1980-2015年贵州省不同等级降雨日数时空变化特征

使用贵州省19个气象站1980-2015年的36年逐日降水观测数据,通过计算气候态、倾向率、雨日概率、线性系数,运用样条函数插值法、Mann-Kendall突变检验等现代统计诊断方法,研究了贵州省不同地貌各等级降雨日数的时空分布特征和不同等级降雨日数的趋势变化。得到以下结论:1980-2015年,贵州省各地降雨日数多年平均值在130～200 d之间,全省年总雨日平均值为171 d,小雨日数占总雨日数的81. 31%,对降雨日数的贡献最高,总雨日时空分布由小雨型决定,空间分布上,总体表现为西多东少,中部多南北少;暴雨和大雨日数在空间上呈带状分布,南多北少;中雨日数出现两个大值中心,一个位于东部,另一个位于西南部的岩溶盆地;暴雨和大雨日整体呈微弱上升趋势,而中雨、小雨、总雨日数呈下降趋势,总雨日下降趋势最显著;岩溶峡谷的雨日数最多,非喀斯特区和岩溶槽谷的雨日数最少。暴雨、大雨、中雨日数高值区在岩溶盆地,低值区在岩溶峡谷;降雨日数冬半年少于夏半年,冬季是全年中降雨日数最少的季节,以南部地区较少;贵州省总雨日年内分布可分为3类:平缓型、单峰型、双峰型,岩溶槽谷、非喀斯特区和岩溶高原地区属于平缓型;峰丛洼地地区为单峰型;岩溶峡谷和岩溶盆地为双峰型;小雨日、总雨日数在1997-1998年发生突变,呈显著的下降趋势,暴雨、大雨、中雨日数没有发生突变。     

近63年陕西宝鸡极端强降水事件变化特征诊断

为明确宝鸡市极端强降水事件变化特征,掌握极端降水事件发生规律,以1952-2014年宝鸡气象站点逐日降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、Morlet小波函数、R/S分析法、Mann-Kendall非参数检验法对极端降水变化特征进行诊断分析。结果表明:宝鸡市近63 a来,除年降水总量、强降水量、中雨日数、大雨日数呈波动下降趋势外,其余指数呈现上升趋势,其中以极强降水量变化表现最为剧烈,变率超过1 mm/10a。强降水量和极强降水量呈现大小尺度相互嵌套的周期变化趋势,二者仅存在弱突变;未来宝鸡强降水变化与过去变化趋势一致将呈减少态势,极强降水变化以反向趋势呈减少态势发展。此外,各极端强降水指数与年降水总量、降水强度呈现正相关,年降水的变化可以很好的反映极端降水指数的变化。     

鄱阳湖区分级雨日及雨量变化特征分析

为了分析鄱阳湖区降雨量的变化特征,按照相关标准对年降雨日数和降雨量进行分级,深入研究各级雨日(量)的年际变化特征和年内分配规律。利用鄱阳湖区都昌站1953—2012年逐日降雨资料,采用趋势突变检验、Hurst指数、集中度和集中期等方法对鄱阳湖区年和季节分级雨日(量)的变化特征进行分析。研究结果表明:①鄱阳湖区年平均降雨日数为134 d,其中,小雨日数、中雨日数、大雨日数和暴雨日数所占雨日的比例分别为70.9%,18.66%,8.2%,2.98%;过去几十年,年总雨日数、小雨日数和暴雨日数均呈现显著减少的趋势并可能持续减少,年总雨日数在1978年发生突变,突变后雨日数减少了14 d;季节性降雨中,春、夏2季以大雨暴雨为主,秋、冬2季以小雨、中雨为主。②鄱阳湖区年平均降雨量为1 335.66 mm,小雨、中雨、大雨和暴雨占年降雨的比例分别为20.74%,29.50%,27.35%,22.41%;过去几十年,年降雨量呈显著减少趋势并可能继续减少,并在1976年发生突变,突变后年平均降雨量减少了301.26 mm。③鄱阳湖区降雨集中度平均为0.4,但受降雨年内分配的影响,降雨集中度年际差异较大;降雨集中期主要集中在3月中旬—6月中旬,其中,4月中旬—5月中旬占了71.43%。鄱阳湖区降雨日数的减少主要是由小雨日数减少引起的,降雨量的减少是各级雨量共同减少造成的;降雨集中度的大小与大雨和暴雨量所占年降雨量的比例密切相关,且与降雨不均匀系数显著正相关。研究结果可为进一步认识鄱阳湖湿地水文情势变化特征提供依据。     

