李兰[1]2003年在《东北夏季（6—8月）气温异常的多尺度时空特征分析》文中研究说明本文用夏季(6-8月)中国东北地区91个测站44年气温资料，对该区夏季气温的气候平均和异常场进行分析，采用谐波分析将异常变化的年代际、年际尺度分量分离，分别分析两种尺度上气温异常的时空特征，最后应用REOF进行了气温异常的区划，研究局域异常变化的年代际、年际分量的变化特征。结果发现：1)东北夏季有叁个异常高温高发区和叁个异常低温高发区。全区性异常高温(低温)阶段出现在上世纪80年代后(70年代)。2)东北夏季气温异常最主要的空间分布型为全区温度变化的一致性。其时间系数总体看存在较明显的2-3年振荡，同时在上世纪70年代末有一次年代际的跃变。3)东北各站夏季异常方差中，东北大部分地区的气温异常的年代际变化分量均明显大于年际变化分量。4)区域气温异常的年代际变化主要特征为线性上升趋势。大范围异常高温(低温)夏季常出现在年代际、年际异常同时为正(负)的年份。5)气温异常可划分为南部型、北部型、东部型、西部型4个型，其中南部型和西部型的年代际变化相对重要，而东部和北部的年际变化相对重要。
王晓利[2]2017年在《中国沿海极端气候变化及其对NDVI的影响特征研究》文中认为在全球气候变化的背景下,极端气候事件频繁发生。与气候平均态的变化相比,极端气候的变化对社会经济发展和生态环境演变的影响更显着、更强烈。中国沿海地区是一个生态脆弱性较高的地区,对气候变化极其敏感,该区域台风、风暴潮、暴雨、热浪以及干旱等极端天气气候事件频繁发生,造成海平面上升、海水入侵、城市内涝、农业和渔业减产减收等严重后果,直接影响区域社会经济的可持续发展,对生态环境保护和人们的生产生活构成了严重威胁和巨大挑战。植被覆盖在中国沿海地区的生态服务功能中扮演了极其重要的角色。近年来,高温热浪、强降水和干旱等极端气候事件的变化对沿海地区的植被覆盖产生了一定程度的影响,造成区域初级净生产力、水土保持、大气调节、气候维持乃至整个生态系统产生一定的变化。鉴于此,研究沿海地区极端气候事件的历史变化特征、空间差异特征以及未来变化趋势,并进一步探究极端气候事件对植被覆盖的影响作用,不仅有益于促进区域生态环境保护和生态建设成果的维持,而且能够为中国沿海区域经济可持续发展决策提供强有力的支持。本文基于1961~2014年中国沿海地区地面气象站的逐日平均气温、日最高(低)气温以及逐日降水资料,计算27个极端气温和极端降水指数,对沿海地区及各子区域极端气候事件的变化趋势及其持续性、周期特征、突变特征、空间格局等进行全面和深入的分析;同时,基于GIMMS NDVI3g数据分析1982~2014年中国沿海地区NDVI的时间变化趋势及其持续性、突变特征以及空间分布特征等;最后,利用相关性分析和去季节变化方法探究中国沿海地区极端气候事件对NDVI的影响特征。本文的主要结论如下:(1)极端气温事件特征中国沿海及各子区域极端气温暖指数呈上升趋势,冷指数和气温日较差呈下降趋势,夜指数的变化幅度明显大于昼指数的变化幅度。相对指数、极高值指数和冷(暖)持续日数的多年均值在各子区域之间相差不大,霜冻日数、冰冻日数和气温日较差的多年均值从北至南依次递减,夏季日数、热夜日数、极低值指数和生长季长度的多年均值从北至南依次增加。各子区域极端气温指数年际间的主周期介于2~8 a。各子区域极端气温指数的突变主要发生在1980s和1990s,冷指数和极低值指数的突变时间稍早于暖指数和极高值指数的突变时间。未来一段时期,沿海地区极端气温事件仍继续呈上升趋势,极端低温事件会继续下降。极端气温暖(冷)指数对日均气温和日最高(低)气温具有较好的指示性,而气温日较差、日最高气温的极低值和冰冻日数等对均态气温的指示性相对较弱。(2)极端降水事件特征中国沿海地区及各子区域的持续湿润日数呈下降趋势,其他极端降水指数在黄淮(含)以北基本呈下降趋势,以南呈上升趋势,在全区表现为增加趋势。极端降水指数的多年均值基本呈北低南高的分布状态,最高值和最低值一般分别在华南和华北沿海地区。各子区域极端降水指数的主周期介于2~7 a之间。极端降水指数的突变主要发生在1990s和1970s,突变后,东北和江淮(含)以南沿海地区的极端降水日趋频繁,华北和黄淮沿海地区极端降水日趋减少。未来时期,华北、黄淮和江淮沿海地区将趋于干旱化,而东北、江南和华南沿海地区极端降水事件将持续增多。除持续干燥日数以外,其他极端降水指数两两之间高度相关,对年总降水量的指示性均较强。(3)极端气候对植被覆盖的影响特征中国沿海地区及各子区域的NDVI均呈上升趋势,未来时期该趋势仍将持续。各子区域NDVI的突变主要发生在21st初期,其次是1990s,突变后,区域植被指数呈增加趋势。沿海地区植被覆盖状况总体较好,江淮(含)以南沿海地区的覆被状况优于江淮以北的。年际尺度上,极端气温暖指数和极值指数与NDVI总体呈正相关,气温日较差在黄淮(含)以北与NDVI呈负相关,在黄淮以南呈正相关;黄淮(含)以北沿海地区极端降水量与NDVI基本呈正相关。