青海高原近40a降水变化特征及其对生态环境的影响

利用青海省1961-2002年26个代表站逐日雨量资料和高原东部地区10个站的降水自记资料,分析了近40 a来降水量、雨日、雨强的气候变化特征。结果表明:青海高原近40 a来年降水量无明显的变化,但夏半年降水量呈减少趋势,冬半年降水量呈明显的增多趋势;夏半年降水量和雨日虽在减少,但降水强度在增大;夏半年降水量的减少主要是降水日数的减少造成的,而冬半年降水量的增加是由于雨日增多和每个降水日平均雨量的增大所造成;随着气候变暖,夏、秋季降水明显偏少,出现暖干化的气候趋势。

青藏高原若尔盖生态区水资源对气候变化的响应

利用1980-2012年若尔盖水文站径流量资料、若尔盖及周边20个站同期气象观测数据,通过分析径流量演变规律及与气候因子的关系,研究了若尔盖生态区水资源对气候变化的响应.结果显示:近30 a该区域地表水资源整体呈波动下降趋势,气候倾向率为1.4×10~8m^3·(10a)^(-1);径流量的年际分布较均匀,年内分配呈双峰型,主要集中在6-9月,同期径流量集中度、集中期及丰枯率均呈现下降趋势,峰型度呈上升趋势,这与全球气候变暖及降水量减少相关.降水量是影响该流域径流量的最主要因子,夏季降水量很大程度决定着径流量的丰枯,而秋季径流量对降水量的响应最为敏感.气温的升高导致高山冰雪消融量的增大,进而使非汛期径流量增加;同时,流域蒸发量的加大,增加了地表水资源的消耗.

若尔盖生态区及周边地区气候资源时空特征分析

利用若尔盖生态区及周边20个气象台站1961年-2012年气温、降水、风速、日照、蒸发8个气象要素逐日资料,分析该区域气候资源变化的空间、时间特征.结果表明:若尔盖生态区及周边台站,年、季平均、最高、最低气温均呈升温趋势,90年代后期升温显著,秋季和冬季温度变化对年变化起主要作用,升温显著区域为若尔盖—金川一线,与全球气温增暖,青藏高原东部升温显著的变化趋势一致;同期降水量呈弱增加趋势,干湿季分明,空间上呈东北减西南增的变化趋势;而1980年-2012年年蒸发量显著增加,且变化趋势为北增南减,同期年、四季平均径流均呈下降趋势,其中秋季平均径流量的减幅最明显;该区域近50年日照时数呈现先增加后减少的趋势,平均风速整体呈显著减少趋势,减幅较大的区域位于生态区的西部和南部.此外该区域各气象要素均存在准4a周期和准8a周期,但周期成分在时域上分布不均匀.在气温升高、降水略有增加、蒸发量显著增加的气候组合下,若尔盖径流呈减小的变化趋势.

近53年四川省水稻生育期热量条件变化规律研究

利用四川稻区1961-2013年110个站点水稻生育期平均气温、平均最高气温、平均最低气温和积温资料,对水稻生育期热量条件变化特征进行研究分析.结果表明:生育期热量条件整体上呈上升趋势,气温趋势变化以平均最高气温的平均升幅、呈升温趋势站点数的比例最高,平均最低气温次之,平均气温相较最低;在年代际变化方面,1980n与1970n的热量条件要素相比,均表现出以气温升高、积温增加为主,1970n与1960n的热量条件要素相比,除平均最低气温表现为升降温面积幅度大致相当,其余以气温下降、积温减少为主;利用经验正交函数分解(EOF)方法建立稻区热量条件代表性序列,并分析其整体周期变化特征,其中生育期平均气温与平均最高气温存在以2~3年、14年及24年为主的周期变化,平均最低气温与积温主要存在2~3年、6~7年、14年和24年的周期振荡模态.

