白洋淀流域降水特性分析

选取白洋淀流域6个雨量站1959年-2009年日降水量资料,并以此为基础运用滑动平均法、Mann-Kendall非参数秩次检验法及小波分析法对该流域降水特性演变规律进行了分析。结果表明:在流域内,年降水量呈下降趋势且主要由年降水日数显著下降引起;年内各月降水量的不均匀程度呈减小趋势;不同量级降水频率波动较小,但呈现小强度降水比例增加、较大强度降水比例减少的结构变化;暴雨雨量和暴雨强度有较明显的下降趋势,降水潜力下降;年降水量存在4类尺度的周期变化规律,其中16a变化为主周期。     

1971—2010年上海市降水变化特征分析

基于1971-2010年上海市徐家汇站的日降雨资料,采用一元线性回归法、Mann-Kendall法和小波分析等方法,对上海市40年来的年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水的变化和周期变化特征进行研究和分析,并对降水的频率特征和典型台风期间的暴雨特征进行了分析。结果表明：上海市年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水均呈增加趋势;年降水和汛期降水的震荡周期吻合,主周期均为8a左右,汛期降水与年降水的变化趋势相似性很大,说明汛期降水量较大程度地决定年降水量;非汛期降水主周期为4a左右;小雨所占比例随年代逐渐减少,而暴雨所占比例随年代逐渐增多,台风期间的暴雨雨量高度集中,强度大。     

1960—2018年嫩江流域极端降水事件时空变化特征

本文选取嫩江流域12个站点1960—2018年逐日降水资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验、小波分析、R/S分析等方法,分析了该流域极端降水事件的时空变化特征及未来变化趋势.结果表明:流域平均年降水量、大雨日数、日最大降水量、强降水量等4个极端降水指数均表现出上升趋势,但趋势不显著;各极端降水指数时间序列均存在3个明显的周期变化;流域年降水量与强降水量空间分布趋势均为由上游至下游逐渐递减,暴雨中心出现在嫩江右岸支流雅鲁河上,各极端降水指数在流域内的多数地区均表现为正增长;未来流域多数地区各极端降水指数的变化趋势仍将以上升为主.     

曹江中上游流域水文要素的气候变化特征

受气候变化影响,流域水文循环特征变化显著。基于曹江流域降水径流水文循环要素,6个雨量站和1个水文站近50 a的实测水文数据资料,运用小波周期分析、Mann-Kendall检验等相关分析方法,分析曹江流域水文循环要素的稳定性、趋势性及周期性等气候变化特征。结果表明流域内降水的相对变率比较小,均在18%以下,降水相对比较稳定,但是流域内的降水有较强的分布不均匀性;流域内各站点的年降水量大多数站点呈增加趋势,但增加趋势均不显著;同时流域暴雨和特大暴雨日数增加;典型站点年降水量存在28 a的主周期;径流量存在21~29a的主周期。综合降水趋势和周期分析,曹江流域现在正处于降水量的偏少期,预测曹江流域将很快进入下一个降水偏多期阶段。     

近55年来漳卫南运河流域降水量变化特征分析

采用Mann—Kendall非参数检验法、滑动t-检验法、小波分析法对漳卫南运河流域年降水量的变化趋势、突变时间、变化周期等进行了分析,结果发现：漳卫南运河流域年降水量1975—2000年有逐年下降的趋势,2000年以后降水量增长较快。按照a=0．05的置信区间,降水量变化趋势不显著,但流域南部地区存在一定的下降趋势,同时汛期降水普遍呈上升趋势。全年大雨（包含暴雨）降水比例基本超过30％,年均发生次数也多在4-6次。流域内共有3个站点降水量发生了突变,突变时间主要为1978和2002年。降水量存在40年左右的主周期和22年左右的次周期。     

