辽东暴雨洪水易发区降水集中度及集中期时空变化特征分析

基于辽东暴雨洪水易发区内35个雨量站点1954—2018年降水数据,对不同年份降水集中度和集中期指标进行统计,并分析各指标在丰、枯不同季节的时空变化特征。结果表明:降水集中度从东向西逐步递减,东部降水集中期提前,而西部有所滞后。丰、枯季节降水空间集中度变化具有一致性,枯水季节集中度更高,降水集中期不同季节变化较为明显。对于区域水旱灾害时空演变和区域水量平衡分析具有一定的参考价值。     

黄河三花间降水量年内分配变化规律分析

根据三花间21个气象站1961～2007年降水量资料,采用降水集中度和集中期等指标分析了该地区的降水变化特征,结果表明:①降水分布很大程度上与该地区的地形特点有关,西南部明显多于东北部,同时降水有两个相对高值区;②年内降水集中度和集中期均存在南北差异,北部的降水较南部更为集中;③气候旱涝与降水集中度有明显关系.     

渭北旱塬地区典型频率年降水量分布特征研究

不同频率降水的分布特征研究对水资源的高效利用和农业布局有重要意义。利用ArcGIS软件对陕西省渭北旱塬区28个县(区)1981—2005年的日降水资料进行整理分析,构建各站的年降水序列,利用克里金插值法绘制5%、50%和95%三个典型频率年降水量等值线图,分析了各频率下年降水量空间分布的特点。结果表明:渭北旱塬地区频率为5%的丰水年年降水量分布从东北至西南逐渐增多;频率为50%的平水年年降水量分布以铜川市宜君县和宝鸡市中部为最高,并向四周逐渐减少;频率为95%的枯水年年降水量分布与平水年的趋势相似,但降水量相对较大的区域扩大;研究区东北部区域较其他地区而言丰水年降水偏少,枯水年降水偏多,总体降水量分布较为均匀,应属于不易发生旱涝灾害的区域。     

北部湾经济区降水年内非均匀性特征分析

基于广西北部湾经济区分布较均匀的12个雨量站1961年~2011年日降水资料,统计出各站各年降水集中度(pcd)和集中期(pcp)指标,再基于该指标分析区域降水集中度和集中期多年均值、变化趋势、与年降水量相关性、多水年少水年合成分析的空间分布情况,以期研究区域降水年内非均匀分布的时空变化特征。结果表明,pcd、pcp均值区域差异明显;pcd呈上升趋势,pcp为下降趋势;多水年与少水年的pcd空间分布比较相似,但多水年与少水年的pcp空间分布差异较大。     

鄱阳湖流域降水集中指标的时空变化特征

研究降水在年内的集中程度,对干旱、洪涝及水资源管理具有重要意义。本文基于1957—2012年鄱阳湖流域的月降水资料,并利用两种降水集中度(PCI和PCD)指标、一种降水集中期(PCP)指标,研究了降水集中指标在鄱阳湖流域的适用性及其时空变化特征。结果表明采用的这些降水集中指标在鄱阳湖流域有较好的适用性。两种降水集中度指标均呈现出由西南向东北逐渐增加的趋势,其时空分布特征十分相似。降水集中期变化范围为4月上旬至6月中旬,呈由西向东逐渐减少的趋势。通过对月降水集中几种指标的变化进行MMK趋势检验,发现流域内大部分站点的降水集中度指标呈不显著的减小趋势,降水集中期呈不显著的延后趋势。     

河南省降水集中程度研究

利用河南省49个台站1957—2005年逐候降水资料,运用降水集中度和集中期分析了河南省降水时空分布特征和变化规律,同时对多水年和少水年的集中度进行了比较。结果表明:降水集中度和集中期能够定量地表征降水量在时空场上的非均一性,降水集中度平均为0.515,集中期平均为40.029候;降水集中度的EOF分析显示取前6个特征值对应的特征向量可解释80%以上的方差;第一气候模态表现为全省一致性,第二气候模态表征为河南省南、北部的反相;多水年的降水集中度明显比少水年的偏大,且多水年的降水集中度分布较少水年简单,基本为带状分布。     

