不同卫星遥感降水数据在辽宁东部区域的适用性和精度对比分析

本文采用M-K检验方法和相关分析方法 ,结合辽宁东部区域降水站点数据,对比TRMM和GSMaP两种卫星遥感降水数据在辽宁东部地区的适用性和精度。研究结果表明:在年尺度上,GSMaP和TRMM降水数据和实测降水之间相关系数分别为0.62和0.36;在季节尺度上,两种卫星遥感降水数据均在夏季和实测降水相关性最高,且M-K检验值最高。在月尺度上,GSMaP卫星遥感降水数据和实测降水之间的差距小于TRMM卫星遥感降水数据。研究成果对于卫星遥感降水数据的应用分析提供参考价值。     

阿尔泰山河谷林径向生长对气候的响应

阿尔泰山林区是新疆十分重要的生态屏障,研究阿尔泰山树木的生长规律及其对气候的响应十分重要。基于树木年轮学为基础,选择布尔津、哈巴河和北屯3个采样点,采用相关性分析及Mann-Kendall突变检验探究阿尔泰山河谷林径向生长变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：(1)布尔津树轮宽度年表平均敏感度、标准差、树间相关系数和第一特征向量百分比最大,说明该标准化年表包含的气候信息最丰富的,其次是北屯。(2)河谷林3个样点树轮宽度指数变化均呈上升趋势,且经Mann-Kendall突变检验,哈巴河、北屯样点树轮年表的突变时间均在年平均气温和年降水量突变时间之后,说明树轮生长有“滞后效应”。(3)哈巴河样点树轮宽度指数与前一年降水量呈显著正相关(P<0.01),北屯样点树轮宽度指数与当年降水量呈显著正相关(P<0.01),说明树轮宽度指数与降水相关性较强,与气温相关性较弱。(4)布尔津树轮年表受温度影响大,从生长季开始到生长季中后期,均与气温呈显著正相关,北屯树轮年表与降水呈显著正相关,与生长季末期的平均温度呈显著负相关。研究表明即使在相似生境下树木生长的影响因素也不同,布尔津样点树木受...     

基于油松年轮的白龙江上游降水重建及其水文意义

树木年轮因样本易获取、时间序列长、定年精确、容易保存等优点成为气候水文变化重建研究中最为重要的代用资料之一,受到国内外学者广泛关注。根据甘肃省南部白龙江上游流域油松(Pinus tabulaeformis)树轮样芯,建立区域树轮宽度差值年表,重建了白龙江上游区域近239 a来上年7月至当年6月的降水量序列,分析了1775～2013年该地区的降水变化特征,并进一步揭示了树轮序列所包含的水文信号。空间相关分析表明:差值年表重建的降水量变化能较好地代表白龙江上游流域降水变化;降水重建序列存在7.6,3.4～3.6,2.4～2.5 a和2.2～2.3 a的准周期变化,这可能与ENSO活动有关。相关分析结果表明:降水量对树木径向生长和径流量变化(r=0.699,p0.01)均具有显著影响,树木径向生长对降水量响应要早于径流量变化响应。上述研究不仅揭示了降水影响白龙江上游油松径向生长变化,还在一定程度上影响区域径流量变化,这为研究区水资源合理利用提供了参考依据。     

环境卫星遥感反演在水源地水质应急监测预警中的精度探讨及修正方法研究

以辽宁东部某水源地为实例,结合环境卫星7期的影像数据,分析各波段与水源地应急监测指标(叶绿素、透明度、悬浮物、富营养化)的相关性,建立适合于各水质指标的定量反演模型,并结合采样数据对比分析反演精度,通过建立回归方程对反演指标进行修正。结果表明:未修正前,卫星遥感反演值和采样测定值相对误差在40%～50%之间;修正后,相对误差降低到20%～25%之间,基本满足水源地应急监测预警的需要。研究成果对于水源地应急遥感监测、预警具有重要的参考价值。     

