贵州省近50年降水量时空分布及变化特征

基于贵州省19个站点1960~2009年月降水资料,运用降水集度、气候趋势系数、Mann-kendall突变检验法、滑动T检验及小波分析等方法,分析了贵州省降水在不同时间尺度下的时空规律。结果表明,贵州省年降水量空间分布不均,整体呈东多西少的分布趋势,并形成了三多三少的降水集中区;近50年降水量呈下降趋势,年内降水呈季节性变化,春、秋季降水量有显著下降趋势,夏、冬季降水量呈上升趋势但不显著;贵州省年降水量存在22年左右的周期变化,在1984、1991、2001年发生突变,各季节周期变化和突变位置有所差异,这均增强了极端气候事件发生的概率,加剧了农业旱灾发生的风险。     

吉林省西部52年降水量分布演变特征及趋势分析

基于吉林省西部7个测站1960~2011年共52年的年平均降水量资料,采用线性倾向估计、滑动平均、累积距平、谐波分析、Mann-Kendall法、滑动t检验法等方法,分析了吉林省西部降水量随时间分布的演变特征及趋势。结果表明,吉林省西部年平均降水量突变点在1992年,降水量趋势由增加转为减少,但总体呈下降趋势,降水量下降程度由大到小为长岭站双辽站大安站通榆站白城站乾安站前郭站;降水主要集中在夏季,降水量年代际、年际分量有减少趋势,存在2~3年的年际变化周期,共经历了3个比较明显的年代际变化,且降水量丰枯强度和时间对称出现。     

我国西南地区气象要素变化特征及预测

基于我国西南地区112个测站1961~2012年的逐月降水和气温观测资料,采用趋势系数法、线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法、相关分析及逐步回归周期分析法等分析了我国西南地区近52年降水量和气温的时间变化特征,并在深入分析影响该地区年平均降水量的大气环流因子的基础上,建立了年平均降水量的多因子逐步回归周期分析预报模型,对当前及未来5年西南地区年平均降水量进行了预测。结果表明,西南地区年均降水量和秋季平均降水量呈显著下降趋势,年均降水量在2003、2009年出现突变,秋季平均降水量在1990年存在突变点;年均及四季平均气温都呈显著上升趋势且存在明显的突变点;副高、欧亚经向环流和极涡强度指数对我国西南地区年平均降水量影响较为显著;年平均降水量的多因子逐步回归周期分析预报模型的拟合预报合格率为100%,预测结果可信。     

南京市近53年气温和降水量特征分析

基于南京站1960~2012年月平均气温和月降水量资料,利用滑动平均、小波分解、Mann-Kendall检验、Mexican Hat小波变换和R/S分析,对年平均气温和年降水量进行趋势分析、突变检验、周期分析,并对其变化趋势做了预测。结果表明,南京市近53年年平均气温有明显上升趋势(显著性水平α=0.01),在1996年左右发生突变,年平均气温存在16年的主周期,未来一段时间内气温将呈上升趋势;南京市近53年年降水量有增加趋势但不显著,近53年未发生突变,年降水量存在2年和18年的周期,未来一段时间内年降水量将呈增加趋势。     

1961~2018年嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961~2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为9541 mm,并以3.9 mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯; 降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1 mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961～2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为954.1mm,并以3.9mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯;降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

吉林省近60年降水量时空演化特征分析

为准确分析吉林省1951~2011年近60年年降水量时空演化特征,基于8个雨量站年降水量数据,采用一元线性回归分析法、预置白Mann-Kendall法(PW-MK法)进行趋势特征分析,结合预置白Mann-Kendall法和滑动t检验法进行突变特征检测,并采用Morlet小波进行周期特征识别。结果表明,1951~2011年吉林省各站年降水量均呈减少趋势,年降水量多年平均值在三大地貌单元上自西向东呈增加趋势,其与雨量站高程存在较强的正相关关系,且年降水量自东向西减少趋势越来越显著,其中西部和中部呈显著性减少趋势,东部呈不显著减少趋势;吉林省西部和中部降水突变年份在1998年前后,东部突变年份在1975年前后;吉林省各站均存在5、10年左右的主周期,其中,西部和中部还存在15、20年左右的主周期,东部还存在15、28年左右的主周期。     

近50年淮河流域年降水量变化分析

为了解淮河流域年降水规律,利用淮河流域28个气象台站1958~2007年逐日降水资料,采用线性倾向估计、最大熵谱、小波分析、Mann Kendall突变检验、经验正交函数（EOF）分解、集对分析（SPA）等方法分析了淮河流域年降水事件特征及变化规律。检验结果表明,淮河流域面雨量及大部分台站降水量线性倾向率为正,沿海地区台站降水量线性倾向率为负;最大熵谱谱密度有两个峰值分别对应周期为2.5、7.1年;流域降水量经历过一次减少和一次增加的突变,但未达到显著性水平;南北反向变化的模态比较显著,降水分布具有很强的地域特色;淮河流域年降水量呈增加趋势,存在2~3年主周期震荡和7年左右的次周期,突变性不显著,降水量具有南部多于北部、山区多于平原、近海多于内陆的特点。     

