基于PW-MK的辽阳季节性降水特性分析

以1955年～2018年为时段,采用PW-MK、线性倾向率、模比系数差积、小波分析等方法,研究辽阳地区4个季节降水特征。结果表明:春季降水量呈增大趋势,夏季、秋季呈显著减少趋势,夏季降水量下降速率较大,为-0.97mm/a,冬季降水总体较稳定;春季降水存在3组不同尺度的旱涝周期,夏季、秋季、冬季降水存在2组不同尺度的旱涝周期。辽阳地区1955年～2018年各季节降水趋势存在差异,不同尺度旱涝周期共同影响辽阳降水。     

海河北系1956年-2012年降水时序演变特征

采用海河流域北系20个气象站1956年-2012年降水时间序列,从趋势、周期、突变和空间差异四个方面分析了该地区降水时空变化特征。结果显示:海河北系年降水以14.9mm/(10a)的速度减少;降水具有多时间尺度下的显著差异特征:月尺度较平稳,仅10月、11月发生显著下降,5月、6月发生显著增加;季尺度上,春、秋季较平稳,夏、冬季呈现下降趋势;年降雨呈现28年显著周期,并且在20世纪80年代前后转入枯水期。地区差异上,山区较平原区降水变化幅度更大,但周期平稳,突变时间更早。     

本溪地区旱涝特征分析

该研究旨在分析本溪地区旱涝灾害各因素的发生发展规律、特点,对今后一段时间旱涝灾害发生的可能性进行预测。并根据本溪地区降水量年际变化较大、会发生旱涝灾害的实际情况,将深入分析旱涝特征,为本溪地区旱涝预测提出科学合理的理论依据。     

马尔康市1954—2019年降水与旱涝灾害变化

利用马尔康市1954—2019年逐月气温、降水量实测资料,基于气候倾向率、突变检验、信噪比检验、周期估算等方法对本区气候变化、旱涝灾害演变特征进行分析,并借助ADF检验、Granger因果关系分析来验证旱涝灾害的驱动因子。结果显示:马尔康市年均气温、年降水量均呈显著上升趋势,气候有暖湿化倾向;多年平均降水量以16.29 mm/(10 a)的速率增加,以夏季、秋季增多明显,春季增幅最小;2001年为本区气候突变点,气温突变后的旱涝灾害呈增多态势,极端洪涝事件更为频繁,2015—2019年是一次重大洪涝事件;太阳黑子活动与ENSO事件皆为降水量变化的Granger原因。厄尔尼诺与南方涛动事件(ENSO)事件与马尔康地区的旱涝灾害在6.6 a上有较同步的共振周期,滞后期为2 a的ENSO事件是旱涝变化的主要诱因之一。ENSO事件在年尺度上为区域旱涝预警提供了重要理论支撑。     

近50年来淮河流域降水时空变化特征分析

以淮河流域及周边地区48个气象站点1961年-2010年共50年逐日降水过程为基础资料,以地理信息系统技术为数据处理平台,结合Mann-Kendall秩次相关检验、Morlet小波变换和集对分析法(SPA)等,分析淮河流域年降水量时间序列趋势性、周期性以及降水集中度、集中期、降水质心、旱涝发生频率、旱涝交替在空间上的分布特征。结果表明:①近50年来,年降水量整体呈略微减少趋势,南部地区降水增加,北部地区降水减少;②年际变化上存在27年的主周期,年内分配集中在夏季,且北部地区降水更为集中;③干旱易发区分布面积较广,洪涝易发区分布相对较集中,上游和中游部分地区为旱涝交替易发区。     

基于完备集合经验模态分解的赣江径流多尺度变化特征

利用完备集合经验模态分解(CEEMD)方法,结合趋势分析、突变检验和功率谱分析对径流序列进行多尺度变化特征分析表明,近66年来赣江径流变化上升速率为6.5×10~8m~3/10 a,MK趋势检验的Z统计量为0.653,上升趋势不显著;1989年~1990年前后发生了突变;赣江径流变化序列具有显著的非线性、非稳定性特征,径流的准3 a周期可能与长江流域降水的准3 a周期相关;准6 a、准14 a和准26 a周期,则可能与厄尔尼诺和太阳活动相关。     

