长江流域上游干旱特征分析

为分析长江流域上游干旱特征,利用1961年1月至2012年12月长江上游共69个气象站的气象数据资料,以帕尔默干旱指数(PDSI)为主要指标对长江上游流域的干旱强度、干旱持续时间、干旱频率等干旱特征进行比较分析。结果表明,长江上游区域PDSI的月际变化较大,旱涝期交替出现,同时年代干旱最强值呈现先减弱后增强的趋势,并在2006年达到干旱强度最强值;干旱持续时间较长的干旱事件主要发生在1960、1970年代,平均干旱持续月数为4.2个月;上游干旱频率主要以初始干旱为主,其中年际干旱集中在1960年代末期至1970年代初期和2000年代后期两个阶段,季节干旱主要发生在冬季。研究成果可为长江流域上游的干旱治理提供参考。     

云南2009—2014年持续性气象水文干旱特征及成因分析

基于戴-帕尔默干旱强度指数(Dai Palmer drought severity index,Dai-PDSI)和径流干旱指数(streamflow drought index,SDI),分析云南地区2009—2014年持续性气象干旱与水文干旱时空演变特征,并利用NCAR/NCEP再分析资料,从西太平洋副热带高压、青藏高压、南支槽、对流层垂直运动及水汽垂直分布等视角,分析2009—2014年云南持续性干旱的原因。结果表明:(1)2009—2014年是云南地区自1961年以来最严重的一次持续性极端干旱过程,2009年10月—2010年9月是最干旱的时段;夏季与冬季是干旱最严重的两个季节。(2)在空间上,云南中东部旱情最重,东南部稍轻。(3)水文干旱伴随气象干旱而生,金沙江和南盘江出现重度水文干旱,澜沧江出现中等水文干旱,从强度上讲,水文干旱弱于气象干旱。(4)夏季西太平洋副热带高压偏西偏强,青藏高压持续偏强、中心偏西,云南上空的大气持续受它们控制,盛行下沉气流;冬季南支槽偏弱,不利于引导孟加拉湾水汽北上;在其他季节,大气多以下沉运动为主,对流层水汽严重不足。     

长江流域径流对气候变化响应的定量分析

以长江流域1961—2010年的降水、气温、相对湿度和日照时数作为基本气候要素,分析大通径流量与气候要素的相关关系,并对径流量对长江流域气候变化的响应进行了分析。结果表明:大通径流量对长江中下游区域的气候变化很敏感,径流量对降水量的响应最强烈,径流量对相对湿度、气温和日照时数的响应仅为对降水量响应的1/2、1/4和1/39;当气候要素耦合且同向变化时,径流量对任何单一气候要素变化的响应都小于对多要素耦合变化响应程度;但是,当气候要素耦合且反向变化时,径流量对任何单一气候要素变化的响应都大于对多要素耦合变化响应程度,耦合的气候要素越多,这种效应越显著。     

拉尼娜事件对长江中下游旱涝的影响

为研究不同强度拉尼娜事件下长江中下游旱涝差异,利用旋转经验正交函数方法,将长江中下游划分为4个区(西北部、中部、南部和东部);基于MEI指数,提取了1961—2014年的拉尼娜事件,并采用标准化降水蒸散指数来评估旱涝等级。结果表明:不同强度的拉尼娜事件可对各分区的旱涝频率、强度和时空分布产生不同的影响。在强事件持续期,一区易发严重干旱,二到四区易发生严重洪涝;在强事件结束后,一区可出现轻度洪涝,二到四区可出现中等以上干旱。在中等事件持续期,一区洪涝的频率和强度略大,二区到四区干旱的频率和强度略大;在中等事件结束后,一区洪涝的频率和强度非常大,二区到四区干旱的频率和强度非常大。弱事件对旱涝影响较小,且在南部和北部有反向变化特征,南旱北涝。旱涝频率、强度和分布差异与不同等级的拉尼娜事件影响水汽输送和垂直运动的强度有关。     

华南前汛期降水与前期印度洋海温的关系

利用1961—2014年共54年的降水及海温资料,采用相关分析、奇异值分解和合成分析方法,研究了印度洋海温与华南前汛期降水的相关关系及海温异常影响华南前汛期降水量的途径。结果表明,印度洋海温与华南前汛期不同月份降水存在不同的相关性,且华南4月降水与前期印度洋海温存在显著的负相关关系。印度洋中部海区(64°E~80°E,18°S-EQ)是影响华南4月降水量的关键海区,前一年7—8月是关键时段。当印度洋关键海区前一年7—8月异常偏冷时,华南4月降水量显著增多;反之,华南受大陆偏北气流控制,4月降水减少。     

四川盆地蒸发皿蒸发量变化趋势及影响因子分析

利用四川盆地蒸发皿蒸发量、气温、风速、日照时数、气压和水汽压资料,分析了1980-2010年四川盆地蒸发皿蒸发量的变化及其原因。结果表明,四川盆地蒸发皿蒸发量存在明显的时空变化特征,空间上川中丘陵区的蒸发皿蒸发量最大,川西平原次之,川东平行岭谷区域最小;时间上年蒸发皿蒸发量存在明显的波动上升趋势,季节序列中,秋季和冬季蒸发皿蒸发量增加趋势明显,春季和夏季没有明显趋势。对蒸发皿蒸发量变化有显著影响的气象因子依次为日照时数、平均风速、水汽压和气温,其中日照时数对蒸发皿蒸发量的增大作用是风速的1.71倍,是水汽压的2.48倍,而气温具有减少蒸发皿蒸发量的作用,其减弱蒸发皿蒸发量的平均强度是日照时数的1/4。     

气候变化对长江、黄河源区水资源的影响

利用1961—2010年长江、黄河源区22个气象站的月降水量和月平均气温资料,分析长江、黄河源区的气候特征,用降水与蒸发的差值作为水资源量的代表,分析了气候变化对水资源的影响。结果表明,长江源区和黄河源区降水、气温和蒸发都有明显变化,尤其是近20年有明显增加趋势,但是两个源区的变化并不一致,黄河源区水资源量一直呈波动变化,而长江源区在最近10多年水资源量有明显增多现象。降水增多可直接增加水资源量,但是气温升高会促进蒸发,导致更多的水资源消耗,因此降水和气温的变化可相互抵消对水资源的影响,这是黄河源区水资源量变化不大的原因。但是近10多年长江源区气温显著增加,导致更多冰川融化,这可能是近年来长江源水资源量增多的原因。     

大通站枯水流量特征及概率拟合分析

以大通水文站为代表站,选取1950~2012年共63年的逐日流量资料,分析了最近60多年来长江中下游地区枯水流量的特征。用P-Ⅲ型曲线、广义极值分布模型(GEV)和广义帕累托分布模型(GPD)分别拟合汛期和非汛期的日流量极小值,通过柯尔莫哥洛夫检验(K-S检验)、概率点据相关系数检验(PPCC检验)及均方误差三种方法,检验分布模型的拟合精度。结果表明,长江中下游汛期低流量事件增多、强度增大,非汛期低流量事件减少、强度减弱。三种模型对大通站汛期和非汛期的枯水流量都有较好的拟合精度,但以P-Ⅲ分布模型模拟更优。用P-Ⅲ分布模型模拟的历史低流量事件显示,汛期最强的枯水流量强度达到68年一遇,非汛期最强的低流量事件强度达到38年一遇。在汛期,长江中下游防汛的同时,也要注意防旱。     

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。