年内尺度上,极端气温极值指数和气温日较差与NDVI之间均呈强相关关系,江南(含)以南沿海地区的NDVI对极端气温极值指数存在一定的时滞现象;江淮(含)以北沿海地区年内极端降水与NDVI总体呈正相关,江淮以南NDVI对极端降水具有一定的滞后性。极端高温类指数和气温日较差均对东北沿海西部、华北沿海和黄淮沿海地区的NDVI产生负面影响,对其他沿海地区的NDVI产生正面影响,当月和前一个月极端低温类指数对沿海地区的NDVI总体上分别起消极和积极影响;极端降水对东北沿海西部、华北和黄淮沿海地区的NDVI起积极影响作用,对其他沿海地区的NDVI均起消极影响作用。本研究评估了中国沿海地区极端气温事件和极端降水事件的时空变化特征,并着重开展区域差异特征的比较研究,同时,结合沿海地区NDVI数据,进一步评价了极端气温事件和极端降水事件对NDVI的影响特征,以更好地认识沿海地区极端气温事件和极端降水事件的变化特征和规律及其对NDVI的影响,为科学适应、减缓和应对沿海地区气候异常和海岸带生态环境保护提供参考和依据,促进沿海地区社会经济和生态环境的可持续发展。
龚强[3]2003年在《东北夏季降水异常的年代际、年际变化特征及其成因分析》文中研究表明采用谐波分析、REOF、SVD等方法分析了东北夏季降水异常的时空特征，并按年代际、年际尺度分析了它与同期北太平洋区域对应尺度环流、相关海表温度异常的联系。结果表明：1)东北夏季降水异常与国内其它地区无显着相关(华北东部除外)，有作为独立区域研究的价值。2)近50a来，没有明显变干或变湿的倾向，但存在阶段性旱涝交替的特征。降水异常的方差构成中，年代际、年际变化分量具有几乎同等的重要性。3)降水异常可划分为6个主要异常区，其年代际变化的显着性东南部(南、东、中区)高于西北部(西、北、西北区)。4)年代际、年际尺度上东北亚地区夏季风强(弱)均与东北降水正(负)异常相关。此外，北太平洋副高与东北降水年际尺度上的关系也很密切。5)在年代际尺度上，当北太平洋中纬度海温偏低、热带东太平洋偏高时，东北亚夏季风异常减弱；反之亦然。在年际尺度上，当北太平洋中纬度海温偏低、热带东太平洋偏高时，北太平洋副高减弱、位置偏南；反之亦然。
苏东玉[4]2006年在《南亚高压对长江上游夏季气候变化影响研究》文中提出南亚高压是夏季北半球高层最强大的高压系统,是亚洲夏季风的主要成员之一,它与北半球大气环流和亚洲的天气气候关系密切。本文利用NCEP/NCAR再分析月平均100hPa高度场等资料,长江上游川渝盆地夏季降水、气温观测资料,建立了南亚高压东伸、脊线、面积指数及川渝盆地夏季降水、气温的时间系列。利用小波、合成、相关分析和平滑滤波、曲线拟合等方法,分析了南亚高压影响川渝盆地气候变化的规律。主要结论如下:(1)夏季南亚高压东伸指数和脊线指数的年代际变化很明显,分别存在10、30年周期及15、23年周期,并且都在20世纪70年代末发生转折,而年际周期相对很弱。与南亚高压位置变化相对应,夏季盆西和盆东降水及气温的年代际变化也存在明显的10年左右周期,并且也在70年代末发生转折,年际则以2-3年周期为主。(2)相关分析表明,若北半球中高纬高度场呈+ -+(-+ -)异常波列结构,南亚高压在东亚处于偏东(西)异常位置,西太平洋副热带高压西伸(东退),则盆西夏季降水偏多(少)。若中高纬高度场呈-+ -(+ -+)异常波列结构,南亚高压处于偏南(北)异常位置,西太平洋副热带高压也偏南(北),则盆东夏季降水偏多(少)。若中高纬高度场呈+ -+(-+ -)异常波列结构,南亚高压、西太平洋副热带高压在东亚处于偏北(南)异常位置,则川渝盆地夏季气温偏高(低)。(3)当夏季100hPa南亚高压东西、南北位置年际、年代际异常时,500hPa高度及高度距平场、850hPa距平风场、盆西、盆东降水、盆地温度的年际、年代际距平分布都呈现为相反特征,说明在年际、年代际尺度上,南亚高压与气候系统中其他成员具有很好的关联性,可将南亚高压看作气候系统中大气子系统异常的强信号,通过分析其变化可以更直接地研究和预测区域气候异常。(4)南亚高压偏东年,200hPa距平风场上反气旋环流中心位于青藏高原,而偏西年则位于伊朗高原,并且在南亚高压偏东年,东亚北部地区大气环流异常具有斜压垂直结构特征,即对流层上下层为相反的距平环流。(5) 20世纪60年代研究得出:南亚高压和西太平洋副热带高压存在‘相向而行'和‘相背而去'的关系。本文从年际和年代际尺度分析说明,南亚高压和中层西太平洋副热带高压,既存在上述东西方向的相向运动特征,也存在南北方向的同向运动特征。(6)当南亚高压处于年际和年代际偏北异常位置时,盆地上空为一致的偏南距平风,盆东降水偏少,盆地气温偏高,说明盆地存在强偏南风主旱现象。(7)本文分析结果表明,由于长江上游川渝盆地特殊的地理环境和区位特征,南亚高压作为一个异常强信号,对该地区灾害性气候的预测具有重要意义。
