赣江流域气象要素变化及径流响应关系

以赣江流域为研究对象,通过线性倾向估计法、滑动平均法、非参数MK法、克拉默法等方法从空间分布、年平均、年代际、趋势和突变5个方面来分析流域内及周围19个气象站点的实测气温、降水、风速、相对湿度和日照时数在1960—2010年期间的变化情况及其与径流的响应关系。结果表明,近50年来,流域降水主要集中在流域的东南、西南和西北部,整体为不显著上升趋势,2002年发生突变;气温流域内东西分布不均,整体为显著上升,2000年发生突变;风速西北部向东南部递增,整体显著下降,1974—1978年发生突变;相对湿度主要位于流域西部和西北部,整体不显著下降,2008年发生突变;日照时数为西部和西北部递增到南部和东南部,显著下降,1981年发生突变。流域径流为不显著上升,2002年发生突变,降雨与径流相关性和关联度最大,是驱动径流变化的主要因子。     

塔里木河流域近50年气象要素变化研究

为了给研究及预测塔里木河流域的气候变化和径流演变提供基础,利用塔里木河流域25个气象站1965年～2015年的气象要素资料,采用传统的Mann-Kendall方法对气象要素进行趋势分析,首次将滑动平均差检验法应用于气象要素突变分析,方法通过了理想模型检验,结果准确可靠。近50年来,塔里木河流域气象要素数据分散,年均气温普遍上升,年均风速普遍下降,年均降水普遍上升但不显著;相对湿度、日照时数和蒸发存在地区性差异;各要素突变情况复杂,主要集中在20世纪80年代。     

气候变化对可可西里盐湖流域湖泊水量变化的影响分析

湖泊是气候变化的敏感指示器。为了研究气候变化对湖泊水量的影响,以盐湖流域为研究区,应用统计方法对1989—2018年降雨、气温、蒸发进行线性趋势和突变分析,采用多源卫星遥感技术对湖泊面积等水文要素进行监测,分析湖泊面积与气象要素、湖泊面积与湖泊水量之间的相关性。利用VIC模型模拟径流并结合计算的冰川水量得到盐湖径流组成,定量探讨气象要素对湖泊水量变化的影响,综合分析2011年前后气象要素影响流域湖泊水量的差异。结合统计分析与水文模型定量计算可知:年降雨量、年平均气温显著升高,年蒸发量呈下降趋势,且与湖泊面积有较好的相关性。湖泊面积与湖泊水量间相关性较高,可间接体现气象要素对湖泊水量变化的影响。2011年前卓乃湖和盐湖水量变化主要受降雨量影响,库赛湖和海丁诺尔湖水量变化主要受气温影响;2011—2014年4个湖泊水量变化主要受降雨量影响;2015—2018年4个湖泊水量变化中降雨增加量、冻土释水和地下水补给增加量、冰川融水量对湖泊扩张的贡献约为34.48%、57.66%、7.86%,气温变化成为影响湖泊水量变化的主要因素,降雨量影响次之。     

北江流域蒸发皿蒸发量变化趋势分析

掌握北江流域蒸发皿蒸发量的变化规律,有助于更好地理解北江流域蒸发量对全球气候变化的区域响应过程。该文利用广东省北江流域1957—2005年的15个气象站逐月蒸发皿蒸发量、气温和日照时数等实测资料,采用Mann—Kendall趋势检验方法,研究了北江流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及原因。结果表明：在过去的近50年间,北江流域蒸发皿蒸发量总体上呈下降趋势,而气温则显著上升,日照时数下降造成的太阳总辐射的下降有可能是引起蒸发皿蒸发量下降的重要因素。     

流域水文气象变化趋势及相关性分析

采用Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析法,对松花江流域及水资源二级区1956-2010年的水文气象要素进行趋势分析,并采用Pearson相关系数方法,分析了研究区天然径流与气象要素之间的相关关系。趋势分析结果表明:松花江流域的气温呈显著上升趋势,降水呈不显著的减少趋势,日照时数、相对湿度和风速呈显著的减小趋势,潜在蒸散发呈显著增加趋势,天然径流深呈不显著的减少趋势。相关性分析结果表明,影响天然径流变化的主要因素是降水量,蒸散发变化也对径流有较为显著的影响作用,相对湿度减少和温度升高也在一定程度上通过对蒸散发的影响间接作用于径流变化。     