气候变化对四川盆地作物生产潜力的影响评估

计算了四川盆地作物的光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力,选择代表站点分析了主要气象因子的变化特征及其对生产潜力的影响。结果表明,四川盆地日照时数和降水量在减少,气温在升高,日照时数和降水量的减少使生产潜力降低,而气温升高具有增加作用;各类生产潜力在1970 s都属于高值时期,光温生产潜力在2006年达到另一个高值;近十年各类生产潜力平均值均较1970 s有所减少,盆地平均气温升高1℃,光温生产潜力增加6%,降水量减少10%,气候生产潜力减少1.6%。

均生函数预测方法在青藏高原冬季降水预报中的应用及改进

均生函数预测方法在天气预报等领域得到了越来越广泛的应用,但预测方法没有涉及到图形处理。在对方法、原理及过程进行深入细致的研究后,重新编写了程序的头部、中部、尾部语句及子过程调用函数。经多次调试试验,实现了入口资料调用灵活、多变、计算模拟结果屏幕显示等,提高了预测方法的整体实用性和预测信息的可视化程度。检验得知:该方法对青藏高原冬季降水的预报具有较高的预报精度。

1850年以来川西高原北部植被气候生产潜力时空变化特征

为了研究历史时期川西高原北部的植被气候生产潜力时空变化特征,利用采自四川省阿坝州境内4个样点的树轮样本建立树轮宽度标准年表,使用Miami模型重建了1850—2010年阿坝州13个站点的气候生产潜力。结果表明:树轮宽度标准年表具有表征过去气候变化的潜力,并且与温度决定的气候生产力(M T)有很好的对应关系。阿坝州M T呈自东南向西北递减的分布状况,经验正交函数分解(EOF)第一模态为全区一致变化型,其中西部和北部为大值带。1850—1950年M T没有明显的变化趋势,1950—1980年逐渐减小,随后一直到2010年迅速增加。阿坝州M T在1967年和1990年前后分别出现两次突变,同时M T有显著的准2 a周期和4~5 a周期。研究表明利用树木年轮资料重建历史时期植被气候生产潜力是一种有效的方法,过去161 a阿坝州M T具有明显的空间分布差异和年际、年代际波动,尤其20世纪80年代以来M T的增加速率和绝对值都达到1850年以来最大,这也从侧面为全球变暖提供了证据。

利用树轮资料重建通天河流域518年径流量

利用长江源区曲麻莱、治多的树木年轮宽度资料,通过分析树木生长与流量变化的关系,重建了长江源区通天河流域直门达水文站1485年以来年径流量的变化,并进行了变化特征分析。结果表明:在重建的518年中,直门达水文站年径流量最显著的丰水期发生在19世纪前半叶,最显著的枯水期发生在17世纪的后半叶。特丰水年有96年,偏丰水年有117年,特枯水年有86年,偏枯水年有81年,正常水年有138年。重建序列存在43年、37年、32年、5年和2年左右的显著周期。

青南高原树轮年表的建立及与气候要素的关系

根据青海南部曲麻莱、治多地区树木年轮样本,建立了青海南部高原(下称青南高原)树木年轮年表序列,系统地与所在地区气候资料进行了综合分析。通过响应函数,计算得出该年表对青南高原春季(4～6月)的最高温度和蒸发量的反映更为敏感。并重建了青南高原春季最高温度序列。

川西高原树木年轮所指示的平均最高气温变化

本文利用川西高原4条树木年轮年表序列，分析了树轮年表和川西高原气象要素的关系。通过响应函数计算得出，树轮年表对川西高原6月的平均最高气温反映敏感，由此重建了该地1617～1994年6月的平均最高气温序列，并应用交叉检验方法对校准方程进行了检验，证明重建方程稳定，具有区域代表性。在重建的378a中，10a尺度的显著较高时段有2个，即165I～1670、1941～1960年；显著的较低时段有7个，即1691～1730、1741—1760、1771～1790、1801～1820、1831～1900、1911～1940年和1961～1990年。平均约27a发生一次10a尺度的突变，19、20世纪是川西高原6月平均最高气温的多变时期，17、18世纪是平均最高气温的相对稳定时段。19世纪20年代和20世纪40年代升温显著，20世纪70～80年代降温比较显著。

