淮河流域近70年极端水文气象特征分析

以淮河流域23个气象站点1951—2016年的降水数据和蚌埠水文站的径流数据为研究对象,应用线性拟合法、滑动平均法、非参数MK检验法分析了流域的降水和干旱的变化特征,并结合R/S分析法、Pearson和Spearman相关系数法分别分析了降水、干旱与径流的相关关系及长程记忆性。结果表明,除连续湿日外,淮河流域极端水文指数均呈显著增长趋势,突变年份集中在20世纪50、60年代初;近70年,年干旱频率达21. 2%,轻旱比例最高,从年、季尺度来看,冬旱最严重,年、季干旱均呈现减少趋势;最大30天、15天降水径流相关关系均呈中度相关,汛期、非汛期降水距平与径流相关关系分别呈中度和弱相关,未来4～11年,最大30天降水和径流、汛期和非汛期的降水距平及径流均呈不显著增长趋势。     

基于小时降水资料研究广东省降水分布特征

基于2001—2018年广东省86个国家自动气象站逐小时降水资料,分析了广东省不同历时降水的时空分布特征.结果表明:1)除粤北山区外,基本符合年均降水时数越多,累积降水量越大的规律.年均小时降水强度从南部沿海向北部内陆呈减弱趋势.2)汛期降水事件以短历时为主,占全年降水事件65.3%;累积降水量上,长历时降水量占汛期56.7%.前汛期短历时降水多发生在粤西;中历时降水多发生在珠三角两侧和粤西北地区;长历时降水多发生在粤东和粤北地区.后汛期短历时降水多发生在内陆,出现频次自西北向东南递减;中历时降水分布不均;长历时降水多发生在沿海.3)汛期降水时数日变化呈双峰型变化特征,小时降水强度日变化呈单峰型变化特征.小时降水强度峰值易出现在下午的站点多分布在内陆,小时降水强度峰值易出现在下半夜至上午时段的站点则多分布在沿海、部分山区和珠三角地区.     

水生态文明的评价及时空演变——以江西省为例

综合运用层次分析法(AHP)、聚类分析法评价江西省水生态文明建设水平。江西省水生态文明指数是由水供用体系因素、水资源与河湖管理水平因素、水资源开发利用体系因素、水生态体系因素及资源禀赋条件五大因素共同耦合作用的结果。研究发现,时序变化特征方面,水生态文明整体呈现下降趋势;空间差异特征方面,赣南、赣东总体位于灰色区,赣中、赣北部分地区位于浅色区,赣北部分地区位于深色区。最后根据测度结果,提出改善水生态文明的对策。     

保定地区50年来降水量变化趋势分析

利用保定地区1961～2010年的降水量资料,采用线性倾向估计及累积距平法对近50年的降水变化特征及变化趋势进行了分析。结果表明:保定市近50年来的年降水量呈缓慢递减趋势,且年际变化较大,汛期降水量也呈减少趋势,四季降水量变化有所差异,春、秋季降水量有所增加,而夏、冬季降水量呈减少趋势。     

1990年以来湖南四水入洞庭湖总汛期径流量变化特征及驱动因素

分析湖南四水入湖总汛期径流量变化特征及其驱动因素能够为湖南省水资源开发管理和水旱灾害的防治提供重要的科学依据.应用滑动平均法和Mann-Kendall非参数趋势检验法分析了1990年以来湖南四水入湖总汛期径流量变化特征;应用降水-径流双累积曲线和主成分分析法分析了导致四水入湖总汛期径流量变化的驱动因素.结果表明:1)湖南四水入湖总汛期径流量年际分配不均匀,并以15.783×108 m3/a的速度递减;湖南四水入湖总汛期径流量"丰—枯"变化的时间拐点和突变点均发生在2004年.2)降水-径流双累积曲线显示出明显的向右下方的偏转,其衰减率为17.45%.3)致使湖南四水入湖总汛期径流量减少的驱动因素中,自然因素所占的比重为26.82%,人类活动因素所占比重为73.18%,是其主要驱动因素.     

松花江流域极端气象水文要素分析

利用松花江流域1961—2018年逐日降水及逐日径流数据资料,基于11个极端降水指标和5个极端径流指标,采用趋势分析法、Mann-kendall非参数检验方法、Mann-kendall突变检验法、克里金插值法、皮尔逊相关系数等方法分析了松花江流域极端降水及极端径流事件的变化特征、地区性差异和规律,同时分析了极端降水和极...     

