珠江流域水汽输送特征分析

基于NCEP/NCAR逐日再分析资料及同期逐日降水数据,分析了珠江流域1981~2010年多年平均状况下水汽含量、水汽输送通量和水汽输送通量散度特征,并与流域降水分布特征做了对比分析。结果表明,多年平均水汽含量与年降水量空间分布较为一致,均从西北向东南逐渐增大,而降水时空分布更为复杂;水汽输送季节变化特征具有过渡性和周期性,与水汽输送通量散度变化特征相一致,与降水的季节变化相对应。     

新疆地区的大气水特征分析

应用NCEP/NCAR再分析资料,对新疆天山南北的水汽含量和水汽输送通量进行了分析.结果表明,受地形影响,天山南北各有一个水汽含量的高值中心,其分布与环状地形的分布一致;新疆北部、内蒙古和蒙古国地区形成了相对的水汽输送高值中心,而新疆南部、青藏高原北部地区形成相对的水汽输送低值中心.     

近50年东北地区旱涝时空特征分析

针对水旱灾害对东北地区的影响,基于东北地区1746~1950年的水旱灾害资料和95个水文气象站1961~2010年逐月降水资料,分析了东北地区历史时期旱涝情况、基于标准化降水指数的近50年旱涝时空变化特征及四季旱涝演变特征。结果表明,东北地区1961~2010年旱涝变化特征与历史分析结果基本吻合,旱涝发生频次有增加趋势,且西北部发生干旱较东南部频繁,洪涝则是南部发生频数高于北部;东北地区近50年降水呈显著下降趋势,气候区域干旱化,其中东北部属于干旱多发区,西南部与中部为洪涝多发区;东北部春季干旱覆盖面积最大,受灾最严重,冬季次之,以黑龙江省为最;夏、秋季洪涝较为频繁,以西南部为最。     

京津冀空中水资源的时空变化特征及成因

强化分析空中水资源有助于合理利用水资源。基于1960～2015年NCEP/NCAR月平均再分析数据集,采用一元线性方程等方法,计算了京津冀区域水汽总量和水汽通量,并分析了该区域空中水资源的时空变化特征及成因。结果表明,1960年代以来,京津冀区域四季及年平均水汽总量均呈显著减小趋势,且夏季最为明显;受由东南向西北递减的水汽输送强度的影响,京津冀区域四季及年平均水汽总量均呈现由东南向西北随纬度增大而减少的趋势,且南北分布差异夏季最大,冬季最小;孟加拉湾和西风带纬向环流为该区域水汽输送的主要通道,其中夏季水汽输送最大,主要来自孟加拉湾、南海和西太平洋;京津冀区域西、北面环山,东部为平原的特殊地形造成其水汽总收支以弱流出为主;虽然该区域水汽输送以纬向为主,但经向流入的显著减少是造成该区域水汽收支随时间增加而减少的主要原因。研究成果可为京津冀地区水资源的开发利用提供参考。     

皖北地区旱涝演变及急转特征

根据皖北及其周边的16个气象站点1961～2013年每日降水数据,利用SSPI指数和夏季长周期旱涝急转指数,分析了皖北年降水量时空变化、旱涝发生频率的空间分布特征及旱涝急转规律。结果表明,皖北的年降水量呈微弱的减少趋势,呈现出从西北向东南递增的趋势;皖北干旱与洪涝在不同时间尺度下分布较为均匀,呈现出反复交替出现的情况。从时间尺度看,秋季为旱涝高发时期;从空间尺度看,淮北、宿州、蚌埠为秋季干旱高发区,阜阳、宿州为春季洪涝高发区;旱涝急转事件均为旱转涝事件,在2000年之后旱涝急转事件具有更高的发生频率,占53年中旱涝急转次数的40%。     

西南地区夏季干旱影响因素分析及干旱预测

一般来说,西南地区夏季雨水充沛,但近年来夏季干旱频发且大范围旱情特别严重,已严重危及当地人民群众的生产生活和社会经济的发展。对此,以2011年夏季罕见干旱为例,发现2011年西太平洋副高增强,西风槽偏弱,纬向环流增强等因素导致南下冷空气减弱、水汽输送不足且难以交汇辐合,致使2011年西南地区夏季降水异常偏少,进而诱发特大干旱。在此基础上,采用1961～2013年西南地区夏季标准降水指数和大气环流指数资料,构建了当地夏季基于标准降水指数的模糊综合预测模型,进而对未来5年（2014～2018年）西南地区夏季标准降水指数做出预测,结果表明未来5年西南地区发生夏旱的可能性不大。     

