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。     

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。     

1960—2017年中国极端气候要素时空变化分析

研究全球变暖背景下极端气候要素的变化对流域和区域防洪抗旱具有重要意义。利用1960—2017年全国554个气象站点的逐日降雨和气温数据,选用线性拟合、R/S分析等方法分析了中国近58 a极端气候要素的趋势性、空间性、持续性和平均循环长度。结果表明:气温极值呈上升趋势,极端高温(低温)事件的频率和持续性不断增大(减小),中国呈变暖趋势;空间上,极端气温指数在高原山地区具有较大的变幅。极端降雨的量级指数和强度指数呈增大趋势,持续性指数呈减小趋势;极端降雨量级指数和强度指数变幅的高值区在热带季风区(增大趋势),持续干旱指数和持续湿润指数变幅的高值区分别为温带大陆区(减小趋势)、温带季风区(减小趋势)。R/S分析表明未来极端气温事件将继续增多,区域一致性显著;不同地区极端降雨指数未来增大或减小的趋势不一致,极端气温指数的平均循环长度整体大于极端降雨指数的。     

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。     

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。     

王家坝以上流域降水量与年最大洪峰流量响应关系研究

一、引言淮河流域地处我国南北气候过渡带,是我国旱涝频繁发生的地区,也是气候变化响应明显的地区。高超等研究表明20世纪60~80年代淮河流域年平均气温呈下降趋势,进入90年代开始显著上升。在此背景下,国内一些学者开展了相关的研究,杨赤等研究表明影响淮河上游水文极值的大气环流因子主要有西太平洋副热带高压、北半球极涡和亚洲经向环流;邓鹏等对淮河流域近50年年降水量变化研究表明年降水量呈增加趋势,存在2~3年主周期震荡和7年左右的次周期,具有南部多于北部、山区多于平原、近海多于内陆的特点;董全等研究表明流域月降水量和月平均流量存在很好的对应关系,但是比较极端的流量和降水事件线性关系不成立。     

近60a河龙区间极端气温变化及其与主要大气海洋环流模式的关系

为了为了解河龙区间极端气温事件趋势变化和时空格局,基于河龙区间1960—2019年12个气象站点的14个极端气温指数,分析了河龙区间近60 a极端气温的时空变化特征,并采用小波相干分析剖析了14个极端气温指数和主要大气海洋环流模式(AO、WPSHI、EAWSM、APVI、MEI)在时间和频率域的相关关系。结果表明,14个极端气温指数中,SU、TX90P、TN90P、TNx和WSDI呈显著上升趋势,TR、TXx、TXn、TNn呈不显著上升趋势,而FD、ID、TX10P、TN10P、CSDI均呈显著下降趋势;1960 s或1980 s是冷性指数的高峰期,而2000 s或2010 s是暖性指数的高峰期。河龙区间东部、中部的极端气温事件发生频率和强度水平较高,西北部呈较低水平。冷指数中,FD、ID、TX10p、TN10p和CSDI与AO呈显著负相关,后4个指数与WPSHI呈显著负相关,ID、TX10P、TN10P与多元MEI指数MEI呈显著负相关,而它们与EAWSM和APVI呈不显著正相关;暖指数中,SU与WPSHI呈显著正相关,TN90p、WSDI与APVI呈显著负相关;极值指数中,TXn与...     

黄河流域未来极端气候事件变化趋势评估

极端气候事件会对陆地生态系统服务功能以及人类社会生活造成严重影响。针对GFDL、FGOALS和CCSM4这3种CMIP5气候模式，对RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5未来情景下的黄河流域极端气候时空变化特征进行研究。结果表明：RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下流域日最高气温的上升速率分别为0.052、0.170、0.470℃/10 a,日最低气温的上升速率分别为0.029、0.170、0.460℃/10 a。日最高气温和日最低气温的空间分布规律呈现出一致性，从黄河上游河源区向中下游呈上升趋势。未来情景下黄河流域整体年降水量呈弱增加趋势，到21世纪后期，高温室气体排放情景下年降水量的增幅变大。     

1961-2005年黄河流域极端气候事件变化趋势

利用黄河流域58个气象站点1961-2005年的逐日平均气温、最高气温、最低气温和逐日降水量数据,采用百分比阈值法定义极端气温和极端强降水事件,计算气象综合干旱指数(CI),并分析了黄河流域极端气候事件的变化趋势及其空间格局.结果表明:黄河流域极端低温和极端高温天数分别呈减少和增加趋势,平均速率分别为-3.8d/10a和1.7d/10a;年极端强降水总量的变化趋势存在着明显的区域差异,河源区增加最显著,而中游的黄土高原中、东部减少最显著;干旱天数呈减少趋势,河源区减幅最大,河套-宁夏平原以及鄂尔多斯高原西北部的减幅最小.     

