近50a黄河三角洲极端降水事件特征研究

利用黄河三角洲地区5个气象站1961—2007年逐日实测降水资料,采用适合当地实际状况的通用极端气候指数,分析近50 a来黄河三角洲地区极端降水事件变化特征。结果表明:黄河三角洲地区的逐年最大日降水量、强降水日数、强降水强度、暴雨日数和暴雨强度等5个指数均呈现逐步下降趋势;从年代际特征来看,20世纪60年代至今大约经历了3个"先下降后上升"的变化过程;极端降水量与年降水总量存在较好的相关性,相关系数在0.75以上;最大日降水量、强降水日数和暴雨强度3个指数在70年代末和80年代初发生突变,其特征与华北中部地区基本保持一致。     

河北省地区50年来降水变化特征分析

利用河北省地区石家庄、张家口、承德、保定以及北京和天津6个典型气象站点1960年-2009年共50年的降水资料,运用Mann-Kendall秩相关检验法和Morlet小波变换等方法,分析了该地区近50年来降水变化特征。研究结果表明:①整体上河北省多年平均年降水在500mm以上(张家口站除外),降水集中在夏季,约占全年68%;②降水量的年际变化呈一定的减少趋势,但趋势性不明显,其中平原地区年降水量变化率相对较大;③从较大尺度来看,河北省平原区降水量存在约10年左右的周期,而山区存在15年左右的周期,且在未来的一段时间内,降水仍旧偏少;④河北省北部地区年降水量在20世纪70年代中后期和90年代中后期各发生过一次突变。     

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。     

新疆博尔塔拉河流域近50年来降水变化趋势分析

利用50 a来博尔塔拉河流域2个气象站1960—2011年的降水观测数据,采用非参数统计检验Mann-kendall法和线性回归方法对降水的变化趋势进行了研究。结果表明:近50年来降水量呈现上升趋势,降水增幅倾向率为14.7 ram/a,且年际变化大。近50年来降水资料系列存在一个明显的枯、平、丰变化周期。其中1960—1980年降水量为偏枯阶段,1981—1995年降水量为平水阶段,1996—2011年降水量为偏丰阶段。研究成果可为博尔塔拉河流域水资源开发利用提供重要的参考价值。     

“一带一路”西亚地区降水时空特征及空间均衡分析

以"一带一路"西亚主体水资源区为研究对象,提取全球高分辨率降水数据集中1961—2016年的数据,运用M-K秩次相关检验和小波分析等方法,分析了"一带一路"西亚主体水资源区的降水时空变化及其空间均衡特征。结果表明:研究期内,降水量均值大小从高到低分别为土耳其地区、伊朗地区和阿拉伯半岛地区;土耳其地区降水量呈轻微上升趋势,伊朗和阿拉伯半岛地区降水量均呈下降趋势,伊朗地区下降趋势更加明显;土耳其、伊朗分别存在8~10 a和20~25 a周期变化特征,阿拉伯半岛地区存在8~10 a和22~25 a两类周期变化特征,其中8~10 a周期为主;阿拉伯半岛西部和中东部地区为研究区内降水最缺乏的地区。     

兰州市1951—2015年降水量变化特征研究

为了解兰州市降水量的变化特征,利用兰州气象站1951—2015年月降水量序列数据,采取线性倾向估计法、滑动平均法、累积距平法、Mann-Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法分析兰州市近65年来年降水量及各季降水量的变化特征。研究结果表明：近65年来兰州市年降水量总体呈波动式下降趋势,倾向率为-8.20 mm/10年。4季中除冬季降水量呈略微上升趋势外,其余3季降水量均与年降水量变化趋势相同,呈波动式下降趋势。年降水量于1979年发生由增多至减少的突变,各季降水量变化同样存在若干突变点。兰州市降水量变化存在多时间尺度效应,其中年降水量变化的第一、第二及第三主周期分别为46年、32年及14年。目前处于第一主周期降水偏丰阶段,且在未来5~7年内仍将处于偏丰状态。研究成果可为兰州市农业生产活动提供一定的科学依据。     

近50年来淮河流域降水时空变化特征分析

以淮河流域及周边地区48个气象站点1961年-2010年共50年逐日降水过程为基础资料,以地理信息系统技术为数据处理平台,结合Mann-Kendall秩次相关检验、Morlet小波变换和集对分析法(SPA)等,分析淮河流域年降水量时间序列趋势性、周期性以及降水集中度、集中期、降水质心、旱涝发生频率、旱涝交替在空间上的分布特征。结果表明:①近50年来,年降水量整体呈略微减少趋势,南部地区降水增加,北部地区降水减少;②年际变化上存在27年的主周期,年内分配集中在夏季,且北部地区降水更为集中;③干旱易发区分布面积较广,洪涝易发区分布相对较集中,上游和中游部分地区为旱涝交替易发区。     