澄碧河流域极端降水变化分析

根据广西岩溶区澄碧河流域1963～2014年逐日降水资料,结合百分位计算法定义极端降水阈值,在此基础上,采用线性趋势、Mann-Kendall、Morlet小波分析及Pearson相关系数等方法分析了极端降水指数演变规律及其与年径流的关系。结果表明,极端降水量、极端降水日数和极端降水比率呈上升趋势,10年上升率分别为2.3mm、0.034d、0.7%,极端降水强度呈下降趋势,下降率为-0.02mm/(d·10a),经Mann-Kendall趋势检验,上升和下降趋势均不显著;经过多种突变检验法综合诊断,极端降水量和极端降水强度的突变年份为2009年,极端降水日数和极端降水比率的突变年份为1976年;各极端降水指数周期演变特征基本一致,第一、二主周期分别为28、15年,且丰枯交替明显;极端降水量与年径流的相关性最强,极端降水强度与年径流的相关性最弱。     

近50年辽宁省气温及降水量变化趋势与突变特征分析

为合理利用区域气候资源,提前规避气象风险,根据辽宁省20个气象站点1964~2013年逐日气温和降水量资料,采用线性回归、滑动平均、累积距平相结合的方法分析气温和降水量的变化趋势;再采用Pettitt突变分析法分别检测气温和降水量的突变现象,并利用滑动t检验方法验证突变结果;最后利用普通克里金插值法分析气温及降水量的空间分布特征。结果表明,50年来辽宁省气温在空间分布上呈现自西南至东北部逐渐降低的变化趋势;气温总体呈上升趋势,1964~1988年为相对冷期,1989~2013年为相对暖期,气温在1987年发生增暖突变。降水量的空间分布呈现自东南至西北部逐渐减少的趋势;降水量年际波动较大,2009年以前呈现明显的减少趋势,2009年以后降水量有所增多,未发生明显的突变现象。研究结果为该区气候预测提供了理论依据。     

淮河流域近58年降水特征分析

为了更明确、具体地了解淮河流域降水的时空分布特征,基于1959～2016年淮河流域170个高密度站点逐日降水资料,采用Spearman秩次相关和对趋势分析较准确的成对斜率回归中值等统计方法,分析了流域不同级别降水的降水量、降水日数和降水强度等指标的时空分布特征。结果表明,淮河流域年降水南北差异较显著,由西北向东南递增,年降水量和降水日数最大的地区均位于流域最南部大别山地区,其值为最小值的2倍左右;平均日降水强度及年暴雨量和暴雨日数的分布相似,东部沿海地区和西南部山区为大值区,西北部海拔流域最高的地区为最小值分布区,在流域中部由西北向东南方向逐渐增多;平均暴雨强度的一个大值区位于流域中部偏西的河南驻马店地区,淮河流域极端强降水的发生地也集中在此地周围;流域整体年降水量有轻微下降趋势,降水日数明显减少(东北部地区尤其显著,干旱风险增加),导致平均日降水强度显著增加。这主要是由10mm以下的小雨尤其是0.1～1mm的微量降水的频数显著减少导致的,而50mm以上的暴雨各指标在流域整体上均无显著的变化趋势;流域春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈增加趋势,属于春秋变干、冬夏变湿的地区。     

近50年来京津唐地区降水时空演变特征分析

研究京津唐地区降水量的时空分布对于认清该地区水资源的数量变化趋势、合理配置水资源及降低旱涝灾害均具有重要意义。基于京津唐地区6个国家级气象站点50年逐日降水资料,利用滑动均值法、M-K检验法及空间插值法等,分析了京津唐地区降水的空间分布、变化特征及近50年的降水变化趋势。结果表明,该地区降水在时空上分布不均匀,整体上西南降水少,东北降水多,年内降水主要集中在6~9月,50年来降水量整体呈减少趋势,但自2005年以来,年降水量出现回升迹象。     

安徽省淮河流域近56年来气候时空变化的R/S分析

基于1955~2011年安徽省淮河流域7个水文站点气候资料,运用R/S分析方法对安徽省淮河流域近56年来的平均气温、降水量等指标的冬季(12月~次年2月)、夏季(7~9月)及年均值进行了计算,分析了该流域段的气候要素空间分布情况。结果表明,平均气温和冬季降水量呈上升趋势、夏季降水量呈微弱上升趋势,年降水量上升趋势不明显;各项指标的H值均大于0.5,说明存在明显的赫斯特现象,反映了该流域近56年来气候变化存在趋势性成分;气候因子的1月、7月、冬季、夏季和年平均H值存在季节性差异,均为夏季大于冬季,说明安徽省淮河流域夏季的气候效应影响高于冬季;气温和降水都存在空间分布差异,整体表现为西南部气温高、降水多,东北部气温低、降水少,中部气温适中、降水少的特点。     