陈晓[5]2010年在《草地螟迁飞、越冬规律及暴发机制研究》文中研究说明草地螟Loxostege sticticalis L.是一种世界性害虫,主要分布在北温带干旱少雨地区。在我国主要分布在华北、东北和西北地区,是我国北方农牧区重要的迁飞性害虫。幼虫可严重为害大豆、甜菜、苜蓿、向日葵等作物及牧草。草地螟具有间歇性暴发的特点,新中国成立以来已经3次暴发成灾,给农牧业生产造成了巨大的经济损失。目前人们对草地螟的发生规律尚缺乏全面了解。为此,本研究应用大气数值模拟、轨迹分析、天气分析、相关分析等方法,探索草地螟迁飞、越冬规律和暴发机制,为提高草地螟预测预报水平提供科学的依据。主要研究结果如下：1.草地螟迁飞规律。(1)东北草地螟越冬代成虫主要来自当地及境外越冬区,即东亚荒漠带以北的区域。华北草地螟“发生基地”对东北草地螟发生有重要影响,但并非主要虫源地。另外,在某些年份中,境外越冬代成虫还能够大规模迁入华北,这是第叁个暴发周期以来一个新出现的现象。在分析、整理历年草地螟迁飞过程的基础上,绘制了我国草地螟越冬代成虫主要迁飞路径图。(2)东北地区在草地螟一代成虫发生期间,以西南风为主,北风、东北风频率较低,不利于成虫向华北迁飞；在二代成虫发生期间,东北风、北风频率有所上升,但西南风仍然占优势且风向变化频繁,仍不利于成虫向华北草地螟“发生基地”迁飞,但有利于成虫向环渤海湾地区迁飞。在1979年以来的20个发生年份中,东北草地螟夏季种群成功迁入关内的事件仅发生了4次,其中仅有1次迁至华北草地螟“发生基地”,另外3次迁至环渤海湾地区,而向内蒙古东部和境外迁飞的现象出现了3次。因此,东北夏季种群迁飞到华北的机率是极低的,通常不能构成华北一代成虫虫源。松嫩平原地区当地羽化的一代成虫种群往往受到夏季高温的影响而急剧回落。(3)华北草地螟夏季种群往往呈现局地短距离扩散模式。南部平川区在6月末至7月上旬羽化的一代成虫通常向北扩散到北部高海拔冷凉地区,发生二代幼虫。北部高海拔地区在7月末至8月上中旬羽化的一代或二代成虫如果向南扩散到平川地区,则能够发生二代或叁代幼虫。在气候异常的情况下,华北草地螟夏季种群亦能出现远距离迁飞的现象。(4)滞留在华北北部的草地螟种群存在非典型的世代间往返迁飞、扩散活动,远距离迁飞的草地螟种群的后代基本无法迁回虫源地,即不存在世代间往返迁飞的现象。2.我国草地螟一代成虫异地迁入种群暴发机制。包括以下几个环节：(1)境外上年秋季存有广阔的越冬区；(2)当年5-6月份,东亚荒漠带或漠北草原带上降水异常偏多,导致一代幼虫在境外大量繁殖；(3)一代成虫羽化后,境外出现恶劣的气候条件,促使成虫大量迁入我国。3.境外及我国东北地区草地螟越冬区形成机理。(1)漠北草原带降水条件良好,但在90年代以前,积温不足以完成两个完整世代,因此很少出现集中越冬区。90年代以来,随着气候变暖,漠北草原带上积温增加,有利于二代幼虫的发生并留下集中越冬区。(2)东亚荒漠带及草原带南部的积温可以使其完成两个世代,但严重干旱限制了草地螟的发生。只有在降水异常偏多的条件下,才有可能发生二代幼虫,出现集中越冬区。(3)东北平原区夏季高温是草地螟一代成虫发生的主要制约因素。最高气温通常出现在7月下旬,成虫能否避开这一高温时段,是其种群能否得以延续的关键。当地一代成虫在7月中旬前后羽化,只有向西迁飞到内蒙古东部高海拔地区才能发生数量较多的二代幼虫。异地虫源如果在7月末以后迁入,则可在平原区发生二代幼虫,部分可滞育越冬。4.草地螟远距离迁飞活动与气候背景的关系。(1)华北草地螟越冬代成虫向东北的远距离迁飞活动受到虫源区位置、气候因素、风场条件等因素的影响。(2)境外虫源大规模迁入我国的气候背景在不同区域之间存在明显的差异。如果虫源区位于东亚荒漠带上,由于当地环境条件极为恶劣,因此无论是越冬代成虫还是一代成虫在羽化后都将外迁。如果虫源区位于漠北草原带上,由于降水是草原上草地螟繁殖的主要影响因素,因此在严重干旱的春季,成虫将大举外迁,在雨水丰沛的春季,成虫将滞留在草原带上发生一代幼虫。当夏季出现异常的高温、干旱,一代成虫将大量外迁。如果虫源区位于森林草原带上,由于6月、8月的低温是草地螟繁殖的主要制约因素,因此气温波动将促使成虫迁出。5.草地螟迁飞过程与天气背景的关系。(1)利用吉林植保所1999年在镇赉县对草地螟迁飞活动的雷达观测结果,分析了草地螟空中虫群对风温场的响应机制。结果表明,草地螟空中虫群的成层行为是对温度和风速综合作用的响应。在高温天气中,温度不是草地螟飞行的限制因素,蛾群通常受到低空急流的集聚作用,在最大风速带中成层；在低温天气中,低温成为草地螟飞行的限制因素,蛾群在高于低温域值的区域内成层。草地螟空中虫群飞行的低温域值可能在12-12.5℃之间。在温度条件适宜的夜晚,如果没有低空急流,空中蛾群将可能分布在较高的高度上,而且虫层范围也会更宽。(2)对2004年5月24-25日华北北部草地螟一次迁飞过程进行了模拟,结果显示大同等地5月24日晚草地螟成虫的大规模外迁与冷锋过境有密切的关系。迁出种群大部分向东北方向迁飞,途经丰宁等地时发生了迫降,迫降是由强下沉气流引发的。(3)归纳了草地螟起飞、降落、远距离迁飞的天气背景。