辽宁东南部山区极端降水指数时空变化特征及其与大气环流的相关性分析

文章结合辽宁东南部山区35个降水站点1955—2018年降水数据,对区域近10项极端降水指数时空变化特征进行分析,并定量分析其与大气环流指数相关性。结果表明,在空间上,除干湿变化特征外,其余8项极端降水指数呈现由南到北逐步递减变化规律;在时间上,最大1日、5日、雨强及极强降水4项指数呈现显著上升趋势,其余各指数呈现递减变化;各指数均与北极涛动(AO)相关程度最高,北大西洋涛动(NAO)是持续湿期影响的主要大气环流因子。研究成果对于辽宁东南部水灾害治理规划具有重要参考。     

雷达降水同化方法在辽东暴雨易发地区的应用研究

本文采用卡尔曼滤波算法对辽宁东部降雨雷达数据进行同化处理,并将降雨雷达同化数据作为水文模型输入。结果表明:采用卡尔曼滤波算法进行降雨雷达数据处理后,面降水数据和实测数据之间的误差低于20%,单站降雨误差可通过90%置信度的F检验。以同化处理后的降雨数据作为水文模型输入,场次洪水模拟精度可达到乙级。研究成果可为辽宁地区雷达降水的应用提供参考。     

尼尔基水库上游格点降水数据适用性评估

以尼尔基水库上游流域为研究对象,评估了国家气象信息中心空间分辨率为0. 5°×0. 5°格点的逐日降水产品数据在该流域的适用性。基于格点降水产品提供的逐日降水量资料和该流域17个雨量站的相应资料,应用相关系数R、相对误差RE和均方根误差RMSE 3个指标分别对应用格点降雨产品数据的流域面雨量值及旬径流预报值进行精度分析。结果表明:基于格点数据的面雨量值与实测面雨量间相关系数R为0. 70,相对误差RE为16. 64%,均方根误差RMSE为4. 09 mm,精度满足检验标准,可以用于描述该流域的面雨量值;基于格点面雨量值预报旬径流量时,预报径流值与实测径流值间高度相关;拟合期、检验期径流预报值略微偏大,而外推期存在低估的现象,误差相对较大,但与应用实测面雨量得到的预报径流值误差相差仅3%,该格点降水数据可以替代实测站点的雨量数据用于研究流域。     

辽宁东部无资料小流域设计洪水过程形状系数概化的计算方法研究

文章针对辽宁东部无资料小流域设计洪水过程推算难的问题,综合区域内6个水文站47场实测洪水数据,对小流域设计洪水过程的形状系数进行综合概化计算,并提出区域小流域设计洪水过程概化的计算步骤。结果表明:辽宁东部小流域峰值比Q_t/Q_m在0.005~0.05之间,设计洪水过程形状系数γ在0.11~0.26之间,研究成果对于辽宁东部无资料小流域设计洪水过程推求具有重要的参考价值。     

白河河湾迁移速率及影响因素分析

白河为黄河源区典型弯曲河流,2016年和2017年对白河9处典型河湾进行了考察采样。分析表明,白河河湾凸岸植被呈环形条带状分布,一般有2~3个植被群落;湾顶从前至后的树木尺寸显示出明显的由低矮到高大的梯度变化。对凸岸树芯和圆盘样本进行年轮分析,获取了树木的分布和树龄数据,提出了通过树木年轮和距离计算河湾迁移速率的方法。通过绘制树龄分布云图找出关键样本,测算白河河湾迁移速率为0.38~6.1 m/a,与遥感影像估算得出的迁移速率基本一致。对白河河湾迁移速率与水流流速、河宽、滩高等数据进行回归分析,建立多元线性回归模型,结果表明水流流速和比降是白河河湾迁移速率的主要影响因素,迁移速率与流速和比降均成正比。     

