基于不同时间尺度的降雨时空演变规律分析

为研究降雨时空演变特征规律,基于金华市区 1954—2018 年降雨量资料,运用 5 a 滑动平均、累积距平法和线性趋势法分析了降雨演变的趋势。通过 Mann-Kendall 检验和滑动 t 检验研究了降雨发生突变的年份,采用 Morlet 小波探究了降雨变化的周期性。 结果表明：金华市区年内降雨量总体呈线性上升的趋势; 年降雨量存在显著性突变年份为2009 年;金华市区年降雨量在不同时间尺度上呈现不同的“丰枯交替”的周期性变化,主变化周期为 45 a、27 a、19 a,其中45 a 为第一主变化周期;金华市区在近期仍将处于偏丰水年份,中长期逐渐过渡到偏枯水年份。研究成果对金衢盆地水资源综合利用和气候变化特征研究具有借鉴意义。     

1951- 2015 年广西极端降雨时空演变特征

基于两种高时空分辨率的 1951- 2015 年日降雨序列数据, 选择 11 个极端降雨指数, 采用 Mann-Kendall( M- K) 检验法和极点对称模态分解法, 分析了广西极端降雨事件的多尺度非线性时空演变特征。结果表明: 1951 - 2015 年广西 11 个极端降雨指数除连续湿润日 CWD、中雨日数 R10总体呈现下降趋势外, 其余 9 个指数均呈现较显著的增强趋势; 广西连续干日指数 CDD 高值区位于桂东和桂西, 其余指数均呈现出从桂东北及南部向桂西南、桂西北递减的空间分布特征; 各极端降雨指数显示, 广西极端降雨演变多在 2008- 2010 年发生显著的突变; 广西极端降雨演变存在 2. 85~ 3. 34 a 和 5. 34~ 9. 19 a 的年际准周期, 存在 10. 09~ 17. 11 a 和 22. 35~ 35. 62 a 的年代际准周期, 其多重周期的波动振荡主要以极端降雨的年际变化贡献为主。     

深圳市1953-2012年极端气候事件变化分析

全球气候变化导致极端气候事件频发,选择描述极端气候事件的相关指标,利用Mann-Kendall趋势检验法等对深圳市1953-2012年极端气候指标进行分析。结果表明:总体上深圳市降水频次与极端降水量均呈现起伏不定的变化规律,四季极端降水量主要集中在夏季,全年和四季降水量均没有明显的变化趋势。深圳市极端气温总体呈现较为显著稳定的变化状况;极端高温事件不断增加,极端低温事件不断减少,且趋势显著,同一季节的气温差异性较大,且差异性呈现出比较显著的加大趋势。     

近60年福建地区降水及时空演变特征研究

基于1961—2020年福建省年降水和季节降水数据,采用线性回归、M-K突变检验、Morlet小波等方法,分析福建省近60年年均降水变化趋势、突变特征、时空序列周期的降水特性。结果表明：近60年福建省年降水整体表现为上升趋势,倾向率为1.2695mm/a;春、秋季年均降水整体都表现为不显著下降趋势,夏季降水呈现显著性上升趋势,冬季降水表现为不显著上升趋势,突变检验以及线性回归趋势分析结果显示1961—2020年年降水整体呈现不显著上升趋势,倾向率和趋势变化及结果一致。年降水55年为第一主周期,6、19、12年为次周期,55年主周期整体变现为枯-丰-枯-丰-枯循环交替周期变化,目前在正处在偏枯周期,未来在5～6年降水表现为减少趋势。该研究为福建省季节降水和年均降水变化趋势和空间分布提供参考依据。     

酒泉肃州区近60年气温降雨变化特征及相关分析

为揭示酒泉肃州地区年气温、降雨变化趋势及规律,采用趋势分析、突变检验、R/S分析以及小波分析方法,对研究区1951—2018年气温、降雨数据进行分析计算,结果表明:研究区年平均气温上升趋势明显,气温上升倾向率约为0.229℃/(10a),年平均气温突变点位于1997年左右,1999年后增温趋势更为显著,结合R/S分析,Hurst指数为0.958,预测肃州地区未来气温仍将处于上升状态,且持续性较强;研究区年降雨量2000年前波动剧烈,2000年后波动上升,降雨上升倾向率为2.96 mm/(10a),年降雨量突变发生在2005年后,突变区间年降雨量振荡变化较为明显,R/S分析Hurst指数为0.557 8,未来年降雨量仍将处于上升状态;连续小波表示年降雨气温均有时段周期性,交叉小波与小波相干谱表明年气温、降雨变化具有一定相关性且存在一定时段的共振周期。     