恶劣天气结束、冷锋过境、恶劣天气来临会诱发草地螟大规模外迁。降水、下沉气流、气流辐合区、冷锋锋面会导致草地螟集中降落。北方气旋与我国草地螟春季种群的远距离迁飞迁飞有密切关系,台风北上有利于我国东北草地螟夏季种群向关内方向迁飞,反气旋则影响着欧洲草地螟向西迁飞。6.我国草地螟春季种群异常波动的气候背景。东北6月份高温、干旱是草地螟大发生的必要条件,而异常低温或多雨天气的出现将导致种群数量急剧回落；华北5-6月份降水偏多将有利于草地螟暴发。计算了关键气候因子与前期海温场、位势高度场的相关系数分布,利用显着相关区建立了预测方程。另外还发现,东北地区草地螟种群崩溃与大火山喷发存在密切关系。7.近百年来欧亚大陆草地螟种群时空动态。从20世纪20年代末至今,欧亚大陆草地螟种群先后经历了四个群发期,分别为1928-1935年、1948-1960年、1970-1989年和1997年至今。草地螟发生区存在洲际间转移的现象。我国草地螟的暴发具有稳定的准20年的周期。俄罗斯欧洲部分草地螟的暴发周期则存在年代际变化。8.我国草地螟的分布范围在不同年代间存在明显的变迁,发生区重心不断北移。原因在于,在50年代华北地区草地螟很少向东北迁飞,而70年代以来则可频繁迁入东北；在50年代东北极少有草地螟越冬现象,而90年代以来,却频繁出现。草地螟迁飞、越冬规律的变化均与气候变暖有关。气候变暖不但导致华北草原严重干旱化,还促使越冬茧羽化期提前,导致成虫期与雨季相背离,促使成虫大量外迁。同时,气候变暖还增加了蒙古国东部、内蒙古东部和俄罗斯赤塔州二代幼虫发生频率,进而留下大量越冬虫茧。9.草地螟间歇性暴发的可能机制。(1)我国草地螟种群数量在华北北部7月降水偏多时期开始回升并进入一个新的暴发周期。东亚高空西风急流位置存在年代际间南北振荡,导致华北北部7月降水量出现年代际波动,进而影响了我国草地螟间歇性暴发。(2)我国草地螟暴发周期的结束是天敌和恶劣气候共同作用的结果。然而,在当前的第叁个周期中,由于草地螟重发区的北移,华北草地螟“发生基地”内的天敌种群数量无法得到稳定的增长,因此天敌对草地螟的抑制作用减弱了。这正是第叁个周期持续时间如此之长的原因。(3)俄罗斯欧洲部分草地螟的暴发周期与6-7月降水量年代际波动相吻合。6-7月降水量年代际变化与海平面气压场年代际变化相对应。
杨晓苑[6]2006年在《北大西洋、北太平洋SST遥联与我国冬温夏雨异常关系研究》文中指出本文使用NCDC提供的1958～2001年,NOAA-NESDIS月平均海表温度资料,研究了北大西洋和北太平洋海温异常的遥相关联系(简称遥联)。研究工作在四季和两个时变尺度上进行,给出了北大西洋和北太平洋海表温度(SST)的显着遥相关,并用SVD(Singular Value Decomposition)主模态时间系数构造了SST异常指数I,分析了它们与同期亚太季风和我国冬季温度、夏季降水异常的关系。得到以下主要结论:1) 在年代际时间尺度上,北大西洋海温异常的分布以正值区域为主,北太平洋海温异常的分布以负值区域为主,它们分别对应的时间系数均作准同步的变化。在年际时间尺度上,两大洋海温异常的分布在南北方向上呈偶极型,北大西洋南正北负,时间系数呈准两年的周期振荡;北太平洋北正南负,时间系数振荡周期为3～4年。2) 在两种时间尺度上,两大洋的海温异常在四季都有显着的遥相关联系,海温异常的遥相关型对应的时间系数作准同步的变化。年代际时间尺度上在70年代后期由负转正。在年际时间尺度上,冬季的时间系数振荡周期约为3～4年,夏季时间系数的准两年振荡周期十分明显。3) 海温异常的遥相关型有利于亚太地区冬季风在蒙古地区和中国内陆地区的减弱,使得河套南部以及以长江中游地区为中心的地区的冬季气温异常升温。4) 海温异常的遥相关型在年代际时间尺度上有利于中国华北区域降水的减少,在年际时间尺度上有利于中国长江流域降水的增多。
王遵娅[7]2007年在《中国夏季降水的气候变率及其可能机制研究》文中研究指明本论文主要利用1951～2004年中国740站点的逐日降水资料,并配合其他要素场和环流场资料,采用多种统计分析方法,研究了中国夏季降水季节内、年际和年代际的多时间尺度变率。首先对中国雨季的进退过程、阶段性和区域性特征进行了分析;以后,依次对中国夏季降水的气候季节内振荡、准两年振荡和年代际叁个不同时间尺度波动的周期特征、时空分布、环流背景、外强迫因子的影响等进行了详细分析,并提出了这叁种变率产生的可能机制;最后对叁种尺度波动的相互关系进行了讨论。主要得到的结论如下所示:(1)通过对中国雨季的定义,发现中国的主雨季最早爆发于华南中部,最晚结束于华西地区,能持续4到14候不等,雨量能占年总降水的30%～60%。主雨季在东部为季风雨季,自南向北推进;在西部雨季有较强的局地性,北方略早于南方,主要受到西风带系统的影响。中国雨季表现出了显着的阶段性和区域性特征。(2)通过对中国4～9月降水气候季节内振荡的研究,发现10～30天振荡在华北和华南最明显,而30～60天振荡在长江中下游最显着。