甘肃空中水汽含量对全球气候变化响应

利用1961-2000年的水汽压资料,采用EOF、小波分析和计算Petitt变点等方法,分析了40 a甘肃大气中水汽含量的变化。结果表明:甘肃水汽变化以全区一致为主,呈上升趋势,1987年突变后更加明显;西部水汽上升明显于东部,在1978年后更加突出;水汽变化具有明显的阶段性;各季水汽变化差别明显,其中夏季线性增加的趋势最明显,冬季次之,春秋两季线性斜率接近于0,增减趋势不明显;水汽对全球变化响应的敏感区域主要在黄河附近;水汽变化以2～4 a振荡周期为主;水汽含量变化与青藏高压和赤道太平洋海温关系密切。

黄土高原气候生产力演变特征

利用黄土高原地区40a的气象资料,采用EOF、REOF、EEOF、CEOF分解和小波分析等方法,研究了该区域气候生产力时空演变特征.结果表明：黄土高原气候生产力呈递减趋势;存在相关程度高的3个次区域（西部、东部和南部）,次区域间气候生产力时间演变差异较大;小波分析表明气候生产力变化2～4a周期振荡比较明显;气候生产力变化空间系统的移动方向、强度等在4a内变化明显;高原中北部是气候生产力变化的敏感区;气候生产力的空间变化幅度南部明显大于北部,变化信息有从高原中东部向四周传播的趋势.

黄土高原降水对气候变暖响应的敏感性研究

利用黄土高原地区1951—2004年实测气象资料,采用小波分析、EOF分解等方法,研究了黄土高原降水诸要素对全球变暖的响应、非降水气候要素对降水响应的敏感性问题.结果表明:秋季干旱化趋势突出,冬季降水增多,夏季高原西部湿润化、东部干旱化.各季节降水量的区域响应敏感程度和敏感区不同,敏感区从春到冬响应由东向西、由北向南移动.降水诸要素在不同时间尺度上的响应敏感性也不相同,但区域响应的年际变化基本同步,年代际变化的趋势、周期、阶段、转折等存在明显差异.大多非降水要素对降水变化响应不够敏感.

中国黄土高原地区4～10月雨量时空变化特征分析

利用黄土高原区域40年的实测降水资料，研究了该区作物生长期（4～10月）降水量的时空变化特征，并对于年和湿年的降水进行了分析和比较。结果表明：黄土高原作物生长期降水在1985年左右发生突变，由历史上的多雨转为少雨；降水异常变化存在3～5年、8年左右和11～16年左右的振荡周期，3～5年的振荡周期更明显；干湿年降水存在明显差异，湿年比干年多40％以上；存在降水异常响应的敏感区，干旱在高原的东北部响应变幅大于其它地方，湿涝响应在高原的北部最为明显。

中国区域运气学说适宜性研究Ⅰ——燥湿气候

本文利用55a全国气象站网逐日相对湿度实测资料,采用EOF和REOF等数理方法,评价中医运气学说在当代的科学价值。研究表明:全国多年平均相对湿度区域分布与五行理论观点基本一致;我国大部分地区燥湿变化主要特征符合运气学说的推演结论,适宜程度随区域有所不同,中央湿土之地湿度最高,北方和南方相对次高,东部风木之地和西部燥金之地最低;根据五行生克关系,对运气学说值年大运予以地域修正后,运气推算的准确度有明显提高,运气学说应包含地域性因素。

河西走廊风能变化及储量

利用河西走廊地区1970-2004年风速气候资料和2004年9月至2005年8月风塔精细资料,研究了河西走廊风能资源特征。结果表明：河西走廊地区环境风速比较稳定,在气候上没有明显的减小趋势;绿洲内风速下降明显。风能分布存在区域差别,存在2个风能大值区域。全区风能普遍较高,10 m层内风能密度都在100 W/m^2以上,大部分地方在150 W/m^2以上,大值地带在200 W/m^2以上;在10-70 m高度层风能随高度按线性关系增长,平均每升高10 m风能增加28 W/m^2;70 m层普遍在300 W/m^2以上。河西走廊风能存在日和年变化,2-6月是风能密集阶段;距地面10 m高度处风能在07：00前后处于低值,从08：00以后不断增大,到18：00前后达到日最大,然后逐渐减小。河西走廊年有效风速时数普遍在6000 h以上,大值区接近7500 h。

中国黄土高原气候生产力次区域反向演变特征

对黄土高原1961～2000年近40a气候生产力变化进行分析,结果表明:黄土高原气候生产力南北部有反向变化趋势,其演变过程在1984年明显转变,南部转向降低、北部升高;东西变化过程在1982年存在变点,有东部减少、西部增多的趋势;生产力在时间演变中以2～4a和8a左右的年际振荡为主,4a左右的振荡最突出。