鄱阳湖流域降水集中指标的时空变化特征

研究降水在年内的集中程度,对干旱、洪涝及水资源管理具有重要意义。本文基于1957—2012年鄱阳湖流域的月降水资料,并利用两种降水集中度(PCI和PCD)指标、一种降水集中期(PCP)指标,研究了降水集中指标在鄱阳湖流域的适用性及其时空变化特征。结果表明采用的这些降水集中指标在鄱阳湖流域有较好的适用性。两种降水集中度指标均呈现出由西南向东北逐渐增加的趋势,其时空分布特征十分相似。降水集中期变化范围为4月上旬至6月中旬,呈由西向东逐渐减少的趋势。通过对月降水集中几种指标的变化进行MMK趋势检验,发现流域内大部分站点的降水集中度指标呈不显著的减小趋势,降水集中期呈不显著的延后趋势。     

近58 a南岳高山站气候变化特征分析

采用1953—2010年南岳高山站逐日气象资料,运用线性回归、突变分析和小波分析方法,对该站平均风速、气温和降水的气候变化特征进行了分析,并对与平均风速变化密切相关的气温和降水进行了年际变化特征比较.结果表明:1)年和四季平均风速均呈明显减小趋势,在20世纪90年代前后风速有由大到小的突变,年平均风速存在显著的准2 a和准4 a周期;2)年平均气温、最低气温、最高气温均呈明显升高趋势,气温存在显著的准2 a和准4 a周期,且于20世纪90年代中期前后气温有由偏低向偏高的突变;3)年降水量呈下降趋势,存在显著的准2 a和准3 a周期;4)风速与平均气温、最高气温和最低气温呈负相关关系,均通过0.01显著性检验,风速与降水的相关性没有通过显著性检验,但风速与降水的变化趋势在20世纪60年代中后期、70年代中期到21世纪初有较好的反相位变化.     

1951—2013年周口地区降水时空变化特征研究

为了研究区域降水的时空演变规律,根据周口地区28个雨量站1951—2013年的月降水量实测资料,利用经验正交函数(EOF)分析法、Mann-Kendall检验法及Morlet小波分析法,分析了周口地区63年来降水的空间分布、时间系数变化特征和时间序列的趋势性、突变性及周期性。结果表明,周口地区降水的空间分布有3种模式:全市丰(枯)一致型、南丰(枯)北枯(丰)型和东丰(枯)西枯(丰)型,其中全市丰(枯)一致型为周口地区降水的主要分布模式,其中1966年的全市降水偏枯和2003年的全市降水偏丰最为典型;周口地区降水量由东南向西北逐渐减小,各站点降水趋势变化不一,西南部呈下降趋势,中北部呈上升趋势,降水总体呈下降趋势;区域整体降水在1997年发生了突变,整体降水周期性变化明显,存在时间尺度为21 a的变化周期。研究结果可为周口地区的农业生产以及旱涝预警和减灾防灾提供理论支撑。     

清江流域近60 a日降水特征变化分析

基于清江流域11台站1961—2020年期间逐日降水数据,按小雨、中雨、大雨、暴雨降水强度分类,采用线性趋势分析、突变检验等方法分析了各类降水频率、贡献率的变化趋势及其对清江流域降水变化的影响。结果表明：1）近60 a来,清江流域年降水量主要受大雨频率的影响;2）年降水量、年降水日数分别以3.0 mm/（10 a）、0.96 d/(10 a)的速率下降,其中中雨贡献率下降趋势最大,夏季降水量、降水日数及各等级降水贡献率、频率均呈上升趋势,其中暴雨贡献率上升趋势最大;3）春、秋季降水量在20世纪70年代后期突变为下降趋势,二者突变的内在因素分别是暴雨频率和大雨频率的突变;4）降水量、降水日数在高于流域平均海拔区域呈明显下降趋势,二者分别主要受暴雨雨量变化、小雨日数变化的影响。     

西北干旱区近50年气候变化特征与趋势

20世纪后期全球增暖趋势越来越明显,受全球增暖的影响,西北地区的气候也将受到不同程度的影 响。选取了西北干旱区1951～2000年的21个代表站点气温、降水量资料,采用趋势系数法对西北干旱区近 50年气温和降水变化进行分析,找出各分区的变化趋势。结果表明:近50年西北干旱区气温呈上升趋势 (0.22℃/10a),1986年后气温明显升高;柴达木盆地和新疆北部升温较大;各季都有增温趋势,贡献最大的 是秋冬两季。降水变化有增加的趋势(3.2mm/10a),年降水量贡献最大的是夏季;各区降水都有增加,其 中新疆北部降水增加最多。西北干旱区近50年气温升高趋势是南北高,中间低;降水量增加趋势从东南向西 北呈现递增的格局。     