深圳市降水变化特征及其未来变化情况预测

基于1998—2018年深圳市日降水资料,采用降水相对变率、集中度及集中期分析了月尺度、年尺度降水稳定性及其年内分配特征,运用Mann-Kendall非参数法和相关函数法对深圳市年降水量、降水稳定性和分配特征参数的变化趋势、突变特征及其未来降水变化特征进行分析与预估。结果表明:深圳市汛期降水稳定性比非汛期更好,年际降水分布稳定性较差,降水集中期为每年6—8月份,降水集中度处于0.23~0.72;降水量和降水分布特征参数均在2011—2013年发生突变,在发生突变后降水相对变率和集中度呈下降趋势,而年降水量和集中期呈上升趋势;深圳市未来降水序列变化趋势受过去变化特征的影响,其中未来年降水量有减少的趋势,降水集中程度逐渐增强,降水稳定性逐渐变差,年内降水分配均匀性变差,降水集中期持续向后推迟。研究成果为深圳市合理蓄水和用水提供科学依据,对水资源调度、利用以及防汛抗旱具有实际指导意义和重要的学术价值。     

降水集中度与集中期的Excel计算方法研究

以河南省1967—2015年49个站汛期逐日降水量为基本数据,运用Excel 2007的函数功能,将研究时段内各日以对应方位角的弧度值表示,由ATAN2函数取得arctan函数值,从而实现降水集中度和集中期的计算。同时,利用Excel2007折线图功能绘制各站汛期PCD和PCP的时间演变曲线,利用地统计分析插值功能绘制空间分布等值线图。结果表明:1该计算方法使海量数据及其处理条理化,统计计算简单化,计算成果更为准确、直观,易于推广应用,并提高了工作效率;2单站历年汛期的降水集中度和集中期具有峰、谷交替与阶段性变化的特点;3河南省汛期降水集中度和集中期的空间分布总体呈准纬向分布;4单站历年汛期的降水集中度与集中期大多成反相关关系,区域降水集中度与集中期之间成显著的正相关关系。     

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。     

昌江流域降水量年内分配及年际变化规律研究

降水量年内分配不均,年际变化大是季风气候区旱涝灾害的主要原因。利用昌江流域水文站的实测降雨量资料,对昌江流域降水的年内分配不均匀性、降水集中度和集中期以及年际变化进行分析,揭示该地区的降水变化规律,从而为研究这一区域的旱涝灾害规律和水资源利用提供帮助。研究结果表明:(1)昌江流域降水的年内分配具有明显的不均匀性,旬降水量不均匀性系数是月降水量不均匀性系数的2倍,呈先降后升再降的波动趋势。(2)昌江流域年内降水集中度波动较小,范围为0.32～0.46,旬、月降水集中度相近;降水集中期进入主汛期多在4月份。(3)昌江流域降水量年际变化大,从20世纪5 0年代至21世纪初年降水量经历了偏丰-偏枯-偏丰-偏枯4个阶段,2个偏丰或2个偏枯阶段时间间隔约为40年。     

河北省汛期降水集中度和集中期时空特征分析

基于河北省1965—2015年25个典型气象站汛期(6—9月)逐日降水资料,利用小波分析、Mann-Kendall法和合成分析法对降水集中度(PCD)和集中期(PCP)时空变化特征进行分析。结果表明:①PCD值为0.18~0.56,PCP值为47.26°~194.70°,汛期最大降水集中在7月上旬和中旬;PCD和PCP均存在35 a左右的主周期和20 a左右的次周期;近50年,PCD和PCP均不存在突变年份。②PCD由东南向西北方向递减;河北南部PCP由东北向西南逐渐推迟,河北北部PCP由承德地区向东西两个方向逐渐推迟。③多水年和少水年PCD的空间分布均由东南向西北递减,但多水年的PCD高值区多于少水年;多水年和少水年PCP空间分布较一致,河北南部PCP由中部地区向南北两侧逐渐推迟,河北北部PCP由丰宁和围场向东西两侧逐渐推迟,但少水年比多水年PCP时间范围更长,空间差异更大。④从相关分析来看,汛期降水量与全省PCD具有较好的正相关性,仅与承德、涉县、清河和馆陶的PCP存在较好的负相关性。     

