1960～2014年北京极端气温事件变化特征

基于北京1960~2014年逐日最高温、最低温、平均气温实测数据,采取RHtest方法对气温序列进行均一性检验和修订。在此基础上选取16个极端气温指标,分析了北京市极端气温变化趋势和突变特征,探讨了冷暖极端气温指数对北京气候暖化的贡献。结果表明：1 1960~2014年北京气温暖化趋势明显,最低温增温速率远快于最高温,修订后增长速率为：最高温（0.17℃/10a）〈平均温（0.30℃/10a）〈最低温（0.51℃/10a）;2冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数、冰冻日数、冷持续日数分别以-1.43 d/10a、-6.56 d/10a、-3.95 d/10a、-1.18 d/10a、-4.83 d/10a的趋势减小;3暖昼日数、暖夜日数、夏季日数、热夜日数、暖持续日数、生物生长季以2.12 d/10a、5.27 d/10a、1.22 d/10a、5.43 d/10a、0.84 d/10a、1.96 d/10a的趋势增加;4日最高（低）气温极高值、日最高（低）气温极低值和气温日较差的倾向率分别为0.21℃/10a、0.34℃/10a、0.31℃/10a、0.73℃/10a、-0.33℃/10a;5极端最低气温的变暖幅度大于极端最高气温,夜指数的变暖幅度大于昼指数,冷指数的变幅大于暖指数。极端气温冷指数、夜指数、低温指数的快速变化是近年来北京市气候暖化的最直接体现。

中国东部夏季云量与日气温统计关系

利用中国东部1980-2009年130个测站夏季逐日气象资料,定量分析无雨日条件下云量与气温统计关系,从辐射角度解释成因。结果表明:日最高气温、日平均气温大多随着云量增多而显著下降,这主要是由于云量增加会导致到达地面的太阳总辐射和地表净辐射显著减少。日最低气温在北方随着云量增多而显著上升;在南方则随着总云量、低中云量增多而显著下降,但与高云量的关系不明确。出现这种现象的原因无法完全从云量影响辐射的角度进行解释。气温日较差随着云量增多而显著减小,并且北方减小的幅度大于南方。

1960～2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征

基于京津冀及周边34个气象站点逐日气温、相对湿度和降水数据,辅以Mann-Kendall趋势分析、Sat Scan时空重排扫描等数理统计方法,对1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征进行分析。结果表明：1 1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪变化具有阶段性,2000年之前干旱-热浪频次多为负距平,暴雨频次相对较多;2000年后干旱和热浪频次呈上升趋势,暴雨频次呈下降趋势;2综合考虑多种致灾因子,京津冀地区高致灾因子区集中于东部沿海区和西部太行山地区,低致灾因子区分布于中部平原区;3 1960~2013年京津冀地区干旱和热浪空间分布具有明显的重叠性,两者空间叠加区主要分布于5个区域：北部沿海区、北部燕山山区、西部太行山区、南部平原区。对于北京、天津、保定等中部平原区的城市而言,其为多灾种叠加的＂平静区＂,干旱-暴雨-热浪灾害时空群集事件相对较少。

北非Sahel地区夏季降水异常对华北平原旱涝指示意义

利用NECP/NCAR再分析和气象站点实测降水资料,辅以分段线性回归、趋势分析及相关分析方法,分析了近54a华北平原和Sahel地区的降水变化特征,探讨了Sahel地区夏季降水异常对华北平原旱涝变化的指示意义。结果表明:(1)华北平原与Sahel地区夏季降水异常相关性存在空间差异,显著相关区域位于800mm等降水线以北的地区,淮河平原的相关性较弱;(2)华北平原与Sahel地区降水关系既有稳定性,又存在明显的年代际变化特征。20世纪70年代中期和90年代末为相关性变化的重要转折点,这与NAO,PDO和东亚季风以及青藏高原积雪突变时间一致;(3)地形因素、城市因素对降水相关性影响较弱。在省域尺度上,山东省正相关特征最为突出,表现为全区一致性;京津冀平原区表现为显著正相关,河南省则以负相关为主,江苏、安徽表现为不显著负相关;(4)Sahel中区对黄河下游旱涝具有正向指示意义,Sahel东区对海河平原旱涝具有负向指示意义。

