淮河流域汛期极端降水时空演变规律分析

研究淮河流域极端降水时空演变规律对流域防洪减灾、水资源规划等意义重大。基于淮河流域24个气象站1961~2011年汛期逐日降水资料,建立极端降水序列,并对极端降水频度和强度的趋势、突变及周期变化特征进行了年尺度和年代尺度的时空变化分析。结果表明,极端降水频度和强度均呈较显著的上升趋势,且均在2000年代出现大幅提高,时间变化的第一主周期为4年;频度和强度的空间分布基本符合右岸强、左岸弱,南部强、北部弱,从上游内陆至下游沿海逐渐增加的分布规律;各年代极端降水空间分布发生变化,沿海与内陆的频度差异逐渐缩小,左右岸的强度差异越来越显著。研究成果可为水资源规划管理工作提供参考。     

老哈河流域降水变化特征分析

在降水变化趋势分析基础上,结合模比离差系数累积曲线及统计学方法分析了流域降水的时空变化特征.结果表明,老哈河流域降水存在较大的时空变异性,流域降水量有逐年增加趋势,雨日有逐年减少趋势,降水量和雨日呈正相关性;流域降水量由西南往东北明显递减,雨日分布为上下游偏大、中游偏少;流域降水量随地面高程的增加而显著增加,高程每增加1 km降水量平均增加116 mm.     

黄土高原典型流域网格化逐时降水融合产品CMPA V1.0的精度分析

选取黄土高原无定河、窟野河和皇甫川流域为研究区,从水文应用角度评估了中国自动站与CMORPH融合的逐时降水产品(CMPA V1.0)的精度。结果表明,CMPA V1.0降雨数据总体上较雨量站实测值偏低;与6、9月相比,8月降水产品精度较低。随降水量级的增加,CMPA V1.0对降水事件发生频次的监测能力和对降水事件监测的稳定性有所降低,误报率整体升高;CMPA V1.0低估了小雨的发生频率及降水贡献率,高估了雨强大于2.5mm/h降雨的发生频率及降水贡献率;CMPA V1.0能合理地反映研究区降水的日变化过程,但低估了研究区的时段平均降水量和时段平均降水频率,高估了研究区14:00前的时段平均降水强度。     

近30年太湖流域极端降水特征分析

基于太湖流域98个代表雨量站1981~2010年逐日降水资料,利用百分位阈值法定义各测站极端降水阈值,分析了不同极端降水事件的频次及其平均强度的空间分布特征,并对极端降水进行趋势分析。结果表明,浙西区极端降水事件频次出现较高,湖西区的中部和东南部降水强度较大;从季节分布来看,汛期5~10月出现极端雨日频次高,且强度相对较大;全太湖流域各区年平均极端雨日普遍呈微弱下降趋势,武澄锡虞区、阳澄淀泖区、浦东浦西区极端降水平均强度呈上升趋势,其他区变化趋势不显著。     

吉林省年降水量空间分布及周期变化规律分析

研究吉林省降水空间分布及周期变化规律,对区域水资源利用、农业生产安排及旱涝灾害防治有重要意义。利用1958~2011年吉林省逐月降水序列资料,采用Kriging插值、距平和Morlet小波分析方法,分析吉林省降水空间分布及多时间尺度周期变化规律,并对吉林省近期降水状况进行预测。结果表明,在空间上,吉林省降水量整体呈现东南部山区少、西北部平原少和南部山区多的"一多两少"格局;吉林省降水量存在着区域性的多重时间尺度下的周期变化规律,并以此大致将吉林省划分为四个区域:西北部,年降水周期主要为5~6、10~20、25~30年;中部,主要为4~8、16~25年;南部,主要为7~8、13~17年;东南部,主要为5~10、12~17年;依据周期规律,推测2010年以后,吉林省在不同地区、不同时间周期下降水量呈现不同的丰枯形势。研究成果可为吉林省水资源变化特征研究及水资源管理提供数据支持。     

北京天津地区近51a降水变化特征分析

以北京、天津两个气象站近51 a的日降水资料为例,采用Mann-Kendall法和小波分析法分析了两地区的降水变化特征.结果表明,近51 a来两地区年降水量与汛期降水量呈下降趋势,非汛期降水量呈上升趋势,并由两地区降水变化的趋势性和周期性可获得降水序列变化规律,也可为中长期水文预报提供依据,更可为水资源可持续开发提供参考.     

