近50年来细河流域降水量的时空变化

为合理利用区域降水资源,依据细河流域5个雨量站点近50年(1966~2015年)的降水观测资料,结合线性倾向法、累积距平法分析了细河流域近50年来降水量的变化趋势;再采用Mann-Kendall法分析其降水量的突变现象;最后采用空间插值法分析其空间分布特征。结果表明,细河流域降水量主要集中于夏季,占全年降水量的83%;从季节变化趋势看,5站的四季变化趋势各有不同,但冬季大部分站点呈上升趋势变化;根据Mann-Kendall检验计算,细河流域降水量平均Z值为0.659,降水量随时间呈上升趋势变化,且5个站点均有突变点;空间分布亦不均匀,整体呈由东南向西北减少的趋势。研究结果为该区降水量管理提供了科学依据。     

安徽省淮河流域近56年来气候时空变化的R/S分析

基于1955~2011年安徽省淮河流域7个水文站点气候资料,运用R/S分析方法对安徽省淮河流域近56年来的平均气温、降水量等指标的冬季(12月~次年2月)、夏季(7~9月)及年均值进行了计算,分析了该流域段的气候要素空间分布情况。结果表明,平均气温和冬季降水量呈上升趋势、夏季降水量呈微弱上升趋势,年降水量上升趋势不明显;各项指标的H值均大于0.5,说明存在明显的赫斯特现象,反映了该流域近56年来气候变化存在趋势性成分;气候因子的1月、7月、冬季、夏季和年平均H值存在季节性差异,均为夏季大于冬季,说明安徽省淮河流域夏季的气候效应影响高于冬季;气温和降水都存在空间分布差异,整体表现为西南部气温高、降水多,东北部气温低、降水少,中部气温适中、降水少的特点。     

淮河流域近50年天然径流演变规律分析

以淮河流域临沂以上、王家坝以上、王家坝至蚌埠、蚌埠至中渡四个区间近50年的天然径流系列为倒,采用数理统计、线性倾向分析、差积曲线法、t检验法、小波分析等方法分析了多年天然径流量的年内分配与年际变化及趋势性、突变性和周期性等特征.结果表明,淮河流域天然径流年内分配差异大、年际丰枯变化剧烈;四个区间年径流序列存在不显著的下降趋势;临沂以上和蚌埠至中渡区间的天然年径流序列均在1965年发生突变,其他两区间不存在突变年;四个区间的主周期和次周期分别为10年和4年、7年和4年、7年和2年、7年和2年.     

近50年中国最大1 d降水量变化趋势分析

为了解气候变暖对极端降水的影响,根据1960～2009年气象站实测降水量资料,采用Mann-Kendall趋势检验、线性趋势和反映序列持续性的Hurst指数,分析了四季中国西部、北方和南方三个区域最大1 d降水量的变化特征,并探讨了20世纪80年代前后中国四季最大1 d降水量的变化趋势。结果表明,近50年来西部四季最大1 d降水量均呈增加趋势,北方仅冬季呈上升趋势,南方则冬、夏两季增加,春、秋两季减小;相对80年代前,80年代后冬季三大区域、夏季西部和南方及秋季西部最大1 d降水量有所增加,春、秋季北方和南方则减少;各区域四季最大1 d降水量时间序列具有明显的持续性,即未来最大1 d降水量变化趋势将与近50年的变化趋势保持一致,且持续时间西部最长,北方次之,南方最短。     

淮河流域近58年降水特征分析

为了更明确、具体地了解淮河流域降水的时空分布特征,基于1959～2016年淮河流域170个高密度站点逐日降水资料,采用Spearman秩次相关和对趋势分析较准确的成对斜率回归中值等统计方法,分析了流域不同级别降水的降水量、降水日数和降水强度等指标的时空分布特征。结果表明,淮河流域年降水南北差异较显著,由西北向东南递增,年降水量和降水日数最大的地区均位于流域最南部大别山地区,其值为最小值的2倍左右;平均日降水强度及年暴雨量和暴雨日数的分布相似,东部沿海地区和西南部山区为大值区,西北部海拔流域最高的地区为最小值分布区,在流域中部由西北向东南方向逐渐增多;平均暴雨强度的一个大值区位于流域中部偏西的河南驻马店地区,淮河流域极端强降水的发生地也集中在此地周围;流域整体年降水量有轻微下降趋势,降水日数明显减少(东北部地区尤其显著,干旱风险增加),导致平均日降水强度显著增加。这主要是由10mm以下的小雨尤其是0.1～1mm的微量降水的频数显著减少导致的,而50mm以上的暴雨各指标在流域整体上均无显著的变化趋势;流域春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈增加趋势,属于春秋变干、冬夏变湿的地区。     