基于双源蒸发模型的辽宁东部山丘区潜在蒸散发计算的适用性分析

为探讨双源蒸发模型在辽宁东部山丘区潜在蒸发计算的适用性,本文分别采用两种不同模型对区域潜在蒸发进行计算,并结合实测蒸发数据对各模型计算精度进行探讨,从而确定适合于区域的蒸发计算模型。结果表明:双源蒸发模型可综合考虑植被和土壤蒸发影响,相比于传统单一考虑植被或土壤蒸发的模型,年尺度蒸发计算值和实测蒸发相关系数提高0.21,季节和月尺度相关系数也均有较明显提升。研究得出了双源蒸发模型更适合于辽宁东部山丘区潜在蒸散发计算的结论。     

长江上游气温、降水和干旱的变化趋势研究

基于长江上游1962~2012年的85个气象观测站的实测数据,统计分析了该区域气温和降水的变化趋势,并结合SPEI(standardized precipitation evapotranspiration index)指数评价分析了干旱的变化趋势。研究结果表明:长江上游年平均气温呈现上升的趋势,增温率为0.195℃/10a,秋、冬平均气温呈现明显的上升趋势;多年平均气温最高的地区集中在长江上游的南部和东部,西北部最低;多年平均年降水量变化趋势不显著,降水季节性变化差异比较大,春季和冬季的降水量呈现上升的趋势;多年平均年降水主要集中在东部地区,西北部最低。SPEI指数的分析结果显示,长江上游区域干旱状况整体呈现加剧的趋势,干旱次数和干旱程度均加剧,长江上游东部地区干旱趋势最为严重,西北部地区呈现变湿趋势。     

基于ＳＰＥＩ指数的东北玉米种植区春玉米生长季干旱演变特征

基于东北玉米种植区（含内蒙古东部四盟）５１个气象站点１９８９年—２０１８年实测气象资料及作物玉米资料,对东北玉米种植区范围、玉米生育阶段进行划分,利用标准化降水蒸散指数（ηｓｐｅｉ）,对东北玉米种植区各生育阶段及全生育期的干旱时空分布特征进行分析研究。研究结果表明:东北地区春玉米生长季内干旱呈现明显的阶段性和区域性。从空间分布来看,全生育期内ηｓｐｅｉ值呈现由研究区域东北部向西南部递增趋势,差异明显,但全生育期的ηｓｐｅｉ值在－０．０６～０．０４之间。就不同生育阶段的干旱频率而言,播种—苗期较为干旱,干旱频率较高,随生育期推进干旱频率明显减小。从年际变化来看,辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古东部四省份近３０ａ的ηｓｐｅｉ值总体呈下降趋势,但趋势均不显著（Ｐ≥０．０５）。纵观整个生长季可以发现,内蒙古东部和辽西地区在播种－苗期最易受旱情的影响。     

云南昆明地区年季降水量空间演变特征分析

文章结合正交经验函数,以昆明某区域为研究范例,对其年季降水时空变化特征进行时空解译。结果表明:昆明地区年降水量前三个主成分的累积方差达到85%,四个季节前三个主成分累积方程在64%～89%之间,均呈现总体变化一致性;年降水空间变化呈现总体一致下降性,且东南与西北相反型,东部与西部相反型。除冬季外,各季节降水时空变化与年降水变化具有一致性,冬季降水总体呈现略增加趋势。研究成果对于昆明地区旱涝分析具有参考价值。     

吉林延边境内降水变化规律

文中以松花江流域延边境内14个雨量点资料,采用泰森多边形法对各计算区域进行了面雨量计算,运用5年滑动平均、Mann-Kendall检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt检验分析方法,对降水序列的年际变化趋势、突变时间点进行分析。发现松花江流域延边境内年际降水趋势变化不显著,无趋势变化,松花江各流域降水突变时间不显著,年际降水无突变发生。     

不同空间插值方法在辽西降水空间插值的精度对比分析

本文结合区域降水站点实测降水数据,对比分析了反距离加权插值和克里金插值方法在辽西降水空间插值的精度。研究结果表明:反距离加权插值法由于考虑插值点之间的权重,在辽宁西部降水空间插值的精度高于克里金插值方法,反距离加权插值方法下降水插值和实测降水之间年和月尺度的误差分别为6.2%和20.7%,年相关系数达到0.79,克里金插值方法下降水插值和实测降水之间年和月尺度误差分别为10.9%和24.6%,年相关系数为0.51,反距离插值方法更适用于辽西地区的降水空间插值计算。研究成果可为辽宁西部无资料地区降水空间插值计算提供方法参考。     