中国干旱频率分析分区探讨

干旱频率分析是水资源规划设计和旱灾风险管理的基础,其分析指标的合理选取依赖于不同下垫面的空间特征。选择降雨、气温、日照时数、高程、土壤类型和年径流深等影响干旱的主要因素描述不同地理区域干旱现象在气象、地貌和水资源等因素上的空间差异,并基于这些因素的空间差异性和相似性,采用定性和定量相结合的方法对中国干旱频率分区进行了研究。通过在地理信息系统平台上构建分区因子图层,并利用等值线叠加法划分出10个在空间上具有相似性的地理区域作为中国干旱频率分析的一级大区,为中国不同区域选择适宜指标进行干旱频率分析提供了参考。     

五种降水数据产品在元江—红河流域的适应性评估

红河作为重要的国际河流,研究不同降水产品在红河流域的适用性,对于丰富区域水资源数据有重要意义。基于红河流域及其附近的29个气象站点实测降水数据,从时间和空间两个角度评估CRU、GPCC、GPCP、PREC/L、APHRO五种产品的降水数据。结果表明,总体上来看,这五种产品均能较好地反映红河流域降水的时空分布特征,综合分析GPCP表现最佳。从年降水量的对比来看,CRU、GPCC、PREC/L、APHRO存在对降水的低估,GPCP存在对降水高估;五种降水数据在旱季的降水精度比雨季表现好,夏季表现最差。在年降水量的空间分布上,五种降水数据整体上均表现出较为一致的空间分布特征;通过计算五种降水数据的降水空间分布图与实测降水空间分布图的Kappa系数,GPCC与实测降水空间分布表现为显著一致,其他降水产品表现为基本一致,且多数格点数据的降水精度与实测气象站点的高程呈正比。评估红河流域多源降水数据集的适用性,极大地丰富了红河流域的降水资料,为资料匮乏地区水资源研究提供了更多可能。     

考虑各向异性的Kriging插值方法在田头水流域的应用

为研究面降水受Kriging插值方法中不同变异函数与空间分异量化的影响,以田头水流域为例,使用Kriging插值方法对2012年3场典型洪水的降水资料进行插值,探讨不同半变异函数及空间分异对降水空间插值结果的影响。结果表明,采用不同变异函数插值获得的结果在空间上整体相似、局部差异明显,且指数模型插值效果最接近观测值;考虑各向异性且使搜索范围符合流域形状和走势,可使降水量的Kriging插值结果更加精确。研究结果可为空间插值选择不同半变异函数及其各向异性参数化提供借鉴。     

重力卫星监测的中国陆地水资源储量时空变化特征

陆地水资源储量变化对研究我国水文循环规律变化具有重要意义。利用重力卫星(GRACE)观测数据研究了我国陆地总水量时空变化特征,分析了六大江河流域水资源总量变化趋势,并与全球陆面数据同化系统(GLDAS)模拟结果进行对比。结果表明,珠江、长江、淮河流域陆地水储量均存在增加趋势,黄河、海河、松辽河流域总水量均呈递减趋势,验证了GRACE可有效监测陆地总水量的季节性及空间变化规律,对研究气候变化条件下区域及全球水文循环规律具有重要价值。     

基于Copula函数的河南省干旱特征分析

基于河南省及周边26个站点降水资料,采用降水距平百分率识别干旱事件,统计了干旱历时和干旱烈度两个干旱特征变量,利用四种Copula函数建立了干旱历时和干旱烈度的联合分布,选取拟合度最优的Copula函数,通过空间插值法得到河南省干旱联合重现期空间分布,分析了干旱重现期的空间分布特征。结果表明,干旱联合重现期低值(干旱风险高)区在河南省南部,如南阳、信阳一带;干旱联合重现期高值(干旱风险低)区分布在河南省西部,如三门峡、栾川等地区。     

黄土高原典型塬区冬小麦田地表辐射平衡各分量特征分析

利用2006年4～7月份实际观测资料,分析了黄土高原典型塬区冬小麦生长过程中不同天气条件下的地表辐射平衡各分量特征,并对比分析了冬小麦下垫面与裸土下垫面下的辐射平衡特征,发现:在不同天气条件下辐射平衡日变化特征有很大变化,冬小麦下垫面地面向上长波辐射晴天、阴天、降水天时依次减小,到达峰值时间约滞后总辐射峰值到达时间1h.大气向下长波辐射与地表向上长波辐射恰恰相反,晴天时量值最小,基本稳定在300W·m-2,阴天和降水天时依次增大.小麦田与裸地相比,地表向上短波辐射比裸地小;地表向上长波辐射白天裸地大于小麦地,夜间相反;净辐射白天小麦地略大于裸地,夜间则裸地大于小麦地.在辐射平衡中地表长波贡献最大,大气长波辐射、总辐射和净辐射依次减小,反射辐射最小.植被覆盖度高时,土壤植被系统吸收的总辐射和净辐射也高.     

我国近50年来太阳直接辐射资源基本特征及其变化

利用全国1960-2006年的日照观测资料,采用气候学计算方法对我国的太阳直接辐射进行了估算,给出了最新的直接辐射资源气候分布图,并对近50年来资源的时空变化特征进行了分析.研究结果表明:"高原大于平原,西部干旱区大于东部湿润区"是我国直接辐射分布的基本态势,"强处更强,愈强愈稳"是我国直接辐射资源时空变化的主要特征.20世纪60～80年代,我国直接辐射资源总体呈减少趋势,但是自90年代起,下降趋势停止,甚至略有增加.     

