1968—2017年石羊河流域降水演变特征及趋势分析

文章选取石羊河流域1968—2017年8个代表水文站点的逐日降水资料,利用样条函数空间插值法、滑动平均法、距平趋势分析法及Mann-Kendall非参数检验法分析流域雨季各月平均降水量时空分布及趋势变化特征。结果表明,近50年来,石羊河流域降水自东南方向东北呈减少趋势,雨季丰、枯变化较显著。M-K检验结果显示靖远站降水呈减少趋势,永昌、武威和西宁站呈增加趋势。总体上,近50年来石羊河流域降水量呈愈加集中的趋势。     

金沙江流域近55a降水时空分布特征及变化趋势

利用金沙江流域内44个气象站点的逐月降水数据资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法、克里金插值法以及空间分布格局法,研究了该流域近55 a降水时空分布特征及变化趋势。结果表明:流域年降水量和非汛期降水量均呈不显著的增加趋势,汛期则呈不显著的减少趋势;流域年内降水分布不均匀,主要集中在汛期5~10月,降水量约占全年的89%;流域降水空间分布特征主要表现为由上游向下游呈逐渐增加的趋势;流域降水的空间格局具有较大差异,主要呈现出流域河源及其中游地区降水量增加,下游地区降水量减少的变化特征。     

滁河流域降水量变化特征分析

为研究气候变化影响下的滁河流域降水量时空特征，基于滁河流域51个雨量站的2008—2020年逐日降水资料，应用Mann-Kendall法、线性回归法和累计距平法对滁河流域不同尺度降水量进行分析。结果表明：年降水量年际变化幅度较大，夏季降水占年降水50%，占比最大，冬季占比最小，年降水及春、秋、冬季降水均呈不显著上升趋势；年降水量分布总体上呈东南向西北递减，夏季和秋季降水量中游和下游明显多于上游，春季降水量上游和下游明显多于中游，冬季降水量则呈上游>中游>下游分布。     

长江上游甘孜流域历史降雨时空变化分析

以长江上游甘孜流域为研究对象,采用一元线性回归法对流域3个降雨站点的降雨数据进行趋势分析,采用M-K检验分析其突变年份。结果表明,流域内降雨整体呈现增长趋势,流域降雨量从上游到下游逐渐增加,上游、中游和下游的年降雨量分别以0.684,1.9553,0.8313mm/a的速度增长;上游站点降雨突变年份为1982,2011,2015,2017年,中游站点突变年份为2016年,下游站点突变年份为1990和2000年。面对逐年增长的降雨量,流域内径流量将出现一定增长,能带来一定的发电效益。     

怒江流域云南区段降雨时空变化分析

利用怒江流域云南区段及其毗邻地区77个站点1980~2009年雨量资料,以及怒江干流道街坝站1957~2015年和南汀河支流姑老河站1960~2015年降雨、径流资料,研究该流域降雨区域分异特征及变化趋势。结果表明:怒江流域云南区段多年平均面雨量达1 336.7 mm,远大于全省平均降雨量;怒江干流云南区段上游贡山地区和下游支流苏帕河流域,以及支流南汀河流域下游多年平均降雨量达1 500 mm以上,而干流的中游怒江坝干热河谷不足1 000 mm,降水空间分布格局与西南季风强弱及纵向岭谷地形密切相关;怒江流域云南区段降水量呈下降趋势,与怒江上游西藏区域相反,支流南汀河流域面雨量减少速率(56 mm/10 a)大于怒江干流云南区段(29 mm/10 a);怒江流域云南区段夏季降水占全年降水量的51%,怒江干流云南区段与支流南汀河流域降水量差异主要表现在夏季;怒江流域云南区段春季降水量呈增加趋势,夏季、秋季和冬季降水量呈减少趋势;怒江干流道街坝站、支流南汀河姑老河站降雨量长周期分别为36 a和33 a左右,从降雨变化长周期来看,2002年以来的少水期将持续到2018~2020年。怒江干流云南区段降水量变化的Hurst指数值为0.69,表明其未来趋势与过去一致,仍将延续降水量减少的变化趋势。     

