甘肃省平均气温与极端高温时空特征分析

选取甘肃省境内50个气象站1960—2011年的月气温数据,采用Mann-Kendall非参数检验法和小波分析等方法,对极端高温及平均气温的时空变化特征和周期特征进行了分析。结果表明:甘肃省平均气温、极端高温分别以0.31、0.11℃/10 a的速率升高;春、冬两季升温速率较大,趋势更明显;四季的极端高温均呈现升高趋势,其中夏季升温速率最大;甘南地区平均气温最低,东南部地区平均气温普遍偏高;中部及陇东东部升温速率较大,河西走廊西部及甘南地区升温速率较小;极端高温的分布表现为随海拔升高而逐渐下降的特点,河西走廊沿线极端高温较高,甘南高原极端高温较低;北山地区、祁连山地和河西走廊西部日较差较大,陇南山地南部年温差较小;平均气温、极端高温分别以14、22 a为主周期变化。     

基于PDSI的1982—2015年我国气象干旱特征及时空变化分析

利用中国地面气象观测的月值资料构建1982—2015年月尺度帕默尔干旱指数(PDSI)来度量中国气象干旱,并对气象干旱特征和时空变化规律进行分析。结果表明:我国气象干旱特征空间差异显著,半湿润、半干旱区平均干旱历时较长,烈度较大;从全国整体来看,单位面积上干旱频率为0.44次/a,平均干旱历时6月/次。气象干旱特征变化明显,干旱频次、历时和烈度呈上升趋势,半湿润、半干旱区干旱形势逐渐严峻。气象干旱时空变化显著,年际性、季节性PDSI均呈下降趋势,气象干旱总体呈加重趋势,集中在半湿润、半干旱区(青海东南部、陕甘宁、山西、内蒙古北部及黑龙江北部区域),部分湿润区(四川中部、重庆、湖北及云贵地区)气象干旱加重趋势同样显著。     

干旱引黄灌区地下水位变化特征分析

为研究干旱引黄灌区不同地下水运动带的地下水位变化特征,以甘肃省景电一期灌区为例,利用其1982—2011年实测地下水位数据,采用Mann—Kendall趋势检验法分析了地下水位的年际变化趋势,并根据每15 a逐月的地下水位均值曲线,对地下水位的年内变化特征进行了研究。结果表明:受季节性灌溉、区域地势、人为开采等因素的影响,不同地下水运动带地下水位年际、年内变化趋势存在较大差异;在灌区汇水区域适当发展井灌,有利于土地盐渍化的控制。     

辽西北地区干旱时空变化特征分析

利用辽西北地区14个气象站与水文站1971年-2010年的基础数据,得到降水量距平值、连续无雨日数、河道来水量距平值和相对湿润度,并以这四项指标为基础,利用可变模糊评价法得到辽西北地区综合干旱级别特征值,再结合线性倾向估计法、Mann-Kendall趋势检验与反距离权重法对辽西北地区的气象、水文综合干旱时空分布特征进行分析。结果表明:辽西北整体旱情呈显著加重趋势,1971年-1980年以轻度干旱为主,旱情较严重的时期为20世纪80年代后,1981年-1990年干旱程度最为严重,1980年-2010年是重度干旱高发期,但特大干旱少有发生;辽西北东北部和西南部地区旱情较为严重,且随时间变化呈现出加重趋势,而中部地区干旱较轻,因此抗旱减灾的重点应集中在该区的东北部和西南部地区。     

基于PDSI指数的三江源干旱气候特征分析

根据三江源地区12个气象站点1971—2004年的气象资料,利用修正的Palmer旱度模式,计算分析了三江源地区PDSI指数的时空变化特征,并采用Morlet小波变换系数分析了PDSI指数的变化周期。结果表明:三江源地区有变干趋势,但变化趋势不显著,其中黄河源显著变干对三江源变干影响较大;三江源地区干旱发生年份与厄尔尼诺现象出现的年份基本相近;三江源地区西北较干旱、东南较湿润;经小波分析,三江源PDSI指数大约有20 a的第一主变化周期,与太阳双黑子活动周期相近,在20 a周期内还包括11～12 a和6 a的小周期;三江源干旱化与气候变暖、降水减少密切相关,尤其是夏、秋两季。     

辽河水质时空变化特征分析

在分析辽河污染现状的基础上,综合考虑环保考核断面及污染物来源等因素,选取6个具有代表性水质监测断面,以化学需氧量和氨氮为关键指标,采用季节性Kendall检验法及趋势分析法,从显著性、时间及空间等三个方面,分析辽河各断面2017-2019年水质变化趋势与特征,为辽河水质预防与治理保护提供依据与方向.     