阿克苏河流域近50年水文气象特性分析

结合阿克苏气象站及阿克苏河主要水文站1970年～2020年气温、降雨及径流观测数据,对阿克苏河流域气象水文特性进行分析。结果表明：近50年来阿克苏河流域气温呈现较为明显的递增变化,夏季气温递增趋势最为明显,年气温递增率为0.451℃/10 a。流域年径流受高山区冰川融雪量增加影响呈现递增变化,流域年径流量递增率为0.85×10⁸m³/10 a,径流年内变化差异较小,总体较为稳定。年降水量总体呈现递减变化,年递减率为-14.5 mm/10 a。     

海河流域蒸发皿蒸发量变化及其影响

利用海河流域17个气象站1960-2012年气象资料,采用面板数据模型,分析海河流域蒸发皿蒸发量与相对湿度、风速、日照时数、平均气温、气温日较差的变化趋势及其回归关系,重点在于对海河流域"蒸发悖论"的影响因素进行分析,同时探究面板数据模型对水热平衡、气候变化的研究可行性,为水资源规划和管理提供科学参考。结果表明:(1)在1960-2012年间,海河流域的蒸发皿蒸发量以22.89mm/(10a)的速率呈现显著减少而气温以0.27℃/(10a)的速率呈上升趋势,该流域存在蒸发悖论现象。(2)利用面板数据模型对各数据进行单位根检验、Hausman检验和F检验,检验结果表明变系数固定效应模型更适用于海河流域蒸发皿蒸发量与其他气象因素的建模分析。(3)从单因子回归角度来看,日照时数对蒸发皿蒸发量变化的贡献值最大,然后依次是相对湿度、气温日较差、风速、平均气温;从全因子回归分析来看,蒸发皿蒸发量与相对湿度呈负相关关系,与日照时数、平均气温、气温日较差、风速呈正相关关系;从平均气温和气温日较差分别拟合的效果来看,平均气温更适合于该模型拟合;对比平均气温和日照时数的回归结果,全球变暗对蒸发皿蒸发量变化的贡献值大于全球变暖。     

新疆焉耆盆地参考作物蒸散量变化的气象因素定量分析

本文根据新疆焉耆县气象站1961—2010年逐日气象观测数据,采用Penman-Monteith模型分析了ET0对最高气温、最低气温、风速、日照时数、相对湿度的敏感性,并结合各气象要素的多年相对变化定量探讨了影响ET0变化的主导因素。结果表明:近50年来,研究区ET0以-1.818mm/年的趋势减少,夏季减少趋势最显著,1983年前后ET0发生突变。平均风速和日照时数的敏感系数较低,但其减小趋势极显著,多年相对变化较大;全年、春、秋和冬季对ET0变化的主导因子是平均风速,夏季是日照时数。     

滦河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

以滦河流域5个气象站1957 -2008年的气象资料和4个水文站1956-2000年的天然径流资料为基础,采用Mann - Kendall非参数趋势检验法、累计距平法、滑动平均法等方法,分析了流域内气温、日照时数、降水量、相对湿度等主要气象要素以及径流量的变化趋势.结果表明:绝大部分气象站点的年均气温都表现出显著上升趋势,Kendall倾向度为0.28 ～0.43℃/10a;年日照时数均呈显著减少趋势,Kendall倾向度为3.32～8.21 h/a;降水量均呈减少趋势,但不显著,夏季降水量的减少趋势最为显著;相对湿度除承德气象站有显著增大趋势外,其他站点均呈现下降趋势,其中乐亭站达到显著下降水平;径流量均呈不显著减少趋势,潘家口水库水文站年入库径流量的Kendall倾向度为-1799万m3/a.     

近59 a黄河流域蒸发量变化规律及影响因素

为分析气候变化背景下黄河流域蒸发量变化特征及其影响因素,采用线性回归、Mann-Kendall突变检验分析和经验正交分解等方法对1961—2019年黄河流域95个气象观测站蒸发皿蒸发量变化进行分析。结果表明:近59 a黄河流域蒸发量呈显著下降趋势,全流域平均气候倾向率为-60.4 mm/10 a;2004年以后,蒸发量下降趋势加剧(气候倾向率为-219.4 mm/10 a);夏季下降趋势相对明显,春、夏、秋、冬气候倾向率分别为-12.7、-24.5、-10.4、-1.9 mm/10 a;不同河段蒸发量下降趋势不同,上、中、下游的气候倾向率分别为-59.3、-49.2、-74.9 mm/10 a。流域内蒸发量气候变化趋势存在两种空间分布模态:一致性分布模态和中部与东部、西部反位相的分布模态。通过偏相关、灰色关联度和多元回归分析发现,影响流域年蒸发皿蒸发量的主要因素有年均气温日较差、年日照时数、年降水量和相对湿度。     

