近50 a玛纳斯河流域上游气候变化的分析

根据玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1959—2008年气温、降水量及1984—2000年蒸发量观测资料,运用线性回归、Pearson相关系数、5 a滑动平均、Mann-Kendall检验以及Morlet小波分析方法对流域上游气候变化特征进行分析。结果表明①近50 a玛纳斯河流域上游气候总体趋向于暖湿,其中年均气温显著升高,且年内气温变化存在明显的季节差异,夏、秋两季增温趋势显著,降水量总体也呈增加趋势,但不够显著,且年内分配不均匀,降水量主要集中在春、夏两季;②近20 a流域年蒸发量围绕均值1 651.2 mm上下波动,总体呈微小增加趋势;③气温和降水量在20世纪90年代期间发生由低向高的突变,并且存在明显的年际周期变化。     

南美洲巴拉那河流域水文气象要素演变特征及径流变化的气候响应

基于1951-2014年巴拉那河流域月尺度降水、气温、径流3个要素的观测数据,运用线性回归与MannKendall方法分析了序列的趋势性,运用小波方法分析了序列多时间尺度特征及气象因子与水文要素的内在联系。结果表明:在研究时段内,3个要素均有不同程度的增大趋势,气温与径流量显著上升,降水量不显著上升;在月尺度特征方面,3个要素均存在12个月左右的主周期,同时不同要素存在不同的次周期,其中气温存在微弱的6个月左右的次周期,月均降水量无明显次周期,径流量具有约36个月、48个月、64个月、100个月的次周期;在年尺度特征方面,3个要素均无明显主周期存在,降水量存在约3、4、8、10 a的次周期,气温无明显连续次周期,径流量的次周期特征与降水相似;交叉小波凝聚谱显示,巴拉那河流域月降水量的变化对径流量的影响远大于月均气温变化对其的影响;结合趋势性分析与小波分析可以清晰地了解流域内水文气象要素的变化规律与内在联系。     

漓江上游小溶江水库流域降雨变化分析

采用线性趋势法、Mann-Kendall分析法和小波分析法对漓江上游小溶江水库流域金石、砚田、塔边雨量站1979-2018年共40年的降雨资料的趋势变化、突变特征及周期特征进行分析。结果表明:过去40年,漓江上游小溶江水库流域内,金石站降雨呈不显著的下降趋势,砚田站降雨呈不显著的上升趋势,塔边站降雨呈显著的上升趋势;金石、砚田、塔边雨量站的降雨序列分别在2000、2011和1989年发生突变;金石站降雨存在23 a、8 a的2个主周期,砚田站降雨存在19 a、5 a主周期,塔边站降雨存在22 a、17 a、6 a的3个主周期。     

近100多年来香港和澳门气温时序变化特征及其与ENSO的关联性

基于近 100 多年来的均一化气温数据,从趋势变化、季节差异、突变特征、周期振荡方面诊断香港和澳门的气温变化特征。结果表明: ( 1) 港澳年平均气温和不同季节气温在近 100 多年来均呈显著增加趋势,其中春冬季节增加速率较大,夏秋季节增加速率较小。除秋冬季节外,其它时间上的香港气温增加趋势均大于澳门。港澳夏冬季节气温差异均呈减少趋势。( 2) 香港和澳门年平均气温分别于 1963 年和 1991 年发生突变。在季节上,港澳地区的气温突变均在秋季发生年份最晚,冬季次之,夏季再次之,春季最早。( 3) 香港年平均气温分别存在 3 a、7 a、15 a 和 30 a、60 a 和 120 a 的周期振荡特征。澳门年平均气温存在 3 a、6 a、12 a、24 a 和 48 a 左右的周期振荡特征。( 4) ENSO 与香港年平均气温在 4 a 以下尺度以同位相或提前 1 a 位相变化关系为主,在 4 a 以上尺度以同位相变化关系为主。ENSO 与澳门年平均气温在不同时频域均以同位相变化关系为主。     

新乡市城区近64年气温和降水量特征分析

为全面分析和掌握河南省新乡市气温、降水变化特征,基于新乡气象台站1951-2014年月平均气温和月降水量资料,利用滑动平均、小波分解、滑动T检验、Mann-Kendall检验和Morlet小波变换,对年平均气温和年降水量进行趋势分析、突变检验和周期分析。结果表明:新乡市近64年年平均气温有明显上升趋势(显著性水平α=0.01),在1997年左右发生突变,年平均气温存在55年左右的第一主周期;新乡市近64年年降水量呈不显著减少趋势,未发生突变,年降水量存在54年左右的第一主周期;年平均气温与年降水量的第一主周期几乎吻合。     