基于修正Z指数的黑龙江省旱涝时空特性分析

为研究黑龙江省旱涝时空特点,采用三种旱涝指标分析了黑龙江省23个气象站点1960~2015年逐日降水观测资料,并确定Z指数为单站旱涝指标;依据黑龙江省实际情况对Z指数界限值进行修订,并在此基础上分析了黑龙江省近56年旱涝时空特性,之后利用经验正交函数(EOF)进一步分析了黑龙江省旱涝分布空间特征。结果表明,时间上,黑龙江省旱涝交替发生,易发生连续性旱涝灾害,且旱涝存在27年左右的显著周期;空间上,黑龙江省中西部干旱发生次数较多,北部发生次数较少;中部洪涝发生次数较多,东南部及西部部分地区发生次数较少;EOF分析可知黑龙江省旱涝灾害分布类型为全局分布一致型、南北相反型、西北和东南方向相反三种。研究结果可为黑龙江省相关部门制定抗灾对策提供参考。     

基于修正Z指数的黑龙江省旱涝时空特性分析

为研究黑龙江省旱涝时空特点，采用三种旱涝指标分析了黑龙江省23个气象站点1960~2015年逐日降水观测资料，并确定Z指数为单站旱涝指标；依据黑龙江省实际情况对Z指数界限值进行修订，并在此基础上分析了黑龙江省近56年旱涝时空特性，之后利用经验正交函数（EOF）进一步分析了黑龙江省旱涝分布空间特征。结果表明，时间上，黑龙江省旱涝交替发生，易发生连续性旱涝灾害，且旱涝存在27年左右的显著周期；空间上，黑龙江省中西部干旱发生次数较多，北部发生次数较少；中部洪涝发生次数较多，东南部及西部部分地区发生次数较少；EOF分析可知黑龙江省旱涝灾害分布类型为全局分布一致型、南北相反型、西北和东南方向相反三种。研究结果可为黑龙江省相关部门制定抗灾对策提供参考。     

黄河上游河曲地区人工增雨的基本条件和催化作业对策

通过对黄河上游河曲地区的大气环流、水汽输送特征和6~9月的云及降水特征的分析,探讨了实施人工增雨催化作业的主要对策。本文认为积层混合云降水是河曲地区降水的典型特征;在针对积云单体采取地面作业的同时,可对逐渐发展的层状云系实施飞机协同作业,在提高催化效果的同时可望减小下游出现洪峰险情的压力;对不同云系进行实时监测、识别和把握有利的作业时机及部位是提高人工增雨作业成效的关键。     

黔西南地区旱涝态势变化规律分析

为探明黔西南地区旱涝态势的变化规律,以黔西南地区望谟县为例,基于标准化降水指数,结合概率统计、趋势拟合、小波分析等方法分析了望谟县1959~2013年的旱涝强度、频率、年代际变化、季节性变化以及周期性变化。结果表明,望谟县发生极端旱涝事件的概率较大,1960s~2010s时间序列内均有水文极端事件发生,尤其是2000年以后,旱涝极端事件的振幅较以往呈现增大趋势,未来几年望谟县可能还会遭受极端干旱事件;旱涝态势年代际变化存在3个主要变化阶段,即1960s~1970s旱涝态势明显转变,1970年以后保持规律的旱涝交替,2000年以后呈现旱涝不平衡的状态,干旱态势占主导;春季和秋季呈现向干旱发展的趋势,夏季和冬季无明显变化;标准化降水指数存在以21~22年为主周期的变化规律。     

基于信息熵的淮河流域降水时空变异特征研究

为了深入研究淮河流域的降水时空变化特征,以淮河流域1961~2005年36个气象站日降水数据为基础,基于信息熵理论,首先利用边际熵研究年、季、月等不同尺度下降水的变化特征;再利用分配熵和强度熵研究年内不同月份降水的分配情况;然后利用改进的Mann-Kendall趋势检验方法对淮河流域降水序列不确定性的变化趋势进行检验;最后对降水月份分配情况与极端降水量进行相关分析,以研究极端降水量与降水月份分配的关系。结果表明,淮河流域降水量较小的季节或地区,其降水量的年际变化也较大,淮河流域北部降水的不均匀性及其较小的降水量可能加剧该区的干旱风险;降水量与降水天数月份分配的不均匀性均表现出由南向北增大的空间分布特征;对于淮河流域大部分站点,降水量月分配不均匀的年份面临洪灾的风险也会增加,而淮河流域西部降水月份分配不均的情况可能加剧,且该区面临的洪灾风险也可能加剧。     

PERSIANN-CDR产品对淮河流域干旱特征辨识性能评估

基于淮河流域164个地面观测站1983~2016年的降水观测资料,对PERSIANN-CDR降水产品的降水反演性能进行评估,并将其应用于淮河流域的干旱评估工作中。通过精度检验,认为PERSIANN-CDR对淮河流域月尺度的面雨量具有良好的估算性能,在时空尺度上均能较好地反演淮河流域降雨的演变规律。采用标准化降水指数,从干旱事件的发生时间、发生次数、发生强度、覆盖面积和空间分布特征等多方面对该卫星降水产品的干旱辨识性能进行了评估,发现卫星数据对干旱事件的识别、干旱强度的估算及干旱时空分布特征的反演结果均较为可靠。但PERSIANN-CDR卫星数据对干旱空间分布特征的辨识能力会随着干旱事件时间尺度的增大而减小,此外,其对淮河流域干旱强度和覆盖面积的评估略偏严峻。     

