.05)。气温指数变化主周期大致介于2～4.5 a,大多已通过显著性检验。(2)从空间上看,极端暖(冷)在流域内呈上升(下降)趋势,分别在流域西北部和东南部变化趋势较为明显,极值指数空间差异较大。(3)年均气温与极端冷指数和DTR表现出显著负相关,与其余指数呈现显著正相关。极端气温指数与大气环流模式存在相关性,9个季节性气温指数中冷昼日数(TX10p)与北极涛动(AO)在春、秋和冬季的相关性最高,在夏季,暖夜日数(TN90p)与AO最为相关。     

河南省近50年气候变化分析

选取河南省气象站1961-2010年共50年的平均气温、极端最高气温、极端最低气温、平均最高气温、平均最低气温、无霜期、降水量、蒸发量等9种观测资料,对河南省和8个分区的气候变化的情况进行了分析。由分析可以看出,河南省年平均气温总体呈明显上升趋势,极端最高气温总体呈下降趋势,极端最低气温总体呈上升趋势,无霜期总体呈延长趋势,年降水量总体略呈上升趋势,年蒸发量总体呈明显下降趋势。8个分区和河南省变换趋势接近,但也略有不同。     

1960—2013年昭通市极端降雨时空演变规律研究

气候变化引起的极端降雨量级和频次变化已经引起了广泛的关注,极端降雨演变规律的研究对于区域防洪减灾和水资源管理具有重要意义。基于昭通市及其周边的16个气象站点1960—2013年共54 a的降雨数据,选取世界气象组织推荐的6个极端降雨指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendll法和滑动T检验等方法分析了昭通市的极端降雨时间演变规律,并基于ArcGIS10.2采用反距离插值法(IDW)分析了昭通市极端降雨指数的空间分布格局。结果表明:在趋势演变方面,昭通市的总降雨量PRCPTOT有下降趋势;而反映极端降雨量级的3项指数SDII,RX5day,R95p均呈上升趋势,其中RX5day上升趋势显著;而R10mm和CWD这2项反映极端降雨频率的指数均呈下降趋势,其中R10mm下降趋势显著。在空间分布方面,昭通市6项极端降雨指数具有较高的空间异质性,东北部降雨量级和频率较高,中部趋缓,而西南部总体上相对较低。相关分析的结果表明昭通地区极端降雨指数与高程呈现负相关关系,极端降雨主要发生在低海拔地区。研究成果有助于加深对该区域极端降雨发生规律的认识,为区域防洪减灾和水资源管理提供参考。     

嘉陵江流域极端连续性降水时空变化及其驱动因素研究

针对嘉陵江流域极端连续性降水气候驱动因素复杂且主控因素尚不明确的问题,利用1960—2019年逐日降水资料,采用Sen’s斜率、Mann-Kendall检验和随机森林等方法,分析流域连续干旱日数(CDD)和连续湿润日数(CWD)的时空变化特征,探究其气候驱动因素。结果表明：流域CDD和CWD多年趋势分别为-3.8～4.8 d/10a和-0.42～0 d/10a,分别有2个(3.3%)和10个(15.9%)气象站点的趋势达0.05显著性。局地气候驱动因子方面,CWD与年降水量存在较强正相关,共34个(54%)站相关系数达到0.05显著性;气候环流驱动因子方面,单、多因子分析均表明Nino3.4和SOI(southern oscillation index)是流域极端连续性降水的主控气候因子,CDD和CWD各有28个(44.4%)和15个(23.8%)气象站点的相关系数达0.05显著性,而SASMI(south Asian summer monsoon index)和PDO(Pacific decadal oscillation)分别为流域CDD和CWD的次要气候驱动因子。