山美水库流域极端降水时空变化及非平稳性特征

为探究极端降水的时空变化及其非平稳性特征,基于1972—2010年山美水库流域8个降水站点逐日降水数据,选取9个极端降水指数,利用Pre-Whitening Mann-Kendall（P-WM-K）方法分析流域极端降水的时空变化特征,并采用广义可加模型（generalized additive models for location,scale and shape,GAMLSS）检测极端降水的非平稳性特征。结果表明：在时间变化趋势上,极端降水频率指数中雨日数R10mm和大雨日数R25mm呈下降趋势,暴雨日数R5mm呈上升趋势,且上升趋势达到005显著性水平;除降水总量PRCPTOT外,其余强度指数呈上升趋势,且均达到 0.05显著性水平,其中极端降水量R95线性倾向率达到 30.5 mm/（10 a）;在空间差异上,R50mm和极端降水强度指数在流域东南部呈现上升趋势,且上升趋势显著,西北部PRCPTOT下降较明显;R10mm和R25mm呈平稳特征,R50mm全流域约50%的站点呈现非平稳特征,且以均值非平稳为主,除PRCPTOT外,其余强度指数均以非平稳特征为主,且主要表现为均值非平稳。未来山美水库流域极端降水量和不确定性增加,灾害风险增大。     

大沽河流域近60年降水量时空变化特征分析

以大沽河流域内及周边的28个雨量站1952-2011共60年的逐日降水资料,采用常规统计、变差系数、Arc GIS软件的IDM空间差值方法,分析了大沽河流域降水量的时间和空间分布特征。流域降雨时间分布特征主要表现为:汛期多年平均降雨量占全年的73.7%,而7、8两个月份降水占全年的51.8%;年降水量连丰、连枯年多以连续2年出现,降水量总体变化的倾向率为-21.0 mm/10a,下降趋势明显。年最大1 d降水量总体变化的倾向率为0.34 mm/10a,有上升趋势。空间分布特征主要表现为:大沽河流域的年降水量、雨量站≥50 mm暴雨日数分布均与流域内的地势有着密切的关系,高值区主要分布在丘陵、山区;低值区主要分布在流域内的平原区。     

近30年来云南省不同等级降水时空变化特征分析

利用1987—2016年云南省29个气象站点逐日降水资料,将云南省划分为6个流域,运用线性趋势和小波分析法,分析了云南省不同流域不同等级降水日数和强度的时空变化特征。结果表明:(1)云南省微量降水、小雨、中雨和大雨降水日数和强度整体呈减小趋势,暴雨呈增加趋势,其中微量降水日数和强度、小雨降水日数呈极显著减小趋势;(2)各等级降水强度平均贡献率呈现出中雨大雨小雨暴雨微量降水;(3)各等级降水强度普遍存在22 a和29 a的长周期变化特征;(4)微量降水日数和强度呈现出东北多西南少的分布特征,小雨、中雨、大雨和暴雨降水日数和强度呈现出西南多东北少的分布特征,微量降水日数和强度减少幅度呈现出由东南向西北递增的趋势,小雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在中西部,减小幅度较小区域主要集中在长江流域中部和澜沧江流域南部,中雨降水日数和强度减小幅度呈现出由中部向东北和西南递减的趋势,大雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在西北和东南部,减小幅度较小的区域主要集中在中南部,暴雨降水日数和强度上升幅度较大区域均集中在西南和东部。研究结果可为区域农业生产和农业用水提供基础性参考。     

