基于黄河河潼区间输沙量过程的特征性降雨研究

黄河输沙量显著减小,特别是近10年尤为显著。以黄河河口镇至潼关区间(简称河潼区间)沙量变化特征为基础,利用该区间26个国家基本气象台站1961-2009年的日降水资料,分析了区域侵蚀性降雨的雨量与日数的变化特征。结果表明:黄河河潼区间输沙量和径流量呈极显著减小,但河潼区间不同等级降雨量及其日数面平均值未呈现显著减小或增加;河潼区间26个站各级降雨量及其日数,除山西省隰县站的大于50mm降雨日数外,其余各站的各等级降雨量及其日数均未表现出减少或增加趋势;1980年以来的特征降雨量及其日数的微弱(非显著性)减小不足以引起黄河河潼区间输沙量的急剧减少,降雨变化不是引起黄河中游输沙量减少的主要原因。     

降雨因素对大清河流域洪水径流变化影响分析

选择海河流域大清河水系的两个子流域,对其洪峰和洪量的变化趋势进行了分析,统计了1956—1980年和1981—2005年两个时段一定频率洪水发生的次数,发现两个子流域洪水次数和量级呈减小的趋势。分析了降雨因素对洪水变化趋势的影响,结果表明,次降雨量和降雨强度均有减少趋势,一定频率降雨发生的次数在1981—2002年比1956—1980年有明显的减少,汛期降雨量也呈减少趋势,暴雨空间分布发生了一定的变化,这些降雨因素对洪水次数和量级的减小具有一定的影响。此外,流域土地利用变化和土壤最大蓄水容量增加也是导致洪水量级减小的主要因素。     

潮河流域降雨径流变化趋势分析

基于趋势分析、突变分析和小波分析方法对密云水库主要汇水流域之一的潮河流域1973—2013年的降雨径流资料进行分析,结果表明:潮河流域1973—2013年的降雨量总体保持稳定且有缓慢减少的趋势。1998年降雨量突然增多主要是由于气候异常引起的突变。流域的径流量呈显著减少趋势,特别是1998—2013年经历连续15年的干旱,密云水库来水量明显减少。突变检验结果表明1998年是流域降雨径流变化发生突变的显著年份。近年来强烈的人类活动是造成径流持续明显减少的主要因素,当人类取用水活动影响较弱时,径流变化同降雨变化基本保持一致。潮河流域降雨、径流变化受自然气候变化和人类活动影响,其变化周期均包括2个主变化周期,其中降雨有2~3年的变化周期,径流变化有3~6年变化周期。根据周期变化特征,潮河流域未来降雨量基本保持稳定,但由于人类活动的强烈影响,即使某些特别年份降雨量波动性增多,但密云水库入库流量总体仍将维持在比较低的水平。     

抚河临水流域降雨量变化特征及趋势分析

利用抚河临水流域内10个雨量站的1979—2008年降水观测数据,运用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验法和小波变换等方法对抚河临水流域降雨量变化特征及趋势进行了分析。结果表明:(1)临水流域年平均降雨量集中度在13.6%~52.9%之间,年际变化较大,多年平均的降雨集中期是主要集中在4—6月;(2)临水流域存在15 a和4 a左右尺度的周期性变化,其中,15 a尺度为变化主周期;(3)临水流域春季、秋季及冬季降雨量均存在减小趋势,春季降雨量在1984年发生突变,2003年以后春季降雨量减少趋势达到显著性,夏季降雨量突变发生在1992年,之后降雨量开始增加,在1998—2002年增加显著,秋季降雨量突变点发生在1992年,冬季降雨量总体呈减少趋势,但减少趋势不明显,年降雨量突变点在1984、2002年,2002年之后降雨量开始呈减少趋势。     

京津冀地区近60年来气候变化特征分析

京津冀地区作为我国的一个重要经济圈,其经济发展和生态环境治理是当前主要关注问题。作为影响生态环境的一个重要因素,对气候变化研究显得尤为重要。基于京津冀地区60 a(1960—2019年)来197个气象站点的逐日平均气温、降雨资料,运用线性回归、Mann-Kendall检验法、小波函数等方法对京津冀地区气温、降雨进行特征分析,并对京津冀地区山区与平原的气候变化特征进行对比。结果显示:京津冀地区近60 a来,降雨量呈现降低的趋势,气温总体呈现上升趋势,并且存在一定周期性;京津冀地区平原与山区气候特征存在较大差异,对比多年降雨量平均值,山区较于平原区减少了100 mm左右,对比多年气温平均值,山区较于平原区气温偏低5℃左右,表明近60 a来城市发展与降雨量的减少、气温的升高密切相关,人类活动对气候变化的影响较为明显,为后期研究城市化、人类活动对气候变化的影响提供一定的借鉴。     