黑河流域植被叶面积指数时空变化特征

基于MODIS LAI、MODIS土地覆盖类型、平均气温、降水量、DEM数据,利用Slope趋势分析、相关分析法分析2001年～2016年黑河流域LAI的时空变化及其与气温、降水的相关性。结果表明,近16年,黑河流域LAI总体呈上升趋势,升幅为20.51%,LAI增大的区域主要集中分布在上游寒区试验区和中游人工绿洲试验区;16年间黑河流域中上游不同土地覆盖类型的植被状况逐渐改善,但下游地区呈退化趋势;黑河流域LAI与气温和降水的相关性几乎一致,但空间差异明显,中上游主要呈正相关关系,下游主要呈负相关关系。可见,2001年～2016年黑河流域植被LAI总体呈上升趋势,流域中上游植被状况不断改善,但下游植被逐渐退化。     

气候变化对雅鲁藏布江流域植被动态的影响机制

基于雅鲁藏布江流域1981—2015年长时间序列植被、降水、气温和干旱数据集,采用非参数统计方法Sen''s slope和Mann-Kendall趋势检验法识别了各要素时空变化特征,采用Pearson相关性分析和地统计学方法分析了植被覆盖对气候变化响应的时滞效应,探讨了气候变化对植被动态的影响机制。结果表明:归一化植被指数(NDVI)大体由上游至下游呈逐渐增大的空间分布特征,且中游部分地区植被有所改善,下游地区存在一定退化现象;流域上游主要受气温影响呈干旱化,中游和下游地区受降水影响趋于暖湿化;流域上游和中游地区NDVI与降水和干旱呈显著正相关关系,且主要在滞后1月时相关性最高,中游及下游东南部NDVI与气温呈显著负相关关系,滞后0～3月的区域均有分布。     

1956—2005年渭河流域降水与径流的变化特征

以1956—2005年渭河流域渭源、武山和北道3个水文站月径流资料和流域内78个雨量站的降水数据为基础,运用线性趋势法、距平百分率法、Mann-Kendall非参数统计检验法、双累积曲线法和Morlet小波分析法等多种数理统计方法,研究了近50 a来渭河上游降水与径流的趋势性、阶段性、突变性、周期性,并对径流与降水之间的变化关系以及降水同人类活动影响径流变化的情况进行了分析。结果表明:流域上游年径流和年降水下降趋势显著,且下游区降水和径流的下降速率比上中游的快;降水和径流具有基本一致的长周期变化,只有渭源站的径流呈现出5个周期的转换,而武山站和北道站的转换周期为6个;流域上、中、下游降水的突变时间分别为1994年、1993年、1991年,径流的突变时间分别为1995年、1992年、1986年;下游降水和径流显著下降的开始时间早于上游,且持续时间明显比上游长;在研究时段内降水量没有发生系统偏差,而径流的系统偏差明显,说明径流可能受到了人类活动的干扰并发生了变异。     

南流江流域降水序列周期特征及变化趋势

降水序列的变化规律和变化趋势是流域防洪抗旱时需要考虑的重要问题。以北部湾经济区南流江流域为例,尝试利用小波分析和R/S分析方法研究年降水量周期特征和变化趋势。研究结果表明:在短周期范围内,南流江上游流域具有3~8a的主周期,未来年降水量出现减少的趋势;中游流域具有3~8a的主周期,未来年降水量出现增加的趋势;下游流域具有5~8a的主周期,未来年降水量出现增加的趋势。因此,未来短期内南流江干流的防洪重心主要在于中下游流域,需要预防突发性降雨。     

金沙江流域近47年降水特征分析

为了解金沙江流域降水变化特征，基于对金沙江流域的区划，利用1960~2006年金沙江流域28个站点的月平均降水观测资料，运用线性倾向估计方法和Morlet小波分析进行资料分析。结果表明：近47 a金沙江流域上游，中游年降水量有增加趋势，但上游和中游降水增加趋势有减弱迹象；下游降水量呈减少趋势，且减少趋势增加。通过对各区域历史曲线和降水序列的小波分析发现，金沙江流域整个区域降水序列都具有一个15 a左右的周期。研究结果可以为金沙江流域水资源规划管理提供合理的依据。     