大理地区极端气候事件长期变化特征研究

利用大理气象站的1960—2014年逐日降水和气温资料,计算出12个极端气候指数,采用线性趋势分析,M-K方法、Pettitt法相结合和谐波分析等方法对极端气候指数的趋势、周期和突变进行分析,得出如下结论:(1)整体来看,大理地区的极端降水指数中,最大1 d降水量、大雨日数、连续湿日、强降水量以及年降水量分别以1.278、0.211、0.1、6.987、15.25 mm/10a的趋势在减少,降水强度以0.03 mm·d-1·(10 a)-1的趋势增加;极端温度指数中,年平均温度以0.15℃/10a的趋势在增加,暖昼、暖夜、热持续天数的增加速率分别为43%、39%、2.56 d/10a,冷昼、冷夜、冷持续日数分别以5%、43%、0.8 d/10a的趋势在减少;(2)极端降水指数中存在4、6、20、27 a不同的主周期变化;极端温度指数中,冷夜、暖夜、暖昼、冷持续指数的主周期为27a,与年平均气温的周期变化一致;(3)热持续日数和暖昼的大幅变化对大理地区的增温现象产生一定影响;(4)年降水量在2011年发生突变,其它极端降水指数均未检测到显著性突变,年平均气温在2006年发生显著性突变,冷夜、暖夜、暖昼指数在90年代前后发生突变,并且均通过了0.01的显著性检验。     

新疆阿勒泰中部地区降水变化特性分析

结合中部地区降水站点1962年～2018年数据,对其区域降水变化特征进行分析。结果表明:中部地区年降水量呈现递增变化,年递增幅度为106.6 mm/10a,降雨日数也呈现递增变化;汛期(5月～9月)降水量变化较为平稳,非汛期(10月～12月、1月～4月)降水递增,且降水日数增加;除冬季外,其他季节降水总体变化稳定,冬季降水及日数均明显增加。     

滦河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

以滦河流域5个气象站1957 -2008年的气象资料和4个水文站1956-2000年的天然径流资料为基础,采用Mann - Kendall非参数趋势检验法、累计距平法、滑动平均法等方法,分析了流域内气温、日照时数、降水量、相对湿度等主要气象要素以及径流量的变化趋势.结果表明:绝大部分气象站点的年均气温都表现出显著上升趋势,Kendall倾向度为0.28 ～0.43℃/10a;年日照时数均呈显著减少趋势,Kendall倾向度为3.32～8.21 h/a;降水量均呈减少趋势,但不显著,夏季降水量的减少趋势最为显著;相对湿度除承德气象站有显著增大趋势外,其他站点均呈现下降趋势,其中乐亭站达到显著下降水平;径流量均呈不显著减少趋势,潘家口水库水文站年入库径流量的Kendall倾向度为-1799万m3/a.     

洮河流域降水量的多时间尺度特征及趋势分析

基于洮河流域及周边雨量站点1956—2013年降水数据,采用小波分析方法分析了洮河流域近58 a来年降水量的变化趋势、多时间尺度主周期变化过程及其空间变化特征,并对未来态势进行了预测。结果表明:洮河流域年降水量整体呈减少趋势,倾向率为-4.60 mm/10 a;年降水量主要存在3个尺度的周期变化,分别为20、12、5 a,其中20 a尺度周期震荡最强且贯穿整个时域;流域降水量在空间上具有显著差异性,中部干旱黄土山丘区各尺度的周期波动明显强于上游的;对洮河流域未来一段时期降雨趋势的预测显示,除2017年降水偏少外,2014—2021年间其余年份的降水将处于正常水平或偏多。     

长江上游甘孜流域历史降雨时空变化分析

以长江上游甘孜流域为研究对象,采用一元线性回归法对流域3个降雨站点的降雨数据进行趋势分析,采用M-K检验分析其突变年份.结果表明,流域内降雨整体呈现增长趋势,流域降雨量从上游到下游逐渐增加,上游、中游和下游的年降雨量分别以0.684,1.9553,0.8313mm/a的速度增长;上游站点降雨突变年份为1982,2011...     