清远市1970—2019年降水序列变化特征分析

为了解清远地区近几十年降水变化特征,更加科学地管理和利用水资源,基于清远市内6个代表水文站1970—2019年的降水实测资料,采用滑动平均法、Mann-kendall检验法以及Morlet小波分析法等分析研究清远市年降水量趋势变化、突变情况以及周期特征。结果表明:清远站与珠坑站年降水量整体呈现减少趋势,而大庙峡站、英德站、阳山站以及连县站呈现增加趋势,但变化趋势不显著;清远站和英德站的下降突变发生在1975年左右,大庙峡站和连县站的下降突变发生在2015年左右,珠坑站的下降突变发生在1982年左右,阳山站发生了2次下降突变,分别在1973年以及2015年左右;各站点降水序列有着较明显的丰枯交替特征,其降水主周期有3～4个,第一、第二主周期一般为22 a或15 a,第三、第四主周期一般为7 a或3 a; 2015年后各站点年降水量转为减少趋势,目前清远地区处于降水偏少期。     

黄河三角洲NDVI变化与气候因子的相关分析

利用MOD IS/Terra资料,得到了黄河三角洲地区2000~2004年逐月NDVI统计资料,详细分析了NDVI的时空变化特征,同时研究了NDVI与降水、气温的关系。结果表明:一年中,黄河三角洲NDVI具有明显的周期变化规律,但近年来黄河三角洲的NDVI年际间变化不明显;黄河三角洲地区的气候变化,尤其是气温、降水与NDVI存在着一定的相关性,但相对来说当月NDVI对气温的响应较强,而降雨则对滞后1个月的NDVI的影响较大。     

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。     

黄河流域极端降水特征分析

利用黄河流域1965-2012年252个观测站日降水资料,分析了黄河流域年极端降水、汛期日极端降水的时空分布特征。研究结果表明:黄河流域年极端降水在空间分布上呈现出从东南向西北递减的特点,不同区域的年极端降水强度有显著空间差异,下游大汶河年极端降水强度最大,内蒙杭锦后旗临河一带年极端降水强度最小。极端降水站数偏多的年份,该年黄河流域总降水量也趋于偏多。汛期日极端降水强度从黄河上游到下游逐渐增强,主要发生在7-8月。     

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。     

黄河流域近40年气候变化的时空特征

黄河流域是我国主要的气候敏感区之一,气候变化对其生态环境演变与经济社会发展有显著影响。本文利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料分析了黄河流域过去40年的温度、降水、水汽通量散度、蒸散和荒漠化风险等的演变特征,结果发现:1979—2019年黄河流域四季均呈现明显增温趋势,其中春季增温最为明显;季节性降水的变化差异显著,春季和夏季降水呈现下降趋势,秋季降水增加;黄河流域空中水汽以辐合为主,过去40年黄河流域上游水汽辐合年际波动最小,中游次之,下游最大;黄河流域蒸散整体呈现减少趋势,其中增加趋势集中在上游地区;黄河流域荒漠化风险整体处于中等风险以上,呈现由南向北加剧的空间分布,1982—2014年黄河流域荒漠化风险呈现下降趋势。本研究厘清了全球气候变化背景下黄河流域蒸散、水汽输送和降水等水循环过程的变化规律,能够为维护黄河流域地区生态安全、防范重大气象灾害风险提供科学依据。     

水循环视角下的黄河流域生态保护关键问题

流域作为陆地水循环的基本单元,其在生态保护修复中的地位和作用越来越得到重视。随着人类活动影响的加剧,流域水循环逐步演变为"自然-社会"二元模式,流域生态系统也在结构和功能上逐步转化为自然-社会复合结构和功能。本文基于对自然-社会二元水循环与流域生态保护关系的分析,针对黄河流域生态本底和特征,分别从空间格局和时间过程上提出了维护黄河流域生态系统完整性的主要原则和重点,并针对三江源区、祁连山-秦岭、黄土高原、黄河三角洲几个流域生态保护重点区域,分析了各区域目前存在的主要问题,提出了下一阶段保护治理的措施建议,以消耗一定的水资源为代价,实现坦化水循环极值性、大幅度减少冲沙用水、恢复自然生态三大功效,促进黄河流域生态保护和高质量发展。     

黄河上游唐乃亥流域径流统计特征分析及气候影响

根据黄河上游唐乃亥以上气候资料, 统计分析了近 50年气候变化特点并以其与唐乃亥站径流关系为依据,分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响.结果表明:黄河上游径流呈现以枯水期占优势的丰、枯水交替变化规律,其完整的丰枯循环周期约在18 a;1920～1998年的年径流量呈现弱增长趋势,2000年以后进入一个丰水段;该区年均径流量为617 m3/s,主要集中在6～10月份;月均径流、降水和气温在变换趋势和影响月份上具有高相关性;在全球变暖的大环境下,研究区气温处于波动上升状态,20世纪90年代以后,降水、径流均呈下降趋势.     