降雨因素对大清河流域洪水径流变化影响分析

选择大清河流域的两个子流域，对其洪峰和洪量的变化趋势进行了分析，统计了1956~1980年和1980~2002年两个时段一定频率洪水发生的次数，发现两个子流域洪水次数和量级呈减小的趋势。并分析了降雨因素对洪水变化趋势的影响，结果表明，次降雨量和降雨强度均有减少趋势，一定频率降雨发生的次数在1981~2002年比1956~1980年有明显的减少，汛期降雨量和雨季平均日降雨量也呈减少趋势，以及暴雨空间分布发生了一定的变化，这些降雨因素对洪水次数和量级的减小具有一定的影响。     

我国西南地区典型降雨特征——以贵州湄潭县为例

 在气候变化和人类活动双重影响下,我国降雨在不同区域呈现不同的演变特征。以西南地区为例,选择研究较少的贵州省湄潭县,利用线性回归和Morlet小波分析方法,分析湄潭县年降雨量、汛期降雨量和暴雨的变化特征。结果表明：区域年降雨量不断减少,暴雨发生频次以加快的速率增大,最大暴雨量增加,但发生时间在推迟,且均以1980年和2000年为转折点,呈现减少—增加—减少的趋势。在变化环境下,我国西南典型县城区域对全球气候变化响应敏感,降雨呈现典型的区域演变特征。     

西安市降雨模式变化及其对排水系统的影响

基于西安市1961~2011年共51年分钟自记雨量资料,以5a为间隔分段统计了各段年均降雨量及降雨日数、大雨量及大雨日数、暴雨量及暴雨日数和设计降雨强度,运用Mann-Kendall突变分析法和线性趋势法分析了西安市降雨模式变化。结果表明自2005年后年均降雨量和降雨日数均减少,降雨日数减少幅度更大,而大雨和暴雨日数及其雨量均增加,雨量增加幅度更大,表明降雨、大到暴雨集中度增加,2005年以后大雨和暴雨发生频次更高;同一强度降雨的重现期在2005年后较小,同一重现期的降雨在2005年后雨强更大,在2005~2009年段在重现期为1~5a的降雨中各历时强度均达到最大,结合气候变化及城市化分析了西安市降雨模式变化的原因;讨论了在气候变化和降雨模式变化条件下,以降雨历史资料为基础推求降雨强度公式,设计雨水排水系统存在的问题及与城市内涝之间的关系。     

基于不同时间尺度的降雨时空演变规律分析

为研究降雨时空演变特征规律，基于金华市区 1954—2018 年降雨量资料，运用 5 a 滑动平均、累积距平法和线性趋势法分析了降雨演变的趋势。通过 Mann-Kendall 检验和滑动 t 检验研究了降雨发生突变的年份，采用 Morlet 小波探究了降雨变化的周期性。 结果表明：金华市区年内降雨量总体呈线性上升的趋势； 年降雨量存在显著性突变年份为2009 年；金华市区年降雨量在不同时间尺度上呈现不同的“丰枯交替”的周期性变化，主变化周期为 45 a、27 a、19 a，其中45 a 为第一主变化周期；金华市区在近期仍将处于偏丰水年份，中长期逐渐过渡到偏枯水年份。研究成果对金衢盆地水资源综合利用和气候变化特征研究具有借鉴意义。     

沙溪流域上游降雨特征的多尺度分析及趋势预测研究

该文基于近60年日降雨量数据,选取变差系数、降雨集中期和集中度等指标,利用Mann-Kendall非参数检验并结合重标极差分析法和小波分析方法,以永安站为代表站,开展沙溪河流域上游降雨特征的多尺度分析及趋势预测研究。结果表明,该地区年降雨和季节降雨线性趋势不显著,但年际差异明显,存在5a和18a的震荡周期特性及降雨集中期减少和集中强度减弱的趋势,据此预测2015~2020年降雨量和春秋季降雨量可能趋于偏少,夏冬降雨量将持续增多。相关研究可为该区域的水资源规划提供理论依据和实践参考。     