淮河流域主汛期降水演变规律研究

基于淮河流域1953～2007年主汛期(6～8月)的降水量资料,分析了流域内淮河水系和沂沭泗水系主汛期降水量的趋势性、突变性和周期性变化规律。结果表明,两水系6～8月的总降雨均呈减少趋势,但淮河水系6月呈增加趋势,沂沭泗水系6、8月无显著变化;两水系主汛期的降水过程并非是一个完全独立的随机过程,除淮河水系7月表现为负持续性外,两水系其他各月均表现为正持续性;淮河水系6月、沂沭泗水系7月降水量发生显著性突变,但两者的突变性质相反,突变后淮河水系6月的降水量增加了24%,而沂沭泗水系7月降水量减少了19%;淮河水系和沂沭泗水系主汛期均具有8年的主周期,淮河水系主汛期各月的丰枯交替频率较沂沭泗水系高,但淮河水系各月的周期性变化与整个汛期周期性变化规律的一致性较差,而沂沭泗水系较好。     

不同降水频率下淮河流域洪涝灾害风险评估

流域洪涝灾害风险评估是保证地区安全和可持续发展的重要前提,为探讨不同降水频率下淮河流域的洪涝灾害风险变化,结合洪涝灾害的形成和影响因子,建立了包括洪涝危险性、暴露性和脆弱性的指标体系,采用层次分析法及加权综合法构建了暴雨洪涝灾害风险评估模型,实现了洪泽湖以上的淮河中上游区域洪涝风险的定量评价和区划。结果表明,洪涝灾害多发于淮河中上游干流蓄洪区,中高风险区集中分布在流域中部,低风险区分布在流域北部及北部偏西。随着降水频率的增加(12.5%～62.5%),最大日降水量在东部逐渐降低,西南部呈现增加趋势,其高值区由南向北移动;由于脆弱性和暴露性的影响加强,不同降水频率综合风险区划变化表现为风险高值区面积占比先降低后增加,由5.1%减至2.8%又增至15.1%,风险中低值区逐渐转变为中高值区,中低值区面积占比由34.8%减至22.6%,中高值区由28.1%增至35.6%;总体呈现"东部遇水小灾,西部及南部高值区遇涝大灾,北部及北部偏西较安全"的空间分布变化格局。研究结果可为淮河流域的暴雨洪涝防灾减灾工作提供一定的参考价值。     

淮河流域汛期极端降水时空演变规律分析

研究淮河流域极端降水时空演变规律对流域防洪减灾、水资源规划等意义重大。基于淮河流域24个气象站1961~2011年汛期逐日降水资料,建立极端降水序列,并对极端降水频度和强度的趋势、突变及周期变化特征进行了年尺度和年代尺度的时空变化分析。结果表明,极端降水频度和强度均呈较显著的上升趋势,且均在2000年代出现大幅提高,时间变化的第一主周期为4年;频度和强度的空间分布基本符合右岸强、左岸弱,南部强、北部弱,从上游内陆至下游沿海逐渐增加的分布规律;各年代极端降水空间分布发生变化,沿海与内陆的频度差异逐渐缩小,左右岸的强度差异越来越显著。研究成果可为水资源规划管理工作提供参考。     

淮河流域洪涝时空分布规律

基于淮河流域18个分区1953～2007年主汛期(6～8月)降水资料,采用Z指数法、数理统计方法和经验正交函数分解(EOF)研究了淮河流域洪涝的时间分布规律及空间分布特征。结果表明,淮河流域汛期各月发生洪涝几率的趋势变化不显著,但6、7月发生洪涝的几率比8月大;6月在1988后发生重涝、大涝频率较1988年前明显增加;6、8月发生洪涝事件主周期较长,分别为11、10年,7月较短为3年,7月需注意旱涝急转;淮河流域洪涝类型主要为流域一致型,即梅雨型洪涝,洪涝中心在润河集至蚌埠区间;淮河流域洪涝空间分布特征受地形、地貌的影响,西南山区汛期发生洪涝的可能性比西北平原大,西南部洪涝中心位于大别山的腹地横排头附近。     

澜沧江流域近51年来极端降水事件的变化趋势和突变特征

基于澜沧江流域1960～2010年31个气象站点的逐日降水资料,采用百分比阈值法定义了不同站点极端降水事件的阈值,应用Mann-Kendall检验方法分析了极端降水事件的降水量、降水频率、降水强度和严重干旱频率等的时空变化特征。结果表明,澜沧江流域极端降水阈值的空间分布呈西北至东南逐渐增大的分布趋势;极端降水事件整体上呈显著上升趋势,且在空间上存在差异,各指标均呈西北向东南逐渐增加的趋势,尤其是德钦站以南的澜沧江中下游地区为干湿事件发生较频繁的区域;极端降水事件在气候的长期变化过程中还存在突变现象。