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。     

焉耆县1951—2010年分季节降水序列变化的小波分析

基于Meyer连续小波变换,分析了焉耆县60 a来降水的季节变化和年际变化,揭示了焉耆县降水变化的多时间尺度的复杂结构,研究了不同时间尺度下降水序列变化的周期(并确定了各序列中存在的主要周期)和突变点。结果表明,焉耆县年降水和各季节降水均呈现明显的周期特征,并存在两个时间尺度的多少交替:10~12 a和4~8 a,表现出明显的周期特征。     

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。     

新密市降水量变化规律的小波分析

降水量变化研究对于水资源安全、粮食安全十分重要。采用Mor l et小波函数对新密市1960-2010年的月、年和生长季降水量的距平和累积距平变化规律进行了小波分析,揭示新密市降水变化的时间多尺度特征。结果表明,51年来新密市月、年和生长季变化规律主要表现在3种尺度上,分别为4,8和17 a左右时间尺度的振荡。小波分析为研究降水量变化提供了独特优势。     

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。     

基于小波分析的中牟县地下水位多尺度变化特征研究

根据中牟县17口地下水观测井1990—2015年地下水埋深资料,采用Morlet小波函数分析了不同尺度地下水位变化特征。研究结果表明,中牟县地下水年尺度动态变化主要存在3类尺度的周期变化规律,其中25 a左右时间尺度为地下水位变化的第一主周期,36、10 a分别为第二、第三主周期;春、夏、秋、冬4个季节尺度下,地下水动态变化均以25 a左右时间尺度为第一主周期。年尺度和季节尺度降水量周期性变化对地下水埋深变化均具有一定的相关性。     

1960-2013年宝鸡市降水变化特征分析

为正确认识宝鸡市降水变化特征,以1960-2013年宝鸡各气象站点逐日降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数以及R/S分析法对研究区降水量的时间变化特征进行诊断分析。研究结果表明:近54 a宝鸡市平均降水量总体呈减少趋势,夏、冬两季降水量增加,春、秋两季降水量减少。降水量呈现大小尺度相互嵌套的周期变化趋势,年降水特征时间尺度为32、12、6以及4 a,季节降水存在4~7、10~17以及24~32 a的变化周期。未来宝鸡降水变化趋势与过去变化趋势相一致,年以及春、秋两季降水仍将呈现减少态势,夏、冬两季降水则继续呈增加态势。此外,影响夏季降水系统发展变化的因素最为复杂。     

云南省昭通市多尺度极端降水时空特征分析

为分析云南省昭通市多尺度极端降水时空特征,收集整理昭通市19个雨量站1969—2014年分时段逐年降水数据,并计算不同时间尺度(1,6,24 h)的年极端最大降水量,采用反距离加权法(IDW)插值展示其空间分布特性。在此基础上,对3个典型雨量站(鱼洞、新华、牛街)的极端最大降水进行深入分析,采用Mann-Kendall趋势检验及小波变换方法的趋势与周期分析,量化极端降水事件的时间分布特征。结果表明:昭通地区极端降水事件的空间分布规律为从北向南逐渐减少,且南北极端降水量相差较大,空间分布差异明显;3个典型雨量站多尺度极端降水变化趋势不显著(p0.05),其序列变化存在30,15,5~7 a 3个明显变化周期。     

建三江分局月降水量多时间尺度特征分析

以建三江分局1992~2008年的月降水量序列资料为例,采用小波理论对其进行离散小波变换,揭示月降水量序列在不同时间尺度下的时频特征和周期变化规律,为建三江分局合理制定灌溉制度和发展水稻灌溉面积提供参考依据。研究结果表明:不同的时间尺度分辨率下,建三江分局月降水量序列主要存在6个月、12个月的周期交替变化规律。     

