西安市近60年降水量和气温变化趋势及突变分析

利用西安市1951年-2008年的降水和气温资料,采用线性拟合、滑动t检验,有序聚类,曼肯德尔法对西安市近60年的降水量、气温等气象水文要素进行变化趋势及突变分析。首先,采用线性拟合与距平百分率研究了西安市降水量和气温的变化趋势,分析了降水日数和降水量变化特征,最后,采用有序聚类、滑动t检验和曼肯德尔对降水量和气温的突变性进行分析。趋势分析结果表明:西安市年降水量总体呈下降趋势,汛期降水占全年降水的58%,降水量的年内分布很不均匀;年平均气温、极端最低气温呈上升趋势。突变分析结果显示:西安市降水量的突变点出现1958、1975和1980年;年平均气温的突变点发生在1993年-1995年之间。     

砚瓦川流域1981-2012年降水特性及趋势分析

我国西北地区流域降水特性及趋势对当地雨养农业及水土流失有重要的影响。选用1981-2012年马莲河砚瓦川流域的降水量资料,以集中度、变差系数、逐年距平、M-K非参数统计检验以及滑动t检验等方法分析了降水年内、年际、突变变化特征。结果表明:砚瓦川流域降水量年内分配不均,集中度较高,降水多分布在7、8月;年际变化较小,流域多年平均降水量为523.0mm,变差系数约为0.2。M-K非参数统计检验表明,整体变化趋势并不明显,与距平和变差系数分析的结果一致;滑动t检验和M-K检验的结果显示年降雨量序列没有出现突变值。     

加权马尔科夫链在榆林市降水量预测中的应用

利用榆林市1951~2013年的年降水量为资料,结合均值-标准差分级方法,运用加权马尔科夫链模型预测榆林地区年降水量范围,并根据模糊集理论预测年降水量。结果表明:(1)榆林市1951~2013年的年降水量序列在α=0.05水平上满足马氏性;(2)预测榆林市2014,2015年年降水量范围分别为457.52~521.32,351.19~457.52 mm;(3)结合模糊集理论预测榆林市2014,2015年降水量与实际观测值的相对误差分别为11.3%,3.4%,预测精度在20%以内。由此可得,加权马尔科夫链模型可用于榆林市年降水量的预测。     

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。     

1961-2011年深圳市降水变化趋势分析

基于深圳市雨量站1961-2011年逐日降水资料,利用Mann-Kendall法对深圳市年降水量、降水日数、降水强度、汛期降水量和非汛期降水量作趋势分析,并采用有序聚类法对年降水量和降水强度进行突变检验,采用小波分析法对年降水量和降水强度进行周期分析。结果表明:年降水量、降水日数、降水强度、汛期降水量和非汛期降水量均为增加的趋势,其中降水日数增加显著;年降水量在1963年和2008年均发生了突变,而降水强度突变时间发生在1993年;年降水量和降水强度周期变化基本一致,存在6a和11a左右的震荡周期,且1990年后两者的周期变化更为明显。深圳市降水趋势的变化与该地区的城市高速发展有关,准确认识深圳市降水趋势对该地区的城市发展意义重大。     

基于M-K和GIS技术的唐山市降水量时空变化

以1980~2015年唐山市12个气象站点的逐日降水资料为基础,运用一元回归、M-K检验和GIS技术,定量分析了区域年季降水时空变化。结果表明,唐山市年、春、夏、秋降水量变化斜率为-1.1245,-0.1535,-0.6647,-0.1694mm/a,呈减少趋势;冬季降水变化斜率为0.0226mm/a,呈现增加趋势;并均达到显著水平(p0.05)。年季降水量发生多次突变,但并不显著(P0.05)。GIS空间分析表明,年季降水量变化Z分布不均衡,呈现东南—西北向地带性分异。     

气候变化和人类活动对渭河流域径流量的影响

采用M-K趋势检验法、有序聚类变点分析法以及径流变化归因分离评判方法,分析渭河流域近50 a的气温、降水、径流的演变特征和径流量变化的影响因素。结果表明:流域气温升高趋势显著,通过95%的置信度水平检验,其中1994年是气温突变的节点;流域降水量呈缓慢减少的态势,变化节点发生在1969年;流域径流量减少趋势极显著,通过95%的置信度水平检验,突变节点发生在1969年,与降水突变节点一致。由VIC模型计算得出:流域径流量的变化主要由气候波动和人类活动改变流域下垫面共同作用引起的,其中气候变化的影响较大。     

基于地统计学和M-K检验的头屯河流域降水时空变化分析

以头屯河流域7个气象站点逐日降水资料为基础,运用趋势分析、Mann-Kendall检验和地统计学分析法,研究该流域降水量时空变化格局。结果表明,近30年,头屯河流域年降水量平均值为263 mm,其倾向斜率为(-6. 86 mm/10 a);除秋季降水略有增加(11. 02 mm/10 a),其他季节均为减少趋势,但未通过0. 05水平信度检验。M-K检验显示,1989年为突变年,降水量由增加变为减少;地统计显示,流域内降水资源空间分布不均,呈自西北向东南减少分布。     

