焦作市1951—2010年气候变化特征分析

根据河南省焦作市1951—2010年的年、季平均气温、蒸发量和降水量气象数据资料,采用水文序列中常用的线性趋势拟合、Kendall秩次相关检验、t检验法和Mann-Kendall突变检验方法,分析研究焦作市近60 a来气候变化特征。结果表明:1951—2010年焦作市年平均气温呈显著上升趋势,在1993年发生突变,四季平均气温持续升高,春、冬两季升温幅度最大;年蒸发量呈显著减少趋势,在1971年发生突变,四季蒸发量呈波动式减少趋势,夏季蒸发量减少幅度最大;年降水量呈不显著减少趋势,分别在1960年和2002年发生两次突变,四季降水量持续减少,夏季降水量减少幅度最大。     

新密市气候变化特征及人为驱动力分析

根据新密市1971年-2010年气象统计资料,采用Mann-Kendall检验方法对年平均气温及降水量进行趋势变化及突变分析。结合1981年-2008年社会经济资料,确定影响新密市气温、降水量变化的人为驱动力因子指标,并运用灰色关联度分析法,综合判断人为作用影响强度的年际变化,及气温突变前后主要人为驱动力因子的时序变化情况,以对新密市气候变化人为驱动力因子进行分析、气温突变前后人为驱动力因子进行识别。分析发现新密市气候变化特征表现为年、季平均气温持续上升,年平均降水量并没有明显的增加或减少趋势,1993年发生气温上升突变;人口密度快速增长是新密市气温变化的主要动力,其次是农业发展和能源消耗。     

基于TerraClimate数据集的1960—2019年中国干湿气候变化特征

考虑地理地形和下垫面等因素的影响，选用高空间分辨率TerraClimate数据集分析中国干湿气候变化特征具有重要意义。以该数据集1960—2019年的降水和蒸散月度数据为基础，基于降水量和湿润指数对中国各干湿区范围、干湿气候界线以气候变化趋势进行了分析。结果表明：前后30 a相比，基于两种指标划分的干旱区和湿润区面积负增长，半干旱区和半湿润区面积正增长；各区分界线主要在黑龙江、内蒙古中部和东北部、淮河以及黑龙江等地按年代波动；近60 a来，我国的降水量和湿润指数变化趋势不显著，均在西部和东南部趋于增大，气候变湿，在中部和东北部趋于减小，气候变干。与利用气象站点观测资料的研究结果进行对比评价，TerraClimate数据集能够很好反映中国区域的干湿状况及其变化特征，且降水数据的适用性更为突出。     

清流县近50年气候变化特征分析

该文利用清流县国家一般气象站1965-2014年气温、日照、降水、相对湿度、雷暴日数等资料,运用一元线性回归、Mann-kendall等方法分析清流县近50年来的气候变化特征和趋势。结果表明:近50年来,清流县年季平均气温呈上升趋势,日照变化不明显,降水量整体呈略微上升趋势,暴雨日数呈增长趋势,月平均相对湿度逐渐增大,雷暴日数逐渐减少。     

天山西部地区近50年干旱指数的演变特征

利用天山西部地区9个县市气象站近50年的降水、气温和水面蒸发观测资料,确定适合该区的干旱指数计算方法,分析了该区干旱指数的主要特征和演变趋势。结果表明,按行政分区和流域分区两种方法统计,研究区的气候类型为半湿润—半干旱区,其年干旱指数具有明显的地区分布特性和年际变化。近50年来,各行政分区和流域分区各分级年干旱指数发生的频次及频率也不尽相同,半湿润区湿润化程度较高,而半干旱区的年度和夏季的干旱化程度高,春、秋两季干湿化程度则基本相近。研究区50年以来的平均年干旱指数总体呈下降趋势,尤以夏季干旱指数的下降趋势明显,可以初步认为,水面蒸发量的显著减少是主要影响因素之一。     