近50年淮河流域旱涝与太阳黑子的关系研究

旱灾是影响淮河流域农业生产的主要自然灾害,正确评估淮河流域农业旱灾风险可为保障流域粮食安全和农业抗旱减灾工作提供决策依据。从风险识别、风险估算和风险图绘制方面对淮河流域农业旱灾风险进行了评估,结果表明淮河流域中部暖温带旱灾风险最高,是淮河流域抗旱工作的重点区域。     

贵州省近50年降水量时空分布及变化特征

基于贵州省19个站点1960~2009年月降水资料,运用降水集度、气候趋势系数、Mann-kendall突变检验法、滑动T检验及小波分析等方法,分析了贵州省降水在不同时间尺度下的时空规律。结果表明,贵州省年降水量空间分布不均,整体呈东多西少的分布趋势,并形成了三多三少的降水集中区;近50年降水量呈下降趋势,年内降水呈季节性变化,春、秋季降水量有显著下降趋势,夏、冬季降水量呈上升趋势但不显著;贵州省年降水量存在22年左右的周期变化,在1984、1991、2001年发生突变,各季节周期变化和突变位置有所差异,这均增强了极端气候事件发生的概率,加剧了农业旱灾发生的风险。     

吉林省近60年降水量时空演化特征分析

为准确分析吉林省1951~2011年近60年年降水量时空演化特征,基于8个雨量站年降水量数据,采用一元线性回归分析法、预置白Mann-Kendall法(PW-MK法)进行趋势特征分析,结合预置白Mann-Kendall法和滑动t检验法进行突变特征检测,并采用Morlet小波进行周期特征识别。结果表明,1951~2011年吉林省各站年降水量均呈减少趋势,年降水量多年平均值在三大地貌单元上自西向东呈增加趋势,其与雨量站高程存在较强的正相关关系,且年降水量自东向西减少趋势越来越显著,其中西部和中部呈显著性减少趋势,东部呈不显著减少趋势;吉林省西部和中部降水突变年份在1998年前后,东部突变年份在1975年前后;吉林省各站均存在5、10年左右的主周期,其中,西部和中部还存在15、20年左右的主周期,东部还存在15、28年左右的主周期。     

近50年淮河流域旱涝与太阳黑子的关系研究

根据淮河流域1961～2010年的月降水资料,用Z指数法分析了淮河流域旱涝灾害规律,并采用频率分析法分析了太阳黑子极值年附近的旱涝特征、Morlet小波分析淮河流域的旱涝指数和太阳黑子数时间序列之间的周期性和相关性。结果表明,Z指数能较好地反映淮河流域旱涝灾害的实际情况,且洪涝化程度随淮河流域旱涝事件频率增加而加大;淮河流域旱涝灾害与太阳活动有一定的对应关系,淮河水系地区分别在太阳黑子m、M年附近易发生涝灾、旱灾,旱涝指数约存在4、10、16年的主要周期;沂沭泗水系地区在太阳黑子M年附近易出现旱灾,旱涝指数约存在3、12、30年的主要周期,但局部时间段上有较明显的相关性,随时间段的不同,相关变化也不同。     

延安市近58年降水变化特征分析

基于1957~2014年延安市58年逐日降水量观测资料,运用非参数统计分析和趋势分析方法,分析了延安市降水量动态变化情况。结果表明,延安地区年降水量以9.14mm/10a的速率减少;季节性降水也普遍呈减小趋势,其中秋季减幅最大,冬季变化比较平稳;降雨年内主要集中在7、8月,且多以暴雨形式出现,12月和1月降雨较少;2010年以来降水量开始呈现明显增加趋势。     

