非平稳时间序列极值统计模型及其在气候-水文变化研究中的应用综述

伴随全球气候变暖和平均海平面持续上升,极端气象事件出现的频率增加、强度增大,气候变化已经成为导致水文极值非平稳性的一个重要原因。本文总结了气候-水文变化研究中常用非平稳时间序列极值统计模型的结构以及统计推断方法,从降雨极值变化、洪水极值变化等方面分析了非平稳时间序列极值统计模型在气候-水文变化研究中的典型应用案例。国内外研究表明:非平稳时间序列极值统计模型能体现水文极值随时间或协变量的变化情势,非平稳情况下水文极值重现期和风险的概念和计算方法与传统平稳时间序列的频率分析相比存在显著差异。最后对需要进一步研究的问题进行了展望。     

灞河流域气候因子对水沙变化的影响

利用灞河流域蓝田气象站和马渡王水文站1960—2012年的气象、水文实测资料,分析灞河流域气候及水沙变化规律,同时运用相关性分析、灰色关联分析、多元线性回归模型等多种方法探讨了该流域水沙变化与气候变化的关系。结果表明:灞河流域降雨量、蒸发量、径流量和输沙量皆呈显著下降趋势,而气温呈上升趋势;降雨量与水沙都有重要的相关关系,1960—1990年影响径流量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,而1991—2012年则为降雨量、蒸发量、气温,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,两阶段的年径流量分别增加0.14亿m3和0.08亿m3;1960—2012年影响输沙量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,年输沙量增加0.668万t。     

义乌降水气候分析中的面雨量计算及其应用比较

用区域面雨量的泰森多边形法计算方法,并与算术平均法和气象站单站资料在气候变化分析中的应用进行比较,发现泰森多边形法与算术平均法计算的面雨量差别较小,而与气象站单站资料比较,其差异相当明显;认为某单站降水资料不能代表该区域降水量,在降水气候分析或某区域降水量趋势预报中,用泰森多边形法计算的面雨量比算术平均法更科学、简便、合理．     

用太阳辐射转化法计算室外照度值

针对中国光气候数据资料不足、太阳辐射数据丰富以及资金有限的现状,在分析多种光气候数据采集方法的基础上,选用太阳辐射转化法获得光气候数据。引入发光功效的概念作为室外照度值和太阳辐射量转化的基本关系,并分析对比了已有的发光功效模型,运用天空晴朗指数,以重庆1991-1992年的实测数据为基础进行拟合,建立了总发光功效模型和散射发光功效模型。选用重庆1993年的实测数据对该模型进行了验证,得到了高于其他模型的计算精度。为了验证该模型在中国其他城市的适用性,对中国32个城市的年平均总照度值的计算值和实测值进行了对比,结果证明该转化模型能够满足采光设计的需要。运用这种方法只要输入某地某时刻的太阳辐射数据就可以计算出当地该时刻的室外总照度值和散射照度值,可以大大丰富中国各个城市的光气候数据。最后论文给出了该模型用于室外照度值计算的应用方法。     

遥感技术应用于河流对城市气候影响研究

为了确定松花江水域冬夏季对哈尔滨市及周边区域的影响,给城市河流规划与合理利用提供正确的理论支持,采用地面数据采集与遥感数据采集相结合的方法,对2004年1月25日和6月1日的热红外遥感影像图进行分析,以流经哈尔滨市的松花江段为研究对象,根据冬夏季温度、相对湿度分布,确定松花江城市河道对周边区域的影响.研究结果表明:在夏季,市区温度较郊区温度低,水域两侧地表温度呈递增分布,且变化趋势北岸比南岸明显,湿度市区较郊区高,市区以松花江及毗邻地区为湿度分布中心,且北岸比南岸影响半径大.在冬季,市区温度比郊区温度高约4℃,水域两侧温度分布差异明显,冰封水体表面温度与南岸温度接近,比北岸温度高约2℃,湿度分布符合城市干岛效应,市区湿度比郊区低约1%.该成果为后期地面定点观测和移动测量奠定了数据基础与技术支撑.     

湛江电网故障统计分布及台风演化分析

研究湛江电网故障统计分布规律,发现湛江电网故障具有明显的幂律特性,去除故障极值日的数据呈指数分布.而故障极值日均伴有极端天气,表明湛江电网故障的幂律特性因极端天气引发.     

广州地区大型办公类公共建筑能耗调查与分析

通过对广州市有代表性的写字楼进行3个年度全年能耗抽样调查,分析了2栋大型办公类公共建筑全年的建筑能耗组成和变化规律。指出此两栋大型办公类建筑按实际使用面积计算的全年平均总能耗为149.3 kWh/m2和115 kWh/m2,全年空调能耗占建筑总能耗的比例分别为49.2%和38.5%。由于所使用的能耗调查方法详细,调查对象具有代表性,因此,能耗分析结果可作为广州地区办公类公共建筑能耗数据库的一部分或为其提供参考。此外,通过和其他相关文献研究结果的对比,指出了夏热冬暖气候区建筑节能的途径。     

Exploring the future impacts of urbanization and climate change on groundwater in Arusha,Tanzania

ABSTRACT

We combine satellite imagery, urban growth modelling, groundwater modelling and hydrogeological field expeditions to estimate the potential impacts in 2050 of rapid urbanization and climate change on groundwater in Arusha, Tanzania, and by extension similar areas in Sub-Saharan Africa. Our analysis suggests that a reduction of groundwater recharge by 30–44% will cause groundwater levels to drop by up to 75 m, mainly due to increased evapotranspiration and to an expansion in paved surface. If this scenario becomes reality, we predict that wells will run dry, creating health, social and environmental risks.     

气候变化下奎屯河流域径流特征分析

近年来,人类经济活动加快以及气候的变化,导致径流特征发生一定的变化,这为径流预报、水资源的合理规划及利用增加了难度。目前,随着气候的变化,奎屯河流域的径流特征也发生了极大的变化。根据1972—2017年奎屯河流域月径流量以及气温、降水实测数据,通过基本统计方法、累计距平法、MK检验等方法,分析了奎屯河流域两条主要河流在气候变化影响下的年内变化、年际变化和周期变化趋势等特性。结果表明:奎屯河与古尔图河年径流序列分布规律较为相似,主要体现在年径流分布较为集中,离散程度小,分布呈正偏,极值数据集中度较好;奎屯河、古尔图河,相对变化幅度均呈现减小的趋势且河流年内分配逐渐趋向均匀,其中奎屯河径流量46 a间平均上升速率为0.38×10~8m~3/10 a;古尔图河平均上升速率为0.214×10~8m~3/10 a;奎屯河、古尔图河年径流序列演化过程分别存在着4～8 a、10～15 a、20～25 a以及5～15 a、20～30 a尺度的周期变化规律,第1主周期分别为23 a和22 a;奎屯河径流量与气温Pearson相关性系数为0.703~(**),呈极显著相关的关系;古尔图河径流量与气温、降水Pearson相关性系数分别为0.698~(**)、0.225~(**),呈极显著相关的关系。