天山西部地区近50年干旱指数的演变特征

利用天山西部地区9个县市气象站近50年的降水、气温和水面蒸发观测资料,确定适合该区的干旱指数计算方法,分析了该区干旱指数的主要特征和演变趋势。结果表明,按行政分区和流域分区两种方法统计,研究区的气候类型为半湿润—半干旱区,其年干旱指数具有明显的地区分布特性和年际变化。近50年来,各行政分区和流域分区各分级年干旱指数发生的频次及频率也不尽相同,半湿润区湿润化程度较高,而半干旱区的年度和夏季的干旱化程度高,春、秋两季干湿化程度则基本相近。研究区50年以来的平均年干旱指数总体呈下降趋势,尤以夏季干旱指数的下降趋势明显,可以初步认为,水面蒸发量的显著减少是主要影响因素之一。     

石羊河流域气候暖湿化变化特征分析

根据石羊河流域47年的气温、降水量、干旱指数等资料,分析该流域暖湿化变化特征。研究表明：①近47年来,石羊河流域每10年的年际平均增温达到0.32℃,20世纪60—80年代期间,各季节平均气温变暖不明显,年平均气温大多处在负距平。90年代末期到21世纪初期,各季节平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,气温距平从-1.04℃上升到1.87℃。②降水量总体呈上升趋势,但增长趋势不显著,降水量每10年增长7.1 mm,与西北地区降水增加趋势一致。③年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其干旱指数每10年下降0.98。④通过Mann-Kendall方法验证,1994年为增温突变年,降水没有达到突变水平,1992和1993年为干旱指数下降突变年。研究发现,石羊河流域气候正趋于暖湿化,这将有利于该区绿洲的发展,对当地经济发展极为有利。     

1951-2006年北京气候变化特征分析

利用北京国家级野外气象观测站历年气温和降水实测资料(1951—2006年),用回归分析、趋势线等方法分析北京近56年来气温和降水的年际、季节变化特征。分析结果表明:(1)近56年来,北京平均气温总体呈上升趋势,年均气温线性倾向率为0.41℃/10a,56年中温度增加约为2.3℃。气温季节变化趋势与年际变化一致,都呈上升趋势。四季中,冬季升温趋势最明显,平均0.057℃/a;春季和秋季次之,分别为0.047℃/a和0.036℃/a;夏季最弱,平均为0.028℃/a;(2)近56年来,北京年降水量呈减少趋势,年降水量线性倾向率为-4.96 mm/10a,56年减少约为27.78 mm,气候变干趋势明显。降水量季节变化存在差异,除春季呈现微弱的增加趋势外,夏季、秋季与冬季的变化趋势与年际变化趋势一致,呈减少趋势。夏季降水量减少趋势最明显,平均为15 mm/a;秋季和冬季次之,平均为1.5 mm/a和0.2 mm/a。     

清流河流域水文气象要素历史演变特征

利用清流河流域1961-2012年的降水、气温、蒸发和径流量资料,采用数理统计方法系统诊断了不同尺度水文气象要素的历史演变特征。结果表明,近50年,清流河流域夏季气温呈非显著升高趋势,年与其它季节气温呈显著性升高趋势,在2007年之后,年和季节气温均存在下降的态势。年降水量和夏、冬季降水量呈增加趋势,春、秋季节降水量呈非显著性减少趋势。年水面蒸发量和除春季之外的季节水面蒸发量呈减少趋势,在清流河流域蒸发悖论现象突出。径流量的演变趋势与降水的演变特征总体一致,年和季节径流量均呈增加趋势,其中冬季径流量增加趋势显著;年和季节降水径流量之间的相关系数均在0.65以上,降水是径流量变化的主要驱动要素,因此,未来气候变化特别是降水变化对水资源的影响应引起足够的重视。     