辽西北地区45年来年降水量时空分布特征

辽西北地区是辽宁省的重点旱区。选择该地区39个雨量站1966~2010年共45年的年降水资料,利用EOF分解和小波分析方法,研究了该地区降水的时空特征。结果表明,辽西北年降水量由东南向西北递减;45年来全区平均年降水量无显著增加或减小趋势,主要表现为丰枯周期变化;EOF分解的前三个特征向量累积方差达到74.9%,代表的空间变化型分别为全区降水一致型、东南与西北相反型、东部与西部相反型;第一特征向量时间系数随年份的变化与降水距平的年际变化极为相似,存在明显的17、9、4年周期;第二特征向量时间系数存在29~33、12年周期;第三特征向量时间系数存在29~33、6~7年的周期变化。     

塔里木盆地西缘山地降水量变化特征研究

基于塔里木盆地西缘山地1960~2015降水量数据,采用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、线性趋势分析、多项式拟合、移动平均、Morlet小波函数和滑动t检验(MTT)等方法分析了其降水变化趋势、变化过程、变化周期和突变情况。结果表明,塔里木盆地西缘山地以夏秋降水为主,年降水量和四季降水量在波动中整体呈上升趋势,其中年降水量、夏秋季节降水量递增速率快、趋势显著,这些变化将加大防洪压力,必须引起重视;年降水量、四季降水量存在准4、8、12、28年周期波动,但模方系数变化较大,表明年降水量和不同季节降水量波动周期的主控因素不同,不同时段降水量波动周期的主控因素也不同;年、春季、夏季、秋季和冬季降水突变点分别为1985、1977、1986、1997、2000年,突变前后降水量平均值变化明显。研究结果对于防洪防汛、水资源合理利用及山区或河流上游修建水库设计具有一定借鉴价值。     

近61年武汉市降水变化特征及趋势

武汉市是我国暴雨灾害频发的城市之一,研究其降水量变化特征及趋势,对做好区域防灾、减灾工作具有重要意义。基于武汉市1951~2011年逐日降水资料,采用线性回归法、5年滑动均值法、累积距平法、Mann-Kendall法和R/S分析法,选取最大1d降水量(P_(1d))、连续最大3d降水量(P_(3d))、中雨日降水量(P_(10))、大雨日降水量(P_(25))、暴雨日降水量(P_(50))、中雨日数(D_(10))、大雨日数(D_(25))、暴雨日数(D_(50))和降水日数(D0.1)等指标,研究了武汉市降水的年际、季节和逐日变化特征及趋势。结果表明,武汉市降水经历了"丰-枯-丰"三个阶段,春夏两季降水偏多、秋冬两季降水偏少,四季降水分别以-7.4、8.7、-2.4、3.7mm/10a的速率呈线性变化;除P_(1d)、D_(0.1)呈线性减少变化外,中雨日、大雨日和暴雨日数存在同步放大趋势,这会加剧区域内干旱、洪涝的发生,并给区域水资源规划与管理工作带来一定的压力和挑战。研究成果可为武汉市水资源优化分配、防洪抗旱提供决策依据。     

淮河流域1960~2011年干湿时空变化特征

在分析淮河流域26个气象站1960～2011年降水变化的基础上,计算了流域年尺度和季尺度降水距平百分率和标准化降水指数（SPI）,并分析了淮河流域近52年干湿时空变化。结果表明,淮河流域年尺度降水距平与SPI较为一致,季尺度降水距平较SPI变化敏感;干旱多发生于春季,且2000年后发生频次减少;空间尺度上,流域中西部地区有变湿润趋势,东部沿海地区有变干旱趋势,变化趋势呈现近似纵向分带。     

近50年辽宁省气温及降水量变化趋势与突变特征分析

为合理利用区域气候资源,提前规避气象风险,根据辽宁省20个气象站点1964~2013年逐日气温和降水量资料,采用线性回归、滑动平均、累积距平相结合的方法分析气温和降水量的变化趋势;再采用Pettitt突变分析法分别检测气温和降水量的突变现象,并利用滑动t检验方法验证突变结果;最后利用普通克里金插值法分析气温及降水量的空间分布特征。结果表明,50年来辽宁省气温在空间分布上呈现自西南至东北部逐渐降低的变化趋势;气温总体呈上升趋势,1964~1988年为相对冷期,1989~2013年为相对暖期,气温在1987年发生增暖突变。降水量的空间分布呈现自东南至西北部逐渐减少的趋势;降水量年际波动较大,2009年以前呈现明显的减少趋势,2009年以后降水量有所增多,未发生明显的突变现象。研究结果为该区气候预测提供了理论依据。     