1961年－2013年渭河流域降水与径流变化特征

采用滑动平均、累积距平、线性倾向估计法分析陕西渭河流域1961年-2013年降水变化特征;采用滑动t检验、有序聚类、双累积曲线分析法分析径流突变性。结果显示:渭河流域降水量整体呈减少趋势,平均年降水日数为86d;降水季节分配不均,集中在夏、秋两季;春、秋两季降水量呈现明显减小趋势;大雨日数与年平均降水量显著正相关,年平均降水量越大,年平均大雨日数出现频次的越高;流域西部和北部暴雨强度呈现增大趋势,东部和南部暴雨强度呈现微弱减小趋势。渭河华县站径流的突变点出现在20世纪70年代初和90年代初,降水量的变化与径流变化的趋势基本吻合。     

广东省中山市60 a降水特性分析

选取中山市3个雨量站1955—2014年日降水量资料,并以此为基础运用滑动平均法、Mann-Kendall方法、目估适线法等方法,从趋势分析和结构分析上对中山市降水特性演变规律进行研究。结果表明:中山市近60 a降水量呈"减—增—减—增"平缓波动,主要突变点在1959和2012年,近几年降水量呈上升趋势,主要由日降水强度增加引起;从降雨结构看,在特丰水年的降雨组成以暴雨及以上等级的降雨为主;分析不同量级降水频率,发现大强度降水整体上升、小强度降水比例下降的结构变化,降水潜力增加,应注意暴雨天防洪减汛。     

第二松花江流域1956—2006年降水量时空变化特征分析

利用滑动平均法分析第二松花江流域降水量的变化与趋势,并分别运用Mann-Kendall秩次相关检验法和高斯权重法进行趋势性检验和空间插值。结果表明,第二松花江流域的降水量1956—2006年整体呈现小幅下降和丰枯交替现象,丰水年周期年数少于枯水年周期年数。降水主要集中在夏季,变化幅度较大;其次为春季和秋季,变化幅度较小。从年内变化看,春季和夏季降水呈平稳状态,秋季呈下降趋势,冬季几乎无变化。在空间分布上,流域内降水量呈现由东南至西北逐渐递减的趋势,白山水库和丰满水库处于高值区。     

1960—2019年永定河流域降水演化特征

基于永定河流域内及周边53个气象站1960—2019年逐日降水资料及其插值数据,采用多种变异诊断方法研判永定河流域降水演化特征,结果表明：1)年降水量存在下降趋势,夏季降水量下降趋势显著,春季、秋季、冬季降水量呈上升趋势;2)在空间上,年降水量在大部分地区呈不显著的下降趋势,官厅水库以下较小的范围呈显著下降趋势,春季、秋季和冬季降水量基本呈不显著上升趋势,仅在部分区域呈不显著下降趋势,夏季降水量与其他季节相反,在流域大部分范围呈下降趋势;3)降水要素存在突变性,突变后年降水量的变化为极小值增大、极大值减小,7—8月降水量的变化为整体降低。     

1965—2017年和平县降水气候变化特征分析

该研究利用1965—2017年和平县气象观测站降水资料,采用数理分析等方法,分析了和平县降水量和暴雨日数的气候变化特征。结果表明:近53 a和平县年降水量呈不显著的增多趋势,且年际变化幅度较大;年暴雨日数呈不显著减少趋势;年降水量主要集中在汛期,占年降水量的74.1%;除后汛期呈不显著的增加趋势外,汛期、前汛期呈不显著减少趋势;汛期、前(后)汛期暴雨日数均呈不显著减少趋势;年降水量和年暴雨日数均不存在突变;年降水量存在3～4 a、10～11 a、30～36 a周期变化,年暴雨日数存在3～4 a、5～6 a、22～24 a的周期变化。     

小清河流域汛期多年降水变化趋势

以黄台桥水文站为出口断面的小清河流域作为研究区,根据流域内5个雨量站1977-2014年日降水资料,首先采用非参数Mann-Kendall法对流域内各站多年汛期降水变化进行趋势分析,并用Morlet小波分析流域汛期降水的周期变化;其次使用Mann-Kendall检验法并结合滑动t检验、有序聚类法及Yamamoto法进行突变检验;最后使用Hurst指数法对流域各站点降水未来趋势进行预测。研究结果表明:流域内各站点汛期多年降水变化呈现增加趋势,但变化趋势并不显著;流域汛期降水变化存在22a左右的主周期;突变分析表明汛期各站点降水的突变年份并不完全相同,而预计汛期降水量的未来变化将呈现出微弱的上升趋势。     

