安徽省梅雨空间特征及其对西太平洋副热带高压的响应

根据梅雨判别标准识别了安徽省江南、江淮和淮北3个区域1957～2016年的入出梅时间,通过Z指数对江南梅雨期时江南和淮北的降水量进行了等级划分,归纳了降水的空间分布类型及其对同期副高的响应。结果表明,仅有一段梅雨期时3个区域的梅雨期平均为6月16日～7月11日、6月19日～7月11日、6月25日～7月14日,梅雨量分别为344.1、234.7、207.8mm;3个区域二度梅分别为7、5、4年,空梅为5、6、9年;江南梅雨期时降水可分为南北正常、南北同丰、南北同枯、南丰北枯和南枯北丰5种,南北正常时副高脊线、强度、面积和西伸脊点与多年均值接近,南丰(南丰北枯和南北同丰)时脊线位置偏南,南枯北丰时脊线偏北,南北同枯时副高强度、面积异常偏小,西伸脊点异常偏东。     

安徽省近60年台风降水特征分析

基于中国水情年报和安徽省15个降水观测站1957～2016年台风期间降水资料,分析台风登陆中国后7d内在观测站形成的日降水大于或等于5mm的降水事件,提取了各站、各区域年台风降水量、次数等台风降水特征,分析了安徽省台风降水特征的时空分布规律。结果表明,台风降水量年际、年代际差异显著,安徽省多年平均年台风降水量为165mm;江南、江淮和淮北三个区域多年平均年台风降水量分别为216、154、137mm,具有从南到北递减规律;15个降水观测站多年平均年台风降水量为125～347mm,平均年台风降水发生3.2～4.7次;安徽省7～9月台风降水量为128mm,占年台风降水量的78%;安徽省台风降水量具有山区多平原少,迎风坡多背风坡少的特征。     

安徽省台风降水气候特征及台风降水事件预测

基于安徽省15个站1957~2016年逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了梅雨期和伏期台风降水的气候特征及台风降水异常年的大气环流特征;通过相关分析确定了影响安徽省台风降水事件的前期环流指数,建立了基于BP神经网络的梅雨期和伏期台风降水事件发生与否的预测模型。结果表明,60年中有32年在梅雨期发生了台风降水,有40年在伏期发生了台风降水,对应梅雨期、伏期的多年平均台风降水量分别为123.7、126.8mm;台风降水偏多和偏少年的环流背景具有明显差异,降水偏多年欧亚大陆以经向环流为主,副高偏强、偏北;降水偏少年欧亚大陆以纬向环流为主,副高偏弱、偏东;台风降水事件发生与否的BP神经网络预测模型具有较高的准确度,率定期内梅雨期、伏期准确率分别为98%、100%,验证期内梅雨期、伏期准确率均为90%,其中1976、2013年预测错误,可能是这两年台风降水分别受ENSO和西太平洋海温异常事件的影响,台风降水机制异于常年。     

沂沭泗流域降水变化特征分析

分析区域降水变化特征可为区域水资源可持续开发利用提供科学依据、为防汛抗旱提供科技支撑。以沂沭泗流域为例,利用1960~2011年日降水资料和Mann-Kendall趋势检验法研究了该流域降水变化特征。结果表明,该流域降水量主要集中在汛期;20世纪70~90年代降水量相对较少,其他时期相对较多;降水量、有效降水特征量和极端降水特征量均具有减少的趋势,其中降水频率和年最大连续有效降水日数减少趋势显著。     

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。     

基于集对分析的安徽省农业旱灾风险评估

基于区域灾害系统论的风险评估方法,将区域农业旱灾风险系统分为危险性、暴露性、灾损敏感性和抗旱能力4个子系统,提取了21个干旱指标,建立了农业旱灾风险评估指标体系,并基于集对分析评估了安徽省16个市2006～2016年的农业旱灾风险等级。评估结果表明,安徽省农业旱灾风险具有明显的时空差异性,旱灾风险等级具有从北向南递减的空间分布,即淮北(中险)江淮(轻险)江南(微险);2006～2016年间,安徽省处于微险的地区基本保持不变,处于轻险的地区有增加趋势,处于中险的地区有下降趋势。评估结果与安徽省实际旱情基本符合,表明集对分析用于农业旱灾风险评估有较好的应用价值。     

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。     

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。     

近59年石家庄市降水变化特征分析

为了解石家庄市的降水变化规律,选取石家庄站1955~2013年的年降水量、降水频率、降水强度、极端降水频率和年最大日降水量共5个降水统计指标,利用气候倾斜率、Mann-Kendall(M-K)气候突变检测法和Morlet小波分析法研究了石家庄市降水统计指标的趋势变化、突变特征和周期性特征。结果表明,石家庄市年降水统计指标均呈现不同程度的下降趋势,近59年来石家庄市降水特征未发生明显突变,年降水量大致呈现出6、10、25年的周期性。     

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954.1mm,并以3.9mm/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、15.1mm/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。     

基于云模型的安徽省干旱时空分布特征分析

为分析安徽省干旱时空分布特征,依据安徽省14个典型站点1962~2013年逐日降水量资料,以降水量距平百分率作为干旱等级评价指标,引入云模型研究了安徽省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征,并采用ArcGIS的反距离权重法分析了不同时间尺度下的干旱频率空间分布特征。结果表明,安徽省干旱年际变化呈逐年波动式的缓解趋势;在时间尺度上,干旱年际分布均匀性最好,春季最不均匀,夏季稳定性最好,年际和春季次之,秋、冬季最差;在空间尺度上,皖北地区干旱分布最不均匀,皖南地区的均匀性最好,皖北地区稳定性最好,皖南地区稳定性最差;安徽省干旱频率空间分布基本呈纬向分布,即干旱发生频率自北向南递减。     