蒙江流域降水及径流变化特征分析

分析蒙江流域降水及径流的变化特征,有利于水资源的开发利用与保护。基于蒙江流域1959～2012年降水、径流资料,应用线性倾向估计法探讨了降水和径流年际、年代变化特征;借助Mann-Kendall法、Yamamoto法、滑动t检验、小波分析法和R/S方法探讨了降水、径流的趋势性、突变性、周期性及长程相关性。结果表明,降水年际、年代间变化较小,径流年际间波动剧烈;年代间,最大年径流量出现时间一般较降水滞后3年,除1990年代,最小年径流、年降水出现时间同步,降水、径流分别呈不显著减少、不显著增加变化,这主要是由1990年以后的人类活动所致;流域降水在1975、1981年发生突变,年径流在1991年发生突变,均存在24年的主周期,未来一段时期内,降水、径流均呈偏丰状态,区域水资源形势较为乐观。研究成果可为区域水电站运行及水资源配置提供参考。     

青藏高原江河源区干湿变化特征及影响因素分析

基于青藏高原江河源区内6个气象站点1961~2014年逐日气象资料，采用Penman Monteith模型计算了标准降水蒸散指数SSPEI，研究了不同时间尺度下的干湿演变特征及其干旱频率空间分布特征，并分析了影响因素。结果表明，年际变化上，长江源区1969年后SSPEI整体呈显著上升趋势，并在2008年发生突变，黄河源区不同年代变化趋势不同，但整体呈不显著的下降趋势，无突变发生；季节变化上，对研究区影响较大的中旱和重旱集中在5~6月，湿润化趋势和干旱化趋势主要出现在长江源区夏季和黄河源区秋季，春季均无明显趋势；区内夏季SSPEI的Hurst指数几乎都大于0.5，有较好的持续性，春秋两季恰好相反，更多体现了反持续性。趋势分析和偏相关性分析发现，整体上长江源降水增多和风速减小是其湿润化的主要原因，黄河源平均气温上升和相对湿度下降是其干旱化的主要原因。     

近50年来京津唐地区降水时空演变特征分析

研究京津唐地区降水量的时空分布对于认清该地区水资源的数量变化趋势、合理配置水资源及降低旱涝灾害均具有重要意义。基于京津唐地区6个国家级气象站点50年逐日降水资料,利用滑动均值法、M-K检验法及空间插值法等,分析了京津唐地区降水的空间分布、变化特征及近50年的降水变化趋势。结果表明,该地区降水在时空上分布不均匀,整体上西南降水少,东北降水多,年内降水主要集中在6~9月,50年来降水量整体呈减少趋势,但自2005年以来,年降水量出现回升迹象。     

基于地区线性矩法的江西省极值降水频率分析

基于1960~2008年江西省77个站点的逐日降水数据,采用地区线性矩法研究了该省极值降水频率及时空特征,包括数据的统计检验、水文气象一致区划分、最优分布线型确定、频率估计值计算、单站分析和地区分析法比较、设计值空间分布特征分析等。结果表明,皮尔逊Ⅲ型分布(PE3)和广义正态分布(GNO)是大多数一致区的最优分布;地区分析法获得的频率估计值相较于单站分析法具有很好的稳健性;不同时间段极值降水的空间分布,东北部大于西南部,大值区多位于丘陵山地,小值区多位于平原地区。     

基于Markov链的中国夏季降水区域类型分析

介绍了我国东部降水的三种类型及其主要分布区域和特征,采用距平百分率构建了1995～2009年夏季降水类型,完善了我国夏季降水类型分布表,基于马尔可夫链(Markov)相关理论,预测了未来降水类型并分析了变化趋势.结果表明,该方法适用,为研究旱涝空间变化提供了依据.     

近50年来黄河源区极端气候事件趋势分析

为了解黄河源区极端气候变化规律,基于黄河源区及附近17个气象站1961~2013年逐日最高、最低气温和日降水量数据,利用极端气候指数并结合Mann-Kendall(M-K)趋势法分析了黄河源区极端气温和降水事件的变化趋势。结果表明,近50年来黄河源区极端冷指数(霜冻指数、冰封日数和冷夜指数)呈显著性减小趋势,线性减幅分别为-5.2、-4.35、-2.18d/10a,温度日较差以0.16℃/10a显著性减小,极端暖指数(暖昼日数)呈显著性上升趋势,线性增幅为1.4d/10a;最大连续干日天数有减小趋势,而平均雨日降水强度、中雨天数、1d和5d最大降水量及年总降水量有增加趋势。     

太湖流域降水量年内分配不均匀性分析

利用太湖流域106个代表雨量站的1951~2010年的逐日降水资料,通过计算降水集中度和集中期,讨论了流域降水量的年内分配不均匀分布特征。结果表明,太湖流域的降水集中度和集中期变化过程相似,均具有自北向南递减的变化特点,从长期趋势看,各分区降水集中度均呈减小趋势,集中期的变化趋势有增有减,但这两种变化趋势均不显著。年降水量与降水集中度和集中期的相关系数表明,太湖流域年降水量与降水集中度呈中度正相关,即年降水量越多(少),年内降水越集中(均匀);年降水量与降水集中期相关系数在空间上也呈正相关,但相关程度整体上不如年降水量与降水集中度的相关程度,典型时段降水量与降水集中度关系密切。