乌云河流域径流变化及其影响因子分析

利用乌云河东风水文站月流量、月降水量和蒸发量资料,通过计算水文和气象要素的变差系数、峰型度和丰枯率及气候倾向率等参数,分析了乌云河径流的主要补给来源及降水和蒸发量等气候因子对径流的影响。研究结果表明：（1）乌云河年径流的变差系数为0.32,其主要由融雪和夏季的降雨来补给,径流年际呈逐渐降低的趋势发展,春、夏、秋、冬四季、汛期及非汛期的流量均呈递减趋势,而且汛期流量减少的最为明显;（2）乌云河的降水量和蒸发量的年际变化也呈递减趋势,蒸发量的减少趋势较为明显,其气候倾向率达到－175.0 mm/10 a。分析认为,降水量的逐渐减少可能是影响该流域流量逐渐降低的原因之一。     

气象因子在海河流域蒸发悖论中的作用机理

蒸发是水文循环的重要环节。利用Mann-Kendall趋势检验方法检测了海河流域1961-2006年蒸发皿蒸发量的演变趋势。结果表明:海河流域蒸发皿蒸发量呈现出显著的下降趋势。利用相关分析、偏相关分析和主成分分析方法,研究了蒸发皿蒸发量与平均气温、相对湿度、平均风速和日照时数4种气象因子之间的关系。基于这4种气象因子,建立了模拟蒸发皿蒸发量的经验公式(E-THWS公式),并利用这一公式的微分形式揭示了这4种气象因子在海河流域"蒸发悖论"中的作用。结果表明:平均气温和相对湿度对海河流域蒸发皿蒸发量的增加作用要小于平均风速和日照时数的减少作用;平均风速的下降是蒸发皿蒸发量下降的主要原因。     

新疆地区气象要素变化对潜在蒸散发量的影响

基于乌鲁木齐站和喀什站1954—2008年气象资料,运用P-M法计算了各站点的潜在蒸散发量,运用Mann-Kendall非参数统计检验法统计分析了两站气象要素的变化趋势,并分析了各气象要素与潜在蒸散发量的相关性。结果表明:①1954—2008年,喀什站气温和相对湿度呈显著上升趋势,风速呈显著下降趋势,乌鲁木齐站气温呈显著上升趋势,风速和日照时数呈显著下降趋势;②气象要素的变化趋势不具有规律性,不同季节的变化趋势不同;③气温、风速、日照时数与潜在蒸散发量均呈正相关关系,相对湿度与潜在蒸散发量呈负相关关系,气温和相对湿度是乌鲁木齐站潜在蒸散发量的主要影响因素,气温和风速则是喀什站潜在蒸散发量的主要影响因素。     

近 50 年潮河流域降雨-径流关系演变及驱动力分析

潮河流域是北京市城市供水的重要水源地。受环境变化影响,潮河流域降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响到北京城市供水安全。利用水文气象长系列数据(1961-2014年)分析了潮河流域降雨-径流关系的变化,采用经验统计分析法定量分析气候变化和人类活动对其径流变化的影响,研究发现:近50年来在降雨波动且微弱下降趋势下,其径流呈现出较大幅度变化且具有显著下降趋势,尤其是2000年以后;潮河流域降雨-径流关系发生突变的年份为1979年、1998年。1979年以后径流系数显著减少,其中1979-1998年人类活动对径流减少占主导地位,其影响贡献率为-109.75%,气候变化对径流影响为正效应,影响贡献率为9.75%;1999-2014年人类活动对径流减少影响贡献率为-88.97%,气候变化影响贡献率为-11.03%。     

近60年东江流域降雨径流特性分析

根据东江水量调度工作需要,以1956—2015年资料为基础,采用Mann-Kendall、小波分析等方法,分片区、分时段对流域降雨径流的趋势和周期等特性进行了分析。研究结果表明:近60 a东江流域年降雨径流趋势总体平稳,有8a左右的显著周期;汛期降雨径流特性与年降雨径流基本一致;枯水期降雨径流特性受人类活动影响显著,降雨有32 a左右显著周期,径流从20世纪60年代初开始至今有显著增加趋势;各片区降雨径流特性总体一致,受地理位置和空间尺度因素影响局部有差异;近10 a实施以防洪供水为主的调度后,流域降雨径流特性未有显著变化。     