两类 ENSO 事件对长江中下游地区季节降水的影响

使用1966-2015年长江中下游地区91个气象站月降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、距平分析等方法分析了长江中下游地区近50年降水变化特征及其对两类ENSO事件的响应。结果表明,近50年来长江中下游地区夏季降水量以2.04mm/a的倾向率呈显著增加趋势,年降水量在区域内呈东增西减的分布特征。厄尔尼诺事件易造成长江中下游冬、春季降水异常偏多,而拉尼娜事件发生时夏季降水大幅偏多。东部型厄尔尼诺发生当年长江沿岸一带附近夏季降雨偏少,中部型事件当年呈现南多北少的响应特征,次年则转变为相反的空间分布。中、东部型拉尼娜事件发生当年,秋季降水分别显著偏多和偏少。东部型拉尼娜次年夏季降水普遍偏多,以长江中下游东部最为显著,而中部型事件次年夏季降水则呈现东南多西北少的分布格局。     

五指山市近 60 年降雨量时空演变规律分析

为了解五指山市近几十年降雨量的变化规律,基于市内及周边17个雨量站/气象站资料,采用不同插值方法逐月插值,与海南省水资源二次评价对比得到合理方法;并用滑动平均法、累积距平法、Mann-Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法对降雨量进行时空变化分析,得到如下结果:五指山市近60年多年平均降雨量为1 921.3mm,在空间上呈现由东北、正北向西南逐渐递减的趋势,不同丰枯情景下降雨分布略有差异,但其对地形的响应较为一致;年降雨量总体呈现显著增加的态势,并且在1988年左右存在由减少到增多的突变;借助SPSS软件,通过归因分析表明,蒸发主要影响着五指山市降雨的变化规律;降雨量存在多尺度时间效应,存在23a和16a左右的主周期,且均存在丰枯交替变化,并在未来几年均处在偏丰时期。研究结果对五指山市的水资源开发利用和规划具有现实指导意义。     

沂沭泗流域年降水和年地表水资源量演变趋势

基于沂沭泗流域1956年-2010年的水文资料,运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、累计距平和小波分析方法对沂沭泗流域年降水、年地表水资源量的演变趋势、变化过程和趋势及周期性进行了分析。结果表明:沂沭泗流域近55a内年降水、年地表水资源量变化趋势基本一致,整体上均呈减少趋势但不显著,预计未来10多年内仍会减少;年降水和年地表水资源量大体经历了丰枯交替5个变化阶段,年地表水资源量减少的趋势比年降水量减少的趋势稍明显;年降水变化具有4a、8a、15a和27a的主周期,年地表水资源量变化具有4a、14a和27a的主周期。趋势表明,未来10多年内沂沭泗流域年降水、年地表水资源量仍会减少     

GFS集合降雨预报的校正后处理研究

耦合降水集合预报信息与水文模型是水文预报发展的一个重要方向。然而由于大气运行初始条件及模式的不确定性数值降雨预报不可避免地存在误差。基于全球集合预报系统(GFS)提供的1～8d预见期的降雨集合预报数据,研究了基于扩展型Logistic算法和异方差扩展型Logistic算法发展的5个统计后处理模型对淮河流域息县子流域GFS预报降雨的校正效果。结果表明,5个模型对GFS预报降雨均具有较好的校正效果,但随着预见期的增长,各个模型的校正能力呈衰减趋势。总体而言,相较于基于扩展型Logistic算法的3个模型,基于异方差扩展型Logistic算法的2个模型具有更优的校正能力。     