近50年陕南地区降水时空变化特征

应用滑动平均、累积距平、线性倾向估计、曼-肯德尔等方法研究陕南地区53 a降水量及降水日数的趋势和特征。结果表明:陕南地区降水年际变化大,年内分布不均匀,整体呈减少趋势;该区域南部及东南部降水呈现增加趋势,其余地区降水呈现减少趋势,特别是西部地区降水减少明显;陕南地区近年的降水量减少主要以春季和秋季的显著减少为主;总降水日数、小雨日数、中雨均呈现减少趋势,大雨日数和暴雨日数变化不明显;大雨以上日数与年均降水量存显著正相关,是影响年均降水量的重要因素。21世纪以来,夏季降水量和大雨以上日数呈增加趋势,应引起相关部门重视。     

乌云河流域径流变化及其影响因子分析

利用乌云河东风水文站月流量、月降水量和蒸发量资料,通过计算水文和气象要素的变差系数、峰型度和丰枯率及气候倾向率等参数,分析了乌云河径流的主要补给来源及降水和蒸发量等气候因子对径流的影响。研究结果表明：（1）乌云河年径流的变差系数为0.32,其主要由融雪和夏季的降雨来补给,径流年际呈逐渐降低的趋势发展,春、夏、秋、冬四季、汛期及非汛期的流量均呈递减趋势,而且汛期流量减少的最为明显;（2）乌云河的降水量和蒸发量的年际变化也呈递减趋势,蒸发量的减少趋势较为明显,其气候倾向率达到－175.0 mm/10 a。分析认为,降水量的逐渐减少可能是影响该流域流量逐渐降低的原因之一。     

基于地统计学和M-K检验的头屯河流域降水时空变化分析

以头屯河流域7个气象站点逐日降水资料为基础,运用趋势分析、Mann-Kendall检验和地统计学分析法,研究该流域降水量时空变化格局。结果表明,近30年,头屯河流域年降水量平均值为263 mm,其倾向斜率为(-6. 86 mm/10 a);除秋季降水略有增加(11. 02 mm/10 a),其他季节均为减少趋势,但未通过0. 05水平信度检验。M-K检验显示,1989年为突变年,降水量由增加变为减少;地统计显示,流域内降水资源空间分布不均,呈自西北向东南减少分布。     

东北地区近60年降水量变化趋势特征研究

在气候变暖背景下,全球乃至区域降水模式发生着深刻变化。以东北地区1961—2020年的207个气象站点降水资料为基础,采用线性回归、小波分析和普通Kriging方法,研究了该地降水量倾向斜率及其空间分布特征。结果表明,研究时域内东北地区多年降水量平均值为532.17 mm,倾向斜率为1.169 mm/a。研究区内分别有75%、25%的气象站点降水量呈现增加、减少的倾向趋势,其中减少的趋势主要集中于大兴安岭、内蒙古高原东部地区,并明确了东北地区降水量变化趋势在空间上的分布规律,可为气候环境研究提供一定参考。     

北京市典型流域降雨前后水质变化研究

为探索北京市降雨对河流水质的影响,本研究分析了通惠河流域、小中河流域、海子水库流域等3个流域降雨前后主要河流水质变化特征,解析了3个流域的主要水质指标变化趋势,结果表明：降雨后COD_Cr、NH₃-N与TP的变化趋势基本一致,表现为降雨级别为小雨、大雨和暴雨时,降雨后COD_Cr的浓度比降雨前低;降雨级别为中雨时,降雨后COD_Cr的浓度比降雨前高。TN降雨后浓度变化与降雨级别关系不大,浓度变化不明显。本研究为北京市科学制定水资源保护规划方案及水污染防控措施提供技术支撑。     