基于短时间尺度自适应帕尔默干旱指数的中国干旱演变特征分析EI北大核心CSCD

以帕尔默干旱指数(PDSI)为基础,构建融合Penman-Monteith潜在蒸散发公式且具有短时间尺度效应的自适应帕尔默干旱指数scPDSI_(pm),分析了1951—2016年中国旱涝演变趋势及干旱特征的空间分布规律和历史干旱事件的时空演变过程,并结合实际旱情记录资料验证了指数的可靠性。结果表明:空间上,中国东北、华北、华中、西北呈变旱趋势,西北和东南少数地区为变涝趋势;中国大部分地区旱情开始时间集中在6—7月,北部地区干旱历时长且干旱烈度大,南部地区干旱历时短、干旱烈度小;scPDSI_(pm)能够很好地指示旱情发生时间和区域,准确地捕捉到旱情中心的转移过程。     

基于径流量Z指数的辽宁省水文干旱特征分析

为了分析辽宁省水文干旱的时空特征,文章采用EOF分析了径流量Z指数的空间分布型,利用小波分析方法对其时间系数进行了周期分析。结果表明:第一模态空间型为全省一致的正值区;第二模态空间型为东部与西部相反的旱涝态势;第三模态空间型为南部和北部相反的旱涝态势。三个模态的周期为大、中、小多种尺度相互嵌套。     

黄河下游利津站入海水沙通量时序变化特征识别

以黄河下游利津站1950—2009年水沙通量月时间序列资料为研究对象,运用多种识别方法分别对黄河入海口水沙通量的全年、汛期及非汛期多尺度的趋势、变点及周期等综合特征进行识别。依据Mann Kendall及Spearman方法分析水沙通量的趋势变化特征;采用小波分解与重构和有序聚类法进行水沙通量变点识别;利用小波变换进行水沙通量序列周期识别。结果表明,利津站黄河入海水沙通量不同尺度均呈现显著减少变化趋势,且存在1985、2002年显著变点,不同尺度的变化周期不同,不同水文要素周期识别结果不同。     

辽南地区降水量时间变化规律及其对旱涝特征的影响

辽南地区是辽宁省的干旱高发区,基于该区25处雨量站1974~2013年的月降水量资料,研究了降水量的季节分配特征、空间分布规律、趋势性和周期组成,进而分析了年内旱涝特征。分析结果表明,辽南地区年降水量和各季节降水量空间分布极不均匀,西南部少、东北部多;春季降水量有增加趋势,其余季节和年降水量均没有显著变化,年际丰枯变化特征明显;年降水量和各季节降水量2.2~3.2年周期起主要作用,方差贡献占37.3%~80.0%;除此之外,还存在8.0~9.1年、16.0~21.3年和32.0年周期;各季节之间降水量没有显著相关性,年内旱涝并存、旱涝急转现象明显,在今后的防汛抗旱工作中,应予以重视。     

东江流域汛期旱涝急转的时空演变特征

基于东江流域32个雨量站1956-2009年的月降雨量资料,通过定义长周期降雨旱涝急转指数LDFAI(Long-cycle Drought-Flood Abrupt Alternation Index)和短周期的降雨旱涝急转指数SDFAI(Short-cycle Drought-Flood Abrupt Alternation Index),分析了东江流域汛期长周期和短周期降雨旱涝急转现象的趋势变化和时空分布特征,结果表明:①高LDFAI和高SDFAI对应着降雨的旱转涝,低LDFAI和低SDFAI对应着降雨的涝转旱,SDFAI在反映旱转涝优于LDFAI。②长周期降雨旱涝急转主要以全涝为主,短周期降雨旱涝急转发生频率最高的是全旱,其次是旱转涝和涝转旱,4-5月的全涝发生的频率高于其他短周期的频率。③前汛期-后汛期、6-7月东江中上游地区和5-6月东江流域全部区域涝转旱的趋势减小,并且旱转涝的趋势增加,东江下游和东江三角洲地区有涝转旱的趋势;4-5月、7-8月和8-9月中上游地区有旱转涝的趋势,东江下游和东江珠三角地区有涝转旱的趋势,而且越往上游地区,旱涝急转趋势变化越明显,此研究结果对于东江流域水资源管理具有重要指导意义。     

