江苏沿海降雨量多尺度时空变化规律研究——以连云港市为例

大气降水是水资源的主要补给来源,降水量及其时空分布决定了本地水资源量的丰枯变化。基于长系列日降雨历史观测资料,结合地理信息系统,运用一元线性回归和非参数检验统计方法Mann-Kendall,以江苏沿海城市——连云港市为例,系统全面分析了其年代际尺度、年尺度、汛期与非汛期尺度、月尺度、日尺度降雨的时空变化特征。研究结果表明:连云港市降雨量总体呈丰—枯—丰—枯周期性变化,该市近10 a处于降水量相对较少时期;汛期与非汛期降雨呈下降趋势且年际变化大;2—5月份降雨量变化显著;年最大日降雨量上升趋势并不显著,但在2000年以后增幅显著增加。研究结果可为江苏沿海围垦区水资源开发利用提供参考。     

大伙房水库汛期径流变化趋势及影响因素定量分离研究

基于大伙房水库1961—2004年汛期各月降雨径流资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt突变检验法和降雨—径流深双累积曲线方法,分析了大伙房水库汛期降雨、汛期径流深、最大月降雨和最大月径流深四类序列的趋势和跳跃特性,并利用累积量斜率变化率定量评价了降雨和人类活动对汛期径流深和最大月径流深的影响。结果表明:(1)流域汛期降雨和径流深下降趋势不显著,最大月降雨和最大月径流深上升趋势不显著;(2)汛期降雨、径流深、最大月降雨和最大月径流深突变不显著,降雨径流关系变异年份分别为1975、1985和1995年,1975年后流域汛期产流能力减弱;(3)大伙房水库汛期径流变化经历了4个阶段,人类活动是导致水库汛期径流深减少的主要原因,降雨变化是导致最大月径流深增加的主要原因。     

山西省近61年降雨时空变化分析

选取山西省22个典型雨量站近61年(1956—2016年)逐月降雨量资料,采用线性回归法、滑动平均法、模比系数差积曲线法和克里金插值法对山西省年降雨量和分期(汛期、非汛期)降雨量进行了时空变化分析.结果表明:山西省近61年来年降雨量与分期降雨量都呈下降趋势;降雨年内分配不均,汛期降雨量占全年的72.3％;降雨受地形影响...     

广东省月降雨量时空演变特性分析

以广东省112个雨量站1981—2010年共30 a的逐日降水资料为研究样本,采用降雨集中指数PCI及回归分析方法并结合ARCGIS软件,进一步认识了广东省月降雨量的时空变化规律。结果表明:汛期沿海月降雨量均大于内陆地区,非汛期年内各月的月平均降雨量最大值与平均值的差异性明显大于汛期;不同特征月的降雨量空间分布存在明显差异;年内汛期(6月)的降雨强度有所增大,非汛期(3月)的则有所减小;年内降雨的集中度有所增加,且广东沿海地区年内降雨较内陆地区更为集中,广东省各站点年内降雨的集中度基本上自沿海向内陆递减。     

赣江流域1986—2015年降雨侵蚀力时空变化特征

降雨侵蚀力反映了降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是评价区域土壤侵蚀风险的重要指标。基于赣江流域及其周边27个气象站点1986—2015年逐日降雨量资料,利用Mann-Kendall法、累积距平法及Kriging插值法,对赣江流域降雨侵蚀力时空变化特征进行了研究。结果表明:赣江流域近30 a降雨侵蚀力的平均值为9 824.55 MJ·mm/(hm²·h),2002年达到最大值13 234.72 MJ·mm/(hm²·h),2003年最小,为6 769.16 MJ·mm/(hm²·h),降雨侵蚀力与降雨量变化过程基本一致,相关系数达到0.965(P<0.01)。赣江流域近30 a降雨侵蚀力总体上表现为不显著的增长趋势,在吉安、井冈山、遂川地区存在一个高值中心,增长趋势明显;赣江流域四季、汛期、非汛期降雨侵蚀力变化趋势均不显著,但高、低值中心不尽相同。研究成果将有助于进一步探讨赣江流域土壤侵蚀的形成以及演替过程、土壤侵蚀危险性评定及制定科学的土壤侵蚀防治措施。     