黄河上游径流丰枯空间分布特征及其影响因素

针对目前青藏高原背景下的区域径流丰枯空间分布特征与其影响因素之间的联系仍不清楚,以及单站点或多站点平均的丰枯指标难以反映区域径流空间分布特征的问题,采用不同时间尺度的标准径流指数,结合经验正交函数、奇异值分解等方法分析了黄河上游1969—2012年径流丰枯的空间分布特征及其与青藏高原降水、气温和积雪3种气象因子的关系。结果表明:黄河上游径流丰枯情况具有区域一致的主要空间分布模态(主要受气象因子的影响)和东北—西南反位相分布的次要空间分布模态(主要受人类活动的影响);夏、秋季比冬、春季更可能出现多年径流量偏丰或偏枯的情形;青藏高原降水、气温和积雪是影响黄河上游径流丰枯空间分布的主要气象因子,降水对径流丰枯变化起主控作用,积雪和气温的季节性影响较明显;青藏高原东北部、东部、北部是影响径流丰枯变化的关键区。     

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。     

黄河三角洲1961—2000年水资源时空变化特征

采用降水量、径流量、地下水位及埋深4个指标对1961—2000年水资源的时空变化特征进行分析。结果表明:①降水量年内及年际变化均较大,年内降水量集中于夏季,年际呈下降趋势,空间分布呈自南向北逐渐下降的趋势。②黄河入境径流量年内及年际变化均较大,根据趋势分析1986年之前径流量变化较平缓,之后呈线性下降趋势。当地径流量年内变化较大,夏季径流量超过全年的80%;年际变化较小,呈峰-谷-峰的变化趋势。③东营市浅层地下水位年内变化较小,其中广饶县年内及年际变化均较大,自20世纪80年代至21世纪初平均下降了12.78m。④广饶县地下水埋深自70年代至90年代增幅达到14.70m。1975—2000年广饶县地下水埋深呈显著线性增加趋势(R2=0.93),年均增速达到0.72m/a。     

北半球OLR与黄河上中游6—9月降水的关系

利用黄河上中游43个气象站6—9月降水资料和NCEP再分析月平均地气系统射出长波辐射(OLR)资料,采用EOF、相关分析方法,分析了汛期月降水与北半球OLR的关系,结果表明:①同期相关场在黄河流域皆有强的负相关区存在,相关系数为-0.77～-0.69,长江以南为较强的正相关区,反映出我国南北降水反向变化的合理性;②黄河上中游流域6—9月各月降水与前期OLR都有较好的相关区存在,取成片相关区中的最高相关系数格点作为预测因子,在上年1月至当年4月之间,6、7、8、9月分别有22、36、18、19个预测因子;③将相关系数绝对值大于等于0.65格点的OLR作为前期强信号因子,6、7、8、9月分别有4、4、1、2个因子;④强信号因子与黄河上中游降水有很好的关系,但影响流域内降水的区域有差异,6—8月上游的高原以及河套北部的相关性普遍差,其余大多数流域相关性显著,9月大部分流域相关性显著。     

近十年中国陆地水储量变化及其时空分布规律

利用GRACE重力卫星数据分析了我国及十大流域近十年水储量变化趋势、年变化特征、年内分布特征以及时空分布规律,结合TRMM降水数据分析了水储量与降水的关系。研究结果表明:近十年,中国水储量变化趋势具有空间差异性,西南大部、华北平原及黄河中下游、西北准噶尔盆地一带水储量呈减少趋势,东南部、长江大部分区域、长江黄河源头以及塔里木盆地区域水储量呈增加趋势;中国水储量年变化幅度较小,淮河、海河、珠江、松花江流域振幅较大,西北诸河流域振幅最小,全国除黄河、海河和西北诸河流域外,流域水储量年变化与降水年变化均呈显著正相关,东南诸河、珠江、长江流域相关系数均达0.7以上;年内分布上,我国冬春季水储量亏缺,夏秋季水储量盈余,3月-4月西南诸河及长江流域水储量亏缺严重,7月-9月则盈余较大,华北平原5月-7月水储量有亏缺,其他月份则水储量略为盈余。此外,黄河、长江、东南诸河、西南诸河以及珠江流域水储量与降水量年内分布一致性较好,西北诸河流域2月-4月份水储量与降水一致性较差,其他月份一致性较好,而其它流域则一致性较差。