1951年-2010年贵阳市气温变化特征分析

利用贵阳站1951年-2010年的逐月、年气温时间序列,运用滑动平均法、累积距平法和Mann-Kendall趋势检验法,分析了贵阳市的年、季气温变化特征。结果表明:贵阳60a来,年平均气温呈微弱下降趋势;年平均最高气温下降趋势较明显,其下降倾向率为0.14℃/10a,年平均最低气温无明显变化;极端最高气温呈微弱下降趋势,极端最低气温显著上升,上升倾向率为0.28℃/10a;对于不同季节,春、夏季的年平均气温下降幅度比秋、冬季明显;春、夏季的年平均最高气温下降幅度也比秋、冬季明显;各个季节年平均最低气温变化均不明显;春、冬季的极端最高气温比夏、秋季的下降显著;秋、冬季的极端最低气温增加最为突出,对年极端最低气温的上升贡献最大,春季的极端最低气温增加的最微弱。各季及年的极端最低气温的显著上升和极端最高气温的缓慢下降,表明贵阳的极端气温变化正趋于缓和。     

山东省极端气候指数变化特征研究

为探究山东省极端气候指数的时空变化与特征，选取山东省1979—2020年95个气象站点的逐日气温和降水量实测数据，采用Mann-Kendall（M-K）检验方法和Sen斜率估计法计算时间变化特征，及Inverse Distance Weight（IDW）反距离权重法探究空间变化趋势。结果表明:（1）山东省境内低温极端气温指数（TN10p和FD0）呈下降趋势，下降速率分别为0.004 8和6.42 d/（10 a），高温极端气温指数（TX90p、TXx和SU25）呈上升趋势，上升速率分别为4.06 d/（10 a）、0.32 ℃/（10 a）和2.31 d/（10 a）；其内陆区域和沿海区域极端气温指数表现出了与山东省整体较好的一致性，空间趋势不明显。（2）极端降水指数均呈上升趋势，沿海区域多大于内陆区域。降水强度指数（R95p、R99p和RX5day）呈显著增加趋势，增加速率分别为22.16、10.83和10.55 mm/（10 a），空间分布上，高值区域多分布在东部沿海区域和南部部分区域，可能会增加洪涝灾害风险。     

近50a新兴江流域降水变化的Morlet小波分析

为研究新兴江流域年降水量的变化特征,采用了Mann-Kendall检验法和Morlet小波分析法对新兴江流域年降水量趋势变化及多时间尺度周期变化进行了分析。结果表明:新兴江流域年降水量先减少后增加,总体上呈不显著的上升趋势;年降水量存在枯—丰循环交替的周期变化,具有10a和22a尺度周期,随着时间的推移,周期震荡强度先减弱后逐渐增强。得出了新兴江流域年降水量还处于上升的趋势,随着全球气候变暖,要重视极端降雨引发的洪涝灾害等问题。     

珠江流域非平稳性降雨极值时空变化特征及其成因

受全球气候变化和人类活动影响,珠江流域极端降雨事件发生的频次和强度均发生变化,变化环境导致极端降雨样本存在非平稳性。本文以珠江流域43个站点1960—2012年的日降雨数据为基础资料,通过分析广义帕累托分布(GPD)的参数时变特性及其空间分布规律,探索珠江流域非平稳性极端降雨的时空变化特征及其成因。结果表明:珠江流域极端降雨序列的极值指数呈从东到西逐渐减小特点,表征强降雨之间的相关性由东向西减弱;极端降雨变化程度大的区域其变化程度呈减弱趋势,而变化程度小的区域其变化程度呈加强趋势;珠江三角洲和东江流域南部、柳江流域东北部地区50/100年一遇的日降雨量级较大,而南盘江西部地区则较小。7个影响因子中,厄尔尼诺指标(SMEI)对流域的极端降雨影响最明显。非平稳时变超定量(POT)模型与平稳POT模型的结果比较表明,本文提出的时变POT模型较好地处理了珠江流域部分区域降雨存在的非平稳性特征。     

基于SDSM模型的博斯腾湖流域水资源变化模拟

全球气候变暖对陆地水循环会产生重大影响,统计降尺度方法是解决大尺度气候信息和小尺度水文响应的空间尺度不匹配问题的有效方法之一。文章采用SPEI指数与SDSM(Statistical Down-Scaling Model)方法,进行流域气候变化特征量的降尺度研究。结果表明:近50 a来,塔里木河流域SPEI指数呈显著上升趋势并在1986年发生突变;博斯腾湖水位变化与流域SPEI指数变化具有一致性,湖水位在1955—1986年以下降为主,1987—2002年以上升为主;SDSM模型的气温模拟能力较好,对日降水的模拟值偏小,未来日均、日最高气温在A2、B2两种情景下均呈上升趋势,日最低气温在B2情景下呈下降趋势;2种情景下的年降水量在2020年和2030年均呈下降趋势;在A2情景下,开都河出山口日径流量呈下降趋势;在B2情景下,日径流量在2010年时段呈增加趋势,在2020年和2030年呈持续下降趋势。     