淮河流域降水集中度和集中指数年际变化分析

利用定义的年降水集中度和时段集中指数,研究了淮河流域1961—2015年降水年内分布非均匀性的年际变化特征。分析发现,淮河流域年内降水分布不均,且降水季节较为集中;年降水集中度呈增大趋势,自1990年后波动性明显增大。对季节和月份的降水集中指数的变化进行MK趋势检验分析,发现多数平均集中指数为正的月份(5—8月份)仍然呈增大趋势,多数平均集中指数为负的月份(4月份和10月份)仍然呈减小趋势,只有1个月(11月份)变化趋势相反。季节集中指数的变化和月份类似,平均为负的春季和秋季集中指数呈减小趋势,平均为正的夏季集中指数呈明显的增大趋势,冬季集中指数相对稳定。总体而言,淮河流域年内月和季节的降水集中指数变化趋势加剧了降水分布的两极化,表现出“干愈干,湿愈湿”的时相变化特征。     

长江源区和黄河源区降水量变化分析

利用长江源区和黄河源区22个气象站1961—2010年的逐日降水量资料,基于正态分布和Gamma分布,从概率角度讨论了两个源区的年、季节和日降水量的变化特征。结果表明：黄河源区年平均降水量和标准差均大于长江源区,近年来长江源区降水量明显增多,两者之间差异减小。两个源区年内降水量分布很不均匀,长江源区降水量大多集中于夏季,年际间丰枯差异显著;黄河源区降水量集中于夏季,年际变率随时间变化减小,降水稳定性增加;两个源区的日降水量以小雨为主,极端日降水量可达暴雨程度,近年来,随着形状参数和尺度参数的增大,日降水量概率分布有偏度和陡峭度减小的趋势,导致日降水量有所增大,进而影响到极端日降水量,使其有增大趋势。     

基于云模型的降雨时空分布特性分析

本文将云模型引入到降雨量时空分布特性的研究中，并对广东省东江流域内57个1956-2000年的降雨量在时间和空间分布上的特性进行了研究，结果表明：（1）广东省东江流域降雨量在汛期的降雨最为稳定，枯季次之，而年降雨量的稳定性最小；（2）降雨量在空间上的分布比时间上分布更为离散、更具有不稳定性，且在1956-2000年间空间分布除极端（极大和极小）年份外总体上呈现出离散度逐渐减少、稳定性逐渐增强的趋势；（3）基于云模型的降雨时空分布特性分析可有效、直观地研究降雨量在时空上的变化特点，这为探求降雨等水文要素在时空分布上的特性提供了一种新的方法与途径，从而为保障水资源的合理利用和管理提供支持。     

鄱阳湖区分级雨日及雨量变化特征分析

为了分析鄱阳湖区降雨量的变化特征,按照相关标准对年降雨日数和降雨量进行分级,深入研究各级雨日(量)的年际变化特征和年内分配规律。利用鄱阳湖区都昌站1953—2012年逐日降雨资料,采用趋势突变检验、Hurst指数、集中度和集中期等方法对鄱阳湖区年和季节分级雨日(量)的变化特征进行分析。研究结果表明:①鄱阳湖区年平均降雨日数为134 d,其中,小雨日数、中雨日数、大雨日数和暴雨日数所占雨日的比例分别为70.9%,18.66%,8.2%,2.98%;过去几十年,年总雨日数、小雨日数和暴雨日数均呈现显著减少的趋势并可能持续减少,年总雨日数在1978年发生突变,突变后雨日数减少了14 d;季节性降雨中,春、夏2季以大雨暴雨为主,秋、冬2季以小雨、中雨为主。②鄱阳湖区年平均降雨量为1 335.66 mm,小雨、中雨、大雨和暴雨占年降雨的比例分别为20.74%,29.50%,27.35%,22.41%;过去几十年,年降雨量呈显著减少趋势并可能继续减少,并在1976年发生突变,突变后年平均降雨量减少了301.26 mm。③鄱阳湖区降雨集中度平均为0.4,但受降雨年内分配的影响,降雨集中度年际差异较大;降雨集中期主要集中在3月中旬—6月中旬,其中,4月中旬—5月中旬占了71.43%。鄱阳湖区降雨日数的减少主要是由小雨日数减少引起的,降雨量的减少是各级雨量共同减少造成的;降雨集中度的大小与大雨和暴雨量所占年降雨量的比例密切相关,且与降雨不均匀系数显著正相关。研究结果可为进一步认识鄱阳湖湿地水文情势变化特征提供依据。     