1960~2013年云南省降水时空变化特征分析

鉴于分析云南省降水时空变化特征对该地区旱涝灾害预警和水文模型研究具有重要意义,基于云南省29个气象站点1960~2013年的逐日降水资料,采用滑动平均、线性倾向估计、Mann Kendall突变检验、滑动t检验和普通克里格插值等方法分析了该地区降水变化特征、降水变化趋势及空间分布情况。结果表明,年际降水量以7.7 mm/10a的幅度逐渐减少,在2008年发生突变;空间分布不均,整体由东北向西南呈带状递增分布,并形成2个孤岛状的降水集中区。夏、秋、冬三季降水量均逐渐减少,春季增加;季突变时间存在差异性;夏、秋两季空间分布情况与年际类似,春季自南向北逐渐减少,冬季自中部分别向东南和西北呈带状递增分布,同时还具有自南向北呈带状递减分布的特征。     

1961—2017年黄河源区日照时数变化趋势响因子分析

利用黄河源区7个气象站1961—2017年的日照时数、平均总云量、降水日数、相对湿度等地面气象观测资料,对近57年黄河源区日照时数的变化趋势及影响因子进行分析。发现黄河源区年日照时数的空间分布呈北多南少的特点,位于北部的玛多、兴海日照时数最多,而位于南部的久治、红原最少;各季节日照时数的空间分布特征与年日照时数相似。黄河源区日照时数的年际变化表现为兴海、红原的年日照时数呈下降趋势,下降趋势分别为-28.6 h/10 a、-18.4 h/10 a,其余各地均呈上升的趋势,玛多上升趋势最明显,为22.4 h/10 a。黄河源区日照时数的月际变化表现为明显的三峰二谷的特征,4、8、11月份为3个高值时段,6、9月份为2个低值时段,其中9月份日照时数为全年最低。周期分析结果表明：黄河源区日照时数的周期变化主要以2 a、4~6 a、10~13 a和22~30 a周期为主。源区日照时数和平均总云量、降水日数、相对湿度呈明显的负相关;空间分布上随总云量、降水日数、相对湿度自南向北的减少日照时数明显增多;日照时数与总云量的相关性最好,尤其季节总云量的变化对年日照时数的变化影响最敏感。源区总云量与日照时数在空间分布上恰好相反。降水日数、相对湿度的减少也是源区日照时数增加的一个重要原因。黄河源区太阳能资源丰富,且黄河源头—吉迈区间日照时数呈持续增加的趋势,有利于太阳能资源的开发和利用。     

基于信息熵的淮河流域降水时空变异特征研究

为了深入研究淮河流域的降水时空变化特征,以淮河流域1961~2005年36个气象站日降水数据为基础,基于信息熵理论,首先利用边际熵研究年、季、月等不同尺度下降水的变化特征;再利用分配熵和强度熵研究年内不同月份降水的分配情况;然后利用改进的Mann-Kendall趋势检验方法对淮河流域降水序列不确定性的变化趋势进行检验;最后对降水月份分配情况与极端降水量进行相关分析,以研究极端降水量与降水月份分配的关系。结果表明,淮河流域降水量较小的季节或地区,其降水量的年际变化也较大,淮河流域北部降水的不均匀性及其较小的降水量可能加剧该区的干旱风险;降水量与降水天数月份分配的不均匀性均表现出由南向北增大的空间分布特征;对于淮河流域大部分站点,降水量月分配不均匀的年份面临洪灾的风险也会增加,而淮河流域西部降水月份分配不均的情况可能加剧,且该区面临的洪灾风险也可能加剧。     

基于标准降水指数的河南省干旱时空演变规律分析

基于河南省17个气象站1960~2010年的月降水资料,采用标准降水指数（SPI）统计分析了年尺度和季尺度的SPI干旱指数,探讨了不同时间尺度下不同干旱等级的时间演变趋势及空间分布特征。结果表明,河南省年尺度干旱总体上呈增加趋势,不同年代呈现不同的变化趋势;季尺度干旱表现为春旱和秋旱的干旱强度和干旱站次比均呈增加趋势,而夏旱和冬旱有所减缓,在当前气候变化背景下,河南省干旱整体上呈现对农业生产不利影响加重的趋势。在区域上,河南省北部易发生干旱,但干旱程度较低,而南部和西南部相对易发生严重干旱和极端干旱。     

洛阳市降水量时空变化特征分析

基于洛阳市11个代表站1956~2013年日降水量数据,运用滑动平均法、Pettitt检验、小波分析对年降水量进行趋势分析、突变检验和周期分析,研究了洛阳市时间变化特征和空间分布规律。结果表明,近58年洛阳市年平均降水量为670.60mm,降水偏少且集中在夏季;年降水量倾向率为-13.733mm/10a,且呈明显减少趋势;年平均降水量存在15年的主周期,在1985年发生突变;洛阳地区降水量大体呈现出西多东少、南多北少的分布规律,东北部降水量少且减少速率快;洛阳市降水量减少,时空分布极不平衡将成为经济发展的制约性因素。