广西钦江流域水沙年际变化规律分析

为了探究河流水沙的变化规律及影响因素,利用钦江陆屋流域1957—2016年的长时序年降水量、年径流量和年输沙率数据,采用5年滑动平均法、R/S检验法、Mann-Kendall突变检验法、累积距平法及复Morlet小波分析法分析以上序列的趋势性、突变性和周期性;运用双累积曲线法分析降水和径流输沙关系的变化;最后结合流域森林转型特征来进行分析。结果表明:(1)降水量弱上升、径流量减少、输沙率显著减少,在α=0.05和β=0.01的显著水平下,降水量和径流量无变异,输沙率弱变异。降水量在1962年、1971年、1989年和2013年发生突变,径流量在1963年、1971年、1989年和2007年发生突变,输沙率在1967年、1971年、1981年和2001年发生突变。降水量存在4类时间尺度,23 a、13 a分别为第一、二主周期;径流量序列存在3类时间尺度,14 a、9 a分别为第一、二主周期;输沙率序列存在4类时间尺度,22 a、5 a分别为第一、二主周期。(2)降水量-径流量累积关系分为两个阶段,即1957—1988年和1989—2016年,斜率分别为0.006 8、0.005 8;降水量-输沙量累积关系分为四个阶段:1957—1962年、1963—1988年、1989—1998年和1999—2016年,斜率分别为0.014、0.019 4、0.016 4、0.009,造成水沙关系变化的原因是人类活动的影响。(3)广西林业建设和森林转型的发展过程是径流量和输沙量不断发生变化的原因。     

“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。     

气候变化背景下滇中引水工程水源区与受水区 降水丰枯遭遇分析

基于历史实测降水数据与全球气候模型预估数据，使用 Morlet 小波方法分析滇中引水工程水源区与受水区 降水序列的周期变化和未来的降水趋势。同时，采用 Copula 函数计算历史时期（1960—2021 年）与未来时期 （2022—2100 年）水源区与受水区降水丰枯异步或丰枯同步的概率。结果表明：1960—2021 年降水序列存在 26~39?a、18~25?a、4~7?a 的 3 类时间尺度的周期变化，2022—2100 年降水序列存在 38~55?a、18~30?a、5~12?a 的 3 类时间尺度的周期变化，降水量呈现“多—少—多”的循环交替，预计未来 10~20?a 将持续处于降水较多的时期； 过去 62?a，水源区和受水区降水丰枯异步频率 36.4%，同期丰水年频率为 25.3%，同期枯水年频率小于 30%，水源区 和受水区具有水量互补的引水条件，两区域之间存在着水量补偿特征；与历史丰枯遭遇对比，未来降水量丰枯同 步频率均呈现减小的趋势，丰枯异步呈现增加的趋势，同枯和源枯受丰的频率减少，未来有利于调水的降水丰枯 组合概率平均增加 3.75%；在近、中、远期预估中，从 SSP1-2.6 情景过渡到 SSP5-8.5 情景，SSP5-8.5 情景下降水量 丰枯异步频率比 SSP1-2.6 情景大，说明水源区与受水区的降水区域差异变大，降水时空差异更加显著。通过对滇 中引水工程水源区与受水区降水量丰枯遭遇的综合分析、定量评估和模拟预测，为滇中引水工程水资源调度协同 一体化提供数据支撑及参考依据。     

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。     

精河流域径流变化特征及其对降水变化的响应

利用精河水文站1964年-2012年径流、降雨数据,采用M-K检验、累积曲线模型及交叉小波分析等方法,对艾比湖流域精河的径流、降水的变化特征及多时间尺度相关进行分析,并定量分析了降水变化对径流变化的贡献率。精河年径流量总体上径流呈增长趋势,但趋势不明显;降雨总体上呈增加趋势,且增加趋势明显。精河年径流量与降水量在多时间尺度上存在显著相关关系,且以正相关关系为主,显著相关区域集中在1986年-1991年在2~4a的周期带、1985年-1990年的7a周期带、2002年-2011年的4~5a周期带。分析认为,近50年来该流域降水变化对径流增加的贡献率平均为68.4%。     

