南宁市不同历时降水结构的多时间尺度研究

为研究不同历时降水事件的结构及变化趋势,借助小波分析的时频多分辨功能,从降水历时角度出发,将1971—2012年南宁市国家级地面气象站逐小时降水观测数据分为1~3 h,4~6 h,7~10 h,10 h以上4个历时,分析其多尺度周期变化。结果表明:①1~3 h, 4~6 h, 7~10 h, 10 h以上降水次数时间尺度的主周期分别在28,27,29和11年左右,7 h以下降水次数周期变化明显大于7 h及以上。②4个历时降水量的主周期分别在28,26,29和12年左右,除7~10 h外,其他历时降水量周期变化都很明显,正负相位交替变化十分明显。③根据分析结果预测,在未来2年内,除4~6 h降水量外,其他历时的降水次数及量都将呈负相位趋势。分析不同历时降水结构的周期变化规律可为深入探索区域降水循环变异规律提供依据。     

海河流域近50年降水变化多时间尺度分析

采用Morlet小波分析方法,对海河流域1956—2006年近50年的降水变化进行多时间尺度分析。结果表明,海河降水变化存在明显的年际变化和年代际尺度的周期性变化。海河流域降水存在4、7、10、准24年的主周期变化,且大时间尺度变化较为规则,为准周期振荡。近50年来海河降水总的趋势在下降,但在2006年后的一段时期内可能处于一个降水偏多期。     

饶河农场42a降水序列多时间尺度分析

采用Morlet小波分析方法,对饶河农场1967~2008年42 a降水序列进行多时间尺度分析,分析其中存在的主要周期振荡和突变点。结果表明：饶河农场年降水序列存在多时间尺度的周期变化特征,年降水存在11 a和3 a的主周期,这2个主要周期的变化,主导着年降水变化的特性。同时结果也表明,自2008年以来,饶河农场降水量有逐渐减少的趋势,并会持续若干年。     

铁岭市近60年来降水的多时间尺度分析

利用线性回归分析、Morlet小波分析和M-K突变分析三种方法,分析了铁岭市近60来降水的多时间尺度变化特征。结果表明:铁岭市年降水、夏季降水和秋季降水呈减少趋势,春季降水基本不变,而冬季降水略有增加;年降水和四季降水均存在27~28年时间尺度的干湿期转换;年降水和四季降水变化均存在突变现象,年降水和夏季降水突变开始时间为1965年,秋季为1974年,这与年降水的逐年变化曲线是一致的,春季降水在1973年和1987年前后发生突变,冬季降水在1972年和1982年前后发生突变。     

中国北方荒漠区降水多时间尺度变异性研究

依据我国北方荒漠区35个站点1951-2005年月降水资料,运用PCI降水集度、游程检验、功率谱、Morlet小波分析、Mann-Kendall秩次相关及气候趋势系数等方法,分析了北方荒漠地区降水多时间尺度下的变异规律及其变化趋势。结果表明：我国北方荒漠区降水存在5 a、9 a及准14 a主周期,1988年以来以9 a及14 a周期为主;各地单独丰水年的概率要高于单独枯水年,而发生连枯年的概率则高于连丰年;降水年内分配的差异将变缓,北方荒漠区的西部和东部降水年际波动呈增加趋势,中部地区有变缓的趋势;东亚夏季风及西风环流的强弱显著影响着研究区降水的时空分布及丰枯变化,70年代以前,东亚夏季风强度偏强、北进明显为河套及内蒙古地区带来丰富降水,新疆地区受西风气流控制降水相对偏少;80年代以来,东亚夏季风强度偏弱并急速南退,内蒙古地区降水逐渐减少;西北地区中西部（河西、新疆地区）在西南气流、北冰洋的冷空气形成的纬向环流及西风环流等辐合影响下降水逐渐增加。主要表现为：降水年增幅较大的地区由内蒙古东部逐渐向西北偏移,年代尺度下,以多年均值衡量,21世纪内蒙古高原东部地区降水将减少,平均减幅为15~40 mm/a,北疆大部分地区平均增幅为10~40 mm/a,南疆以0~10 mm/a小幅减少;各年代,春（秋）季降水占全年百分率变化不大,维持在14.4%~17.5%（17.3%~21.2%）,夏季是主要降水期占全年降水的58%~62%,冬季所占比例较小,最高为5.1%;预计未来：春、夏季降水将增多,冬季降水逐渐减少,年降水有增加趋势;极端干旱区和干旱区的降水有增加趋势的地区概率分别为83%和70 %,而半干旱地区降水有明显减少趋势的概率为58%,西部有向暖湿变化、中部地区趋于暖干、而东部地区趋于干旱的可能。     