济南市小清河流域汛期降水时空演变规律分析

以济南市小清河黄台桥水文站断面以上流域内7个雨量站1977-2013年的逐日降水量长序列资料为基础,采用Mann-Kendall秩次相关检验法和5a滑动平均法分析流域汛期降水量的变化趋势,利用方差谱密度图法分析汛期降水量的周期成分,用有序聚类法识别和检验汛期降水量的突变成分,并利用R/S分析法对流域汛期降水量变化趋势进行预测。结果表明:济南市小清河流域各雨量站汛期降水量时间演变趋势一致,呈增长趋势;有明显的空间分布特征,符合中国降水分布的整体格局;流域7个雨量站汛期降水量未来变化趋势均为增长。研究成果为济南市水资源可持续开发利用和海绵城市建设提供了基础依据。     

辽宁省主汛期降水趋势的区域特征分析

对辽宁地区6-8月主汛期降水利用旋转经验正交展开法分区,采用M-K检验法、Morlet小波法和新型趋势法探讨了长时间序列的主汛期降水特征。研究表明:辽西和辽东为主汛期2个降水量场,辽西地区无明显降水趋势,而辽东存在倾向率为-15mm/10a的降水减小趋势;2000年至今,辽东主汛期降水存在明显的下降特征,2006年为最近的1次降水突变;辽西主汛期降水系列第1主周期、中小周期分别为32、10、5、2a,辽东主汛期降水系列第1主周期、中小尺度周期为42、18、24、6、4和10a。     

基于隶属度修正的加权马尔可夫链的降水预测

应用Fisher最优分割法将榆林地区1951—2015年的年降水序列划分为9个状态,采用规范化的各阶自相关系数为权重,建立了加权马尔可夫链模型。以属于同一状态的所有降水量的均值作为聚类中心,应用模糊C均值聚类(Fuzzy C-Means,FCM)算法中的隶属函数计算隶属度,以隶属度向量作为预测时的初始状态向量。该模型逐年预测了榆林市2006—2015年的降水状态,结果全部与实际情况一致。基于马尔可夫链的预测结果,采用模糊集中的级别特征值理论分别预测了2006—2015年的降水量,所有预测结果的相对误差都在10%以内,初步表明基于隶属度修正的加权马尔可夫链模型是合理可行的。     

赣江上游潋水流域径流变化特征及其驱动力分析

基于赣江上游潋水流域东村水文站1980～2010年的逐月、逐年降水和径流数据,结合M-K趋势检验、累积距平法和双累积曲线法系统分析了潋水流域降水量和径流量的年内分布特征、年际变化趋势及其突变点以及流域径流量变化的主要驱动因子.结果 表明:潋水流域多年平均降水量和径流量分别为1604.8mm和6.53×108m3,降水量...     

1951—2017年通辽地区气温、降水和蒸发演变规律研究

科学分析气温、降水和蒸发的演变规律,可为地区合理利用气候资源和发展农业生产提供参考依据。以 1951—2017 年通辽气象站的气候资料日值数据集为基础,运用年份突变检验、年际趋势分析和周期震荡分析等方法研究多时间尺度下年平均气温、年降水量和年潜在蒸发量的变化特征。运用 Mann-Kendall 检验、有序聚类检验和滑动 t 检验分析气候要素的突变特征,运用线性趋势和滑动平均分析气候要素的年际趋势,运用 Morlet 小波分析气候要素的周期震荡。结果表明: 年平均气温和年潜在蒸发量呈显著上升趋势,其变化率分别为 0. 38 ℃ /( 10 a) 、41. 40 mm /( 10 a) ; 年降水量呈微弱下降趋势,其变化率为－5. 26 mm /( 10 a) 。气温、降水和蒸发的突变年份分别为 1987 年、1963 年和1995 年。上述气候要素突变年份前后 10 a 均值的变幅分别为+14. 60%、－22. 74%、+8. 43%。56 a、15 a 为气温的第一、第二主周期; 41 a、18 a 为降水的第一、第二主周期; 55 a、30 a 为蒸发的第一、第二主周期。年潜在蒸发量具有 55 a 的显著变化周期。     

窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征分析

分析了榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征及集中期,利用IDW空间插值法研究降雨的时空分布规律,并通过Mann-Kendall非参数检验法和滑动t检验法对其突变和趋势进行检验。结果表明:榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域降水量总体稳定在400 mm左右,略有下降,降水多集中于7月中旬,不同时段降水量均为自上游至下游递增。研究时段内,年降水未发生突变,这为当地水资源开发和生态环境改善提供了有利条件。     

