青藏高原西北部山地近地表气温垂直分布特征研究

论文摘要

青藏高原的巨大山体和高海拔对亚洲乃至世界气候影响显著,其西北部自然环境对气候变暖响应显著且较少受人类活动干扰,是研究全球气候变暖的理想区域。青藏高原西北部气象数据缺失很多,有关气温的研究鲜有开展,而气温不仅直接影响生态环境,而且间接影响生产生活。近地表气温直减率是推测近地表气温数据匮乏的山区气温空间分布特征和地表环境过程模拟的重要参数,所以开展对本地区近地表气温和近地表气温直减率的分析研究有十分必要。本文基于昆仑山北坡国家标准气象站和提孜那甫河流域自设观测站气温数据,利用sin函数和空间插值方法研究气温时空变化特征,并在此基础上运用一元回归和多元回归分析计算近地表气温直减率,并分析其时空变化特征,运用相关性分析和灰度关联分析法计算气象要素对气温直减率的影响程度,最后运用Morlet小波分析法分析气温和气温直减率的周期变化,运用Mann-Kendall（非参数检验方法）法检验气温和气温直减率的趋势特征及突变年份。研究结果如下:（1）揭示了青藏高原西北部近地表气温时空变化特征气象站区域,中山区相对于低山区表现为气温波动幅度减小,波动周期缩短,气温变化延迟。低、中山区均表现为日均温最高值出现时间晚于月均温。1986年之后,低山区在日、月尺度均表现为气温振幅减小,波动周期缩短,气温变化延迟,波动幅度减小。中山区情况与低山区相反。观测站区域,伴随海拔增高,气温振幅减小,气温变化延迟。不同海拔区波动周期基本相等。高山区与中山区气温波幅的差值远大于中山区与低山区的差值表明中高山区之间存在逆温层。低、中、高山区均表现为日均温最低值出现时间与月均温不同步,这一现象在海拔更高区易出现。相关性分析结果表明:气温空间差异受海拔影响大,受纬度影响小。（2）揭示了青藏高原西北部近地表气温直减率时空变化特征在年尺度,观测站区域LRTave、LRTmin、LRTmax均低于气象站区域LRTave、LRTmin。且LRTmax空间差异较小,LRTmin空间差异最大。在季尺度,气象站区域气温直减率表现为春季最高,冬季最低,LRTave、LRTmin、LRTmax三者在冬季差异最大,LRTmax在不同季度的差异最显著。观测站区域的气温直减率表现为夏季高,冬季低,冬季的LRTave、LRTmin、LRTma三者差异最明显,LRTmax在不同季度的差异最显著。观测站区域气温直减率值在49月非常稳定。在气温突变年后,气象站区域LRTave、LRTmin值增大,LRTmax变化不明显。研究区LRTave、LRTmin、LRTmax在季节变化上与全国范围以及新疆地区明显不同。研究区气温直减率除气象站区域LRTmin之外均低于自由大气气温直减率,且相对于其他区域值表现更高。气象要素对气温直减率的影响作用:气象站区域,相对湿度为首要影响因素;平均风速为次要影响因素,降水量为最弱影响因素。观测站区域,平均气温（海拔）为首要影响因素,平均风速为次要影响因素,相对湿度为最弱影响因素。（3）阐明了气象站区域近地表气温和近地表气温直减率的趋势特征和周期变化规律低山区气温均为增高趋势,气温突变年份分别为年（1999a）,春（2000a）,夏（1985a）,秋（1995a）,冬（1996a）。中山区年、春夏秋季气温为增高趋势,气温突变年份分别为年（1988a）,春（1994a）,夏（1991a）,秋（1989a）。在年尺度,低山区增温趋势更明显,气温突变年延迟;春季,中山区增温更显著,气温突变年提前;夏季,低山区增温更显著,气温突变年提前;秋季情况与年尺度类似。低山区增温更显著,气温突变年份更晚。气温直减率在年和夏秋冬季均有微弱增长趋势,但均未通过显著性检验（包括春季）,突变年份分别为年（2002a）,春（1967a）,夏（2003-2006a）,冬（1980a）。低山区、中山区在年尺度和季尺度均存在2537a时间尺度全域性周期,且大部具有30a左右（大部为30a）主周期（低山区冬季主周期为15a时间尺度）。在年、春秋季,中山区相对于低山区表现为小尺度周期变化。低山区、中山区在夏季均表现为大中周期变化,冬季均为大中小多尺度嵌套的周期变化。年尺度气温直减率全域性中心尺度为2535a,春季、夏季和秋季分别为2537a,2535a,2335a,年、春夏秋季主周期均为32a时间尺度。冬季不存在中心尺度的、全域性主要周期,小波方差最高峰值对应25a左右时间尺度。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 气温时空分布研究进展
•     1.2.2 气温直减率研究进展
•   1.3 拟解决的问题
•   1.4 研究内容
•   1.5 技术路线
• 2 研究区概况与研究方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 数据来源及处理
•     2.2.1 近地表气温数据来源
•     2.2.2 近地表气温数据的处理
•   2.3 研究方法
•     2.3.1 一元线性回归分析和多元线性回归分析
•     2.3.2 相关性分析
•     2.3.3 相对误差检验
•     2.3.4 灰度关联分析方法
•     2.3.5 小波分析法
•     2.3.6 Mann-Kendall（非参数检验方法）法
• 3 青藏高原西北部近地表气温时空分异特征
•   3.1 气象站区域近地表气温时序变化特征分析
•     3.1.1 年内气温变化特征
•     3.1.2 日均温和月均温时间不同步现象
•     3.1.3 气温突变年前后气温时间变化特征对比分析
•   3.2 自设观测站区域（提孜那甫河流域）近地表气温时空变化特征分析
•     3.2.1 近地表气温时序变化特征
•     3.2.2 近地表气温空间分异格局
•   3.3 小结
• 4 青藏高原西北部近地表气温直减率时空分异特征
•   4.1 气象站区域近地表气温直减率分析
•     4.1.1 近地表气温直减率的年变化
•     4.1.2 近地表气温直减率的季节变化
•     4.1.3 近地表气温直减率的月变化
•     4.1.4 气温突变年前后的近地表气温直减率对比分析
•   4.2 自设观测站区域（提孜那甫河流域）的近地表气温直减率分析
•     4.2.1 近地表气温直减率的年变化
•     4.2.2 近地表气温直减率的季度变化
•     4.2.3 近地表气温直减率的月变化
•   4.3 青藏高原西北部近地表气温直减率与其他区域的比较分析
•   4.4 近地表气温直减率的气象影响因素分析
•     4.4.1 气象站区域
•     4.4.2 观测站区域
•   4.5 小结
• 5 近地表气温和近地表气温直减率的趋势变化与周期分析
•   5.1 近地表气温与近地表气温直减率的趋势变化
•     5.1.1 近地表气温的趋势变化
•     5.1.2 近地表气温直减率的趋势变化
•   5.2 近地表气温和近地表气温直减率的周期分析
•     5.2.1 近地表气温的周期分析
•     5.2.2 近地表气温直减率的周期分析
•   5.3 小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 不足与展望
• 参考文献（Reference）
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李伟

导师: 孙从建

关键词: 近地表气温,近地表气温直减率,时空变化,趋势特征,周期变化

来源: 山西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 山西师范大学

分类号: P423

DOI: 10.27287/d.cnki.gsxsu.2019.000831

总页数: 78

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