河西走廊风能资源立体分布研究

利用河西走廊地区1970～2004年气象站风速气候资料和2004年9月～2005年8月周年风塔精细资料，对风速采取气候订正和即时风速订正，给出接近区域的自然（实际）风速，依次研究了该区域近地面70m层内风能分布变化。结果表明：河西走廊风能存在明显日变化和月变化，6～8时风能相对较小，16～19时较大，高层风能极值时间滞后于低层；一年中2～6月风能较大，秋季最小。空间分布大致由北向南递减，存在两个风能大值中心；10～70m层内风能随高度以线形关系增大，10m高度风能大多地方在150W／m^2以上，70m高度风能基本在300W／m^2以上。河西走廊区域70m层内总风能年储量在1．5×10^15kWa／m^2以上，风能储量相当丰富。

中国区域运气学说适宜性研究(Ⅱ)--寒热气候

为了评估运气学说的科学价值,本文利用全国55年逐日气温实测资料,主要采用自然正交分解函数旋转自然正交分解函数EOF和旋转自然正交分解函烽REOF等数理方法,对我国寒热气候进行运气学说适宜性予以评价。研究表明:①运气学说推演结论能够概括我国热寒变化的最主要演变特征;②5年是我国寒热气候演变振荡主周期,与“五运”更迭5年周期一致,是运气学说具有科学价值的根本;③2~3年和准8年次振荡周期,较“五运”更迭周期(5年)存在着“过或不及”;④我国寒热气候变化由东南向西北愈趋杂乱、变化幅度加剧,或寒或热行为愈趋复杂,寒热异常存在3类高相关典型区,西部区寒热波动较大,东部区波动居中,中部区较小;⑤运气学说“六气从化、主客加临、司天在泉”等订正方法,兼顾了我国寒热气候准周期振荡和地域差异特点;⑥运气学说在我国仍具有广泛适宜性,在周期特点、阶段性和地域性等方面尤为突出。

河西走廊风能资源可持续性的初步研究

利用河西走廊地区风速气候资料和风塔精细资料,通过分析该区域风速演变,探讨风能资源的可持续性。研究表明,河西走廊地区的环境风速比较稳定,在气候上没有明显的减小趋势,根据对未来风速变化的预测及河西走廊独特的地理、人文环境,初步推断河西地区风能资源具有很好的持续性。

黄土高原植被生长期旱涝对全球气候变化响应

为了揭示黄土高原植被生长期降水演变特征,主要采用EOF分解和小波分析等方法,利用黄土高原区域51站1961-2000年降水资料,研究植被生长期降水旱涝特征,分析和比较了干年和湿年降水。结果表明:区域响应以一致的涝或旱为主,高原中北部为响应最敏感区;时间演变中1971年之前相对多雨,1985年后明显变旱,存在3～5a、8a左右的年际振荡,3～5a周期明显;高原东北部是干年降水响应最敏感区,是干旱最突出的地方;高原北部是湿年降水响应最敏感区,是降水偏多最突出的地方(易涝);旱年降水响应中局地性较强,湿年降水响应以全区一致为主。

河西走廊风速变化及风能资源研究

利用河西走廊地区25年风速气候资料和风塔周年资料，研究了该区域近地面风速及风能的演变和分布。结果表明：河西走廊绿洲内风速下降十分明显，而其它高山站风速比较稳定，没有明显的减少趋势；风速变化具有周期振荡特点；垂直风速差由近地面向上减小，高层风速极大（小）值滞后于低层；风速随高度按自然对数规律增大，风能距地面8m层内随高度变化迅速；该地区4～12m／s风居多，是风能的主要贡献者；2～4月风速最大，1，5月最小；该地区风能丰富，10～70m层内年风能储量在2200khW／m^2以上。

近70年中国黄土高原气候生产力演变分析

利用黄土高原地区68 a气象资料,采用EOF、REOF、CEOF分解和小波分析等方法,研究了该区域气候生产力时空演变特征,结果表明:黄土高原气候生产力呈递减趋势;20世纪30-40年代高,60年代次高,90年代最低,80年代次低;1978-2000年、1951-1960年以下降为主,1978-2000年最为突出,1961-1978年曲线不断上升,2000年后呈现上升;气候生产力演变存在多种周期,其中4年周期最为明显;存在相关程度高的3个特征区域,即高原西部生产力不稳定低产区、南部相对稳定高产区、高原东部不稳定区;高原中北部是气候生产力变化的敏感区;气候生产力的空间振幅存在传播趋势,从高原中东部向东南传播。

中国黄土高原气候系统主要特征

分析了气候系统变化,结果表明:黄土高原气候系统中岩石圈和大气圈相互影响;大气系统中降水量具有很明显的地域和季节性,降水年际变率大,时间变化上降水呈减少趋势,平均每年减少2.5mm左右,下降速度高原东部明显快于西部,年降水存在2～4年左右的年际振荡;年、季气温的年际变化全区以一致变暖为主,高原中部变化幅度大于周边,气温上升速度年平均气温为0.26℃/10a,冬季升温最快,夏季升温最慢;干旱频繁、暴雨较多。