1990年以来中国小麦农业气象灾害时空变化特征

利用1991-2009年中国农业气象站点记录的灾害及物候资料,首先对小麦各类气象灾害发生的频次及所在生长发育期进行了时空特征分析;然后通过对比较暖10年(2000-2009)与其前10(1990-1999)年两个时期的灾害时空变化特点,探讨气候变化对灾害发生的影响。结果表明:干旱是小麦发生频率最高的灾害类型,其发生频率高达79.21%,冰雹、干热风、大风、连阴雨等灾害类型也在小麦生产过程中有较多发生。气候变化背景下,小麦典型气象灾害发生频次有所增加,并且主要发生在生殖生长期。空间上,灾害类型增加较为明显的有:山东半岛的干热风、西北地区东部的干旱、暴雨及冰雹。分析表明:不同灾害种类的发生及变化的空间分布与中国气候变化特征有很强的关系。

黑龙江省冷害对水稻产量的影响

以黑龙江省为例,比较了在大尺度范围内、利用传统的站点平均法以及基于格点水稻密度分布的泰森多边形面积权重法所得的两种省级水稻气象数据差异,并分析了1960-2009年内,不同时间尺度上温度和降水的变化趋势特点。针对当地水稻低温冷害频发及其危害严重的实际情况,对比研究了气象行业标准(QX/T101-2009)和国家标准中有关低温冷害的指标定义,以及国际上较通用的有效负积温算法(GDDn-)这三种指标在反映黑龙江省水稻冷害事件上的能力,结果表明:气象行业标准可以较好地反映延期型冷害对水稻的影响,而GDD指标在反映障碍型冷害上均优于气象行业及国家标准。利用时间序列模型对包含延迟型和障碍型两种冷害影响的黑龙江省水稻产量进行拟合,回归方程的解释能力可达92%(p<0.05)。本研究定量得出了人为因素和气象因素对黑龙江省水稻生产的影响分别占87.2%和12.8%的结论,并检测出近年来水稻抽穗开花期障碍型冷害的波动增加趋势,为明确今后低温冷害的防御重点提供科学参考。

1960-2013年中国东南沿海地区旱涝时空变化特征及其趋势分析

采用气候倾向率、标准化降水蒸散指数(SPEI)和Mann-Kendall趋势分析等气候诊断方法,分析了1960-2013年我国东南沿海地区旱涝灾害的时空变化特征。结果表明:1近54年东南沿海地区气候暖化趋势明显,增温速率从南向北逐渐增加,浙江增温明显高于广东,降水稳定波动,并未表现出明显的线性增长;2近54年东南沿海地区旱涝变化具有明显的阶段性,20世纪60年代以旱灾为主,70年代涝灾频率呈上升趋势,80年代旱涝频次大致相当,90年代旱灾减少,极端涝灾增多,2000-2013年正常年份逐渐减少,旱灾大幅增加;3在空间分布上,东南沿海旱涝频次具有明显的地域分异,旱灾呈现为"南少北多"的格局,广东西南沿海、福建北部以及浙江南部旱灾频次相对较高;涝灾表现出"南重北轻"的格局,雷州半岛,福建建瓯、德化、龙岩等地和浙江东部地区更易发生涝灾;4在空间变化趋势上,历史上旱灾频次较低、涝灾频次较高的华南地区趋于干旱,旱灾频次较高、涝灾频次较低的北部地区趋于湿润;不同地区旱涝变化的季节响应存在差异,粤北以春冬旱为主,闽南以春秋旱为主,浙江北部全年均呈现湿润趋势;5在区域尺度上,东南沿海地区旱涝灾害与气候暖化并不同步,广东气温增幅相对较小,降水变化平稳,区域旱灾频次明显上升;浙江增温幅度最为明显,但是并未呈现干旱化趋势,相反涝灾呈现增加趋势。

温度三区间理论评价气候变化对作物产量影响

传统平均温度法往往无法表征极端温度事件对作物产量的作用,导致气候变化对产量影响的评估结果与实际情况存在较大偏差。鉴于此,论文提出了温度三区间理论。该理论基于作物生长发育各阶段的生物量指标以及最终产量随温度变化呈现出三区间的响应关系,分别评价正常温度、极端低温以及极端高温对产量的影响。为了验证温度三区间理论的科学性和可行性,论文以黑龙江省玉米为例,通过构建包括三区间积温指标和降水量指标的统计模型来评价气候变化对玉米单产的影响,并将此结果和平均温度法相比较,研究发现温度三区间评价法更能客观全面地评价气候变化对作物产量的影响,为这方面的研究提供了新思路。