湘江株洲水文站近60年降雨特性分析

降雨是湘江水资源量的主要来源,其变化趋势对水资源的开发利用和合理配置有着重要意义。利用1955—2016年湘江株洲水文站降雨序列资料,采用数理统计、线性趋势、5 a滑动平均法、Mann-Kendall突变检验、滑动t突变检验和小波分析法分析区域降雨特性。得出以下结论:近60 a来湘江株洲水文站降雨年内分配不均,但有规律,多年年均降雨量主要呈现丰枯交替变化过程,总体呈上升趋势显著。多年平均降雨天数虽呈波动变化,但总体趋势表现平稳。多年年均降雨量和降雨天数在14 a和20 a左右时间尺度上的周期振荡最强。2016年后短时间内降雨量和降雨天数会相对减少,随后又会增加。研究结果可为湘江流域水资源变化特征研究、水资源规划管理、防涝抗旱、农牧林业生产提供数据支持。     

1971-2015年鄂西山地极端气温变化特征分析

为深入了解全球气候变暖背景下鄂西山地极端气温事件的变化规律与特征,基于1971-2015年恩施、巴东、来凤、房县4个气象台站的逐日数据,采用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验和小波分析方法,探讨分析了鄂西地区极端气温的时空变化特征。结果表明：1971-2015年鄂西山地极端最低气温、极端最高气温和高温日数均呈上升趋势,其中极端最低气温的升幅最大,霜冻日数呈减少趋势;极端冷事件数逐年减少,极端热事件数逐年增多,突变年份分别为1996和2007年。鄂西山地极端气温事件具有5、18 a等周期的周期性变化特征,极端气温事件发生频率具有明显交替的变化特征。研究结果能够对鄂西地区防灾减灾,构建极端气温气象灾害的综合防范机制提供参考依据。     

密云水库产水区降雨时空变化趋势分析

为分析密云水库产水区降雨变化趋势,基于产水区内38个雨量站1956—2005年长系列日降雨资料,采用Mann-Kendall检验法对区域1 d、3 d雨量极大值及汛期7、8月与年平均降雨量的变化趋势进行了显著性分析,并探讨了其空间分布。结果表明,产水区在汛期7、8月降雨有明显的衰减趋势,趋势显著性站点基本遍布区域全范围;产水区年平均降雨、1 d及3 d雨量极大值变化也表现出衰减趋势,主要集中于黑河、汤河及河北境内白河地区,北京境内雨量变化趋势不明显。     

云南省昭通市多尺度极端降水时空特征分析

为分析云南省昭通市多尺度极端降水时空特征,收集整理昭通市19个雨量站1969—2014年分时段逐年降水数据,并计算不同时间尺度(1,6,24 h)的年极端最大降水量,采用反距离加权法(IDW)插值展示其空间分布特性。在此基础上,对3个典型雨量站(鱼洞、新华、牛街)的极端最大降水进行深入分析,采用Mann-Kendall趋势检验及小波变换方法的趋势与周期分析,量化极端降水事件的时间分布特征。结果表明:昭通地区极端降水事件的空间分布规律为从北向南逐渐减少,且南北极端降水量相差较大,空间分布差异明显;3个典型雨量站多尺度极端降水变化趋势不显著(p0.05),其序列变化存在30,15,5~7 a 3个明显变化周期。     

长江流域极端降雨事件时空分布特征

近年来,许多学者对中国的极端降水进行了研究,但对长江流域极端降水的研究多集中在日时间尺度强降水事件,从不同子流域极端降水事件入手的研究较少。利用1961～2017年长江流域各子流域面雨量资料,根据面雨量的分布曲线确定长江流域各子流域极端降雨事件判断的阈值,得到各子流域极端降雨年份,分析极端降雨事件的时间变化特征,以及不同子流域间极端事件的相关关系。研究表明:①20世纪60年代长江上游极端多雨事件频发,70年代以全流域极端少雨为主,80年代极端多雨事件中心转移至长江中下游,90年代长江上游变为极端少雨事件中心,2000年以来,长江流域处在由少雨向多雨转变的年代际背景中。②当子流域发生极端少雨事件时,流域其他流域大部也是以降雨偏少为主,空间的一致性较好。但是子流域发生极端多雨事件时,存在大部分地区少雨的情况,会出现旱涝并存的情况。     