近60年石羊河流域降水径流演变趋势分析

通过对石羊河流域近60年降雨径流序列资料进行统计分析,结果表明:按单站或区域分析,降水量存在增加或减少趋势,但流域面平均年降水量无明显变化趋势;流域出山口径流过程总体与降雨过程对应,但受人类活动致下垫面条件改变的影响,出山口径流整体存在减少趋势;旱多涝少、连枯多于连丰是石羊河流域径流的主要特征;极端不利的径流过程在一定程度上对流域水资源紧张状况起了推波助澜的作用。     

基于MSWEP的祁连山地区降水空间分布特性解析

综合评价了全球性降水数据MSWEP(Multi-Source Weighted-Ensemble Precipitation)在祁连山区的适用性,解析了其在不同时空尺度上的误差特征,采用结合地面雨量资料GSOD(Global Surface Summary of the Day)订正后的MSWEP(Corrected MSWEP, COMSWEP),重点探讨了祁连山地区降水的垂直分布特性。结果表明:(1)MSWEP在日、月、年等尺度上总体低估了研究区域地表降水,对暴雨及以上日降水事件存在比较严重的漏报,在雨季的精度要明显高于旱季;(2)相对于MSWEP,COMSWEP在各种时间尺度上与地表降水更为吻合,对雨季降水和年降水具有较好估计效果,但在旱季仍存在较明显系统偏差;(3)MSWEP和COMSWEP均表明祁连山区多年平均降水量在空间上呈由东至西递减、北坡略高于南坡的总体格局,而在时程上雨季降水主导了全年降水,但在不同分区和时间尺度上,COMSWEP降水量均明显高于MSWEP;(4)MSWEP和COMSWEP均反映祁连山地区东段最大降水高度带在3000 m左右,超过此高度带多年平均降水量变化甚小,而中段和西段多年平均降水量随海拔呈现先增加后降低的趋势,最大降水高度带分别位于4100 m和4500 m左右。     

贵州省近55年降水事件变化特征

为了更深入地了解贵州省气候变化的特征,运用19个气象站1959—2013年降水观测数据,分析了贵州省近55 a来的降水量、降水日数、降水强度的气候特征、变化趋势、空间分布和稳定性。结果表明:空间上,贵州省降水量南多北少,降水日数南少北多,二者呈空间负相关;时间上,近55 a贵州省降水大致可以分为1个平水期、2个丰水期和2个枯水期,降水增强区域面积逐渐缩小;季节差异性显著且随海拔高度增加而加剧;贵州省强降水日数和强度多年平均变化趋势不显著,空间上呈带状分布,最小值分布于威宁—毕节—遵义—三穗一带,但该区域暴雨强度变化率最大;贵州省大雨强度变异系数较小,但暴雨强度变异系数较大,且变异系数最大值分布于暴雨强度最弱的威宁—毕节—遵义—三穗一带。贵州省55 a间降水事件变化最突出的特征是:年均降水量、降水日数和强度相对较小的区域,其降水日数和强度的变化率最大、稳定性最差。针对这一特征应重点分析地形对贵州省降水的影响,加大对极端降水事件发生概率较大地区的降水动态及地质异动情况的观测。     

基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估

卫星降水产品在降水空间格局分析中扮演着重要角色。为分析卫星降水产品在长江流域的应用精度,利用2003~2010年长江流域175个雨量站实测降水资料检验了同期TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)降水产品3B42 RTV7及V7的精度。结果显示:(1)长江流域年平均降水总量从东南向西北呈现明显的梯度变化,年降水量从2 000 mm/a减少到400 mm/a,降水空间差异极大,时间分布也不均。(2)RTV7和V7降水产品能够捕捉到长江流域降水空间分布格局,尤其是V7在长江流域有较高的精度,对59.85%流域面积的估算偏差在-10%~10%之间;实时产品RTV7在长江上游存在明显的高估现象,偏差大于50%的流域面积高达33.51%。(3)长江中下游RTV7和V7日降水数据与对应的实测数据相关系数都大于长江上游地区,偏差更小。(4)RTV7和V7降水产品在丰水期的估算精度整体优于枯水期。