精河流域径流变化特征及其对降水变化的响应

利用精河水文站1964年-2012年径流、降雨数据,采用M-K检验、累积曲线模型及交叉小波分析等方法,对艾比湖流域精河的径流、降水的变化特征及多时间尺度相关进行分析,并定量分析了降水变化对径流变化的贡献率。精河年径流量总体上径流呈增长趋势,但趋势不明显;降雨总体上呈增加趋势,且增加趋势明显。精河年径流量与降水量在多时间尺度上存在显著相关关系,且以正相关关系为主,显著相关区域集中在1986年-1991年在2~4a的周期带、1985年-1990年的7a周期带、2002年-2011年的4~5a周期带。分析认为,近50年来该流域降水变化对径流增加的贡献率平均为68.4%。     

永定河三家店以上流域径流减少归因分析

20世纪70年代以来,永定河流域径流特征发生了巨大变化,下游常年处于断流状态。根据1956—1991年及2006—2018年永定河三家店以上流域各站的气象与水文数据,利用M-K检验和小波分析方法分析了永定河流域的气象要素及径流变化趋势,利用双累积曲线和基于Budyko假设的弹性系数法进行了径流减少归因分析。结果表明:①1956—2018年间永定河流域的降雨无明显增加或减少趋势,气温有显著上升趋势,蒸发能力略有下降,径流减少非常明显,达到99.9%置信水平。②永定河流域大部分站点的降雨和径流变化存在大概11或23 a的波动周期。③永定河10个水文站的降雨-径流双累积曲线均发生了2~4次较为明显的偏移,在20世纪的60年代中期、70年代初期、80年中期和90年代初期都发生了偏向径流的偏移,这表明在降雨量水平未发生明显变化的情况下,径流减少了。④永定河流域是强人类活动区域,弹性系数绝对值依次为:降水>下垫面参数>蒸发能力,人类活动对径流减少的平均贡献率约为95%。     

近50a来黄河源区降水、气温及径流变化分析

基于1961—2010年气象、径流资料,采用M-K趋势检验法分析了黄河源区近50 a来降水量、气温和径流量的变化规律及三者间的内在关系,探讨了气温、降水量对黄河源区径流量季节性变化的影响。结果显示,近50 a来黄河源区降水量、气温变化具有明显的时空差异;黄河源区春季降水量显著增加,年降水量呈微弱减小趋势但不显著,东南部高值区降水量呈下降趋势而西北部低值区的降水量呈增加趋势;各季节均显著升温,东南部气温高值区的升温幅度要低于西北部气温低值区的;近50 a来黄河源区径流量呈显著下降趋势,其夏季径流量主要受夏季季风降水量的影响,而春季径流主要受春季降雨/降雪和上一年冬季降雪的影响。     

长江流域参照蒸发量突变及其原因分析

研究参照蒸发量的突变时间及其影响因子,有助于了解气候变化和水资源循环规律。根据世界粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯方程,计算出长江流域139个地面气象观测站1961~2010年的参照蒸发量。采用Mann-Kendall法、滑动t检验、Cramer法、Yamamoto法联合检测参照蒸发量的突变,通过相关法分析参照蒸发量与气象要素的关系,揭示了长江流域参照蒸发量产生突变的时间及原因。结果表明,50 a来长江流域上游、中下游、全流域参照蒸发量均存在突变现象;突变主要集中在3个时间段,春、夏、秋三季突变明显。日照时数和相对湿度的变化可能是引起长江流域参照蒸发量突变的主要原因。     

克里雅河流域降雨径流变化趋势分析

河川径流是气候与环境变化综合影响的产物,降雨与径流变化趋势,直接影响到流域内水资源量的多寡。根据克里雅河流域基本控制站50多年的降雨、径流实测水文资料,采用水文统计相关,分析降雨、径流变化趋势。得出克里雅河流域受全球气温升高因素影响,冰川融水加速,冰川厚度减少,降雨量变化趋势在加强。径流补给源发生变化,径流线型趋势呈现增势。分析成果为流域综合治理,优化水资源配置提供理论参考。