区域气候模式在南水北调西线水源区的应用

为了检验高分辨率区域气候模式RegCM3对南水北调西线工程水源区气候的模拟能力,对1998年和2001年夏季气候进行了模拟试验,并针对模拟的温度场和降水场作具体分析.分别利用NCEP的温度数据和南水北调西线水源区内78个气象站点的逐日降水资料对温度场和降水场进行了检验分析.温度场的模拟结果表明,模式能较好地反映研究区域的温度场分布特征,但在数值上出现"冷偏差",整体偏低4～7℃;模式很好地再现了西线水源区的夏季降水特征:两大降水高值区分别位于研究区域的西南部和东南部,西南部雨带呈东西分布,东南部雨带呈南北分布.模式对东部地区的降水模拟较接近实测值,但对西北部青藏高原周边地区的模拟效果较差.     

基于多种趋势分析方法的京津冀地区极端降水趋势分析

变化环境下我国极端降水事件频发,导致洪涝灾害加剧,严重影响社会经济的可持续发展。分析京津冀地区极端降水趋势,预测未来极端降水,更合理地开展降水频率分析,对合理配置水资源有重要意义。基于京津冀及周边地区25个气象站1960—2016年逐日降水数据,分别采用普通Mann-Kendall检验、预置白Mann-Kendall检验、去趋势预置白Mann-Kendall检验和改进的Mann-Kendall检验方法,选取7个极端降水指标对京津冀地区极端降水进行趋势分析。结果表明:京津冀日极端降水95%分位数表现为西北地区下降、东部邻渤海地区和南部地区上升的趋势;日降水强度表现为上升趋势;边界区域年降水量表现为上升趋势,内部呈下降趋势;其他指标呈显著或不显著的下降趋势。对4种方法所得结果进行对比,除年降水量外,各极端降水指标的检验结果均有不同程度的差别,预置白Mann-Kendall方法最为严格。     

基于样本熵的渭河流域降水序列时空特征分析

变化环境下渭河流域降水时空复杂性发生改变。选取渭河流域21个气象站1960—2018年共59 a的实测日降水数据,采用滑动样本熵研究流域降水序列复杂性的静态和动态演变特征,并通过滑动移除样本熵结合贝叶斯变点分析进行突变性检验。结果表明：渭河流域降水序列复杂性具有空间差异性,各子区域降水复杂性和代际变化趋势较为一致,渭河上游、中游及泾河流域降水在1995年发生突变,下游在1991年发生突变,北洛河流域分别在1970、2000年发生突变。     

北方干旱区取水灌区水盐时空分布特征的遥感数据分析研究

水盐空间变化是灌区土壤盐渍地变化主要表征指标。因此结合遥感数据,以辽宁西部某灌区为研究实例,对其取水灌区水盐时空分布特征进行分析。分析结果表明:遥感数据可有效提取灌区地表盐分、土壤含盐量、地表灌水量3个指标,地下水矿化度及地下水埋深通过采样点数据插值分析得到。通过指标分析,地表盐分和地下水矿化度是区域水盐含量空间变化的主要因素。地下水水位降低较大的区域土壤盐渍扩充变化明显。     

支持向量机模型在电站闸坝沉降变形预测中的应用

本文结合支持向量机模型,建立多元自回归方程对辽宁东部某电站闸坝沉降变形进行预测,并结合闸坝沉降变形监测点监测的沉降数据对模型进行验证。结果表明:支持向量机模型可用于电站闸坝沉降变形预测,模型预测的沉降值和监测点沉降监测值年尺度和月尺度的相对误差均在20%以内,预测沉降值和监测沉降值之间的绝对误差小于1.5mm,且支持向量机模型可准确预测闸坝沉降的变化趋势。研究成果对于闸坝除险加固中沉降预测提供较好的方法参考。