祁连山北麓牧区植被生长季不同等级降水时空变化特征

以祁连山北麓肃南县牧区为研究区,选取周边7个气象站1961-2016年的日降水资料,采用气候倾向率、Hurst指数、Mann-Kendall检验和反距离加权插值等方法,对肃南县植被生长季降水的时空变化特征进行研究。结果表明:肃南县植被生长季降水量和降水强度距平百分率趋势显著增加,而降水日数增加趋势不显著;植被生长季降水量和降水强度在1998年发生显著突变,而降水日数无显著突变;植被生长季降水以小雨为主,中雨降水变异系数较大,但近年来趋于稳定上升状态;植被生长季降水日数和降水强度在空间上呈东南多西北少,小雨降水分布与其分布类似,而中雨强度呈南少北多的空间分布差异;小雨对肃南县植被生长季降水量贡献较大,但近年来中雨比小雨增加明显,降水时空分布呈不均衡发展趋势。     

沈阳市汛期降水量变化趋势分析

近30a以来,年来沈阳市汛期降水总体上一直偏少,从近62a的降水资料分析汛期各月的降水,其变化趋势可以看出：整体降水量的偏少是由于20世纪80年代中期以后主汛期7-8月份的降水减少所致,并且这种变化趋势与我国气候的冷暖周期、拉马德雷冷暖位相有密切的联系。2010年前后正是拉马德雷冷暖位相、我国气候冷暖周期交替的过渡阶段,随着全球气候周期性的变化,这种汛期降水偏少的趋势是否已经悄然开始逆转还有待于今后降水数据的统计分析,而降水趋势变化的预测、研究可为全面做好防汛工作提供重要的参考依据。     

1971-2018年汉江流域陕西段降水时空特征分析

基于1971-2018年汉江流域陕西段 27个气象站点的逐日降水数据,选择了年降水量、降水强度、最大日降水量、年降水日数、中雨日数和大雨日数6个降水指数分析其降水时空特征,分析方法包括线性估计法、小波分析法、滑动均值法、IDW 空间插值法及Mann-Kendall检验法。结果表明：在研究时段内,汉江流域陕西段降水强度有缓慢增加趋势,其余5个降水指数均呈缓慢减小趋势,且6个降水指数的变化趋势均不显著;研究区域仅年降水日数无突变点,且在1995年后呈现显著减小趋势,其余降水指数均有突变点;年降水量有7 a的副周期和27 a左右的主周期,主周期有3个循环交替,且丰、枯交替突变点在1983和2000年。汛期降水量与年降水量周期基本一致,而非汛期有4和16 a两个副周期和1个28 a的主周期;年降水量空间分布呈现由北到南逐渐增大的趋势,除了年降水日数的高值中心在宁强县外,其余5个降水指数的高值中心均在镇巴县,而低值中心除了降水强度在太白县外其余的均在商县。在研究时段内各年代际降水指数的比较中,1971-2018年的年降水量、降水强度和年降水日数均仅次于最大值,预计未来极端降水事件可能更加频繁,严重的情况下会影响水生态、水环境、水安全等的健康发展。     

近63年陕西宝鸡极端强降水事件变化特征诊断

为明确宝鸡市极端强降水事件变化特征,掌握极端降水事件发生规律,以1952-2014年宝鸡气象站点逐日降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、Morlet小波函数、R/S分析法、Mann-Kendall非参数检验法对极端降水变化特征进行诊断分析。结果表明:宝鸡市近63 a来,除年降水总量、强降水量、中雨日数、大雨日数呈波动下降趋势外,其余指数呈现上升趋势,其中以极强降水量变化表现最为剧烈,变率超过1 mm/10a。强降水量和极强降水量呈现大小尺度相互嵌套的周期变化趋势,二者仅存在弱突变;未来宝鸡强降水变化与过去变化趋势一致将呈减少态势,极强降水变化以反向趋势呈减少态势发展。此外,各极端强降水指数与年降水总量、降水强度呈现正相关,年降水的变化可以很好的反映极端降水指数的变化。     