浏阳河流域降水时空演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了浏阳河流域1969~2013年的年、汛期和非汛期降水的演变规律。结果表明:(1)45 a来,年、汛期降水量呈非显著性下降趋势,非汛期降水量呈非显著性上升趋势。(2)年降水量的空间分布存在不均衡性,降水量总体从东北部向西南部逐渐减少。(3)年、汛期降水量均在1992年发生显著性均值突变,非汛期降水量突变不显著。(4)年降水量均存在27 a左右主周期,汛期和非汛期降水量在时间尺度上的相位变化与年降水大体一致。研究结果可为浏阳河流域气候分析和气候预测提供参考。     

基于SPEI指数的辽宁省多尺度旱涝特征分析

近年来辽宁省深受旱涝灾害的影响,明确其时空演变特征对进一步制定防灾减灾策略具有重要意义。利用1989—2018年辽宁省23个气象站点逐日气象数据,基于不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI指数),运用Mann-Kendall突变检验、线性倾向率等数理统计方法,对辽宁省近30年来旱涝演变及持续性特征进行分析,并结合通径分析方法探究其影响因素。结果表明:(1)近30年来辽宁省经历涝-旱-涝的演化过程,辽西干旱化显著,变涝趋势最显著的是辽中和辽北,其次是降水量最丰富的辽东;(2)从中度及以上旱涝灾害频率看,1999—2008年为典型的干旱时段,而2009—2018年则为偏涝时段,旱涝事件发生频率春季冬季秋季夏季;(3)持续性干旱事件强度变小,主要发生在春季。持续性洪涝事件呈增加趋势,主要发生在春、夏两季;(4)降水量是影响旱涝变化的主要因素,蒸散量次之,气温是通过影响降水量和蒸散量进而影响旱涝变化的。     

1958—2017年滇中引水工程受水区降水时空变化

为了对滇中引水工程水资源进行科学调度和合理配置,开展滇中引水工程受水区降水时空分布研究。基于受水区内8个雨量站的60 a降水数据,采用云模型、Mann-Kendall检验、小波分析和协同克里金插值法探究受水区降水序列的时空分布特征。结果表明:年内降水量主要集中在6—8月,12月至次年2月降水量少;夏季降水时间分布不均匀,且8月份稳定性最差,冬季降水量小但降水均匀。年际降水量以9.92 mm/(10 a)减少,年降水量存在突变性和周期性波动,突变点集中在1982—1992年,在研究时段内降水量经历了3个周期的丰-枯变化;降水量在空间上分布不均匀,春、夏和秋季降水量在空间上呈现出“南多北少、西多东少”,而冬季降水空间分布规律较差。 综上所述,滇中引水工程受水区应当注意防汛抗旱、监测区域泥石流以及预防夏季干旱。     

饶河流域洪水极值变化特征及影响因素分析

利用饶河流域主要控制站渡峰坑和虎山水文站1953~2016年实测最大洪峰流量序列,采用MannKendall检验法和小波分析等方法,对饶河洪水极值流量的趋势性、突变性及周期性进行了分析,并探讨了洪水极值流量变化与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北大西洋涛动(NAO)、太平洋-北美型(PNA)、东亚夏季季风指数(EASMI)、南中国海夏季季风指数(SCSMI)、太阳黑子(SS)等15个气候指标之间的相互关系。结果表明:(1)渡峰坑站年最大流量总体上呈不显著增加趋势,虎山站年最大流量总体呈不显著减少的趋势;虎山站年最大流量在1964年和1999年前后发生了突变,1964年后最大洪峰流量发生了由减少到增加的突变,而1999年后则发生了由增加到减少的突变,渡峰坑年最大洪峰流量在2007年前后发生了由减少到增加的突变。(2)渡峰坑及虎山站年最大洪峰流量系列均存在2~8 a的短振荡周期、14 a左右的中振荡周期以及超过20 a的长振荡周期,且以长振荡周期为主周期。(3)年最大流量系列与EASMI、SCSMI、NOA、PNA和SS存在显著相关性,且均表现为显著负相关。     