浙东海岛地区近64年降水变化规律分析——以舟山岛为例

为了研究浙东海岛地区降水规律特征,预测降水量的变化趋势,选取舟山岛作为研究对象,运用线性回归法、去趋势预置白Mann-Kendall检验法、Pettitt突变检验法等多种方法,综合分析舟山市定海站1956—2019年的年降水量时间序列。结果表明,舟山岛多年平均降水量1 399.5 mm,降水量呈明显的增加趋势,增速达到4.7 mm/a,其中1999—2003年、2015—2019年2个时间段降水量增加趋势最为显著,降水量突变点在1972年附近,突变显著。     

长江源区降水时空演变规律

基于长江源区1956—2016年8个测站的逐日降水数据,采用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验和滑动T检验法等统计方法,分析了长江源区近60 a来降水量序列的空间分布特征、年际和年内变化趋势、突变和周期变化特征等。结果表明:① 长江源区降水量呈现明显的增加趋势并通过显著性检验,增加速率10.2 mm/(10 a),多年平均降水量为344.8 mm;②长江源区的降水量在时间维度上存在显著的不均匀现象,多数聚集于为6—9月份,约占全年降水量的81.1%;③长江源区的降水量序列在1997年发生显著性突变,降水量变化存在25 a左右的第一主周期,第二、第三周期分别为3 a和10 a;④长江源区内各站点年降水量增加趋势空间变异性较大,总体呈现通天河上游降水量增加速率大于下游。研究结果可为长江流域水资源可持续利用和生态安全提供重要的科学依据。     

黄土沟壑区城市降水变化特征研究——以延安市为例

基于统计分析方法(平均值、均方差等)和趋势分析方法(最小二乘法拟合、非参数Mann-Kendall趋势检验等),对延安市1957~2014年的逐日降水观测资料进行了深入分析。结果表明:该地区年降水量总体呈下降趋势,以9.14 mm/10 a的速率减少,降水主要集中在夏秋两季,占到了多年降水量的80%以上;各季降水量除冬季以0.382 mm/10 a的速率增加外,其余均以2.0~4.0 mm/10 a的速率减小,秋季降水量减小趋势最为明显、春季次之,但趋势都不显著;年降水量在1971~1972年之间发生突变,但突变不显著。     

北京市降水量变化特征分析

基于北京市1950—2012年降水量资料,应用改进的有序聚类法、Mann-Kendall趋势检验、谐波分析及均生函数等4种方法,分析总结出近63年以来北京市降水量的变化特征,并对2013年的降水量进行预测。结果表明:北京市旱灾频发且多呈现连续性;年降水量与汛期降水量具有明显的下降趋势,非汛期降水量具有微弱的上升趋势,各月中2、7、8月份降水量下降趋势显著;年降水量和汛期降水量的突变年为1984年,非汛期降水量的突变年为1951年;年降水量具有4.5年和31.5年的变化周期,汛期降水量呈现出31.5年的震荡周期,非汛期降水量表现出3.3年和7年的变化周期;2013年全年及汛期、非汛期降水量预测为622.1 mm、496.5 mm和102.4 mm;研究结果可为有关部门防洪减灾工作的开展、水资源的开发与利用及规划与管理提供参考。     

水文序列突变点识别方法比较研究

水文序列突变点的识别是研究水文序列突变特征的重要环节,对水文分析和水文模拟预测意义重大。选取了目前国内外较为常用的9种水文序列突变点识别方法,即累积距平法、Mann-Kendall检验法(M-K)、有序聚类分析法、双累积曲线法、Pettitt法、BFAST法、水文情势突变法(RSI)、Lee-Heghinian法和Yamamoto法,采用黄河中游头道拐站和龙门站1960-2016年的57年长时间序列输沙数据,对比分析各种方法的适用性及准确性。结果表明:累积距平法、有序聚类分析法、双累积曲线法和Lee-Heghinian法能够较准确地获取输沙序列突变点,RSI和Pettitt检验法的适用性最好(p0.01),M-K检验法次之(p0.05),Yamamoto法最差;BFAST法不仅能够识别月尺度水文序列的突变点,也可用于解析其阶段性变化趋势。     

近50年佛坪县降水变化特征分析

应用滑动平均、累积距平、线性倾向估计、滑动t检验,有序聚类等方法分析了佛坪近50年降水趋势及特征。结果表明:佛坪降水年际变化大,年内分布很不均匀;年总降水日数、小雨日数、中雨日数均呈现减少趋势;降水量整体呈现在波动中减少的趋势;年降水量的突变点出现在上世纪90年代初;降水量减少主要是以春季和秋季降水的减少为主;大雨以上日数与年降水量存在显著正相关关系。近年实测数据显示该区域暴雨频发,夏季降水量和大雨以上日数有增多的趋势,应引起相关部门重视。