东莞市近30年降雨量时空演变特征分析

东莞市作为粤港澳大湾区重要的城市,对大湾区经济发展有重要贡献。暴雨洪涝对东莞城市规划、水资源合理配置、防洪减灾有重大影响,严重制约其经济高质量发展。利用东莞30个水文站32年逐日降雨数据,采用GIS与Mann-Kendall检验、滑动平均、累积距平等方法讨论了东莞市降水时空分布特征。结果表明：近32年来,东莞市年降雨时空分布自西向东逐渐增加,随时间呈现明显增加趋势;汛期降雨量自西向东依次增加,中部向西逐渐降低,中部向东呈现先降后升趋势变化,汛期降雨量约占全年60%～95%,非汛期降雨量中部凸显,东西两侧区域差异明显,中部地区最大,有向两侧逐次降低的趋势,西南部最小;四季最大雨量中心由中部向东北部、东部、中部进行移动,最小降雨量稳定于西南部区域;月均降雨量自西向东呈现增大趋势。多年月平均占比6月份最大,占全年18.58%,12月份最小,占全年1.88%。研究结果可为东莞城市发展提供参考与依据。     

中国南北过渡带干旱时空变化

为识别中国南北过渡带的干旱状况,利用研究区内1960-2015年32个气象站逐月降水量和月平均气温等资料,计算每个站点的逐月综合气象干旱指数CI,并利用累积距平法等分析中国南北过渡带干旱变化情况。结果表明:就时间变化而言,干旱强度、干旱历时以及不同等级的干旱发生频率随时间均呈上升趋势,并且,轻旱在所有等级干旱中占比最重,为55.6%;就季节变化而言,干旱的发生具有季节性规律,春旱的强度最大,且历时较长,夏旱最易发生,秋旱的发生频率总体呈现出先增大后减小的趋势,在20世纪90年代达到最大值,冬旱的历时值最短;就空间变化而言,研究区内北部相对干旱,南部相对湿润,武都地区和研究区内的河南地区最为干旱,甘肃南部反而是整个研究区最湿润的地区。     

西南地区干旱时空变化特征研究

干旱是一种严重的自然灾害,西南地区是我国受干旱影响比较严重的地区。分析干旱的时空变化特征,可以为 应对气候变化和抗旱减灾提供科学的决策依据。本文利用西南地区 31 个气象站 1951—2010 年的月降水量数据,计算尺度分别为 1 个月、3 个月和 1 年的标准化降水指数（SPI）,分析了 60 年西南地区月、季和年干旱的时空变化特征。西南地 区干旱发生频率具有空间差异性,四川大部、云南南部发生干旱的频率高,而四川中部和广西东南部发生重旱的频率高。 60 年中西南地区降水量总体没有发生显著性变化,但是阶段性变化显著。年干旱、秋季的站次比具有明显增加的趋势,给西南地区抗旱带来更大的挑战。     

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。     

广东省用水效率时空变化分析

用水效率的提高是在用水总量一定的前提下,保障和行业用水需求和经济社会良性发展的重要手段。通过对广东省1980-2011年用水效率指标在年度和地市空间上的变化趋势和变化规律进行分析,结果表明,总用水量年均增长率为1.08％,人均水资源量年均递减率为2.90％,人均用水量年均递减率为1.16％,人均综合用水量年均递减率为1.75％,都与总用水量呈反向变化的特征,而耗水量和农田灌溉亩均用水指标年均变化率分别为0.76％和-0.21％,变化幅度相对较小,说明用水效率整体提高并不明显。并分析了各市不同用水阶段单位农业增加值用水量变化,以2005-2010年最快,年均变化率为-8.52％,同时表现出区域和年际变化差异较大,年灌溉用水效率较低的特点。     

山东省气象干旱的游程时空特征分析

针对近年来山东省干旱引起的经济及水安全问题,开展了干旱时空特征分析。基于1961—2011年共51 a逐月降水量资料,计算15个气象站点的月降水量距平百分率(Pa)并进行干旱等级的划分和统计,对山东省干旱的时间和空间特征进行了分析,采用游程理论应用Pa值分析了研究期内山东省的干旱特征并预测其未来的干旱趋势。结果表明:研究期内,山东省逐年干旱的变化规律并不明显,西南部及北部部分地区发生干旱特别是严重干旱事件的频率及未来发生的概率高于其他地区,东部沿海地区发生干旱概率较低,未来几十年内山东省不会发生连续大烈度的干旱。     

基于Copula理论的甘肃省干旱特征分析

干旱受降水、气温、日照时间等多因素的影响,通常采用干旱强度、干旱历时等多种特征变量来共同描述。传统的多变量分布模型通常要求两变量或多变量具有相同的边缘分布。为更好地表征干旱多变量间的相关关系及干旱特征,基于Copula函数,建立干旱强度和干旱历时的联合分布来描述干旱特征,并对甘肃省的干旱特征进行了分析。结果表明:短期干旱历时情况下,干旱事件的重现期主要受干旱强度的影响,随干旱强度的增大而增加;相同的干旱强度,随历时的增加,重现期增加明显;重现期有时受干旱强度和干旱历时的共同影响。     