中原地区气温的长期变化趋势研究

利用1957—2003年中原地区49个测站1、4、7、10月份日气温资料,对中原地区不同季节的气温变化特征进行了研究。结果表明:①中原地区极端最高气温、平均最高气温、平均气温、平均最低气温和极端最低气温与各站的气温指标具有显著的相关性,除个别台站的个别要素外,大都能通过信度为0.001的显著性检验;②除极端最低气温外,其余4个指标一致表明年际变化中冬季最大,秋季次之,夏季最小;③在全球气候变暖的背景下,中原地区近年来冬、春、秋季和年的气温指标基本呈增大趋势,其中年极端最低气温的上升最为剧烈,为0.550℃/10 a,而年极端最高气温的下降也比较明显,为0.395℃/10 a。除此之外,年极端最高气温和10月份的极端最低气温也有下降的趋势,7月份的气温指标整体表现为下降趋势,极端最低和平均最高气温可以通过信度为0.1的显著性检验。     

辽宁大凌河流域气温和降水降尺度研究

全球变暖导致的极端气候已成为人类社会可持续发展的巨大挑战,极端气候背景下小流域尺度的未来气候变化更值得关注。结合ERA-Interim再分析资料及CMIP6模式,采用QM、DT、LOCI、Delta四种方法对模式历史数据降尺度,综合RMSE、NSE、R~2三个指标选取最佳降尺度方法,对大凌河流域未来气温、降水情景进行预估。结果表明,未来流域年平均温、最高温、最低温均呈增温趋势,但不同情景增温速率不同,由大到小依次是SSP585(平均温、最高温和最低温依次为0.65℃/10 a、0.54℃/10 a、0.59℃/10 a)SSP370(0.46℃/10 a、0.43℃/10 a、0.48℃/10 a)SSP245(0.27℃/10 a、0.27℃/10 a、0.29℃/10 a)SSP126(0.07℃/10 a、0.13℃/10 a、0.12℃/10 a)。未来流域气温大致由南向北降低,年平均温、最高温距平范围分别为0～2.2℃和0.2～2.4℃,且气温距平西部高于东部;最低温距平范围为-1.0～1.2℃,其中SSP126和SSP245情景距平为负,流域内呈现出降温趋势。未来流域年降水量波动剧烈,除SSP126情景年降水增长速率为负外,其他情景年降水均呈缓慢增长的趋势;年降水量自东南向西北逐渐减少,降水距平百分率向西逐渐增大。     

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。     

赣南地区近58年来极端气候变化趋势分析

极端天气事件对人类和自然环境的影响巨大,为评估其变化趋势,采用Mann-Kendall趋势检验和线性倾向估计法分析了赣南地区1956—2013年基于气温和极端降水的8个指标的变化趋势。结果表明:①年降雨总量没有显著变化,季节性变化差异较大;②气温在年尺度和季节尺度变化一致,几乎全部站点年最高气温和年最低气温都有显著上升趋势,且秋季上升幅度最大,其最低气温最大上升幅度为每10 a上升0.39 ℃;除春季外,日温差均为减小趋势;③极端降水事件有增加趋势,年尺度上最大日降雨量和最大3日降雨量均有显著增加趋势,冬季增加趋势更加显著。本研究结果显示赣南地区气温变化趋势与全球变暖保持一致,极端降水事件也在加剧。     

珠江流域极端降水群发性特征研究

全球气候持续变化下,极端气候事件及其衍生灾害对社会和经济的影响力和破坏力越来越严重。相对一般的极端降水事件而言群发性极端气候事件具有影响力更大、破坏力更强的特点。极端降水群发性事件的理解和定义多样,主要从区域丛集性角度研究珠江流域日降水极端事件的群发性规律及变化趋势。采用频数标准化分析了不同百分位阈值下极端降水群发性事件年际变化特征,采用k阶最近邻距离提取算法提取1959—2009年年际极端降水群发站点数,分析珠江流域51年来极端降水群发性特征。结果表明:a)不同百分位下,极端降水群发性年际变化趋势一致,阚值百分位越大,极端降水事件年际区分度越大;b)珠江流域1959—2009年,流域极端降水群发性站点数逐渐增多,极端降水群发性范围呈逐步扩大趋势。     

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。