秦岭南北潜在蒸发与气温响应关系及其影响因素

蒸发是水文循环的重要组成部分,精细化蒸发变化与气象要素的响应关系,对中国重要生态过渡带水资源、生态恢复重建以及社会经济的可持续发展具有重要意义。基于1970—2017年70个气象站点观测数据,辅以趋势分析和小波相干方法,对秦岭南北气温和潜在蒸发(ET0)变化特征进行分析,探讨气象要素与ET0的响应关系。结果表明:以滑动相关方法为基础,无论是滑动窗口调整,还是去趋势序列,气温与ET0均呈现正相关关系,说明秦岭南北气温上升,ET0增加;但是,秦岭南北气温与ET0相关关系存在时空差异。以1993年为时间节点,前期气温和ET0相关性呈现增加趋势,后期则逐渐减弱;空间上西秦岭地区是气温和ET0的弱相关区。在主导因素上,ET0对太阳辐射变化更为敏感,风速并非区域ET0变化的主导因素,从而导致“蒸发悖论”现象并不突出。多因素主导ET0变化,是秦岭南北ET0与气温响应关系存在时空差异的原因。

汉江流域降水非均匀性变化特征分析

根据汉江流域1970-2015年63个气象站点的逐日降水资料,结合降水集中度(PCD)与集中期(PCP)指数、经验正交分解函数(EOF)及变化趋势分析,对该流域降水非均匀性的变化进行分析,并利用小波相干法探讨降水非均匀性对该区域气候变暖、东亚季风强弱变化的响应特征。结果表明:1)1970—2015年汉江流域降水未呈现明显线性趋势,降水PCD与PCP以年代波动为主,PCD波动范围为0. 35~0. 60,PCP在7月;2)降水PCD呈"全区一致型",即全流域PCD对气候响应具有同步性;降水PCP呈"东西分异型",即东部降水集中期越推迟(或提前),西部降水集中期越提前(或推迟);3)1990—2008年,在2~4 a的短周期尺度上,东亚季风越强,汉江流域降水时间分布越均匀;1999—2009年,在2~3 a的短周期尺度上,该流域年降水量越大,降水时间分布越集中;1985—1993年,在3~5 a的周期尺度上,降水PCP对温度的响应具有超前性。

秦岭-淮河南北高温高湿天气时空演变分析

基于1960~2017年秦岭-淮河196个气象站点逐日最高温、最低温、相对湿度数据,以表观温度指数为基础,采用极点对称模态分解(ESMD)及专用气象要素空间插值软件ANUSPLIN,对秦岭-淮河南北高温高湿天气时空变化特征进行分析,进而利用小波相干方法探讨该区高温高湿天气与赤道东太平洋海温异常的多时间尺度响应关系。结果表明:(1)以20世纪80年代中期及2010年为时间节点,秦岭-淮河以北及秦巴山区高温高湿天气日数呈'下降-缓慢上升-快速上升'阶段性变化特征,秦岭-淮河以南及淮河平原呈'下降-缓慢上升-下降'趋势;(2)秦岭-淮河南北高温高湿天气呈'东多西少、南多北少'的空间分布特征,且影响范围向北扩大;(3)赤道东太平洋东部地区海温异常对秦岭-淮河南北各区高温高湿天气的影响比西部地区更显著且长时间周期尺度比短时间周期尺度更稳定。