新疆极端降水事件时空变化特征研究

基于新疆1960—2011年的日降水量数据,选取持续干燥指数、持续湿润指数、年总降水量、强降水天数、强降水量、1 d最大降水量、5 d最大降水量和普通日降水强度8个极端降水指标,采用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验及主成分分析法研究新疆极端降水的时空分布特征及演变趋势。结果表明:时间变化上,新疆极端降水的持续湿润指数均呈上升趋势,持续干燥指数呈下降趋势,表明新疆降水量总体呈增加趋势;空间变化上,南疆、北疆极端降水指标的年际变化表现出明显差异,北疆湿润指数大、年际变化率大,南疆湿润指数小、年际变化率小;极端降水指标基本上在1986年、1987年发生突变,各指标突变前后的变化率存在明显差异;时间上的主成分分析表明降水量整体增加,干燥程度下降;空间上的主成分分析表明,北疆降水量多于南疆,南疆较北疆干旱。     

海口市近年短历时暴雨演变特征分析

城市内涝与短历时暴雨有重要关系,为揭示城市暴雨内涝成因,选取海口站1951年—2012年逐时降雨资料,通过趋势线、小波分析、Mann-Kendall趋势检验、集中度等方法对海口市年最大1h降雨序列和暴雨频次进行统计分析。结果表明,海口市年最大1 h、3 h、6 h降雨量均呈增加趋势,且时段越长增加越明显,最大1 h降雨量存在17 a时间尺度上的变化周期,1 h降雨量≥20 mm、30 mm、40 mm的暴雨次数呈不同程度增加趋势,但增加幅度不明显。短历时暴雨次数呈现双高峰,6月和9月为高发时期,一天中短历时暴雨多发生在下午时段。更多还原     

关中盆地降水量变化趋势的Mann-Kendall分析

采用关中盆地1959—2006年的气象资料,应用Mann-Kendall检验方法分析了关中盆地降水量的年季变化趋势和突变情况。结果表明:关中盆地降水量总体呈减少趋势;春、秋季节降水量呈下降趋势,夏、冬两季降水量均呈上升趋势;年降水量的突变发生在1992年,之后降水量总体开始下降,到21世纪依旧呈减少趋势;春季降水量在1994年发生突变,降水量明显下降;夏季降水量突变于1978年,之后降水量开始上升;秋季突变于1973年,之后降水量转变为下降趋势;冬季降水量总体呈增加趋势。     

1961—2016 年西宁市极端降水事件变化特征

为研究西宁市极端降水事件变化规律,利用西宁气象站 1961—2016 年逐日降水量序列资料,计算得出年总降水量、5 日最大降水量、极端降水量、日降水强度、持续降雨日数及大雨日数等 6 个极端降水指标的年际序列,应用线性倾向估计法、滑动平均法、Mann － Kendall 非参数检验法、Morlet小波分析、相关性分析等方法分析各极端降水指标的变化趋势、变化周期及各指标间变化一致性。结果表明,近 56 年间西宁市各极端降水指标呈波动式增加趋势,其中 PＲCPTOT 的增加趋势显著,而其余各指标变化趋势不显著; PＲCPTOT、ＲX5day、Ｒ95 及 SDII 序列在整个研究时段内均存在明显的突变现象,其中在 1960 年代后期及 1970 年代中期 ＲX5day 与 Ｒ95 发生了一致的突变,在 1980年代末和 1990 年代初,PＲCPTOT、ＲX5day 与 SDII 发生了一致的突变; 在近 56 年间各极端降水指标的振荡变化均存在明显的主周期,其中除 SDII 外,从 1990 年代开始各指标多存在约 11—13 年的主周期,SDII 及 CWD 的振荡变化均在整个研究时段上存在 40 年及 29 年左右的主周期; 各极端降水指标与总降水量均呈一致的正相关性,对总降水量的变化具有较好的指示作用,ＲX5day、Ｒ95、SDII 及 Ｒ20mm 四个指标相互之间均存在显著的正相关性。研究结果可为区域水资源规划及洪旱灾害防御提供参考。     