近50年重庆市气候干湿变化时空特征

以重庆市34个气象站点1961—2011年降雨、气温、相对湿度等资料为基础,计算了近50 a全市的湿润指数。运用Kriging法将年均气温、降雨和湿润指数的倾向率和倾向系数进行空间插值,并对反映气候干湿变化的年气温、降雨量和气候湿润指数等时空特征进行了分析。结果表明:①近50 a,重庆年均气温呈波动上升趋势,上升速率为0.09 ℃/(10 a),空间分布上年均气温呈现由西南向东北升高,但整体差异不显著;②降雨量呈波动下降趋势,年均降雨量倾向率为15 mm/(10 a),空间上有从东南向西北递减的趋势;③重庆市湿润指数总体上略有下降,其空间特征表现为由东南向西北逐渐趋于干旱,下降幅度呈由东南向西北递减趋势,但总体差异性不显著;④气温、降雨与湿润指数相关系数分别为-0.465和0.950。     

基于标准化降水指数的淮河流域干旱 演变特征分析

利用淮河流域35个气象站点的降水资料,采用标准化降水指数(Standardized Drecipitafion in- dex , SP1)分析了淮河流域近50年(1961 } 2010年)的年度干旱指数,并利用干旱发生频率、干旱站次比和干旱强度三项干旱指标分析了淮河流域的干旱演变特征。研究结果表明,近50年来,淮河流域以轻旱、中旱为主,重旱、特旱相对较少,有干旱发生面积有逐年递减而发生强度呈增强趋势。在当前气候变化背景下,淮河流域干旱对农业生产的不利影响有减小的趋势。     

京津冀地区近 55 年气候演变特征分析

基于京津冀地区22个气象站1961-2015年的逐月气候资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检测、Morlet小波分析、反距离权重插值(IDW)等方法,研究了近55a来京津冀地区气象要素的时空演变规律。结果表明:(1)京津冀地区整体呈现出降水减少、气温上升、日照减少、相对湿度降低、风速下降的趋势。(2)各气候要素都在1979-1989年间发生了突变,年降水在1996年发生了第二次突变。(3)各气候要素均表现出多时间尺度耦合的复杂特性,其第一主周期尺度介于8~25a之间。(4)年均温由南向北递减,中、西部为升温速率的高值区;降水及其变率均自东向西递减;日照时数由南向北递增,而其变率则与之相反;相对湿度由东南向西北递减,其变率则由西南向东北递减;平均风速及其变率的高值中心均为张北和塘沽。     

近50a来讨赖河流域气候变化分析

根据祁连、肃南、酒泉和金塔四站的气象资料,采用Mann-Kendall法和小波分析法研究了讨赖河流域近50 a来的气候变化特征,并用相关分析法分析了气候变化对径流量的影响。结果表明:20世纪60年代中期以前流域气温总体呈下降趋势,60年代中期后气温波动升高,80年代中期以来气温升高幅度加大;流域内年降水量近50 a来呈平、枯、丰交替状态,总体上微弱增加;11、18 a分别为山区、平原代表站气温变化的主周期;山区降水量变化的主周期为11 a,平原区降水量变化的主周期则为21 a;径流量与降水量呈正相关关系,与气温呈微弱的负相关关系。     

吐鲁番及周边地区气候及径流演变特征分析

采用吐鲁番及周边地区6个典型气象站和煤窑沟、阿拉沟2个流域水文站的1960-2012年实测数据,运用Mann-Kendall非参数秩次检验法和Pettitt变点检验法,分析了该地区的气候变化和径流变化趋势。结果表明:1960-2012年,吐鲁番及周边地区的年降水量呈一定的上升趋势,但不显著,平均气温也呈上升趋势,而日照时数和平均相对湿度呈下降趋势;阿拉沟出山径流量呈明显上升趋势,而煤窑沟出山径流量上升趋势不明显;降水量、平均气温、平均相对湿度均与径流量呈正相关关系,而日照时数与径流量呈负相关关系。     