中国北方荒漠区降水多时间尺度变异性研究

依据我国北方荒漠区35个站点1951—2005年月降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,运用降水集度、游程检验、功率谱、Morlet小波分析、MannKendall秩次相关及气候趋势系数等方法,分析了北方荒漠地区降水在年内,年际和年代际几种时间尺度的变异规律及其变化趋势,探讨了同期该地区上空大尺度环流异常对当地降水时空分布及变化趋势的影响。结果表明：我国北方荒漠区降水存在5a、9a及准14a主周期,1988年以来以9a及14a周期为主;降水年内分配的差异趋缓,年际波动呈增加趋势。年代尺度下,以多年均值衡量,21世纪内蒙古高原东部地区降水将减少,平均减幅为15～40mm/a,北疆大部分地区平均增幅为10～40mm/a。各年代,春(秋)季降水占全年百分率变化不大,维持在14.4％～17.5％(17.3％～21.2％),夏季是主要降水期,占全年降水的58％～62％,冬季所占比例较小,最高为5.1％。预计未来：春、夏季降水将增多,冬季降水逐渐减少,年降水有增加趋势;极端干旱区和干旱区的降水有增加趋势的地区概率分别为83％和70％,而半干旱地区降水有明显减少趋势的概率为58％,西部有向暖湿变化、中部地区趋于暖干、而东部地区趋于干旱的可能。     

梅州地区近50年不同时间尺度降水变率及规律分析

采用梅州各县建站以来的降水观测资料,通过对年、季降水相对变率和月、年的降水变化规律分析,为梅州地区合理蓄、用水提供科学依据。     

基于小波变换的楚雄市近50年降水序列多时间尺度研究

以滇中高原核心城市楚雄市为研究对象,分30个代表性气象站点1950—2009年降水时间序列,通过Morlet小波变换等方法对其进行多时间尺度研究,探讨其演变趋势和变化规律。结果表明楚雄市降水序列均呈较明显的增加趋势,对于各种时间尺度的降水序列均表现出一致的降水变化规律,传统干旱区干湿季节差异性缩小;年降水相关性最好,最大6、24 h降水量相关性非常高,短历时(即最大1、6、24 h)降水与中长时间尺度(即月、年)降水相关性最差,短历时降水对中长时间尺度降水的影响较小,区域使用的数据资料序列小于由气象资料数据序列的长度限制,说明周期性的可靠度不高,还需要进一步根据更长的序列资料进行验证。     

岷江上游年径流变化的多时间尺度分析

水文时间序列通常包含了多层次时间尺度结构和局部化的特征.针对岷江上游紫坪铺水文站1937～2004年的径流实测资料,本文将小波分析理论应用于水文序列的多尺度分析中.研究结果表明,岷江上游的地表水资源具有多时间尺度的变化,具有6～7年、13年、16年左右的周期变化,利用小波变换可以准确分析它的变化阶段和序列特征.     

基于小波网络的径流多时间尺度分析及预报方法研究

应用Morlet小波的多分辨分析功能,对嫩江和洮儿河汛期径流序列进行了多时间尺度分析,结果显示,嫩江汛期径流具有4年和25年左右的主周期,洮儿河汛期径流具有4年、10年和25年左右的主周期,二者丰枯变化位相基本一致并具有同步性.针对径流时间序列的非线性和多时间尺度特征,将小波分析与人工神经网络结合建立了组合预测模型,模型原理简单,预测精度较高.这证明小波神经网络用于径流中长期预报是可行的.     

非线性双时间尺度紊流模型的研究与应用

在双时间尺度紊流模型的基础上，对线性涡粘性模型进行了修正，建立了封闭的非线性双时间尺度紊流模型。采用交错网格系统和有限体积法，将修正后的模型应用于具有回流的突扩流的紊流模拟中，其计算结果比采用双时间尺度紊流模型的计算结果有进一步的改进；对泄洪洞进口三维流场的数值模拟的结果与试验结果也较为吻合。     