多卫星遥感降水数据在塔里木河流域的适用性分析

资料缺乏地区由于其复杂的地形,站点布设困难,实测资料匮乏,遥感降水产品是实测资料的有益补充及替代。以塔里木河流域的子流域开都-孔雀河流域为研究区,采用国家基准气象站观测的降水量为基准数据,评估了TRMM 3B42RT、TRMM 3B42V7、CMORPH RAW、CMORPH CRT等四种遥感降水产品的精度。同时,在塔里木河的子流域玉龙喀什河流域,基于SRM模型,评估了以上几种遥感降水产品模拟径流的适用性。结果表明,TRMM 3B42V7的精度最高,TRMM 3B42RT的精度较低,CMORPH在山区的精度也较高,而CMORPH在平原地区高估了降水量;在四种遥感降水产品中,TRMM 3B42V7最适于模拟径流,可以基本表征日径流变化过程。     

随机森林在降水量长期预报中的应用

随机森林是21世纪提出的基于分类树的算法,在处理大数据集中具有明显优势,首度将其应用在降水长期预报中。以长江中下游地区1月份降水预报为例,运用随机森林模型构建原则,在74项大气环流因子以及前期月降水中筛选模型预报因子,进行长期降水量预报,并将其与神经网络模型预报效果进行对比,发现随机森林的泛化误差为13%,预报准确率达到75%,而神经网络的预报准确率仅为67%。此外,本研究还对长江中下游地区的汛期降水量进行了长期预报,结果表明,随机森林模型进行降水量长期预报中模拟和预报的效果令人满意,值得进一步研究和应用。     

基于 SPI 干旱指数的海口市干旱变化特征研究

根据海口市8个雨量站1970-2012年的逐日降雨资料,采用降雨平均和SPI(标准化降水指数)平均两种不同的SPI处理方案计算了三个时间尺度(3、6、12个月)的SPI值。将两种处理方案在不同时间尺度上计算所得的干旱情况与实际干旱情况做了比较,选择适用于海口市干旱评估的处理方案,应用Mann-Kendall检验,Morlet小波分析方法分析了海口市1970-2012年间各季节的干旱变化趋势和年干旱变化周期。结果显示:降雨平均方案更适用于评估海口市的干旱情况;海口市不同程度的干旱发生频率高达56%,多发生在春、秋两季,频率分别为51%和41%,秋季特旱发生频率为14%;海口市整体干旱有加重趋势且秋季加重趋势明显;海口市干旱具有13a左右的第一主周期,4a和22a的第二、三周期。研究结果可为海口市干旱评估和预报以及制定抗旱减灾措施提供参考。     

渭河流域降水时空变化与干旱特征分析

以渭河流域14个典型气象站降水资料为基础,应用Mann-Kendall趋势检验法、频率分析法、差积曲线法以及游程分析法对研究区的降水变化规律及少水概率特征进行了研究。结果显示:40多年来渭河流域降水量呈明显减少趋势,以春、秋两季最为明显,这增加了区域发生干旱的可能性;流域降水过程呈丰枯交替的周期性现象,连丰或连枯较易发生,且存在干旱与洪涝并发现象;连枯年的概率比连丰年概率大,且少水期常持续2~3a,引发的干旱强度较大;1991年以后渭河流域干旱事件的频率、强度和烈度均有增加趋势,未来渭河流域的农业发展与水安全将面临更大的威胁,必须予以高度关注。     

基于游程理论和Copula函数研究岷江流域干旱特征

为了合理评估区域干旱灾害风险,以岷江流域14个气象站1961-2012年逐月降水数据为研究对象,以阈值为变量设定3种游程截取水平识别干旱,然后利用经拟合优选的Copula函数构建干旱历时与干旱烈度的联合分布,并进行概率分析和重现期计算。结果表明:Gumbel Copula函数对整个流域的拟合效果最优;利用Gumbel Copula函数分析二维条件概率P(S≤60mm|D≥3月),3种截取水平的发生概率从流域东南到西北递增;联合重现期结果显示流域东北部和南部一带的旱情比中西部严重,而同现重现期结果则显示流域西部的旱情比东部严重;联合重现期比同现重现期的空间分布更稳定,任意一种截取水平下的联合重现期都比较接近。研究结果可为游程理论截取水平设定、Copula函数优选以及多变量干旱分析提供依据。