1976-2010年榆林市降水时空变化趋势分析

利用榆林市及其周边的109个雨量站1976-2010年逐月降水资料,运用Mann-Kendall、经验正交函数(EOF)、小波分析,并结合Arcgis10.1的空间分析工具,分析了榆林市降水量35年来的时间变化趋势和空间演变特征。结果表明:榆林市年降水主要呈东南向西北递减的趋势;各站点35年的年、汛期、枯季降水量趋势变化增减不一,年降水量表现出减小的趋势。榆林市大致存在两种主要降水型:总体一致型和东北-西南走向型,其中,东北-西南降水型是榆林市的典型降水类型,这主要是由地形条件和气候因子决定的。时间系数表征了该空间型的时间变化特征,从时间系数的波动来看,年、汛期、枯季降水量年际震荡比较显著。通过小波分析揭示了降水空间结构的周期变化特征,结果显示年降水、汛期降水的周期变化显著,不仅存在6~7a的短周期高频变化,还存在20a以上的长周期低频变化特征,枯季降水则只存在一种周期变化。这种周期变化特征可能与东亚季风的周期变化规律有关,也符合大尺度天气系统的周期变化规律。     

北运河流域近57 a降水量趋势变化及突变特征分析

北运河流域属于北方典型缺水性流域,研究流域降水趋势变化及其突变特征对于区域水资源优化配置及生态流量保障均具有重要意义。本文利用北运河流域1960—2016年降水数据,运用线性回归法、滑动平均分析和累积距平法分析了流域内降水量的变化趋势,利用滑动t检验、Mann-Kendall突变检验法和Pettitt法进行了降水序列突变分析,并采用小波分析法分析了降水量的周期性特征。分析表明:(1)北运河流域年内降水分布不均,年际降水上升下降交替出现,多年平均降水量总体上出现微弱减少变化。(2)流域降水量空间分布上表现为中游区域降水量相对较多,上游山区和下游平原地区次之。(3)流域降水量在1996年前后出现较明显的突变特征,突变时间节点与海河流域大区域格局变化具有一致性。(4)流域存在3个不同尺度的"丰-枯"变化周期,其中以8～17 a时间尺度的6次振荡表现最为稳定和显著,第一主周期为13 a。     

安徽省1961～2007年降水特征分析

为揭示安徽省1961～2007年的降水变化规律,利用安徽省78个气象站1961~2007年降水数据,基于R/S分析、Mann-Kendall检验和小波变换等方法,对降水时间序列进行了线性趋势分析、突变分析和周期分析。结果表明：47 a间安徽省年降水量呈现出增加趋势,夏、冬季平均降水呈增加趋势,春、秋季呈减少趋势;年降水和季节降水都存在Hurst现象,降水过程具有反持续性;近50 a间安徽省年降水量的变化过程可以分为偏湿、偏干、偏湿3个阶段,四季降水也具有突变性;年降水量和四季降水量均具有周期性。     

马海盆地近 40 年以来气温、 降水演变规律

为研究在全球气温变暖条件下以马海盆地为代表的青藏高原北缘地区的气候变化特征,运用累积距平法、Mann-Kendall检验法、小波分析法对马海盆地的年降水量和年平均气温时间序列变化进行了多周期分析。研究表明,1970年-2010年马海盆地年降水量基本处于稳定状态,而年均气温有升高的趋势;在2001年之前,马海盆地降水呈减少的趋势,之后降水有增多的趋势,而年均气温在1995年之前呈现下降的趋势,之后开始回升;这一地区降水量变化震荡周期主要为15a、30a,气温变化则以26a为主周期;研究区降水和气温在不同的时间尺度上经历了不同的多-少及冷-暖的循环变化过程。对于不同的尺度周期,同一时段的降水量、气温变化会有所不同,时间尺度越小,气温、降水变化位相差异越小。     

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。     

黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析

基于黄河源区15个地面站点日降水数据、唐乃亥水文站逐日径流数据以及小波分析方法,分析了黄河源区1961—2020年汛期降水和径流的周期规律、变化趋势及相关关系。结果表明,1)黄河源区近60 a汛期降水、径流均存在多时间尺度的变化特征,且不同时间尺度汛期降水、径流丰枯变化趋势均不同;2)汛期降水、径流序列均具有63 a左右、35 a左右特征时间尺度的主周期,两个时间尺度下的平均周期分别为41、25 a左右,汛期降水、汛期径流具有一定的正相关性;3)在63 a特征时间尺度可预测2020年之后未来5～10 a内黄河源区汛期降水、径流整体均呈减小趋势。