全球变暖环境下陕北、关中、陕南气候变化对比研究

【摘要】：对气候变化的研究一直为众多学者所关注,但是,当前在我国,随着在经济发展中出现的一系列问题诸如温室气体排放增多引发气候变暖、干旱、暴雨洪涝增多,使得对气候变化再次成为学者甚至政府关注的焦点。 本文选取陕西省气象观测站27个站点的月平均气温和月降水量资料,利用相关分析、距平累积距平、趋势分析、变异系数、小波分析、Mann-Kendall检验法和地统计分析(利用ArcGIS对数据进行插值)等方法,从时间变化和空间变化两方面,在全球变化背景下对陕西三大地区年均温、年均降水的总体变化研究,以及对三地区各季气温、降水变化的对比研究,以期找出各区域气候变化对全球变化的响应情况,所得结论如下： 关于气温：时间上(1)1960-2009陕西年平均气温呈上升趋势,并以0.208℃/10a的速度增加,并且从北往南气温增温率逐渐变小；就季节而言,全省和三大区域的增温表现出一致性,都是冬季的贡献最大,夏季最小甚至出现降温；就地区而言,陕北与关中的一致性高于陕南；夏季气温中,关中、陕南都出现了降温趋势。(2)陕北、关中、陕南和全省的年平均气温周期分析中,在35年的大尺度上,年平均气温存在着大约16或17年左右的冷暖交替的阶段性变化。全省、陕北、关中、陕南气温发生突变的时间大多在90年代中期,陕北气温突变比全省提前了2-3年；关中和全省同步；陕南推迟了1年。但是无论陕北、关中、陕南还是全省都发生了由低温到高温的突变,这是一致的。(3)空间上：总体上,年平均气温从陕北-关中-陕南是逐渐升高的,高温中心在南部,低温中心在往北部偏中西部。就地区而言,陕北地区全年平均气温远远低于全省平均气温值,关中地区气温的空间分布差异较大,陕南地区远远高于全省平均气温。气温倾向率：就全省而言,年平均气温大部分为增加趋势,就地区而言,年平均气温变化幅度最大的为陕北地区,其次为关中和陕南西北部,陕南东部和南部增幅最小,以商南(-0.006℃／10a)为中心的地区甚至出现了稍许降温趋势,气温增温率从北到南逐渐递减。变异系数Cv：变异系数能够反映年平均气温随时间波动的大小,全省气温变异系数Cv表现出纬向方向从南到北逐渐变大,沿经向方向从东到西逐渐增大的趋势反映了纬度地带性和干湿度地带性作用下的气温变化情况；就地区来说,变差系数是陕北关中陕南,但各区域内部差异很大。 关于降水：时间上(1)1960-2009陕西年降水呈下降趋势,并以-11.19mm/10a的速度减少,减少幅度为陕北关中陕南。就全年而言,全省和三大地区降水量的变化趋势较为-致,都呈现减少的特征,且减少幅度也很相似,各地区降水量的减少主要是春、秋季的贡献。就季节而言,春、秋、冬和全年的降水趋势较为一致,都是春、秋减少,冬季增加,但是幅度有较大差异。在年代际变化中,全省、陕北、关中、陕南降水都出现了波动变化,但是波动时代和幅度各异。(2)陕北、关中、陕南和全省的年降水周期分析中,在35年的大尺度上,年降水存在着大约16或17年左右的冷暖交替的阶段性变化。此外陕北还存在5-7年的小尺度周期变化；陕西、关中和陕南年降水在20年尺度上存在5个振荡周期,此外还存在5、7、10、13年不等的小尺度周期性的变化。陕西、关中、陕南降水在1985左右发生了突变,突变之后降水量减少,而陕北年降水在1974-1975和2000年都发生了由少到多的突变。(3)空间上：陕西全省及三大地区年降水量的空间分布差异较大,从南到北,年降水量呈现逐渐减少的趋势,就地区而言,年降水量陕北关中陕南,但是各地区内部差异也较大。降水倾向率：就全省而言,降水量随时间减少的趋势较为明显,并且降水的地区差异性较大。就地区而言,除陕北西部的定边(1.82mm/10a)、关中东部的韩城(3.08mm/10a)的降水倾向率为正值外,其它地区降水趋势都是减少的。陕南地区出现了两个极端：降水变化倾向率最大正值、最大负值都出现在该地区。总体上,近50年来陕北、关中降水呈减少趋势,陕北东南部、关中西部减少更为明显,关中、陕北出现了暖干化趋势；而陕南在气温升高的同时,降水却出现了增加与减少两种相反趋势。Cv：总体上,年降水量的变异系数Cv呈现出沿纬线和经线方向逐渐增加的趋势,说明多年降水量的年际波动性不断增加。就地区而言,年降水量的变异系数陕北关中陕南,并且陕北高于全省均值,关中和全省均值相似,陕南低于全省均值,但是各地区内部差异显著。 在气温与降水相关性上：就季节而言,夏季气温与降水量的相关性最好,全省、关中和陕南都达到了极显著水平,并且相关系数都最大且全省陕南关中,说明随着气温的升高,降水呈现减少的趋势,形成了暖干化；冬季气温与降水的相关性最差,降水量与气温之间的关系不明显。就地区而言：关中地区气温与降水量的相关性最好(关中年、春季、夏季和秋季气温和降水量的相关关系都达到了极显著水平),全省和陕南次之(年、春季、夏季气温和降水量的相关关系都达到了极显著水平),陕北最差(只有夏季平均气温与夏季降水量之间的相关关系达大了显著水平)。 【关键词】：气温 降水量 时间特征 空间分析 陕西省