近55年珠江上游流域降水演变规律

采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954年-2008年降水序列进行研究分析。结果表明:近55年来,珠江上游流域年降水量总体呈不显著增加趋势;各季节降水均呈现无显著变化趋势;除1月降水增加显著外,其余各月均无明显趋势变化。流域各站点的年、季节降水趋势基本上也无显著变化。除年降水量在1963年发生了显著突变外,季节和大部分月降水均无显著突变发生。年和季节降水量的相位变化时间尺度大体一致,均存在多年尺度的变化特征。     

1961-2005年黄河流域极端气候事件变化趋势

利用黄河流域58个气象站点1961-2005年的逐日平均气温、最高气温、最低气温和逐日降水量数据,采用百分比阈值法定义极端气温和极端强降水事件,计算气象综合干旱指数(CI),并分析了黄河流域极端气候事件的变化趋势及其空间格局.结果表明:黄河流域极端低温和极端高温天数分别呈减少和增加趋势,平均速率分别为-3.8d/10a和1.7d/10a;年极端强降水总量的变化趋势存在着明显的区域差异,河源区增加最显著,而中游的黄土高原中、东部减少最显著;干旱天数呈减少趋势,河源区减幅最大,河套-宁夏平原以及鄂尔多斯高原西北部的减幅最小.     

1971—2010年上海市降水变化特征分析

基于1971-2010年上海市徐家汇站的日降雨资料,采用一元线性回归法、Mann-Kendall法和小波分析等方法,对上海市40年来的年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水的变化和周期变化特征进行研究和分析,并对降水的频率特征和典型台风期间的暴雨特征进行了分析。结果表明：上海市年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水均呈增加趋势;年降水和汛期降水的震荡周期吻合,主周期均为8a左右,汛期降水与年降水的变化趋势相似性很大,说明汛期降水量较大程度地决定年降水量;非汛期降水主周期为4a左右;小雨所占比例随年代逐渐减少,而暴雨所占比例随年代逐渐增多,台风期间的暴雨雨量高度集中,强度大。     

1955- 2015 年郑州夏季旱涝急转特征分析

根据郑州 1955- 2015 年逐月降水数据, 结合长、短周期旱涝急转指数、线性倾向估计及 M ann2Kendall 突变检 验等数学模型, 对郑州年降水特征以及 6 月- 9 月份旱涝急转演变规律进行研究。结果表明: 郑州的年降水量总体 以- 71 87 mm/ ( 10a) 的速率下降; 郑州地区的长周期旱涝急转指数( LDFAI) 趋势变化不明显, 但 LDFAI 强度呈阶 段性变化特征, 存在 2 个偏强期和 2 个偏弱期, 其中 LDFAI 强度大于 1 占 371 7% , 旱涝急转比较频繁; 各相邻月之 间的短周期旱涝急转指数 SDFAI 曲线振荡最频繁的是 6 月- 7 月, 7 月- 8 月次之, 8 月- 9 月指数变化平缓。总体 来说, LDFAI 的涝转旱的强度比旱转涝强, 长、短周期旱涝急转现象均呈现减弱趋势。     

长江源区降水时空演变规律

基于长江源区1956—2016年8个测站的逐日降水数据,采用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验和滑动T检验法等统计方法,分析了长江源区近60 a来降水量序列的空间分布特征、年际和年内变化趋势、突变和周期变化特征等。结果表明:① 长江源区降水量呈现明显的增加趋势并通过显著性检验,增加速率10.2 mm/(10 a),多年平均降水量为344.8 mm;②长江源区的降水量在时间维度上存在显著的不均匀现象,多数聚集于为6—9月份,约占全年降水量的81.1%;③长江源区的降水量序列在1997年发生显著性突变,降水量变化存在25 a左右的第一主周期,第二、第三周期分别为3 a和10 a;④长江源区内各站点年降水量增加趋势空间变异性较大,总体呈现通天河上游降水量增加速率大于下游。研究结果可为长江流域水资源可持续利用和生态安全提供重要的科学依据。