30～60天振荡在4～9月经历了叁次明显的自南向北传播:第一次始于4月初,与春雨的发生有关;第二次最强,从6月初至8月中,低频中心分别与华南前汛期、江淮梅雨和华北雨季相对应;第叁次发生于8月初,与长江及其以南地区的秋雨有关。气候季节内振荡对中国各主要雨季的强度、活跃和中断均有显着的调制作用。30～60天振荡在100。E以东有较明显的西传特征。10～30天振荡的传播特征较不明显。中国夏季降水季节内振荡维持和传播的可能机制为:低纬热源的季节内振荡激发出EAP遥相关波列,波列的低频气旋和反气旋之间形成经向排列的辐合辐散带,由于气流的上升和下沉造成自东亚到北太平洋的低频雨带。低纬热源季节内振荡的维持和北传导致包括中国东部低频雨带在内的东亚到北太平洋低频雨带维持和北传。(3)通过对中国夏季降水准两年振荡特征及其可能机制的研究,发现中国75%以上站点的夏季降水序列中都存在显着的准两年振荡,该振荡能解释中国夏季降水35%,甚至55%以上的年际变化方差。强准两年振荡地区主要分布在内蒙中部,从甘肃和陕西到淮河流域和长江中下游一带。中国夏季降水准两年振荡的可能机制是:太平洋-亚澳季风系统的准两年振荡会影响赤道西太平洋热力状况发生TBO,由异常热源激发EAP和EU波列,同时对低纬和中高纬环流产生影响,造成暖湿气流和冷空气异常而引起中国降水的TBO。赤道太平洋暖池区的异常热源性质,强度和位置是决定中国夏季降水准两年模态的主要因素,而该异常热源的特征与太平洋-亚澳季风系统TBO的强度和状态等密切相关。(4)通过对中国东部夏季降水年代际变率和可能原因的分析,发现其主要有准10年,30～40年和准80年周期,并在70年代末出现了突变。另外,华北和华南夏季降水还各在60年代中期和90年代初有一突变点。中国东部夏季降水在20世纪70年代末发生了从“北旱南涝”到“南涝北旱”转型,其可能机制是:一方面,青藏高原冬春季积雪由20世纪70年代末以前的偏少突变为偏多,造成东亚大陆的夏季热力作用偏弱;另一方面,赤道中东太平洋春夏季海温分别在20世纪60年代中期、70年代末和90年代初各出现了一次显着升高,使得低纬海洋的热力作用偏强。海陆热力差异的年代际减弱造成亚洲夏季风环流偏弱,从而中国的东部雨带偏南。另外,青藏高原积雪对中国东部夏季降水年代际变化的影响总体上比赤道中太平洋海温显着,赤道中太平洋海温在20世纪90年代初的突变增强与中国华南夏季降水在同期的年代际增多有密切关系。(5)通过对中国夏季降水叁种尺度波动相互关系的分析,发现在年际和年代际偏涝的背景下,长江中下游季节内振荡周期偏长,以30～60天振荡;而偏旱背景下周期偏短,以10～30天为主。偏旱背景下季节内振荡的北传比偏涝背景下强。中国雨带和东亚东部环流的季节内循环模态不受旱涝背景影响,但偏涝背景下的季节内降水和环流强度都强于偏旱背景。中国东部夏季降水由多变少时振荡强度由强变弱,反之。年代际异常是年际异常的集中反映,而年代际变率为年际变化提供了背景,即:在年代际异常的调制下,年际变化具有总是出现某种(正或负)异常的趋向性。20世纪70年代末,华南和华北的3～7年周期显着增强而长江中下游的2～3年周期显着增强。年代际背景对中国夏季降水年际空间模态的影响不明显。
周连童[8]2007年在《引起华北持续干旱的环流异常型及其与西北干旱区热力变化的关联》文中研究指明鉴于我国华北地区从1977年之后发生持续性干旱的严重性,本研究利用我国气候资料、ERA-40和NCEP/NCAR的再分析资料从观测事实、动力理论和数值模拟分析了引起华北地区持续干旱的环流异常型及其与西北干旱区热力变化的关联。分析结果如下:(1)我国夏季降水在1976年前后发生了一次明显的跃变,从1977年到2000年,华北地区和黄河流域夏季降水明显减少,并导致了持续性干旱的发生;而西北地区和长江流域夏季降水明显增加。(2)华北地区上空对流层中下层发生的暖高压、鄂霍兹克海地区的高压脊和西太平副热带高压是影响华北地区夏季气候变异的主要环流系统。并且,从1977年之后,欧亚大陆对流层下层环流异常分布产生了一个与1977年之前的分布相反的遥相关波列,且我国东部季风区与西部干旱区的纬圈环流也于1977年之前的分布相反。这就是从1977年之后,华北地区上空700hPa出现反气旋型环流异常,并出现明显的偏北风异常,且下沉气流异常加强,水汽输送出现辐散,且200hPa西风带偏南,华北上空西风减弱,这些都不利于华北地区夏季降水,造成华北地区自1977年之后降水偏少,发生了持续性的干旱。(3)华北地区夏季环流异常与西北干旱、半干旱区的热力变化有很明显的关联。西北干旱、半干旱区春、夏季地气温差异常从1977年之后都增强了,特别是春季感热输送从1977年之后明显增强,从相关分析可知,当西北地区春季感热输送异常偏高时,华北地区夏季降水偏少,而长江流域夏降水偏多;并且,分析结果还揭示了从1977年之后西北干旱、半干旱区春季感热输送偏强,这导致了西北地区夏季上空出现明显的上升气流异常,而华北地区上空夏季出现下沉气流异常,这个下沉气流的加强不利于华北地区夏季降水,故引起华北地区夏季降水的减少,并发生持续性的干旱。