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P467
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 引言11-18
• 1.1 问题的由来11-12
• 1.2 国内外气候变化研究进展12-16
• 1.2.1 国内外关于气温的研究现状12-14
• 1.2.2 国内外关于降水的研究14-15
• 1.2.3 陕西省气候变化研究现状15-16
• 1.3 本文研究的主要内容16-18
• 第2章 研究区范围概况和研究方法18-26
• 2.1 研究区范围概况18-20
• 2.2 资料来源20-21
• 2.3 数据处理21-25
• 2.3.1 相关关系21
• 2.3.2 累积距平21-22
• 2.3.3 突变分析22-23
• 2.3.4 小波分析23-24
• 2.3.5 地统计学分析24-25
• 2.4 技术路线25-26
• 第3章 陕北地区气候变化特征分析26-45
• 3.1 陕北地区气温的时间变化特征26-30
• 3.1.1 年、季、年代际平均气温变化26-28
• 3.1.2 平均气温的周期分析28-29
• 3.1.3 平均气温的突变分析29-30
• 3.2 陕北地区气温的空间特征分析30-33
• 3.3 陕北地区降水的时间特征分析33-37
• 3.3.1 年、季、年代际降水变化33-35
• 3.3.2 年降水的周期分析35-36
• 3.3.3 年降水的突变分析36-37
• 3.4 陕北地区降水的空间特征分析37-41
• 3.5 陕北气温与降水的关系分析41-45
• 第4章 关中地区气候变化特征分析45-61
• 4.1 关中地区气温的时间变化特征45-49
• 4.1.1 年、季、年代际气温变化45-46
• 4.1.2 年平均气温的周期分析46-48
• 4.1.3 年平均气温的突变分析48-49
• 4.2 关中地区气温的空间变化特征49-51
• 4.3 关中地区降水特征分析51-56
• 4.3.1 年、季、年代际降水变化51-53
• 4.3.2 年降水的周期分析53-55
• 4.3.3 年降水的突变分析55-56
• 4.4 关中降水空间特征分析56-58
• 4.5 关中气温与降水的关系分析58-61
• 第5章 陕南地区气候变化特征分析61-83
• 5.1 陕南地区气温时间变化特征61-65
• 5.1.1 年、季、年代际变化61-63
• 5.1.2 平均气温的周期分析63-64
• 5.1.3 平均气温的突变分析64-65
• 5.2 陕南地区气温的空间变化特征65-69
• 5.2.1 年平均气温的空间变化65-66
• 5.2.2 四季气温的空间变化66-69
• 5.3 陕南地区降水的时间变化特征69-75
• 5.3.1 陕南地区年、季、年代际降水变化69-72
• 5.3.2 陕南地区年降水的周期分析72-73
• 5.3.3 陕南地区年降水的突变分析73-75
• 5.4 陕南地区降水空间变化特征75-80
• 5.4.1 年降水的空间变化75-76
• 5.4.2 四季降水的空间变化76-80
• 5.5 陕南气温与降水的关系分析80-83
• 第6章 陕北、关中、陕南气候对比分析83-106
• 6.1 陕西省三大区域气温特征对比分析83-92
• 6.1.1 陕西省气温的时间变化分析83-85
• 6.1.2 三大区域气温周期分析85-86
• 6.1.3 陕西及其三大区域气温突变分析86-87
• 6.1.4 三大区域气温的空间对比分析87-92
• 6.2 陕西省三大区域降水特征对比分析92-103
• 6.2.1 陕西省及其三大区域降水的时间变化分析92-98
• 6.2.2 三大区域降水的空间变化分析98-103
• 6.3 陕西省气温与降水的关系分析103-106
• 第7章 结论106-109
• 7.1 结论106-108
• 7.2 不足与展望108-109
• 参考文献109-115
• 致谢115-116
• 攻读学位期间的研究成果116

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