东江流域汛期降雨序列的小波分析

为了揭示流域汛期降雨变化的多时间尺度的复杂结构,采用Morlet小波函数,对东江流域1956~2005年汛期降雨时间序列进行了小波分析,找出了不同时间尺度下降雨序列变化的周期和突变点,并根据降雨主周期对未来汛期降雨变化进行了预测。研究结果表明,汛期降雨序列呈现微弱的减少趋势,倾向率为每10 a12.08 mm,近50 a汛期降雨量减少了约60.4 mm;汛期降雨量变化的特征时间尺度为2、4、7、12 a与19 a,其中4、7 a左右的周期振荡最强,为汛期降雨量变化主周期;依据主周期的变化趋势,预测2006年前后东江流域汛期降雨将偏少,在2008~2010年汛期降雨将偏多。     

滇中“三湖”流域降雨侵蚀力时空分布特征研究

为研究滇中抚仙湖、星云湖、杞麓湖流域（“三湖”流域）降雨对土壤侵蚀特征的影响,基于流域内梁王河、海口、茶尔山、沙沟嘴4个雨量站1992—2020年日降雨观测数据,用日降雨侵蚀力模型计算降雨侵蚀力,用M-K法分析降雨侵蚀力的时间变化特征,用Kriging插值法进行空间插值分析降雨量和降雨侵蚀力的空间变化规律。结果为：1992—2020年期间,“三湖”流域多年平均降雨量907.6 mm,多年平均降雨侵蚀力为3 088～4 172 MJ·mm/（hm²·h）;年降雨侵蚀力变异系数为0.25～0.32;各站发生侵蚀性降雨日数686～759 d;年降雨量与年降雨侵蚀力相关关系较好,流域年降雨侵蚀力总体呈波动变化,系列为不显著增加趋势,无突变;降雨侵蚀力年内变化差异较大,夏季占全年的61.4%,汛期占全年的90.5%,降雨侵蚀力变化表现为夏季>秋季>春季>冬季;流域多年平均降雨侵蚀力空间分布趋势基本与年降雨量分布趋势一致,为北大南小;年、汛期、夏季和秋季,流域降雨侵蚀力基本呈从北向南逐渐递减的趋势;而非汛期、春季和冬季,降雨侵蚀力基本呈从东北向西南递减的趋势...     

海河流域降雨时空变化特征分析

文章选取海河流域35个典型雨量站1956—2016年逐月降雨资料,利用线性回归法、模比系数差积曲线分析流域降雨时空变化特征。结果表明:海河流域61年来降雨量呈明显下降趋势;年内分配极其不均,汛期降雨量占全年的77%,部分典型雨量站汛期降雨呈减少趋势,非汛期呈上升趋势;空间上由多雨的太行山、燕山山前迎风区分别向西北和东南两侧减少。     

东台市沿海区域近年来降雨变化趋势探析

利用东台市堤闸管理处2008～2017年逐日降雨资料,分析了江苏省东台市沿海区域年降雨量、汛期降雨量、暴雨频次以及极值降雨事件的变化趋势特征。利用趋势分析、相关性分析等方法对区域内的降雨变化趋势进行了研究,结果显示区域年降雨量及汛期降雨量呈递增趋势,暴雨频次及极端降雨时间同样呈增加趋势。     

基于云模型的江河源区降雨时空分布特征分析

根据青藏高原江河源区7个气象站点1960—2012年的月降雨资料,基于云模型,分析了该区域降雨的时空分布特征。结果表明:长江源区平均降雨量均小于同时期黄河源区的降雨量;全年、非汛期和月的降雨量比黄河源区集中且稳定,汛期降雨虽比黄河源区集中,但不如黄河源区稳定。江河源区全年降雨比非汛期、汛期和月均降雨量最为分散且最不稳定;非汛期降雨量虽最小,但最集中且最稳定。江河源区汛期和非汛期降雨量和降雨量的熵在空间上分布相似,均表现出了从东南到西北逐渐递减的规律;降雨量的超熵在空间上规律不明显,值得注意的是沱沱河、达日和曲麻莱非汛期和汛期降雨量的超熵显示出了相反的特征。研究成果能为江河源区气候变化研究提供科学参考。     

基于水汽输送与IDW法耦合的降雨插值方法研究

在普通反距离权重法(IDW)的基础上,构建基于水汽输送与反距离权重法耦合的降雨插值方法(IDWWVT)。以三峡库区为例,利用库区及周边22个气象站点资料,分别采用IDW-WVT方法和IDW方法对22个站点2009~2013年的日降雨量进行空间插值模拟,以典型流域澎溪河的14个雨量站观测降雨资料对插值效果进行评价。结合SWAT模型,进一步分析插值降雨对澎溪河径流过程以及面源负荷过程的影响。结果表明:IDW-WVT方法对降雨量空间插值的精度明显优于IDW方法,在日尺度和月尺度中插值精度分别提高了23.1%,16.9%;同时使用IDW-WVT对径流过程和面源负荷过程的模拟效果也提升显著。     