(4)利用倾斜位涡理论分析西北干旱区春季感热异常对于东亚大气环流位涡异常的影响,表明:由于西北干旱区地气温差(Ts-Ta)和感热输送自1977年之后明显增强,而此地区对流层上层温度却明显下降,这种热力变化使得此地区pθ从1977年之后变成负距平,并且,低层垂直位涡分量也随之变成负距平,这种位涡变化有利于西北干旱区气旋性环流异常的加强,并造成上升气流异常的加强和夏季降水的增多,从而有利于纬圈环流的发展。正是由于此纬圈环流的发展,导致了华北地区上空对流层低层pθ从1977年之后由负距平变成正距平,这不仅有利于华北地区上空反气旋式环流异常的加强,而且还有利于下沉气流异常的加强,从而导致华北地区夏季降水偏少,发生持续性干旱。(5)RegCM3模拟结果表明了,当西北地区春季感热增强时,我国华北地区南部夏季降水偏少,而长江流域和西北地区夏季降水偏多。并且在华北上空下沉气流异常加强,这不利于华北地区夏季降水偏多。
于群[9]2011年在《山东降水的多尺度性与地域特征研究》文中进行了进一步梳理降水是描述气候系统及其变化的关键要素之一,是气候系统各因子相互作用的综合体现。降水变化有高随机特点、多尺度特征,局地降水的气候问题通常着眼于降水量或距平的变化。降水不仅具有日、年固有的气候周期振荡,还有低频振荡,年际、年代际变化。本文主要关注山东降水气候形成的多尺度性,及其地域特征。山东雨季降水的季节内变化、年际变化都主要表现为全区一致性,夏季降水日变化、冬季降水存在显着的地域性。采用山东多年地面、高空观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料和统计方法,根据气候变化固有和常现规律,从降水年序列中分解出年循环、季节变化、30—70d季节内振荡、10—28d月内振荡四种气候分量,并称其为气候模态。分析了不同尺度之间山东与周边地区降水的联系与差异,山东降水与东亚高空急流的关系；主雨季起讫、降水量及不同尺度分量方差贡献的异常变化,主雨季降水异常与环流低频振荡传播之间的关系。此外,还分析了降水的日变化及地域特征,冬季山东半岛和内陆降水的地域差异。深入分析一个地区降水的各气候分量,有利于把握气候变化规律,了解降水异常的气候背景,对提高降水预测和减灾防灾能力具有重要意义。1)山东降水日变化具有地域性、季节性、年际变化特征,分为内陆型、半岛南部型和半岛北部型,内陆和半岛北部为双峰型,半岛南部为单峰型,夏季尤其7、8月降水日变化最为显着,偏涝年日变化接近气候平均,偏旱年偏离气候态较大。并提出夜间边界层惯性振荡易激发对流引起降水可能是夜间—清晨降水峰值形成的重要机制之一。2)中国东部降水年循环体现了雨带自南向北的移动,季节变化清楚地反映了夏半年东部各区的主要雨季。山东与淮河流域、华北都只有一个雨季(即主雨季)。季节内振荡(CISO)尺度,4—7月山东与淮河流域步调一致,7月底—9月底二者各不相同；4—9月山东与华北北部呈反位相变化。月内尺度上,山东与华北北部8月上半月位相相反,而主雨季开始、结束时段振荡相位一致。山东降水与东亚高空急流各模态间有着密切关系,年循环和季节变化降水与东亚高空急流指数(EAWJI)呈现较为一致的反位相,夏季风活跃期间CISO尺度二者基本同步振荡。3)山东5—9月夏半年降水相对冬半年存在明显的低频振荡,而且振幅起伏大。5—9月雨季降水主要存在叁次突变,第一、叁次突变对应着山东主雨季(即汛期)的起、讫时间。在年循环和季节变化背景下,月内尺度振荡对CISO的调制过程中导致降水突变,其中月内振荡起着决定作用。4)主雨季降水量年代际变化明显,1975年之前降水偏多,21世纪开始降水持续偏多,期间约20年为偏旱期,出现中间旱、两头降水偏多的趋势。分离为年际和年代际尺度的降水量序列分别表现出显着的2—3a和11a周期振荡,年际变化两次突变发生在1976年和2005年前后,前一次突变与11a周期振荡关系密切,第二次突变由两个振荡周期共同调制所致。5)历年各模态振幅和相位变化对于气候平均的偏离各不相同,方差贡献也不同,这也是导致主雨季降水年际变化大的根本原因。主雨季起讫时间与降水量异常有明确的统计相关关系。主雨季开始偏晚,主雨季降水量可能偏少：主雨季结束和持续时间与主雨季降水量显着正相关。主雨季开始、结束偏早／晚年主要发生在山东降水年代际偏旱时期,即偏早期主雨季起讫时间偏离气候平均幅度较大。6)主雨季偏涝年北太平洋自春季出现较为明显的“南冷北暖”SSTA分布,并持续到秋季,可引起哈得莱环流显着减弱,其后夏季500hPa副高脊线位置偏北,导致降水明显偏多；反之亦然。主雨季偏涝年同期500hPa位势高度山东半岛至日本岛南部异常偏高,贝加尔湖和巴尔喀什湖南部区域位势高度异常偏低,表明副高易偏北,西风带多有低槽发展；200hPa位势高度沿40N有类似正CGT的波列存在,同时40°N以南／北西风急流分别表现为显着减弱／增强,即副热带急流偏北、加强。