天山西部地区近50年干旱指数的演变特征

利用天山西部地区9个县市气象站近50年的降水、气温和水面蒸发观测资料,确定适合该区的干旱指数计算方法,分析了该区干旱指数的主要特征和演变趋势。结果表明,按行政分区和流域分区两种方法统计,研究区的气候类型为半湿润—半干旱区,其年干旱指数具有明显的地区分布特性和年际变化。近50年来,各行政分区和流域分区各分级年干旱指数发生的频次及频率也不尽相同,半湿润区湿润化程度较高,而半干旱区的年度和夏季的干旱化程度高,春、秋两季干湿化程度则基本相近。研究区50年以来的平均年干旱指数总体呈下降趋势,尤以夏季干旱指数的下降趋势明显,可以初步认为,水面蒸发量的显著减少是主要影响因素之一。     

基于SPEI的南水北调中线水源区干旱时空特征

利用多种统计方法对南水北调中线水源区降水和气温序列进行趋势诊断,识别了不同气象站点序列的时空变化趋势;以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立考虑降水和气温共同对干旱过程影响的评价模型,研究分析了水源区不同时间尺度和分期(汛期、非汛期和全年期)干旱过程动态变化特征。分析表明:降水量呈现不显著的下降趋势,气温总体呈现显著性上升趋势;短时间尺度SPEI对降水和气温变化更加敏感,随着时间尺度增大,SPEI值变化更加平缓;非汛期和全年期水源区发生严重干旱的概率增大,不同气象站点3个不同时期发生特旱或重旱的年份与历史发生干旱的资料相一致;干旱严重程度从上游到下游逐渐衰减,整个汉江上游和西北部地区干旱发生频次略高于下游和南部地区;对比标准化降水指标(SPI)计算结果,SPEI指数较SPI指数补充考虑了降水和气温对干旱过程的综合影响,可作为SPI指数的一个重要补充分析手段,可应用于描述南水北调中线水源区不同时间尺度的干旱特征。     

楚雄站近50年极端气候数据变化分析

研究采用楚雄站点1961年-2010年每日降水量、日均温以及最高和最低气温数据,通过STARDEX Diagnostic Extremes Indices Software得到站点的57个极端气候指数,并对其近50年极端气候变化进行线性趋势分析,用Mann-Kendall进行突变检验。结果表明:楚雄地区近50年内气温总体呈上升趋势,年日较差降低;降水总量不减,季节性更明显。     

南水北调西线工程引水区气候变化趋势分析

以南水北调西线工程引水区及邻近地区共13个气象站近60年的降雨、温度、日照时数、平均风速、平均湿度、平均水汽压资料为基础,分别运用Mann-Kendal法、Hurst系数法和小波方法对气象系列进行趋势、持续性和周期性分析。结果表明:各气象站温度年序列均呈显著上升趋势,而四季中的冬季上升尤为明显;降雨年序列92%的站点呈不明显上升趋势,但在春季上升显著;日照年序列64%的站点呈下降趋势。在空间分布上,气候因子趋势显著的站点多集中在河源段。各气象因子的Hurst系数均大于0.5,说明系列正持续性效应明显,未来变化趋势与过去基本一致。此外,各气象因子序列具有较明显的6¹8年震荡周期。     

金沙江上游河段水温变化规律及其影响因素探讨

金沙江上游作为长江的源头地区,具有特殊的生态环境功能,河流水温对水生生物的生长及周边生态环境具有重要意义。采用金沙江上游干流岗拖、巴塘、石鼓水文站实测水温数据,以河段天然水温作为研究对象,对其年内、年际变化及沿程分布规律进行了研究,并探讨了影响水温的主要水文、气象因素。结果表明,金沙江上游岗拖、巴塘、石鼓3个水文站月均水温最高值一般出现在7—8月份,最低值一般出现在1月份。1961—2018年3个水文站年水温总体上呈现出显著的上升趋势,并分别于1998年、1992年、2003年出现突变点。气温对3站月平均水温的影响最为紧密,其次是降水和径流,相对湿度、蒸发和风速也对该河段水温变化产生一定影响,日照与水温之间的关系最弱。从水温变化的沿程分布来看,从上游至下游,水温与径流、风速、水面蒸发相关系数沿程减小,与降水、气温、相对湿度相关系数沿程增加,其主要原因与金沙江上游流域水文气象特征关系密切。同时通过主成分分析,进一步验证了影响水温的主要因素。