青海东部春季降水量的经验正交分解特征及与海温和500 hPa高度场的相关

本文通过对青海省东部１３个站４—６月降水量进行了ＥＯＦ分解，给出了这一地区春季降水的时空分布特征。其主要特征向量的时间系数与同期太平洋海温存在明显的遥相关。最后用第一特征向量的时间系数作为表征青海东部春季的旱涝指数，分析了它与前期太平洋海温和５００ｈＰａ高度场的相关。结果发现：前一年春季赤道东太平洋海温和冬季太平洋地区５００ｈＰａ高度对我省东部春季降水有明显的指示意义。

青海南部地区40多年来气候变化的特征分析

利用1961—2003年气温、降水、积雪等气象观测资料,分析了青海南部地区年际、年代际及各季气候变化的特征和规律。结果表明:该地区秋季气温升高最为明显,这有别于我国华北、东北、西北东部和新疆等地区冬季增温最为显著的特点;降水量冬、春季呈增加的趋势,而夏、秋季呈减少趋势;地表积雪量冬、春季的平均增加量分别为15.1cm和3.8cm,而夏、秋季的平均递减量分别为0.3cm和0.2cm。气候变暖和冬、春季降水增多以及冬、春季平均积雪量的跨季节异常或持续维持是导致青海南部地区20世纪80～90年代雪灾增多的最直接原因之一。冬、春季降水和地表积雪的增加,使得雪灾发生的频次增加,危害程度加重;而夏、秋季降水和积雪减少、气温升高、地表蒸发加大、水资源量减少,干旱出现的几率增大,影响畜牧业生产,制约当地经济发展。

环青海湖地区气候变化及其对荒漠化的影响

对环青海湖地区 1976年以来的气温、降水、蒸发等气候要素的气候变化趋势及突变现象进行了分析和检验。结果表明 :年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势 ,其中以秋、冬两季最为明显 ;年平均降水量及春、夏、冬季降水自 90年代后出现减少趋势 ,秋季降水始终呈减少趋势 ,且线性变率达 - 7.2 8mm/ 10a;各季及年蒸发量呈增大趋势 ,其中年、夏季蒸发量的线性变率分别为11.7、9.39mm/a。各季及年气温出现过一次明显的增暖现象 ;降水虽然出现过一次明显的增加和减少 ,但增加出现在 80年代 ,而减少则出现在 90年代 ;同样 ,蒸发也出现过一次明显的增大和减小现象 ,只是减少出现在 80年代 ,而增大则出现在 90年代。这种气候趋势和突变现象的发生 ,加剧了环青海湖地区荒漠化的蔓延 ,致使草地退化、河流流量减少、湖泊水位下降 。

青海省近40年雨日、雨强气候变化特征

利用青海省 1 96 1～ 2 0 0 2年 2 6个代表站逐日雨量资料和青海省东部地区 1 0个站1 981～ 2 0 0 1年降水自记资料 ,分析近 4 0年来青海省雨日、雨强气候变化。结果表明 :青海近年来虽然夏半年降水量和雨日在减少 ,但降水强度在增大。夏半年降水量的减少主要是降水日数的减少造成的 ;而冬半年降水量的明显增加是由于雨日增多和每个降水日平均雨量的增大造成的。近 2 0年来 1 0分钟、1小时最大降水的强度在明显增加。同时 ,2 0世纪 90年代夜间出现强降水的几率多于 80年代。

青海南部高原近450年来春季最高气温序列及其时变特征

根据采自青海南部高原曲麻莱、治多地区的圆柏树轮样芯建立的树木年轮年表,重建了近450年来高原春季(4～6月)的最高气温序列.采用多窗谱分析、小波分析和Yamamoto突变检测分析等方法综合研究了重建的高原春季最高气温序列的准周期性及多尺度突变特征.结果显示,青海南部高原地区春季最高气温的变化存在较明显的31～54年低频和2～4年高频准周期波动特征.在30～54年时间尺度上,青海南部高原春季最高气温变化经历了1622～1639年、1798～1816年、1896～1913年和1933～1951年的偏冷期以及1684～1703年、1779～1797年、1817～1835年和1914～1932年的偏暖期.分析还发现,青南高原地区春季最高气温在冷暖期的转换过程中存在着较明显突变现象,在30～40年时间尺度上,Tm序列在1610年、1668年、1816年、1915年和1934年前后的突变是明显的.交叉相关分析显示,在滞后7.5年左右,青海南部高原春季最高气温波动与太阳黑子周期长度的变化呈显著负相关.

