近400年我国北方地区降水重建与多尺度变化规律研究

发布时间：2017-07-29 04:12

  本文关键词：近400年我国北方地区降水重建与多尺度变化规律研究

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【摘要】：利用现代器测降水资料分析了我国北方(西北、华北)地区近50-60年的降水变化趋势,并对降水变化进行了分区。根据历史文献记录(旱涝等级)和树木年轮记录等代用降水资料,重建了我国北方地区公元1600年以来的降水变化序列,进而讨论了近400余年降水/湿度主要变化特征。在此基础上,对北方不同地区降水变化规律进行对比,结合前人的研究成果,分析了西风影响区与季风影响区长时间尺度降水/湿度变化的格局,探讨了可能的驱动机制。主要结论如下：(1)近50-60年,我国西北地区降水增加、华北地区降水减少,呈现“反位相”变化特征；受到地形、地理位置及不同环流系统的影响,北方地区降水变化可以分为北疆、南疆、河西走廊、青海、西北东部及华北北部、陕西南部及华北南部6个不同的子区域。(2)过去百余年北方地区降水没有明显的线性趋势变化,20世纪前半叶北方地区整体降水偏少,后半叶的前半阶段华北地区降水偏多、后半阶段降水偏少：西北地区1980年代中后期降水开始增加。西北、华北地区20世纪前半叶降水主要呈现为“同位相”变化特征,后半叶降水呈现“反位相”变化特征。(3)重建的公元1600年以来降水变化显示,1700-1730年间,北方地区整体偏干；1880-1900年间,整体偏湿。70a、107a和10a左右的周期是北方地区降水的主要周期,西北地区以多年代际、百年际周期变化为主；西北东部及华北地区降水以年代际、多年代际周期变化为主；西北地区降水发生均值突变次数较多,而华北地区则较少。(4)各区降水量累积距平百分率显示,东、西部降水/湿度变化的“反位相”特征在近400年的大多数时段存在；多种代用资料表明,在“小冰期”阶段,西风影响区气候偏湿,季风影响区气候偏干；在“中世纪暖期”时,西风影响区气候偏干,季风影响区气候偏湿；同样表现出降水/湿度“反位相”的变化。(5)太阳活动在年代际尺度上对北方地区降水变化具有显著影响；在西北地区百年(世纪)尺度上和华北地区多年代尺度上,太阳活动对降水变化的影响同样明显。一般情况下,太阳活动(辐射)强时,西风影响区气候偏干,季风影响区气候偏湿；太阳活动(辐射)弱时,西风影响区气候偏湿,季风影响区气候偏干。西风影响区与季风影响区降水/湿度的变化对外部强迫,尤其是对太阳(活动)强迫的响应方式不同是降水/湿度“反位相”变化特征的主要原因;近几十年间,亚洲季风内部印度季风和东亚季风的位相关系也是我国北方东、西部地区降水/湿度“反位相”变化的一个原因,同时人类活动在也对降水/湿度的变化有所影响。
【关键词】：北方地区 降水变化 旱涝等级 树木年轮 反位相 盛行西风 亚洲季风 太阳活动
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.6
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 古气候代用资料研究概述10-11
• 1.2 中国历史降水变化11-13
• 1.2.1 历史文献11-12
• 1.2.2 树木年轮12-13
• 1.2.3 其他资料13
• 1.3 区域降水变化特征13-15
• 1.3.1 西北地区13-14
• 1.3.2 华北地区14-15
• 1.4 选题依据及其研究意义15-16
• 第二章 研究区域及资料方法16-26
• 2.1 研究区域概况16
• 2.2 资料数据16-18
• 2.3 降水变化规律研究方法18-21
• 2.3.1 趋势系数18-19
• 2.3.2 功率谱分析19
• 2.3.3 小波分析19-20
• 2.3.4 滑动T检验法20-21
• 2.3.5 山本(Yamamoto)法21
• 2.4 降水分区方法21-23
• 2.4.1 经验正交函数分解21-22
• 2.4.2 旋转经验正交函数22-23
• 2.5 降水重建方法23
• 2.6 重建序列检验方法23-26
• 第三章 北方地区近60年降水变化26-40
• 3.1 降水概况26-27
• 3.2 降水变化空间特点27-28
• 3.3 降水变化时间特点28-34
• 3.3.1 西北地区28-29
• 3.3.2 华北地区29-34
• 3.4 降水变化子区域划分34-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 北方地区近百年降水变化40-55
• 4.1 华北地区40-42
• 4.2 西北地区42-46
• 4.3 各子区域降水变化46-54
• 4.3.1 北疆46-47
• 4.3.2 南疆47
• 4.3.3 河西走廊47-48
• 4.3.4 青海48-50
• 4.3.5 西北东部及华北北部50
• 4.3.6 陕西南部及华北南部50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 北方地区近400年降水重建55-77
• 5.1 北疆55-58
• 5.2 河西走廊58-61
• 5.3 青海61-65
• 5.4 西北东部及华北北部65-69
• 5.5 陕西南部及华北南部69-75
• 5.6 序列重建的不确定性75-76
• 5.7 本章小结76-77
• 第六章 北方地区近400年降水变化时间特征77-94
• 6.1 降水干湿时段变化77-79
• 6.2 降水周期变化分析79-90
• 6.2.1 功率谱分析80-81
• 6.2.2 小波分析81-90
• 6.3 突变分析90-91
• 6.4 分析与讨论91-92
• 6.5 本章小结92-94
• 第七章 北方东西部降水变化对比与讨论94-112
• 7.1 近400年东西部降水变化对比94-96
• 7.2 东西部地区其他资料对比96-100
• 7.3 可能的驱动机制100-110
• 7.3.1 太阳活动及其与各子区域降水变化的联系102-108
• 7.3.2 降水变化可能机制108-110
• 7.4 本章小结110-112
• 第八章 结论与展望112-115
• 8.1 主要结论112-113
• 8.2 创新点113
• 8.3 问题与展望113-115
• 参考文献115-130
• 致谢130-131
• 个人简介131
• 发表学术论文情况131
• 参与科研项目131

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