海河流域1961-2010年极端气温与降水变化趋势分析

以海河流域30个气象基准站1956年－2010年气温和降水日值资料为基础,选取12个表征极端气候变化指标,分析了海河该流域极端气温与降水的变化趋势。结果表明：海河流域极端高温的强度、频度和持续时间均有较强的增加趋势,;极端低温的强度、频度显著降低,反映出流域整体增温的气候变化背景。;海河流域短历时极端降水强度有增大趋势,年极端降水的发生频次降低,连续湿日表现出一定的减少趋势,而连续干日在近几十年来有一定的增加趋势,区域呈现弱干化趋势。从年代际变化特征看,20世纪90年代以来,年极端高温事件和短历时强降水事件发生趋于频繁,而长持续性降水事件的降水量减少。海河流域整体的暖干趋势以及降水集中的趋势,将对农业生产、水资源开发利用造成不利影响;,同时,短历时极端强降水事件的增加可能加剧局地的山洪灾害和城市内涝的风险。     

珠江流域多尺度降水空间分布特征研究

利用珠江流域46个站点1959—2009年的逐日降水资料,分析研究流域降水空间分布情况和变化规律。研究结果表明:1珠江流域降水时空分布不均匀,流域降水东西差异显著,其中东部广东省地区降水表现为局部的南北差异明显;2珠江三角洲地区降水情势愈益复杂化,夏季降水高值区域分布范围出现聚集缩小趋势,冬季三角洲沿海地区的降水低值区呈现出扩张趋势,夏季洪涝灾害、冬季咸潮上溯的威胁正逐步加重。     

多模式下泾河上游流域未来降水变化预估

利用站点实测资料、GCMs 月数据对 GCMs 进行秩评分评估排序, 从 21 种 GCMs 模式优选出的 6 种 GCM模式的日数据、6 种 GCM 集成的气候模式、站点实测资料和 NCEP 再分析资料构建统计降尺度模型 SDSM, 预估泾河上游流域的未来降水变化。结果表明: 构建的降尺度模型对降水模拟较为可靠, 率定期各模式决定系数 R2 为 0.228~ 0.324, 标准误差为 0.354~ 0.450, 率定期和验证期模拟月均降水与实测值年内分布相近。在降尺度性能评价中集成模式表现最好。在 RCP 4.5 情景下, 泾河上游流域未来降水大多数模式和集成模式呈增加趋势, 到 2030 年泾河上游流域降水量将增加 4.8% , 且当地的春季雨量会增加, 夏季雨量会减少。     

孟津县历史气象分析及未来气候变化预测

利用中国气象科学数据共享服务网已整编的孟津气象站1961~2008年气象数据及IPCC数据发布中心提供的1950~2099年的全球栅格气象数据,对孟津县过去48年的气候变化特征及趋势进行详细的研究和分析,并对未来气候变化进行了预测。结果表明,孟津县年降水量在1984年之前为降水偏多时段,随后波动减少,在2004年之后呈现明显的下降趋势,并无回升迹象。总体上,孟津县的气温变化呈现出上升的趋势,其主要原因是最低温度的显著升高。在未来气候情景下孟津县的降水量、平均气温都将会有所增加,且变化趋势与全国未来气候变化趋势分析结果一致。     

太湖流域气候变化检测与未来气候变化情景预估

基于1954—2006年太湖流域6个气象站点的降水、气温资料,探讨了1954年以来太湖流域的气候变化问题,并同时应用统计降尺度模型SDSM和动力降尺度模型PRECIS,对太湖流域的日降水量和日最高、最低气温进行降尺度处理,建立未来2021—2050年的气候变化情景。结果表明:20世纪90年代以来,太湖流域发生了突变式增温,冬、春季节尤为显著;太湖流域降水变化相对较复杂,Mann Kendall法检测到太湖流域年降水量呈振荡性周期变化,并在1980年和2003年发生突变,而Pettitt方法没有检测出太湖流域年降水量的突变。两种降尺度方法模拟的未来时期日最高、最低气温季节和年的变化情景增幅总体上基本一致,均呈显著增加趋势,与Mann Kendall趋势分析结果一致,高排放情景A2下模拟生成的情景增温幅度较低排放情景B2大,最高气温增加幅度比最低气温明显。降水变化情景差异较大,SDSM模拟的未来时期降水并无明显变化趋势,而PRECIS模拟结果与趋势检验结果较为一致,即未来降水增加趋势明显,增幅较大,总体上全流域年降水量呈增加趋势,并且在未来一段时间内仍将持续增加。