中国黄土高原区域性暴雨时空变化及碎形特征

利用黄土高原51个测站40年日降水资料，采用REOF分析、小波分析和分维分析等方法，研究了该地区区域性暴雨的时空特征。结果表明：黄土高原区域性暴雨事件趋于减少，过程雨量加大；区域性暴雨频数演变存在4年和7～8年的振荡，以4年周期为主；在1977年区域性暴雨事件出现突变性减少，相应的短周期减弱、长周期加强。分析表明，区域性暴雨事件骤减与500hPa高度、副热带高压和青藏高压位置关系密切；与区域性暴雨事件伴随的全区降水量存在6个空间型，各型暴雨雨量异常具有客观碎形（分形）特点，其中黄土高原西北部和东南部暴雨雨量异常偏多的分维数值较小，在黄土高原中部分维数值较大，反映出黄土高原中部暴雨异常偏多的非线性机制最为复杂，而西北部和东南部地区相对简单。

1961—2005年黄土高原地区积温演变

为揭示黄土高原积温区域变化特征,采用EOFS、小波分析和分形分维分析等方法,研究了该区域在近45 a的年正负积温变化.结果表明:黄土高原正负积温变化的区域一致性程度较高;负积温存在以3-4 a为主的年际振荡,正积温存在以2-4 a为主的年际振荡;负积温在1982年左右发生突变,年总量呈明显减少,3 a周期加强;正积温在1985/1986年突变后呈明显增加趋势,2 a周期消逝,4 a周期衰减,3 a周期突出.积温大振幅区集中在黄土高原腹地,变化信息由高原中部向周边传播;负积温分维数大于正积温,负积温变化全程复杂于正积温,这可能与冬夏季大气环流活跃程度和冷暖空气在近地面运动受大地形影响有关.

黄土高原秋季气候对全球增暖的暖干化区域响应

利用69年（1937-2005年）的实测气候要素资料和各种统计方法，研究了黄土高原秋季气候对全球增暖的暖干化区域响应，结果表明：黄土高原秋季暖干化在四季中最为突出，降水（降水量、降水次数、连续性降水时量等）趋于减少、气温（平均、日最高、最低、季极端最高气温等）升高、蒸发量加大，暖干趋势明显；总低云量趋于减少、日照增多、地温上升等促进暖干发展。黄土高原秋季暖干化区域响应中全区一致性是其最主要的特征，高原中西部响应最敏感；在近70年中降水量演变出现2次明显转折，气温出现2次突变；降水异常与西太平洋副热带高压的夏季（JJA）东西位置、北太平洋海温异常联系紧密；年代际演变中降水量存在20～30年周期，气温周期不〈70年；预测未来20年内秋季气候将以暖湿为主。

甘肃省粮油产量对气候变暖的敏感性研究

为揭示甘肃各地粮食和油料作物产量对大尺度气温变化响应的程度，利用1981～2000年甘肃省各地小麦、玉米、马铃薯、糜子、谷子等粮食作物和胡麻、油菜等油料作物产量和相应4～10月的气温数据，采用EOF分析方法，研究了甘肃粮油产量对气候变化的敏感性。结果表明：小麦、玉米、胡麻产量对气候变化比较敏感，敏感区主要在河西地区，黄土高原地区对气候变化的敏感性不强；糜子、马铃薯、油菜在大部分地方不敏感，谷子基本不敏感。提出了农业产业结构调整的一些建议。

中国黄土高原地区干旱特征

利用黄土高原51站40年气象观测资料及修正palmer干旱指数，主要采用EEOF（扩展经验正交分解函数）等分解方法，研究黄土高原土壤干旱演变。结果表明：40年来干旱趋于加重；1973年、1989年为Petitt变点，1973年之前旱年相对较少，1989年之后干旱年份明显增多干旱加重；干旱最敏感区（变化大值区）在高原腹地，高原周边地区干旱变幅较小；干旱变化振荡周期以2～4年为主；干旱准2年振荡的空间演变清晰，干旱移动方向和强度变化比较明显，在5个月之内强度、范围加大，大值区数值增大并向周围扩展旱情加重，再经过5个月后干旱大值区的数值下降快于周围，从敏感区向高原四周扩散；干旱变化强度、位相等具有区域差异，主要存在高原西部、晋中盆地、高原东北部、关中平原、渭河上游区等5个次区域。

黄土高原土壤干旱异常阶段特征

为揭示黄土高原严重土壤干旱的时空特征,主要使用EOF、REOF、CEOF和小波分析等方法,研究了该区域近40a(1961～2000年)的土壤干旱变化。结果表明:黄土高原土壤干旱变化以全区一致为主,干旱趋势趋于加重,20世纪90年代干旱加剧最为明显;干旱存在2～4a和7～9a左右的年际振荡,以2～4a为主;干旱最容易在7～10月发展到最重,其间干旱信息由高原中部向西、向东、向北传播;7～10月干旱变化存在3个敏感区,划分了3个次区域,各次区域间干旱强度、频次差异较大。