安徽省近60年台风降水特征分析

基于中国水情年报和安徽省15个降水观测站1957～2016年台风期间降水资料,分析台风登陆中国后7d内在观测站形成的日降水大于或等于5mm的降水事件,提取了各站、各区域年台风降水量、次数等台风降水特征,分析了安徽省台风降水特征的时空分布规律。结果表明,台风降水量年际、年代际差异显著,安徽省多年平均年台风降水量为165mm;江南、江淮和淮北三个区域多年平均年台风降水量分别为216、154、137mm,具有从南到北递减规律;15个降水观测站多年平均年台风降水量为125～347mm,平均年台风降水发生3.2～4.7次;安徽省7～9月台风降水量为128mm,占年台风降水量的78%;安徽省台风降水量具有山区多平原少,迎风坡多背风坡少的特征。     

基于GsMAP的尼洋河流域降水时空分布特征研究

鉴于尼洋河地区实测降雨资料缺乏,卫星降雨产品具有显著优势,基于GsMAP降雨产品数据和地面观测站点数据,利用降雨量年内分配特征的δ方法建立卫星降雨校正公式,分析流域降雨量的时空分布特征。结果表明,实测站点月降雨量校正结果较好,相关系数达0.954,年尺度的站点降雨相关系数为0.54,降雨量空间分布呈现出自西向东递增的特点。卫星降雨观测在西部地区存在低估,东部地区有一定程度的高估,在降雨梯度分布上,流域在3500~4000m高程段降雨量呈上升趋势,其他高程段均为显著下降,整体变化率为-104mm/km。流域的年均面平均降雨量为699mm,降雨多集中于夏季,且有逐年增加趋势。     

1960~2013年云南省降水时空变化特征分析

鉴于分析云南省降水时空变化特征对该地区旱涝灾害预警和水文模型研究具有重要意义,基于云南省29个气象站点1960~2013年的逐日降水资料,采用滑动平均、线性倾向估计、Mann Kendall突变检验、滑动t检验和普通克里格插值等方法分析了该地区降水变化特征、降水变化趋势及空间分布情况。结果表明,年际降水量以7.7 mm/10a的幅度逐渐减少,在2008年发生突变;空间分布不均,整体由东北向西南呈带状递增分布,并形成2个孤岛状的降水集中区。夏、秋、冬三季降水量均逐渐减少,春季增加;季突变时间存在差异性;夏、秋两季空间分布情况与年际类似,春季自南向北逐渐减少,冬季自中部分别向东南和西北呈带状递增分布,同时还具有自南向北呈带状递减分布的特征。     

莆田市1956~2012年降水量及径流变化分析

基于莆田市1956~2012年降水及径流资料,采用ARCGIS空间分析、线性倾向估计、滑动平均、累计距平、Mann-Kendall突变检验法及小波分析,对莆田市降水及径流变化特征进行了全面分析。结果表明,该地区降水空间分布不均,整体呈西北山区向东南沿海递减,年降水量整体呈增长趋势,但变化不显著,气候倾向率为13.5mm/10a,降水突变点为1961、1996年,存在25、20、8年周期变化;径流深地带分布趋势与降水量分布相似,多年平均径流深呈上升趋势,但不显著,变化倾向率为17.3mm/10a,突变点为1989年,存在20、25、12年周期性变化。     

山东省降水集中程度及其与旱涝的关系

基于山东省1961~2012年25个雨量站的逐日降水资料,分析了山东省年降水量的时空分布特征,依据降水集中度PCD和集中期PCP的定义,计算分析了PCD、PCP的年际变化和空间分布特征,并分析了山东省年降水量与PCD和PCP的相关性,在此基础上,研究了降水集中度和集中期在山东省旱涝事件判别中的作用。结果表明,山东省东南地区降水量高于东北地区,山东省东南地区降水比西北地区均匀,位于东南部的临沂和日照集中期偏低,位于东北部的烟台和威海集中期偏高,其余地区适中,年降水量与PCD的相关性高于年降水量与PCP的相关性。     

变化环境下中国不同强度降雨的时空变化特征

受全球变暖和降水的空间异质性影响,局地极端降水事件呈现出广发和频发的态势,提取不同强度降雨变化的时空特征对科学开展防洪减灾布控具有重要的实际意义。为此,以中国大陆为例,采用Mann-Kendall检验方法对各流域不同强度降雨过程进行趋势性检验,利用95%置信水平对其进行显著性判断,并利用变标度极差分析方法(R/S)揭示未来各流域不同强度降雨的持续性演变特征。结果表明,各流域对应的不同等级强度降雨对年降水量贡献的表现形式不同,干旱和半干旱区流域小雨、中雨和大雨的年累积降水量对年总降水量的贡献高达90%左右,而半湿润和湿润区流域的贡献约为70%左右;未来黄河流域、辽河流域和海河流域的极端大暴雨事件将有所减少,而长江流域和珠江流域的极端大暴雨事件将显著增加。研究结果对于流域水管部门提出适应和减轻降水不利影响的应对方案具有重要的指导意义。