青藏高原气温变化及其异常类型的研究

利用青藏高原81个气象台站近30年年平均气温、年平均最高、最低气温资料,采用EOF、RE OF、气候线性趋势分析以及累积距平法等方法对青藏高原气温的时空分布特征及其异常类型进行了分析。结果表明:青藏高原年平均气温、年平均最高、最低气温空间变化在具有很好的主体一致性的同时,存在着南北及东西分布的差异,大地形特别是高原主要山脉走向对气温的空间分布具有十分明显的影响;其年际波动呈现出明显的上升趋势,并在20世纪80年代中后期发生过突变;其空间异常类型主要受地形和冷空气活动的影响较为显著。

青海高原多年冻土对气候增暖的响应

利用青海高原气象台站的年平均地温资料,建立了年平均地温与海拔和经纬度的关系模型,结合地理信息分析系统和DEM数据模拟出青海高原的冻土分布图,分析了青海高原多年冻土对气候变化的响应。结果表明:气候变暖已引起高原多年冻土面积的减少和冻土下界的升高,特别是在多年冻土边缘不衔接或岛状冻土区发生比较明显的退化。20世纪60年代与90年代相比,高原多年冻土下界分布高度上升约71 m,季节性冻土厚度平均减小20 cm。年最大冻土深度变化的空间分布特征与青海高原近40年来气温变化的空间特征相一致。

黄河上游径流变化特征及其影响因素初步分析

利用1956—2005年黄河上游水文和气象台站观测的流量、气温、降水资料,用气候诊断方法分析了该地区径流量的年代际演变特征以及影响因子。结果表明:20世纪50—80年代年平均流量呈波动性的上升趋势,90年代至21世纪的前5年年平均流量呈下降趋势。降水量、蒸发量、气温是影响流域流量的主要气象因子,它们的机理完全不同。枯季、雨季降水量与流量分别呈负、正反馈机制,秋季和冬季降水量对次年春夏季的流量有比较明显的调节作用;4—5月(10月)气温与后期5—6月(11月)流量呈负(正)反馈机制;枯季、雨季地表蒸发与流域的河川流量呈负反馈机制,并且消耗的水资源量呈逐年增加的趋势。20世纪90年代以来黄河上游地区河川流量的减少与降水量减少、地表蒸发量增大有关。

近50年青藏高原地面气温变化的区域特征分析

青藏高原地面气温与其上空500hPa温度有着密切的关系,基于这种关系,重建得到青藏高原1950—2000年连续、可靠的台站地面月平均气温序列。利用重建后的地面月平均气温资料,对青藏高原年及各季节平均气温的变化进行区域划分,分析了近50年青藏高原全年及各季节气温变化的区域特征。结果表明,青藏高原的年、春、夏、秋季与冬季平均气温变化区域分别可以划分为4个区、2个区、4个区、5个区和4个区。青藏高原近50年气温总体上升,但同时存在明显的区域性和季节性差异,大部分区域的平均气温变化和高原总体升温相似,春季和冬季升温明显,特别是春季和冬季的Ⅰ区。夏、秋季升温趋势不明显,夏季Ⅰ区与秋季Ⅲ区还表现出较小的降温趋势,降温幅度分别为-0.26℃和-0.11℃。

树木年轮指示的柴达木东北缘近千年夏季气温变化

依据采自青海海西德令哈、乌兰的树木年轮资料序列与柴达木东北缘1961～2001年夏季（6～8）平均气温资料序列之间较好的同期相关特征，重建了柴达木东北缘夏季（6～8）平均气温千年历史资料序列。运用乘积平均值、误差缩减值等方法对重建方程进行了检验，证明重建序列可信。通过分析发现，在重建的1098年中，有7个主要的冷期和6个主要的暖期，重建的气温序列存在15个主要突变时段。周期分析表明柴达木东北缘夏季气温存在46、52、61、73、91、183年和366年左右的长周期以及6．8年和2～3年的短周期。