基于小波和MK检验的董志塬年降水量分析

为了研究董志塬降水规律特征,预测年降水量变化趋势,应用Mann-Kendall(MK)检验和Morlet小波变换对董志塬1959—2016年的年降水量进行分析。结果表明:董志塬年降水量呈不显著增加趋势;年降水量存在突变性,突变起始年份分别为1962年、1970年、1985年、1995年、2003年、2009年,突变年份间隔为10年左右;年降水量主要受2年、4年和8年的尺度周期波动影响,第一主周期为8年;年降水在整个研究的时域上丰水期与枯水期交替变化明显,以8年为周期,年降水量呈现上升下降周期性变化规律。     

1961—2019年江西省降雨侵蚀力时空变化分析

降雨侵蚀力（R）与降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨动能有关，反映了降雨特性对土壤侵蚀的影响，是影响土壤侵蚀的重要因素之一.本文利用1961—2019年江西省25个气象站点的逐日降雨量数据，基于降雨侵蚀力模型，通过Mann-Kendall相关检验、小波分析和Kriging空间插值方法，分析江西省降雨侵蚀力空间分布及变化趋势.结果表明：江西省年均降雨量和降雨侵蚀力从赣南到赣北逐渐增加，同时降雨空间分布和降雨侵蚀力空间分布具有相似性；春季和夏季降雨侵蚀力在3 000~6 000 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1，且春季降雨侵蚀力最大值高于夏季，而秋冬季降雨侵蚀力明显小于春夏季；江西省年降雨侵蚀力平均最大值分布在赣北区域，其次为赣中，赣南最小，侵蚀力由北向南逐渐递减.研究表明江西省因降雨导致侵蚀力不断增加，尤其以春夏季更为剧烈，其空间分布存在明显差异.     

青藏高原湖冰物候的时空变化及其影响因素

为明确青藏高原湖泊湖冰物候信息及其对气候变化的响应,以青藏高原面积较大(面积100 km2)的40个湖泊为研究对象,利用MODIS数据,采用阈值法提取湖冰物候,分析2000—2015年青藏高原湖冰物候的时空变化规律及其影响因素.结果表明:青藏高原湖泊开始结冰在11月初—12月中旬,完全结冰在11月中旬—次年1月初,开始融化在3月中旬—5月初,完全融化在4月中旬—6月初,封冻结冰期176 d左右,完全封冻期130 d左右.湖冰物候有明显区域差异,北部湖区开始结冰期早,完全融化期晚,封冻期长;南部湖区开始结冰期晚,完全融化期早,封冻期短.2000—2015年,大部分湖泊湖冰物候变化趋势不显著.北部湖区封冻期和完全封冻期波动较大,而东部和南部湖区完全封冻期变化程度小.湖冰物候时空变化主要受温度、降水、风速的影响,温度是主要的影响要素,温度升高或降雨增加都会使封冻期缩短,风速对湖冰物候有一定的影响.     

Oxygen-18 in present-day precipitation on the Tibetan Plateau

The temporal and spatial variations of the δ¹⁸O in precipitation on the Tibetan Plateau are analyzed. There is no temperature effect in the southern Tibetan Plateau. Amount effect has been observed at Lhasa station. However, the seasonal variations of the δ¹⁸ in precipitation are different from that of precipitation intensity, showing that the precipitation intensity is not a main controlling factor on the stable isotopic compositions in precipitation in the southern Tibetan Plateau. There is notable temperature effect in the middle and northern Tibetan Plateau. The seasonal variations of the δ¹⁸O in precipitation are almost consistent with those of air temperature there, indicating that temperature is a main factor controlling the stable isotopic variations in precipitation. A meridional cross-section shows that a notable depletion of the stable isotopic ratio in precipitation takes place in the Himalayas due to very strong rainout of vapor as it rises over the Himalayas, then the δ¹⁸O remains basically unchanged although a big temperature fluctuation appears from Tingri to Amdo, and the δ¹⁸O in precipitation increases rather than decreases from Tanggula to the northern Tibetan Plateau. Such a spatial distribution is related to the replenishment of vapor with the relatively heavy stable isotopic compositions originated from the inner Plateau.     