过去500年海河流域旱涝变化规律

研究历史旱涝变化规律对于区域综合防灾减灾具有重要的现实意义。以海河流域的旱涝灾害文献记录和旱涝等级资料为基础,重建过去500a区域综合旱涝指数序列,探讨海河流域1470年-2000年旱涝变化的规律。研究发现海河流域旱涝灾害的频发期具有明显的时段性,呈现出"旱-涝-旱"波动。从16世纪初期开始由洪涝转向干旱,并于17世纪初期达到顶点;从17世纪中后期开始海河再次进入相对易受洪涝灾害影响的时期,其中19世纪初期处在最低值,到20世纪20年代左右,流域再次进入相对干旱的时期,且干旱的严重程度逐年增加。同时,研究区存在2.5a、9.8a、18.6a、31.3a、83.50a、125.3a和167.0a等旱涝周期性过程。     

近500年黄淮海地区洪旱事件时空变化特征

依据近500年洪旱等级数据,采用滑动平均、累积距平、频率统计、小波分析和Mann-Kendall突变检验和空间分析方法,评估了研究区近500年洪旱灾害时空变化特征。结果表明:黄淮海地区洪旱灾害具有明显的年际和年代际变化,近年来趋向干旱发展。各子区域的年际变化存在一定的差异,突变时段差别较大。洪旱灾害发生周期的空间分布差异性显著,19世纪后半叶以来洪旱灾害频繁。研究结果对于防灾减灾、灾害预测、工程建设以及相关研究等有重要的价值。     

澜沧江流域旱涝特征变化及其与季风之间的关联性研究

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化降水指数(SPI12)、季风指数和水汽通量对澜沧江流域1957—2015年旱涝时空变化特征进行分析,探究澜沧江流域旱涝变化与季风指数的相互关系,并从水汽通量输送角度出发,进一步揭示季风对澜沧江流域旱涝变化影响的潜在驱动机制。研究结果表明:①流域旱涝特征具有明显的区域差异,下游区域是旱涝多发区;②流域干旱多于雨涝,且干旱频次在年和季节时间尺度上都呈现增加变化趋势;③澜沧江流域干旱和雨涝的频次主要存在3~5,8~15,20~25 a的3种周期性变化特征;④干旱和雨涝发生时段,南亚季风和高原季风指数与流域的SPI12指数相关性较强,受南亚季风和高原季风的输送距离影响,2种季风指数与SPI12指数的相互关系呈现区域差异性。研究结果有助于了解澜沧江流域旱涝时空变化特征,能够为防御旱涝灾害提供科学决策依据。     

基于SPI和SPEI的淮河中上游流域气象干旱时空分布特征对比研究

基于淮河流域1960-2017年逐月降水、气温资料,采用SPI、SPEI等干旱指数和线性趋势法、Mann-Kendall、小波分析等数学统计方法对年和四季气象干旱的趋势性、周期性及干旱频次进行时空分布特征的对比研究。结果表明:流域年、夏冬两季两种干旱指数呈微弱增加趋势,SPEI较SPI上升幅度略大,春秋两季均呈微弱减少趋势,SPEI较SPI下降幅度略大;研究时段内同一区域的两种干旱指数反映的干湿变化周期性基本一致;年尺度淮河以北SPEI显示中旱频次较多而SPI显示轻旱频次较多,其他时间尺度南北区域接近一致;两种干旱指数的空间变化趋势除夏季较为一致外,年、春秋两季在同一区域上SPEI显示的干旱化趋势较SPI略强,冬季SPI显示绝大部分区域呈湿润化趋势而SPEI呈干旱化趋势;两种指数在空间分布上存在一定程度的差异性,四季SPEI显示的干旱频次普遍比SPI统计的干旱频次高。研究结果对于干旱客观性评估和水旱灾害防治管理具有重要参考价值。