陕北荒漠区降水量演变规律研究

为了解陕北荒漠区降水演变规律,分析了榆林气象站1951-2013年降水量的基本统计特征,采用R/S法分析了序列的持续性,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法分析周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果显示:年降水量呈现递减趋势并将持续,周期为2.66年,显著突变发生在20世纪60年代末。年最大日降水量呈现不显著递增趋势,且发生在8月比例最大,无显著突变发生。大于5 mm和大于10 mm的日降水量累计值均呈现不显著递减趋势,周期均为3年,且显著突变均发生在20世纪70年代初。1、3、5、6、9月的月降水量呈现微弱递增趋势,其他月份均表现为微弱递减趋势;对汛期7-10月降水量的突变分析显示,汛期4个月降水均无显著突变。榆林站降水总体呈现递减趋势。     

河北省汛期降水集中度和集中期时空特征分析

基于河北省1965—2015年25个典型气象站汛期(6—9月)逐日降水资料,利用小波分析、Mann-Kendall法和合成分析法对降水集中度(PCD)和集中期(PCP)时空变化特征进行分析。结果表明:①PCD值为0.18~0.56,PCP值为47.26°~194.70°,汛期最大降水集中在7月上旬和中旬;PCD和PCP均存在35 a左右的主周期和20 a左右的次周期;近50年,PCD和PCP均不存在突变年份。②PCD由东南向西北方向递减;河北南部PCP由东北向西南逐渐推迟,河北北部PCP由承德地区向东西两个方向逐渐推迟。③多水年和少水年PCD的空间分布均由东南向西北递减,但多水年的PCD高值区多于少水年;多水年和少水年PCP空间分布较一致,河北南部PCP由中部地区向南北两侧逐渐推迟,河北北部PCP由丰宁和围场向东西两侧逐渐推迟,但少水年比多水年PCP时间范围更长,空间差异更大。④从相关分析来看,汛期降水量与全省PCD具有较好的正相关性,仅与承德、涉县、清河和馆陶的PCP存在较好的负相关性。     

基于SPEI指数的辽宁省多尺度旱涝特征分析

近年来辽宁省深受旱涝灾害的影响,明确其时空演变特征对进一步制定防灾减灾策略具有重要意义。利用1989—2018年辽宁省23个气象站点逐日气象数据,基于不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI指数),运用Mann-Kendall突变检验、线性倾向率等数理统计方法,对辽宁省近30年来旱涝演变及持续性特征进行分析,并结合通径分析方法探究其影响因素。结果表明:(1)近30年来辽宁省经历涝-旱-涝的演化过程,辽西干旱化显著,变涝趋势最显著的是辽中和辽北,其次是降水量最丰富的辽东;(2)从中度及以上旱涝灾害频率看,1999—2008年为典型的干旱时段,而2009—2018年则为偏涝时段,旱涝事件发生频率春季冬季秋季夏季;(3)持续性干旱事件强度变小,主要发生在春季。持续性洪涝事件呈增加趋势,主要发生在春、夏两季;(4)降水量是影响旱涝变化的主要因素,蒸散量次之,气温是通过影响降水量和蒸散量进而影响旱涝变化的。     

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。     

近50年辽宁省大雨与暴雨时空变化特征分析

选取1965—2014年辽宁省23个气象站的逐日降水量资料,利用趋势分析法、小波分析法和普通克里金空间插值法对研究区大雨与暴雨事件进行时空变化特征分析,结果表明:① 辽宁省大雨天数在20世纪60至70年代以增大趋势为主,80年代起转为减少趋势。大雨强度在20世纪60年代中后期和21世纪初主要呈现增大趋势,中间时段以减少趋势为主。暴雨天数和暴雨强度在1984年以后均呈现稳定的增加趋势。② 大雨与暴雨事件的周期变化具有一致性特征,均存在34年左右的主周期和19年左右的次周期。③ 大雨与暴雨事件的空间分布均呈现出由辽东南(丹东为中心)向辽西北(朝阳为中心)逐渐减少的变化特征。此外,从空间趋势变化来讲,除大雨天数外的其他指标在全省范围内均以增加为主,辽宁省西北部地区洪涝灾害风险较小,防洪减灾工作应重点集中在中东部地区。     