太阳活动和大气涛动对天山南北气温波动的综合影响

利用天山南北33个气象站点1961-2012年逐日气温数据,运用滑动平均、线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验等气候诊断方法,分析了近52年天山南北气温变化趋势、突变特征,探讨了太阳活动、主要大气涛动对气温波动的综合影响。结果表明:①近52年天山南北气温暖化趋势明显。3个分区增温速率关系为:天山南坡(0.256℃/10a)<天山北坡(0.259℃/10a)<天山东段(0.446℃/10a);②天山南北气温变化与太阳活动波动具有一定的规律性,表现为:第19-20周期"反相关",第21-22周期和23周期上升段"正相关",第23周期下降段和第24周期"反相关";③ENSO事件对天山南北气温变化影响相对较弱,且ENSO事件强度与天山南北气温年际变化相关性存在不稳定性;④北极涛动(AO)和北大西洋涛动(NAO)与天山南北气温变化相关性较高且存在季节差异。其中,北极涛动(AO)主要影响天山南北冬季和春季气温变化,空间上天山北坡响应明显于南坡。北大西洋涛动(NAO)主要影响夏季气温变化,空间上夏季气温影响区域广泛,冬季气温影响主要集中在天山南北坡边缘地带;春季气温影响区域主要集中在天山北麓。

宁夏东南部清水河、苦水河流域苦咸水水质综合评价

研究宁夏东南部地区清水河、苦水河流域的地表苦咸水水质状况,对解决苦咸水地区的水资源短缺和开发利用具有重要的意义。文中基于野外调查取样,获得相关的水质数据,采用主成分分析方法对矿化度、硬度、Na+等9个水质指标进行分析计算。主要结论有:矿化度、硬度是影响苦咸水水质的主要因素,但F-、NO3-毒理学指标也是不可忽视的重要因素;自清水河流域上游至下游,水质逐渐变差。苦水河流域与清水河流域的水质变化规律相反,自上游至下游水质呈转好趋势;据此,提出了分流、分类利用苦咸水的相关措施。

利用静止气象卫星数据提取沙尘信息

根据静止气象卫星通道少且集中在中红外-热红外谱区的特点,将线性光谱混合模型引入沙尘提取研究中.利用相关通道的累积直方图实现端元的自动提取,结合混合像元分解结果与亮温差阈值,建立了针对风云二号C,D星遥感数据的沙尘分布信息提取模型.结果表明:通过原始数据DN值的累积直方图进行端元自动提取,混合像元分解的结果能够实现沙尘信息增强;结合沙尘在11μm通道与12μm通道的亮温差为负及在3.7μm通道与11μm通道亮温差高于其他目标的特点,对"伪"沙尘像元进行剔除;该方法应用于2005年4月27~28日我国北方地区一次强沙尘暴过程的结果显示,该方法提取沙尘精度较高,能够客观反映沙尘运移过程.

近55年来华东地区旱涝时空变化特征

基于华东地区89个气象站点近55年逐月降水资料,运用趋势分析法、IDW空间插值法、标准化降水指数（SPI）等方法,分析了1960~2014年期间我国华东地区旱涝灾害时空变化特征,并探讨了淮河南北旱涝的时空差异。结果表明：（1）近55年华东地区降水量整体呈波动上升趋势,其中淮河以北地区降水量呈波动下降趋势,而淮河以南呈上升趋势。（2）从年尺度旱涝变化看,华东地区雨涝频率大于干旱频率,但干旱强度大于雨涝强度,且淮河以南地区的干旱强度大于淮河以北,而雨涝强度小于淮河以北。（3）华东地区南北旱涝站次比呈反向发展趋势,即淮河以北旱灾影响范围不断扩大,雨涝影响范围不断减小,淮河以南与之相反。（4）华东地区严重旱涝频率在空间分布上呈南北反向格局,即淮河以北旱灾频率高,涝灾频率低;淮河以南涝灾频率高,旱灾频率低。