1970—2020年秦岭南北夏季昼晴夜雨强度变化趋势及其影响因素

[目的]在陕西3大地理单元中,秦巴山区土壤侵蚀强度仅次于黄土高原。明晰秦岭南北夏季昼晴夜雨强度与气候变暖的响应关系,对区域土壤侵蚀防治具有重要的意义。[方法]基于1970—2020年逐日降水数据,辅以BG分割法、经验正交函数和Lasso回归等方法,对秦岭南北地区夏季昼晴夜雨强度时空变化特征及其影响因素进行分析。[结果]1970—2020年,秦岭南北夏季昼晴夜雨强度呈现显著增加趋势。空间上,秦岭南北夏季昼晴夜雨强度主导模态为全区一致增强。其中,1000 m以下的谷地和平原区,是夏季昼晴夜雨强度变化的敏感区。在影响因素上,秦岭南坡、汉江谷地夏季昼晴夜雨强度变化与气象因子相关性高于关中平原。其中,秦岭南坡夏季昼晴夜雨强度主导气象因子为日照时间,而汉江谷地则受日照时间和平均风速的共同影响。[结论]2003年后秦岭南北夏季昼晴夜雨强度存在突变增强。以白天高温、夜间强降水为侵蚀形态的降水类型,将成为秦岭南北水土保持防治的重点。

秦岭南北夏季昼晴夜雨雨量时空变化及其影响因素

全球变暖趋势下,夏季昼夜复合高温频发,连续性降水减少,导致夏季降雨季节内昼夜配置关系发生改变。秦岭是中国重要的南北地理分界线。研究发现,近年来,秦岭南北35.0%的区域昼夜复合高温呈现显著增加趋势。然而,针对中国秦岭南北过渡带气候变化研究,过去以分析降水时空变化趋势为主,对全球变暖背景下昼夜降水组合的复杂性关注不足。本研究基于秦岭南北72个气象站点逐日降水数据,采用BG突变检测、趋势分析、投影寻踪回归模型等方法,对1970—2020年秦岭南北夏季昼晴夜雨雨量时空变化特征进行分析,探讨关中平原、秦岭南坡和汉江谷地昼晴夜雨雨量变化的影响因素。结果表明:(1)1970—2020年,秦岭南坡(3.08 mm/10a)和汉江谷地(3.10 mm/10a)夏季昼晴夜雨雨量显著增加,两者变化速率高于关中平原(1.14 mm/10a)。(2)1970—1982年,秦岭南北夏季昼晴夜雨雨量异常格局呈现“北多南少”,秦岭南坡、汉江谷地东段是昼晴夜雨偏少的集中分布区;1983—2020年,昼晴夜雨空间格局经历了“一致偏少”向“一致偏多”转变,秦岭南坡和汉江谷地昼晴夜雨雨量增加尤为明显。(3)秦岭南北夏季昼晴夜雨雨量主要受白天温度的影响。当夏季昼晴夜雨发生同期累积最高温增加10℃,昼晴夜雨雨量增加0.90 mm。本研究结论启示,夏季极端高温正在改变中国南北过渡带降雨昼夜形态,将增加区域水资源调配、粮食生产、生态服务等风险,上述结果可为区域综合风险防范体系构建提供理论依据与方法参考。

1970—2020年秦岭南北夏季昼夜复合高温时空变化及其影响因素

基于1970—2020年逐日最高温和最低温数据,对秦岭南北夏季昼夜复合高温时空变化特征进行分析,探讨不同分区昼夜复合高温变化与海温、大气环流异常的相关关系。结果表明:①1970—2020年,秦岭南北夏季昼夜复合高温显著增加。其中,关中平原昼夜复合高温增速最快(0.93 d/10a),是秦岭南坡(0.54 d/10a)的1.7倍。②空间上,昼夜复合高温天数格局呈现“谷地高、山地低”的分布特征,高值区主要分布于:关中平原、汉中盆地、安康盆地和丹江口水库周边。有35.0%的区域昼夜复合高温呈显著增加趋势,空间分布于:关中平原西段黄土台塬区、嘉陵江流域、秦岭山地西段和大巴山区。③在影响因素上,春季青藏高原500hPa气压变化与3个子区夏季昼夜复合高温异常呈显著正相关。即春季青藏高原500hPa气压异常偏强时,秦岭南北夏季昼夜复合高温天气发生风险较高。

基于遥感监测的秦岭南北积雪日数时空变化及影响因素

以海拔依赖型变暖为理论基础,研究山地积雪对气候变暖的响应机制,是当前气候变化研究的热点问题。基于2000—2019年MODIS积雪物候数据,对秦岭南北积雪日数时空变化进行分析,探讨了秋冬两季厄尔尼诺指数(NINO)、青藏高原气压对积雪异常的影响。结果表明:①2013年后秦岭南北气候由“变暖停滞”转为“增温回升”,积雪日数随之呈现转折下降,积雪日数≥10d栅格占比由前期的35.1%下降为8.6%。②在垂直地带规律上,秦岭山地以1950~2000m为临界点,大巴山区以1600~1650m为临界点,低海拔地区积雪日数随海拔增加速率要低于高海拔地区。2100~3150 m海拔带是积雪日数的垂直变化的关键带;③在影响因素上,NINO C区、NINO Z区秋冬海温和青藏高原冬季高压,是秦岭山地、汉江谷地和大巴山区积雪异常的有效指示信号。当赤道太平洋中部秋冬海温偏低,且青藏高原冬季高压偏低时,上述3个子区积雪日数异常偏多。④在环流机制方面,相对于积雪日数偏少年,秦岭南北积雪日数偏多年1—2月0℃等温线位置偏南,低温环境为增加冰雪物质积累、延缓冰雪消融提供了气温条件;1月区域存在弱的水汽辐合带,为增加冰雪物质积累提供了水汽条件。