7)主雨季降水量异常与年循环、季节变化方差贡献显着相关(超过99.9%),但主雨季降水的起伏、突变主要是由低频振荡决定的。典型偏涝年(1998)大气环流季节内振荡传播信号显着,季节内振荡降水峰值与经向风、纬向风经向在35°N附近、120°E附近峰值出现时间同步,经向风、纬向风传播位相一致。月内振荡这种同步存在阶段性。典型偏旱年(1999)则不然。旱、涝年大气环流低频振荡在纬向传播上差异显着,偏涝年不仅季节内振荡西传较强,月内振荡也同样比偏旱年明显。8)山东内陆及周边包括华北地区冬季降水有很高的一致性,但半岛东北部有很强的地域特点。产生这一局地气候现象的原因并非单一的“半岛效应”,也不是主要由半岛地形所致。冬季风背景下大气环流的高低指数循环导致冷、暖位相交替,大地形和海陆分布在环渤黄海的低层大气形成区域性次天气尺度的定常扰动;中高层大气层结稳定,低层不稳定,海洋向大气输送热量和水汽,以浅对流形式在半岛东北部产生降水。
杨满根[10]2014年在《气候变化和土地利用变化背景下淮河流域中上游径流变化研究》文中研究表明气候变化,尤其是降水变化,直接改变了陆地水循环的强度,造成区域水文情势的改变。持续性暴雨过程是流域主要致洪暴雨过程,持续性过程降水的极值更容易造成流域的特大洪涝。另一方面,人类活动,特别是以城市化和农用地缩减为代表的土地利用/覆被变化,直接影响了流域暴雨产流过程。极端降水事件造成的洪涝及其他次生灾害更直接、更严重地影响自然生态系统和社会经济系统。在全球大多数流域,气候变化和土地利用/覆被变化的趋势将在整个21世纪继续发展。因此,研究极端过程降水对气候变化的响应,以及极端过程降水变化对流域径流和洪水的影响,并进一步研究气候变化和土地利用/覆被变化共同作用下流域径流和洪水的响应,对于深入了解流域洪涝发生机制和变化规律、制定流域气候变化适应对策等有重要意义。淮河流域地处中国东部南北气候过渡带,气候复杂,汛期降雨多以暴雨形式出现。受气候和地理条件的影响,淮河流域暴雨的范围广、强度大,大暴雨与特大暴雨在全流域都可能发生。淮河流域也是我国气候变化导致年径流量变化最大的地区之观测和预估的研究都表明,淮河流域汛期极端降水呈显着增加趋势。淮河流域汛期极端降水的显着增加可能与梅雨导致的持续性过程降水的增加有关。人类活动的影响导致淮河流域行蓄洪区面积减小、斑块破碎,泄洪、蓄洪能力减弱；城市面积的扩张,湿地、水体等面积的减少,对流域地表水文过程,特别是极端径流过程产生了重要影响。总之,不合理的人类活动不仅直接改变了地表水文过程,更降低了淮河防洪减灾工程体系的功效,直接加剧了洪涝灾害。淮河流域日益加剧的人类活动已经深刻地影响了地表水文过程。因此,有必要研究人类活动对淮河流域地表水文过程的影响以及人类活动影响下气候变化对淮河径流和极端径流的影响。本论文以蚌埠水文站以上的淮河流域中上游为研究区,运用统计分析、气候模拟和水文模拟等研究方法,从平均气候变化和极端气候变化的角度研究淮河流域气候变化的主要特征以及气候变化和土地利用／覆被变化对淮河流域径流及洪涝的影响,定量分析土地利用／覆被变化和气候变化共同作用下淮河流域径流和极端径流的响应。(1)基于1958-2009年的历史气候观测资料和Series A2排放情景下RegCM3模拟的未来(2071～2100年)气候变化情景,分析了淮河流域历史和未来气候变化的主要特点。就历史气候变化而言,研究时段内,淮河流域年平均气温显着上升,流域中部,特别是涡河和颖河流域中下游以及流域南部下游等区域,升温趋势更明显；春季和秋季气温升高,夏季气温降低,气温的年较差减小。淮河流域年降水量呈不显着的增加趋势,颖河下游和以蚌埠为中心淮河干流附近区域,年降水量的增加趋势更明显,流域南部的大部分区域年降水量呈下降趋势；夏季降水量增加,秋季降水量减少,降水的季节对比更加突出。最低气温的升高,特别是冬季最低气温的升高,导致了淮河流域平均气温的升高。淮河流域连续干旱日数显着减少,最大日降水量显着上升,干季降水频率增大而雨季降水强度增大；夏季和冬季的降水量呈增加趋势,秋季降水量呈下降趋势。夏季降水量的增加主要由降水强度的增强所致,冬季降水量的增加主要由降水频率的增大造成。就未来气候变化而言,在Series A2排放情景下,淮河流域未来(2071～2100年)年平均气温升高,年降水量增加,夏季升温幅度更大,秋季降水量的增幅更大。淮河流域汛期极端过程降水增加,流域下游南部的极端过程降水及其概率都将明显增大。(2)基于1958-2009年的历史气候和河川流量观测资料,计算了多个降水和流量极值指标,并以汛期最大9天降水量作为汛期极端过程降水的指标,以汛期最大9天流量作为汛期极端径流的指标,从降水极值指标和汛期极端过程降水两个方面研究了降水变化对淮河流域径流和极端径流的影响。研究时段内,淮河流域流量和极端流量都呈不显着的上升趋势,汛期流量和极端流量上升趋势更大,汛期流量的增加与枯水期流量的减小导致河川流量的季节对比加大,洪涝、干旱和早涝急转的风险同时增加。