毛乌素沙地气候变暖停滞现象及其气温和降水特征

1998-2012年气候变暖停滞（hiatus）是全球气候变暖过程中的特殊现象,该现象表现为气温增速变缓、不变或出现下降趋势。毛乌素沙地生态环境脆弱,对气候变化较为敏感,研究该区域气候变暖停滞现象及其气温和降水变化特征,对于科学调整区域植被生态环境保护政策具有重要参考价值。基于1970-2019年毛乌素沙地气温和降水地面观测数据,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法等对气候变暖停滞现象及其气温和降水变化特征进行了分析。结果表明：1970-2019年,毛乌素沙地年际和季节平均气温、降水量均呈显著增加趋势（P<0.05）,表现出“暖湿化”特征;1998-2012年,毛乌素沙地年平均气温变化速率为-0.70 ℃/10a（P<0.05）,存在明显的hiatus现象。Hiatus现象发生期间,各季节平均气温均呈下降趋势,其中春季和冬季降温速率最高,年降水量仍呈增加趋势,其中夏季和秋季增加速率最高;hiatus现象结束后（2012-2019）,毛乌素沙地年际和季节平均气温变化速率达到1970-2019年的2~3倍;年降水量呈减少趋势,其中秋季减少速率最高,春季增加速率最高。Hiatus现象发生期间和结束后的年际和季节平均气温、降水量变化呈明显相反的变化过程。研究认为毛乌素沙地1998-2012年存在明显的hiatus现象,表现为年平均气温显著下降、年降水量增加的特征。Hiatus现象发生期间和结束后的气温、降水反向变化需引起重视,可能会对毛乌素沙地植被生态环境变化造成一定影响。     

上海市1971-2010年降水时空变化特征

基于上海市11个气象站的逐月降水数据,利用线形回归、Mann-Kendall等多种数理统计及GIS空间插值的地学统计方法对上海市1971-2010年的年、季降水时空演变特征进行分析。结果表明:在时间上,年降水量为不显著增加趋势,春秋两季呈微弱下降趋势;变化特征不明显;夏冬两季呈增加趋势,冬季增加趋势尤为显著。在空间分布上,年、秋季降水呈东西分异,春、冬呈南北分异,夏季呈东北-西南分布。年、季降水量及趋势分布表现出差异性和一致性特点,其中年和夏季降水量分布与各自趋势分布的空间相关性较高,整体表现为市区大于郊区、东部沿海大于西部内陆。研究结果对于认识全球气候变化的区域响应具有重要的基础性科学意义,同时可为上海市水资源管理及洪涝灾害应对提供参考。     

Hydrological Responses to Climate Change in Nenjiang River Basin,Northeastern China

Under the background of global climate change, hydrological responses to climate change were investigated in Northeastern China. This study analyses the trends of annual and seasonal temperature, precipitation and streamflow series in Nenjiang River Basin. Correlations between streamflow and meteorological variables were investigated, while parametric method and nonparametric tests were applied to determine the trends and correlations. Data collected from a series of monitoring stations showed significant increasing trends of annual and seasonal mean temperature versus time, whereas during the whole period the annual and seasonal precipitation in the basin did not exhibit similar trends although temporal and spatial variations were detected. Affected by the precipitation and temperature changes, significant trends of decreasing annual, spring and autumn streamflow were demonstrated; the decrease concentrating mainly on the mainstream and tributaries of the left bank. Correlation analyses revealed strong relationships between the streamflow and meteorological variables in Nenjiang River Basin, and the impacts of climate change on streamflow were complicated. Results from this study will help water resource managers for decision makings that address the consequences of climate change.     

近55年珠江上游流域降水演变规律

采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954年-2008年降水序列进行研究分析。结果表明:近55年来,珠江上游流域年降水量总体呈不显著增加趋势;各季节降水均呈现无显著变化趋势;除1月降水增加显著外,其余各月均无明显趋势变化。流域各站点的年、季节降水趋势基本上也无显著变化。除年降水量在1963年发生了显著突变外,季节和大部分月降水均无显著突变发生。年和季节降水量的相位变化时间尺度大体一致,均存在多年尺度的变化特征。     

气候变化影响下的赣江流域水资源变化趋势与幅度分析

利用全球气候模式输出结果,经统计降尺度模型降解后得到流域尺度的降水和气温要素,根据实测资料建立气温—蒸发回归关系以及新安江水文模型,使用耦合模拟和MK趋势分析评估未来气候变化情景下赣江流域水资源量的变化趋势和幅度。研究结果表明:未来不同排放情景下的年降水量、年蒸发量和年径流量等水文气候要素变化趋势以显著增加为主。未来年降水量、年蒸发量和年径流量的多年平均值相对基准期有较小幅度增加,最大增幅为年径流量的13.81%。降水、蒸发和径流的年内变化有明显的季节性特征,汛期径流增加、非汛期径流减少的不均匀情况加剧,在一定程度上可能增加赣江流域未来的防洪压力和枯水期供水压力。     