黄河三角洲地区降水时序变化特征研究

基于黄河三角洲内5个气象站1961—2007年逐日降水资料,采用Mann Kendal非参数检验、小波分析等方法,对近50年来黄河三角洲地区降水量时序变化特征进行研究。结果表明,黄河三角洲地区近50年来,年际和年内不同季节降水量均呈逐步下降趋势,并在1976年左右发生突变,之后降水量下降显著。年际降水存在约8~9年的主变化周期,而春夏秋冬四季降水存在约16~17年的主变化周期。根据周期变化特征,预测2012—2014年黄河三角洲地区将处于多水期,其中秋季和冬季降水较多,而春季和夏季降水较少。     

额尔齐斯河流域年降水量时间序列分析

分别采用Morlet小波分析法、R/S分析法对额尔齐斯河流域塞米巴拉金斯克、托博尔斯克两站的年降水量资料进行分析。Morlet小波分析结果表明:两站的年降水量变化表现出多个时间尺度的相对丰枯交替特征,并且两站均存在显著的16 a左右的主周期。R/S分析结果表明:两站年降水量存在明显的赫斯特现象,即降水量变化存在着持续性,未来年份降水量可能呈现增多趋势。     

Precipitation variability in the Yangtze River subbasins

Numerous dams and reservoirs in the Yangtze River basin have been constructed. Thus understanding the variability of hydroclimatological time series is important for the development of an optimal reservoir management strategy. This is crucial for life in the densely populated basin known to be highly susceptible to floods and droughts. Time series of annual precipitation totals and precipitation totals from May to September (the rainy season) for the period from 1961 to 2002 were averaged within the subbasins of the Yangtze River. The resulting time series were analyzed for similarities and differences and continuous wavelet transforms were produced to identify inherent quasi-periodicity. The western subbasins have shown a diverse pattern of periods with high and low precipitation variance. We have detected prominent periods of high precipitation variance for the central and eastern subbasins in the 1980s and 1990s, respectively.     

基于小波变换的漳卫南运河流域降水和径流周期分析

周期分析是水文序列变化特征研究中的一项重要内容。根据漳卫南运河流域1956-2005年间的年降水量数据以及元村、淇门和临清3个站点的年径流量数据,对水文序列进行趋势分析,采用Morlet小波进行周期分析。研究结果表明:自1956年漳卫南运河流域的年降水量和年径流量均呈现下降趋势;不同时间尺度具有不同的降水和径流结构;年降水量变化的主周期为准6a、12a和准16a;元村、淇门和临清站年径流量具有两个相同的主周期,分别为准5a和准16a。     

基于叠加的马尔科夫链的永吉县降水量分析

利用永吉县1957-2011年降水资料,采用线性回归法及叠加的马尔科夫链方法对永吉县的降水量进行分析,结果表明,永吉县降水量在54年中20世纪70-80年代为下降趋势,之后呈先上升后下降的趋势。以叠加的马尔科夫链可以很好的模拟永吉县降水量,但在大旱大涝年份误差较大,在计算中应综合降水序列整体进行计算以消除误差。     

陕北荒漠区降水量演变规律研究

为了解陕北荒漠区降水演变规律,分析了榆林气象站1951-2013年降水量的基本统计特征,采用R/S法分析了序列的持续性,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法分析周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果显示:年降水量呈现递减趋势并将持续,周期为2.66年,显著突变发生在20世纪60年代末。年最大日降水量呈现不显著递增趋势,且发生在8月比例最大,无显著突变发生。大于5 mm和大于10 mm的日降水量累计值均呈现不显著递减趋势,周期均为3年,且显著突变均发生在20世纪70年代初。1、3、5、6、9月的月降水量呈现微弱递增趋势,其他月份均表现为微弱递减趋势;对汛期7-10月降水量的突变分析显示,汛期4个月降水均无显著突变。榆林站降水总体呈现递减趋势。     

区域气候模式垂直分辨率对我国夏季降水模拟的影响

该文采用区域气候模式RegCM3和NCEP再分析资料,选取3种垂直分辨率、3种水平分辨率,就垂直分辨率对区域气候模式模拟我国5年(2000-2004年)夏季降水的影响进行了评估.得到的主要结论如下:从5年季、月平均降水模拟来看,总体上三个方案模拟降水都偏高,随着垂直分辨率提高,模拟降水量更接近观测,各子区域对分辨率呈现更大的敏感性;月平均降水的敏感性更甚于季平均;随着垂直分辨率提高,模拟降水与实测的空间相关系数不一定也增大;即使对区域气候模拟,30km或更高的水平分辨率也有助于提高降水模拟;垂直分辨率的提高可能存在一个敏感范围,超过该范围时,改进模拟的效果不明显;为提高模拟精度且权衡计算花费,提高垂直分辨率比提高水平分辨率更为有效.