1951—2017年丽江极端气温和降水事件的变化特征

为系统弄清丽江极端气温和降水事件的变化特征,基于丽江气象站1951—2017年逐日最高气温、最低气温和降水量资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和Morlet复小波的方法对16个极端气温指数和11个极端降水指数的变化趋势、突变和周期特征进行了分析.1)变化趋势分析表明:月最低气温极大值、月最低气温极小值、夏季日数、暖夜日数、暖昼日数、热日持续指数呈显著增加趋势,霜冻日数、冷夜日数、冷日持续指数、月平均日较差呈明显减少趋势,月最高气温极大值、热夜日数、作物生长期呈不显著增加趋势,月最高气温极小值、冷昼日数呈不显著减少趋势,冰封日数在研究期内均为0 d;极端降水指数日降水≥1 mm的降水日数呈显著减少趋势,特强降水量呈显著增加趋势,中雨日数、持续湿期、年总降水量、5日最大降水量均呈不显著减少趋势,大雨日数、强降水量、持续干期、1日最大降水量、降水强度均呈不显著增加趋势.2)突变检验分析表明:部分极端气温指数和降水指数的突变年份显著,大部分指数的显著突变年份集中在20世纪80年代至21世纪初,其余指数的显著突变年份在20世纪50至70年代,并且极端冷事件指数霜冻日数、冷夜日数和冷昼日数在显著突变年份后呈现减少趋势,而极端暖事件指数夏季日数、暖夜日数和暖昼日数在显著突变年份后呈现增加趋势,热夜日数在研究期内只有2015年为1 d,其余年份均为0 d.3)周期分析表明:极端气温指数除冰封日数外的15个指数存在2~6个准周期,介于3~56 a之间,存在1~3个主周期,介于10~56 a之间;11个极端降水指数存在4~6个准周期,介于4~56 a之间,存在1~3个主周期,介于12~56 a之间;部分极端气温指数或降水指数具有相同或相近的主周期.     

明代陕南地区洪涝灾害研究

通过对历史文献资料的搜集和整理,对明代自公元1369年到1644年的276年间陕南地区洪涝灾害变化阶段、趋势、等级分布和成因进行了研究。统计分析结果显示,明代陕南地区洪涝灾害可划分轻度涝灾、中度涝灾、大涝灾、特大涝灾4级灾害,各占洪灾总次数的33%、40%、21%、6%。明代陕南地区洪涝灾害共发生76次,平均每3.6年发生1次。从明代早期到晚期,洪水发生总体上呈波动上升趋势。明代陕南洪灾可分为3个阶段,第1阶段在1369～1435年之间,为洪灾贫发阶段;第2阶段在1436～1550年之间,为洪灾多发阶段;第3阶段在1551～1644年之间,为洪灾较少阶段。洪灾集中于夏、秋两季。明代陕南地区洪涝灾害的发生主要是由地形、降水和气候异常波动以及人为活动综合因素影响的结果。     

BCC_S2S预报长江上中游流域夏季降水精度评估

为评估我国国家气候中心季节-次季节预报模式产品(BCC_S2S)在长江上中游流域对日降水和夏季极端降水事件的预报性能,本文基于BCC_S2S模式在2005-2020年的每周两次滚动预报未来60天降水回报格点数据,把格点预报降水双线性插值到站点,将其与站点观测降水进行对比分析。通过相关系数、均方根误差和平均误差三个指标,评估模式预报日降水的性能;对于极端降水事件,依照百分位法定义极端降水,基于HSS指标评估单站极端降水,并利用层次聚类方法划分区域性极端降水类型,进一步评估预报性能。结果表明：BCC_S2S模式在各季节日降水的预报性能随预见期的增加而下降,在预见期大于5~10日后,进入低预报技巧阶段;将长江上中游划分为六个子区域进一步分析,各区域平均的相关系数仍然是在预见期较短时较高,平均误差表明预报模型在流域中东部区域整体呈现出正偏差,金沙江流域则是负偏差,均方根误差同样在流域中东部偏大;通过分析三个指标的箱型分布图,表明在长江上中游的大多数区域,模式预报6月份的降水精度最佳,误差范围相对较小。对极端降水事件,单站极端降水事件的HSS指标随预见期增加而下降;对大多数区域,模式的预报技巧在月降水总量偏多、极端降水频发的月份较高。针对四类区域性极端降水,模式超前0~10日预报的多雨带空间分布与观测较为一致,降水量值偏小,在超前10日以上预报时效果较差。总体上,模式对长江上中游地区的日降水和极端降水事件的预报性能随预见期的增加而下降,6月预报精度相对较好,可能与6月主要受大范围水汽输送或锋面这样较容易预报的天气系统有关。