近50 a玛纳斯河流域上游气候变化的分析

根据玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1959—2008年气温、降水量及1984—2000年蒸发量观测资料,运用线性回归、Pearson相关系数、5 a滑动平均、Mann-Kendall检验以及Morlet小波分析方法对流域上游气候变化特征进行分析。结果表明①近50 a玛纳斯河流域上游气候总体趋向于暖湿,其中年均气温显著升高,且年内气温变化存在明显的季节差异,夏、秋两季增温趋势显著,降水量总体也呈增加趋势,但不够显著,且年内分配不均匀,降水量主要集中在春、夏两季;②近20 a流域年蒸发量围绕均值1 651.2 mm上下波动,总体呈微小增加趋势;③气温和降水量在20世纪90年代期间发生由低向高的突变,并且存在明显的年际周期变化。     

Trends in the Lake Superior Water Budget Since 1948: A Weakening Seasonal Cycle

An analysis of Lake Superior water levels from 1948–1999 reveals that the seasonal cycle has decreased in amplitude by 20% (from 40 cm to 32 cm). This change is manifested as a downward trend in summer and autumn lake levels (when levels are typically highest) accompanied by roughly no change in winter and spring lake levels (and an overall 4-cm drop in annual mean levels). The decreased rates of seasonal rise and fall in lake level over the 51-year interval reflect a large decrease in the net monthly influx of water during the late spring (up to –1,360 m³/s) coupled with a nearly compensating increase in net influx during late autumn (up to +1,100 m³/s). Analysis of the Lake Superior water budget indicates that these changes are primarily the result of trends in runoff and over-lake precipitation. A systematic decrease in outflow through the St. Marys River is also evident during July-December (in association with the lower lake levels), as well as a moderate shift in the seasonal pattern of lake evaporation (but not the annual mean). The observed water budget trends are primarily related to variations in climate, rather than lake regulation. Land surface effects are also important, as suggested by a 20% increase in annual mean evapotranspiration during the 51-year interval and large changes in monthly storage (e.g., snowmelt, groundwater, etc.). Significant uncertainties are present in the calculated water budget, and it is suggested that a likely source of error is in measured precipitation and (especially) runoff.     

西北地区可利用年降水量趋势分析及预测

利用1951—2009年逐月降水量和气温资料,分析了近60 a来西北地区的年降水量、气温、年蒸发量及可利用年降水量的变化特征,采用逐步回归周期分析法对各气候要素及可利用年降水量建立预报模型,并对未来5 a上述要素的变化趋势进行了预测。结果表明:西北地区的年降水量、气温、年蒸发量及可利用年降水量随时间的变化特征各不相同;未来5 a内,西北地区年降水量、年均气温、年蒸发量及可利用年降水量均有减少或降低趋势。     

气候变化对大海波水库来水及用水影响

为分析在未来气候变化情景下大海波水库来水及用水的变化情况,选取楚雄站蒸发(1953年-2001年)、降水(1953年-2009年)、气温等气象资料,以及大海波水库(1990年-2009年)来水量资料,采用线性回归法、Mann-Kendall及Spearman趋势检测法对楚雄站点的气象要素进行趋势检测,并计算了水库下游参考作物需水量。结果表明:大海波水库的来水量呈减少趋势,下游参考作物需水量呈下降趋势;在未来气候情景下,楚雄年平均气温将升高2.56℃,年降水变化率为5.9%,气温升高时,下游参考作物需水量增加,对大海波水库的供水带来一定的不利影响。     

浏阳河流域降水时空演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了浏阳河流域1969~2013年的年、汛期和非汛期降水的演变规律。结果表明:(1)45 a来,年、汛期降水量呈非显著性下降趋势,非汛期降水量呈非显著性上升趋势。(2)年降水量的空间分布存在不均衡性,降水量总体从东北部向西南部逐渐减少。(3)年、汛期降水量均在1992年发生显著性均值突变,非汛期降水量突变不显著。(4)年降水量均存在27 a左右主周期,汛期和非汛期降水量在时间尺度上的相位变化与年降水大体一致。研究结果可为浏阳河流域气候分析和气候预测提供参考。