青藏高原大通河流域气候要素时空演变特性分析

以青藏高原大通河流域为研究区域,将流域内及周边5个气象站1960-2012年的年降水、年均气温及年潜在蒸散发作为研究对象,利用气候倾向率法、Mann-Kendall法、滑动平均和小波分析法对各气候要素的演变特性进行了分析,以期为大通河流域水电站梯级调度运行、减轻旱涝灾害及其影响提供科学依据。结果表明:153a以来,大通河流域年降水以0.60 mm/a线性趋势不显著增加,年均气温以0.03℃/a的线性趋势显著增加,而多年潜在蒸散发却以0.94 mm/a线性趋势不显著减小;2流域年降水受祁连山及季风的影响,在东西方向自西南向东北逐渐增加,在流域的中游达到最大;受海拔的影响,年均温度的空间分布东高西低,南低北高,最高温度出现在流域中下游;而流域年潜在蒸散自西南向东北呈现带状相间的分布规律;3该流域年降水、年均气温均未出现突变,流域年潜在蒸散发在1970及2008年出现突变;4周期分析显示,流域年降水序列周期为17、28 a左右,年均气温周期为8、15 a左右,年潜在蒸散发序列周期为18、30a左右。     

额尔齐斯河流域气候变化特征分析

选取新疆额尔齐斯河流域富蕴、阿勒泰、哈巴河气象站1962—2013年实测逐月降水与气温资料,采用复Morlet小波分析法、R/S分析法及相关水文统计方法对流域气温变化特征及变化趋势进行了分析。结果表明:额尔齐斯河流域内3个气象站年降水量、年平均气温均呈现出上升趋势,同时流域年降水量呈现出多个时间尺度的相对丰枯交替特征,富蕴、阿勒泰、哈巴河气象站主震荡周期分别为22 a,18 a,22 a;赫斯特指数表明未来额尔齐斯河流域内年平均气温总体上继续保持上升趋势,且其未来年份年平均气温上升趋势的变化程度为:富蕴>哈巴河>阿勒泰。     

近100多年来香港和澳门气温时序变化特征及其与ENSO的关联性

基于近100多年来的均一化气温数据,从趋势变化、季节差异、突变特征、周期振荡方面诊断香港和澳门的气温变化特征。结果表明:(1)港澳年平均气温和不同季节气温在近100多年来均呈显著增加趋势,其中春冬季节增加速率较大,夏秋季节增加速率较小。除秋冬季节外,其它时间上的香港气温增加趋势均大于澳门。港澳夏冬季节气温差异均呈减少趋势。(2)香港和澳门年平均气温分别于1963年和1991年发生突变。在季节上,港澳地区的气温突变均在秋季发生年份最晚,冬季次之,夏季再次之,春季最早。(3)香港年平均气温分别存在3 a、7 a、15 a和30 a、60 a和120 a的周期振荡特征。澳门年平均气温存在3 a、6 a、12 a、24 a和48 a左右的周期振荡特征。(4) ENSO与香港年平均气温在4 a以下尺度以同位相或提前1 a位相变化关系为主,在4 a以上尺度以同位相变化关系为主。ENSO与澳门年平均气温在不同时频域均以同位相变化关系为主。     

中亚瓦赫什河上游源区气候水文要素演变特征

为研究全球变化背景下中亚河流源区气候水文变化,基于中亚跨境河流瓦赫什河上游源区1955—2017年气象水文数据,分析了流域内气候水文要素演变特征及流量变化主要控制因子。结果表明:瓦赫什河上游源区近1955—2017年气候呈现暖湿化趋势;瓦赫什河上游源区气温在1994年发生突变现象,降水在2007年与2012年发生突变现象,流量则在2003年发生突变现象;小波分析显示瓦赫什河上游流域气温、降水、流量的第一主周期分别为28 a、20 a、28 a,周期性振荡明显;瓦赫什河上游源区在气候水文要素关联上,气温与流量变化相较于降水紧密,但受全球升温停滞影响,温度对于流量作用并没有持续增强。     