基于GIS的河南省水足迹时空差异研究

计算了2000—2012年河南省各市的水足迹及其相关评价指标,利用GIS工具分析其空间变化特征,并讨论了水足迹与GDP增长的相关关系。结果表明:河南省多年平均水足迹为1 291.282 1亿m~3,内部水足迹中,农畜产品生产用水所占比例最大,但呈逐年下降趋势,居民日常生活所消耗的水量所占比例最小,外部水足迹占水足迹总量的比例很小;人均水足迹为1 337.77 m~3/人,呈现逐年上升的趋势;水足迹强度为0.11 m~3/元,呈逐年下降趋势;水足迹自给率为98.91%,对外依赖度为1.09%。基于GIS的空间分析表明:河南省各市的水足迹总量、人均水足迹、水足迹强度和对外依赖度等存在差异,但分布格局基本一致。总体而言,河南省的水资源压力很大。     

河南省雷暴日时空分布特征分析

选取1971-2009年河南省120个站点的逐日雷暴资料,利用数学统计分析和信息熵两种方法,对雷暴的时空分布特征进行了分析.结果表明:河南省雷暴日数空间分布呈山区多、平原少的显著特征;39 a来雷暴日数在波动中呈减少趋势,气候倾向率为-1.27 d/10 a;每年6-8月为雷暴活动旺盛期;雷暴活动在时间上的不确定性自西北向东南方向增强,自南向北减弱,而在西南东北方向和自西向东方向则没有明显的规律,总体上山区较强,平原较弱;1976年、1989年、2003年、2009年的雷暴活动空间分布较为均匀,1975年、1995年的雷暴活动空间分布较不均匀.     

河南省雷暴日时空分布特征分析

选取1971—2009年河南省120个站点的逐日雷暴资料,利用数学统计分析和信息熵两种方法,对雷暴的时空分布特征进行了分析。结果表明:河南省雷暴日数空间分布呈山区多、平原少的显著特征;39 a来雷暴日数在波动中呈减少趋势,气候倾向率为-1.27 d/10 a;每年6—8月为雷暴活动旺盛期;雷暴活动在时间上的不确定性自西北向东南方向增强,自南向北减弱,而在西南东北方向和自西向东方向则没有明显的规律,总体上山区较强,平原较弱;1976年、1989年、2003年、2009年的雷暴活动空间分布较为均匀,1975年、1995年的雷暴活动空间分布较不均匀。     

新疆南疆地区降水量时空变化特征分析

利用新疆南疆地区43个气象站1961—2013年的逐月降水资料,通过计算降水量距平百分率和M-K突变检验法对该地区降水量的时空变化特征进行了分析。结果表明:年降水量的突变点为1987年,降水量总体呈升上趋势,降水量在时间上呈夏季春季秋季冬季的特点,在空间上呈现山区盆地(平原)沙漠地区的特点。     

基于CI指数的渭河流域干旱时空演变特征研究

根据渭河流域1961—2014年27个气象站的气象数据,利用综合气象干旱指数(CI)研究了渭河流域近54 a干旱时空演变特征。结果表明:渭河流域的干旱持续时间有微弱增加趋势,干旱持续时间序列不存在明显突变点;春、夏、秋、冬四季干旱站次比多年均值分别为50.7%、42.7%、37.5%、60.9%,其中春、秋、冬三季干旱站次比增加,秋季增加趋势显著;重度及以上干旱四季频发,但冬季干旱站次比小;干旱持续时间以及中度以上干旱频率西北高、东南低,东部华县站周边干旱持续时间较长;春、夏、秋、冬四季中度以上干旱频率均值分别为35.2%、26.2%、22.4%、23.8%。     

地下水化学成分的时空变化规律分析

分析了地下水化学成分的时空变化规律,指出气候、地貌和岩性等因素对地下水化学成分分带性有影响,说明了地下水化学成分分带异常的原因;同时也阐明了影响地下水化学的因素在一定的时期内不会有显著改变,地下水化学的演化具有趋势性,否则,地下水演化方向就会变化。     

Spatial Patterns and Temporal Variability of Drought in Western Iran

An analysis of drought in western Iran from 1966 to 2000 is presented using monthly precipitation data observed at 140 gauges uniformly distributed over the area. Drought conditions have been assessed by means of the Standardized Precipitation Index (SPI). To study the long-term drought variability the principal component analysis was applied to the SPI field computed on 12-month time scale. The analysis shows that applying an orthogonal rotation to the first two principal component patterns, two distinct sub-regions having different climatic variability may be identified. Results have been compared to those obtained for the large-scale using re-analysis data suggesting a satisfactory agreement. Furthermore, the extension of the large-scale analysis to a longer period (1948–2007) shows that the spatial patterns and the associated time variability of drought are subjected to noticeable changes. Finally, the relationship between hydrological droughts in the two sub-regions and El Niño Southern Oscillation events has been investigated finding that there is not clear evidence for a link between the two phenomena.