1961~2018年嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961~2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为9541 mm,并以3.9 mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯; 降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1 mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

辽西北地区45年来降水量变化趋势及其空间差异

辽西北地区是辽宁省的重点旱区。选取该地区39个雨量站1966~2010年的逐月降水资料,在分析该地区年、季降水量基本空间分布特征的基础上,采用线性倾向法分析其全年及各季降水量的长期变化趋势,并分析该趋势在空间上的差异性。结果表明,辽西北地区降水量季节分配不均,夏季占全年降水量的2/3;春、秋季多雨中心位于黑山县、新民市,冬季北移,夏季位于南部的绥中县和兴城市;全区春、冬季平均降水量呈增加趋势,夏、秋季呈减小趋势;年际变化上,春季降水距平高频振荡明显,夏季与年降水距平变化相似,秋季有尺度较长的丰枯周期,冬季降水量负距平年份较多,常连续出现;年降水量线性倾向与年降水量空间分布呈显著负相关,由东南向西北递增;季降水量空间分布为东南—西北分异,而其线性倾向值则以东—西分异为主。     

淮河流域洪涝时空分布规律

基于淮河流域18个分区1953～2007年主汛期(6～8月)降水资料,采用Z指数法、数理统计方法和经验正交函数分解(EOF)研究了淮河流域洪涝的时间分布规律及空间分布特征。结果表明,淮河流域汛期各月发生洪涝几率的趋势变化不显著,但6、7月发生洪涝的几率比8月大;6月在1988后发生重涝、大涝频率较1988年前明显增加;6、8月发生洪涝事件主周期较长,分别为11、10年,7月较短为3年,7月需注意旱涝急转;淮河流域洪涝类型主要为流域一致型,即梅雨型洪涝,洪涝中心在润河集至蚌埠区间;淮河流域洪涝空间分布特征受地形、地貌的影响,西南山区汛期发生洪涝的可能性比西北平原大,西南部洪涝中心位于大别山的腹地横排头附近。     

淮河流域土地利用变化对湖库水质的影响

湖库水体为我国主要的清洁饮用水源,系统解析湖库水质变化趋势及其主要原因,这对饮用水水源保护具有重要的现实意义。采用季节性Kendall趋势检验法对淮河流域14个湖库流域近8年(2003～2010年)水质变化趋势进行回顾性评估,并结合2000、2010年两期土地利用数据,进一步解析水质变化趋势与湖库流域土地利用变化的响应关系。结果表明,湖库水质与流域土地利用组成有关,流域的耕地、城镇用地等面积越大,水质越差,而林草地面积越大,湖库水质越好;14个湖库的COD、TP指标多为显著上升趋势,NH3-N指标上升和下降趋势参半;湖库水质的变化趋势与流域的土地利用变化相关,当耕地转变为城镇用地时,湖库水质趋势变化不明显;而当耕地转变为林地和湿地时,湖库的NH3-N、TP等水质指标有明显改善趋势。总体上,淮河流域湖库存在不同程度的污染问题,其中磷污染呈上升趋势。未来应加强土地利用管控,重视湖库水源地非点源污染的控制。     

汾河流域降水量时空分布变化对汛期的影响

合理地确定汛期是进行水库洪水调度的前提,对于流域、水库防洪及水资源的合理应用等具有重大意义。基于1957~2014年汾河流域13个气象站降水量资料,采用Mann-Kendall检验方法、Cramer法、Yamamoto法及Pettitt法检测突变点,以此突变点为分界线,采用扫描式滑动t值法研究突变年前后汛期的起止时间,采用PCA-Fisher最优分割法研究气候突变年前后汾河流域汛期分期的变化。结果表明,汾河流域降水量突变发生在1982年,汾河流域降水量突变年后多年平均降水量明显减少。在汾河流域降水量减少的同时,流域内降水量的年际分配越不均匀,突变年后各年内汛期起止时间波动幅度上升,从而导致流域内汛期提前并延长。