来自高百分位的降水或连续过程降水的极值对流量和极端流量的影响较大,流域上游和靠近淮河干流的流域中部的降水异常增大是整个淮河流域旱涝频发的重要原因。周-旬时间尺度的强降水过程是造成淮河流域严重洪涝的直接原因；淮河流域汛期极端过程降水呈不显着的增加趋势,淮河干流上游、涡河上游和流域下游南部边缘,汛期极端过程降水的上升趋势较大；流域南部和流域西部(上游)是汛期极端过程降水的高值区,区域内多山地和丘陵的地形有利于暴雨径流的快速下泄,而流域中下游地形平坦,洪水排泄缓慢,因此汛期极端过程降水的空间特征,极易导致淮河流域中游的“关门淹”。淮河流域汛期极端过程降水的微小增加将导致其概率的大幅度响应,相同的极端过程降水变化,流域北部和流域下游极端过程降水概率的响应更敏感,洪涝风险也更大；流域下游更大的极端过程降水出现的频率更高,也更集中；下游河段的极端流量对极端过程降水变化的响应更敏感,因而淮河中下游流域洪涝风险比上游更大(3)构建了淮河流域SWAT模型,分别以参考期(1961-1990年)和情景期(2071～2100年)的RegCM3气候模拟结果驱动淮河流域SWAT模型,研究了以变暖为主要特征的气候变化对径流和极端径流的影响。构建的SWAT模型比较真实地模拟了淮河流域中上游逐月流量过程,也合理地重现了淮河流域汛期最大9天流量的特征。研究结果表明,极端排放情景下的气候变暖将导致淮河流域年平均流量增加,平均增幅在10%以上,8月和9月流量的增幅更大,河川流量的季节对比增大,汛期洪涝风险增加,旱涝急转的可能性增大。汛期极端流量对气候变化响应的幅度更大,在极端排放情景导致的气候变暖背景下,淮河流域汛期极端流量大幅度增加,干流5个水文站汛期最大9天流量的增幅都在20%以上。极端排放情景导致的气候变暖改变淮河流域汛期极端流量的概率分布,导致汛期极端流量的概率分布更加集中,更大的极端流量出现的频率更高。在极端排放情景导致的气候变暖背景下,淮河流域降水径流之间的关系更加紧密,降水对径流的影响更大,汛期极端过程降水对极端流量的影响也更大,暴雨径流是淮河流域洪涝的直接原因。(4)解译了淮河流域2000年的MrSID遥感影像,获得了2000年淮河流域土地利用/覆被现状图；基于2000年淮河流域土地利用/覆被现状,根据淮河流域土地利用/覆被变化的主要驱动因子：城市扩张、生态退耕和农业结构调整等,构建了以城市用地扩张和农业用地缩减为主要特征的淮河流域中上游土地利用/覆被变化情景；以1958～2009年的历史气候观测资料驱动SWAT模型,研究了淮河流域中上游土地利用/覆被变化对径流和极端径流的影响。结果发现,土地利用/覆被变化导致淮河流域年平均流量小幅度增加,增幅约为2.76‰,城市扩张导致了流量更大幅度的增加；土地利用/覆被变化加剧了河川流量的季节差异,城市扩张更容易导致汛期流量的大幅度增加。土地利用/覆被变化对汛期极端流量的影响更大,土地利用/覆被变化背景下,淮河流域汛期最大9天流量的增幅约为41.22‰；土地利用/覆被变化也导致了汛期极端流量的概率分布特征发生改变,更大的极端流量出现的频率更高,以城市扩张为主的土地利用/覆被变化更可能导致流域特大洪涝,淮河流域中下游特大洪涝风险增大。(5)分析了不同气候情景下土地利用/覆被变化径流响应的差异和不同土地利用/覆被背景下气候变化径流响应的差异,定量研究了气候变化和土地利用/覆被变化共同作用下淮河流域径流的响应。结果表明,气候变化减缓了土地利用/覆被变化对年平均流量增加的影响,但放大了土地利用/覆被变化对极端流量增加的影响；气候变化也放大了土地利用/覆被变化对极端流量概率分布的影响,导致了给定重现期时极端流量重现水平的增大,而且更长重现期的极端流量增幅更大。土地利用/覆被变化减缓了气候变化对年平均流量增加的影响,但放大了气候变化对极端流量增加的影响。气候变化和土地利用/覆被变化的共同作用,导致淮河流域年平均流量和极端流量的增幅进一步加大,淮河流域极端流量概率分布参数发生较大的改变,极端流量更加极端,更大的极端流量出现的频率更高。
参考文献：
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[4]. 南亚高压对长江上游夏季气候变化影响研究[D]. 苏东玉. 中国气象科学研究院. 2006
[5]. 草地螟迁飞、越冬规律及暴发机制研究[D]. 陈晓. 南京农业大学. 2010
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[7]. 中国夏季降水的气候变率及其可能机制研究[D]. 王遵娅. 中国科学院研究生院. 2007
[8]. 引起华北持续干旱的环流异常型及其与西北干旱区热力变化的关联[D]. 周连童. 中国科学院研究生院（大气物理研究所）. 2007
[9]. 山东降水的多尺度性与地域特征研究[D]. 于群. 中国海洋大学. 2011
[10]. 气候变化和土地利用变化背景下淮河流域中上游径流变化研究[D]. 杨满根. 南京大学. 2014