黄河源区水文气象要素时空变化特征分析

为充分了解黄河源区旱涝变化特征,基于黄河源区1961—2016年水文气象资料,采用Mann-Kendall法、Pettitt检验及Morlet小波分析法系统分析年降水量、年平均气温和年径流量序列的趋势、突变和周期性,并采用克里金插值和空间变差系数研究年降水量和年平均气温的空间变化特征。结果表明,年降水量上升趋势不明显,没有明显的突变性,在30 a左右周期显著;年平均气温上升趋势显著,在1997年前后存在较强的突变性,无明显周期;年径流量下降趋势明显,在1989年前后存在较强的突变性,在30 a左右周期显著;年降水和年平均气温的空间差异明显,年降水量的空间分布差异性在减小,年平均气温的空间分布的变化趋势不明显。2000年前,年平均气温空间分布差异比较大,2000年后空间分布比较均匀。研究成果有利于认识流域水资源演变规律,为水资源管理提供技术支撑。     

近55年珠江上游流域降水演变规律

采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954年-2008年降水序列进行研究分析。结果表明:近55年来,珠江上游流域年降水量总体呈不显著增加趋势;各季节降水均呈现无显著变化趋势;除1月降水增加显著外,其余各月均无明显趋势变化。流域各站点的年、季节降水趋势基本上也无显著变化。除年降水量在1963年发生了显著突变外,季节和大部分月降水均无显著突变发生。年和季节降水量的相位变化时间尺度大体一致,均存在多年尺度的变化特征。     

澜沧江-湄公河流域温度和降水变化趋势分析

利用澜沧江-湄公河流域7个代表气象站1980—2009年的温度和降水观测资料,采用线性倾向估计、滑动平均和Mann-Kendall检验方法对流域年、季温度和降水变化趋势进行分析。结果表明:流域年平均温度呈明显上升趋势,线性倾向率为0.02℃/a;流域北部高海拔地区温度增加趋势比南部明显,而温度季节增加趋势不明显。流域年平均降水呈增加趋势,线性倾向率为10.49mm/a,不同地区降水增减趋势不同;雨季降水增加趋势明显,而旱季降水增加趋势不明显。     

黄淮海流域实际蒸散发时空演变规律分析

蒸散发是气候系统能量循环和水分循环的关键要素，探究黄淮海流域实际蒸散发的演变规律及其影响因素对深入理解该区域水循环对气候变化的响应具有重要意义。基于1980—2018年黄淮海流域的GLEAM蒸散发产品数据、气象数据和NDVI数据，采用线性回归法、Mann-Kendall检验及相关性分析等方法，分析了实际蒸散发的时空演变规律及其影响因素。结果表明:GLEAM产品的计算值在黄淮海流域的验证精度较好，流域内多年平均实际蒸散发量为474 mm，呈显著上升趋势。实际蒸散发的空间变化范围是183~708 mm，空间差异显著，呈现从东南向西北方向递减的趋势，季节的空间分布与年际分布特征基本一致。实际蒸散发与NDVI均呈显著正相关关系，与降水和气温以正相关关系为主。黄淮海流域降水变化不明显，气温显著升高，NDVI增加是流域内实际蒸散发量显著上升的主要原因。     

Seasonal and interannual variations of flow discharge from Pearl River into sea

Flow discharge from the river basin into the sea has severe impacts on the immediate vicinity of river channels, estuaries, and coastal areas. This paper analyzes the features and temporal trends of flow discharge at Pearl River’s three main gauge stations: the Wuzhou, Shijiao, and Boluo gauge stations on the West River, North River, and East River, respectively. The results show no significant trend in annual mean discharge into the sea at the three gauge stations. Changes of monthly mean discharge at the Boluo Gauge Station are evident, and a majority of monthly discharge in the dry season displays significant increasing trends. Furthermore, changes of the extreme discharge are quite evident, with a significant decreasing trend in the annual maximum discharge and a significant increasing trend in the minimum one. The significantly decreasing ratio of the flood discharge to annual discharge at the Boluo Gauge Station indicates that the flow discharge from the East River has increased in the dry season and decreased in the flood season since the construction of dams and reservoirs. At the other two gauge stations, the Wuzhou and Shijiao gauge stations, the seasonal discharge generally does not change perceptibly. Human impacts, especially those pertaining to reservoir and dam construction, appear to be responsible for the seasonal variation of flow discharge. The results indicate that the construction and operation of dams and reservoirs in the East River have a greater influence on flow discharge, which can well explain why the seasonal variation of flow discharge from the East River is more evident.     