黄河流域中游典型支流汛期降雨特性变化分析

选取黄河流域中游5条典型支流,基于74个雨量站点1980—2009年的日降雨数据和汛期降雨摘要数据(1～5h精度),利用Mann-Kendall趋势检验与突变检验方法分析研究区域内的汛期降雨特性变化。将次降雨按照场次雨量分级为小雨、中雨、大雨和暴雨,按照场次平均雨强分级为低雨强、中雨强和高雨强降雨,统计各级别的雨量、雨强、频次及历时等,综合探讨不同级别的降雨特性变化。结果表明,区域内汛期降雨总量有略微的增加,而雨强大幅减少;小雨、低雨强降雨的雨型转变明显,暴雨、高雨强降雨受到的影响相对较弱。本文对于理解以超渗产流为主的黄土高原区的产流模式有重要意义。     

近50年佛坪县降水变化特征分析

应用滑动平均、累积距平、线性倾向估计、滑动t检验,有序聚类等方法分析了佛坪近50年降水趋势及特征。结果表明:佛坪降水年际变化大,年内分布很不均匀;年总降水日数、小雨日数、中雨日数均呈现减少趋势;降水量整体呈现在波动中减少的趋势;年降水量的突变点出现在上世纪90年代初;降水量减少主要是以春季和秋季降水的减少为主;大雨以上日数与年降水量存在显著正相关关系。近年实测数据显示该区域暴雨频发,夏季降水量和大雨以上日数有增多的趋势,应引起相关部门重视。     

海河流域降水量长期变化趋势的时空分布特征

采用非参数统计检验方法(Mann-Kendall)对海河流域32个气象站点的48年间(1957~2004年)月降水量序列长期变化趋势进行分析,并用参数检验法进行对比;同时根据32个站点的结果,用Surfer7.0做出了12个月及年降水量的β值等值线图,年降水量的b值等值线图,对海河流域降水量进行空间变化分析。对12个月统计检验结果的分析表明,7、8两个月份下降幅度较大,以8月份最甚,b值达到-1.146mm/a,β值为-0.992mm/a,7、8月份降水量减少的趋势,造成了海河流域夏季降水量的明显减少,夏季降水量的b值和β值分别为-1.918mm/a和-1.982mm/a,即降水量每年约减少1.9mm;两种方法对年值的统计检验是相同的,均呈现明显的下降趋势,b值和β值分别达到-2.728mm/a及-2.634mm/a。从季节分布情况来看大体上,中部以五台山站为中心的地区变化剧烈,流域的北面山区变化不大;从年值的等值线图可以看出,全流域年降水量出现了明显的下降趋势,呈现以五台山站为中心的强下降趋势区。     

赣江上游章水流域极端降水时空变化特征

以赣江上游章水流域内15个雨量站1957-2016年逐日降水资料为基础,获取了12个极端降水指数。分别采用线性趋势、Modified Mann-Kendall非参数检验法、累积距平法、Pettitt突变检验法、小波分析、Hurst指数分析和克里金插值等方法对12个极端降水指数的时空变化特征进行探讨。结果表明:1957-2016年间,暴雨量及日数、强降水量及贡献率和最大湿润日数均呈现上升趋势,极强降水量及贡献率、最大干旱日数、年最大雨量、连续5日最大雨量呈现下降趋势,且其未来趋势均将得到加强;大雨量及日数呈现上升趋势,但未来趋势将可能减弱;所有极端降水指数的过去趋势均不具有显著性,同时未发生显著的突变,并且普遍存在以1988年为中间轴的33～34a主周期;大雨量及日数、暴雨量及日数、强降水量、最大湿润日数、年最大雨量、连续5日最大雨量的高值中心均在流域西南区域的内良站附近,并呈上升趋势,低值区域主要分布在流域的东部区域,并呈现下降趋势,且其整体空间分布大致相同,均为西南向东北递减;而强降水贡献率及极强降水贡献率为东南向西北递减,最大干旱日数是从东向西的递减趋势。未来章水流域极端降水的变化趋势可能还会增强,加强流域极端降水事情的预防对流域水旱灾害防治意义重大。