TRMM卫星降水产品在尼洋河流域的适用性定量分析

作为地面雨量站资料的重要补充,卫星降水产品对资料短缺或无资料地区尤为重要。位于我国高寒山区的尼洋河流域属于典型的资料短缺地区,根据5个气象站点2001-2016年的月降水数据和中国地面降水日值格点数据集2001-2013年的日降水资料,利用反距离权重插值法对其进行处理,在尼洋河流域分别对月、日尺度数据用相关系数(R)和相对误差(BIAS)检验TRMM降水数据的精度。结果表明:在时间尺度上,TRMM月降水数据与实测数据在流域整体上一致性良好(R=0. 90),而日降水数据的一致性较差(R=0. 29),且BIAS较大;在单一站点上,TRMM月降水数据的精度较高(R 0. 9),而日尺度R 0. 50,精度较低。在空间尺度上,通过克里金插值法得到TRMM降水精度的空间分布,月降水精度由西向东逐渐减小,而日降水的精度与之相反。整体上,TRMM月降水数据精度高,具有较好的适用性,根据TRMM月降水数据分析尼洋河降水时空分布特征。结果显示尼洋河流域降水大都集中在5月至9月,而11月至次年2月,降水量很少;年降雨量呈现由西北向东部逐渐递增的趋势,不同区域降水量差异较大。     

TRMM卫星降雨数据在湖南省的精度和可靠性评定

卫星降雨数据的高时空分辨率使其在洪涝灾害监测、流域水文模型模拟等方面得以广泛应用,而对卫星降雨数据的精度评定和可靠性分析仍然是当前重要的研究课题。采用中低纬度旱涝灾害频发的湖南省23个国家基准气象站的降雨数据作为地面验证数据,对最新一代TRMM卫星降雨产品(3B42V7)的精度和误差特征进行了全面评估。从日、月、年和季节的不同时间尺度以及空间分布和高程等不同的空间要素方面对比分析了1999-2012年该卫星降雨产品在湖南地区的适应情况。研究表明:TRMM卫星反演降雨数据在日尺度上与地面气象站数据的匹配情况较差,相关系数仅为0.31;而在月尺度上有显著提高,相关系数为0.88。在干旱季节(11、12、1、2月)的表现要优于湿润季节(5、6、7、8月)。3B42卫星反演降雨数据存在比较明显的空间变异性,空间要素如高程、位置分布等对卫星降雨数据可靠性的影响强于降雨量的影响。     

河北省夏玉米生育期气象要素变化特征及相关性

为深入探究气象要素与夏玉米产量的关系, 根据逐日气象数据、逐年作物数据, 采用气候倾向率、M2K 突变检验及相关性检验等方法对河北省夏玉米气象产量及相关气象要素变化特征进行分析, 在此基础上探讨两者相关性 及作用程度。结果显示: 河北省平均、最高、最低气温呈显著上升趋势, 日照时数、降水量、相对湿度、风速则呈显著下降趋势; 1960- 2017 年河北省夏玉米气象产量以每 10 年- 568 kg/ hm2 速度显著减少; 气象产量与平均气温、最 高气温、最低气温负相关, 与日照时数、降水量、相对湿度、风速正相关; 降水量、最低气温、风速是影响河北省夏玉米气象产量的关键气象要素, 最高气温和日照时数对夏玉米气象产量影响较小。研究成果可为优化农业资源结构, 促进地区农业可持续发展提供理论支撑。     

1892-2010年间重庆主城降水变化趋势分析

 针对近年来普遍存在的城市雨洪灾害问题,利用重庆市沙坪坝气象站1892—2010年的逐月降水量资料,采用线性倾向估计和方差分析法（ANOVA）分析了119 a来重庆主城不同统计时段的降水量及不同等级的降水频率,探讨了近百年来重庆市主城区域降水变化的趋势,以期为城市雨洪灾害防治及城市排水规划的决策提供科学指导。结果表明：119 a来,全年及汛期降水量稍有增加的趋势,年降水量增长向汛期趋于集中;此外,近30 a来,主城区域降水量年际变化幅度有明显的扩大趋势,较大等级降水的发生频率也明显增加;特别是最近10 a,该变幅更加剧烈,连续时段内灾害性气候的发生频率有增长趋势,加剧了城市汛期排水系统的压力。