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。     

长江上游气温、降水和干旱的变化趋势研究

基于长江上游1962~2012年的85个气象观测站的实测数据,统计分析了该区域气温和降水的变化趋势,并结合SPEI(standardized precipitation evapotranspiration index)指数评价分析了干旱的变化趋势。研究结果表明:长江上游年平均气温呈现上升的趋势,增温率为0.195℃/10a,秋、冬平均气温呈现明显的上升趋势;多年平均气温最高的地区集中在长江上游的南部和东部,西北部最低;多年平均年降水量变化趋势不显著,降水季节性变化差异比较大,春季和冬季的降水量呈现上升的趋势;多年平均年降水主要集中在东部地区,西北部最低。SPEI指数的分析结果显示,长江上游区域干旱状况整体呈现加剧的趋势,干旱次数和干旱程度均加剧,长江上游东部地区干旱趋势最为严重,西北部地区呈现变湿趋势。     

沙颍河流域径流过程模拟与径流组分变化特征

采用线性关系和非线性关系对沙颍河流域的地下水退水曲线进行拟合对比,基于改进的SWAT(soil and water assessment tool)模型对沙颍河流域径流过程进行模拟,并采用Nash-Sutcliffe效率系数、百分比偏差及确定系数等3个指标对模拟效果进行评价,在此基础上,分析沙颍河流域径流过程的年内和年际变化特征。结果表明:沙颍河流域地下水退水曲线非线性关系拟合比线性拟合效果好,基于此建立的模型模拟结果较好;沙颍河流域地表径流、壤中流和基流分别占径流量的55.5%、25.4%和19.1%,冬季径流主要由基流补给,径流年内分配与降水变化基本一致,具有明显的季节变化和不均匀性;1961-2014年径流量呈上升趋势,地表径流和基流的波动与径流的变化基本一致,呈上升趋势;1961-2014年壤中流呈下降趋势。     

石羊河流域气候暖湿化变化特征分析

根据石羊河流域47年的气温、降水量、干旱指数等资料,分析该流域暖湿化变化特征。研究表明：①近47年来,石羊河流域每10年的年际平均增温达到0.32℃,20世纪60—80年代期间,各季节平均气温变暖不明显,年平均气温大多处在负距平。90年代末期到21世纪初期,各季节平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,气温距平从-1.04℃上升到1.87℃。②降水量总体呈上升趋势,但增长趋势不显著,降水量每10年增长7.1 mm,与西北地区降水增加趋势一致。③年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其干旱指数每10年下降0.98。④通过Mann-Kendall方法验证,1994年为增温突变年,降水没有达到突变水平,1992和1993年为干旱指数下降突变年。研究发现,石羊河流域气候正趋于暖湿化,这将有利于该区绿洲的发展,对当地经济发展极为有利。     

黄河流域近40年气候变化的时空特征

黄河流域是我国主要的气候敏感区之一,气候变化对其生态环境演变与经济社会发展有显著影响。本文利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料分析了黄河流域过去40年的温度、降水、水汽通量散度、蒸散和荒漠化风险等的演变特征,结果发现:1979—2019年黄河流域四季均呈现明显增温趋势,其中春季增温最为明显;季节性降水的变化差异显著,春季和夏季降水呈现下降趋势,秋季降水增加;黄河流域空中水汽以辐合为主,过去40年黄河流域上游水汽辐合年际波动最小,中游次之,下游最大;黄河流域蒸散整体呈现减少趋势,其中增加趋势集中在上游地区;黄河流域荒漠化风险整体处于中等风险以上,呈现由南向北加剧的空间分布,1982—2014年黄河流域荒漠化风险呈现下降趋势。本研究厘清了全球气候变化背景下黄河流域蒸散、水汽输送和降水等水循环过程的变化规律,能够为维护黄河流域地区生态安全、防范重大气象灾害风险提供科学依据。     

江汉平原区域降水与气温长期变化趋势分析

挑选江汉平原区域内具有代表性的5个气象站52年间（1957-2008年）的逐月降水量和月平均气温观测资料,取显著性水平α=0.05,运用Mann-Kendall检验对年季降水量和年平均气温时间序列进行统计分析。结果发现：区域年降水量没有明显的变化趋势。从季节变化来看,春秋两季降水呈缓和的下降变化趋势,夏季降水呈上升趋势,但变化趋势不显著,冬季降水有显著的上升变化趋势;区域年平均气温有显著的上升变化趋势,特别是最近20年来上升幅度明显增大。年平均气温时间序列从1994年开始发生了突变,突变以后上升变化趋势更加强烈。