深圳市降水变化特征及其未来变化情况预测

基于1998—2018年深圳市日降水资料,采用降水相对变率、集中度及集中期分析了月尺度、年尺度降水稳定性及其年内分配特征,运用Mann-Kendall非参数法和相关函数法对深圳市年降水量、降水稳定性和分配特征参数的变化趋势、突变特征及其未来降水变化特征进行分析与预估。结果表明:深圳市汛期降水稳定性比非汛期更好,年际降水分布稳定性较差,降水集中期为每年6—8月份,降水集中度处于0.23~0.72;降水量和降水分布特征参数均在2011—2013年发生突变,在发生突变后降水相对变率和集中度呈下降趋势,而年降水量和集中期呈上升趋势;深圳市未来降水序列变化趋势受过去变化特征的影响,其中未来年降水量有减少的趋势,降水集中程度逐渐增强,降水稳定性逐渐变差,年内降水分配均匀性变差,降水集中期持续向后推迟。研究成果为深圳市合理蓄水和用水提供科学依据,对水资源调度、利用以及防汛抗旱具有实际指导意义和重要的学术价值。     

基于集中度和不均匀系数的昭苏县多年降水规律研究

基于昭苏县1961-2014年逐月降水资料,运用不均匀系数、集中度(期)和小波分析方法,对昭苏县降水年内、年际变化规律进行分析。结果表明,昭苏县1961-2014年降水量总体表现为缓慢增长趋势,多年月平均降水量主要集中在4-9月份,占全年降水量的85%左右。昭苏县多年降水年内分配不均匀系数及降水集中度呈递减趋势,降水集中度年际变化较大,最大降水主要集中在7月份,降水序列在时间上具有多尺度特征。     

昌江流域降水量年内分配及年际变化规律研究

降水量年内分配不均,年际变化大是季风气候区旱涝灾害的主要原因。利用昌江流域水文站的实测降雨量资料,对昌江流域降水的年内分配不均匀性、降水集中度和集中期以及年际变化进行分析,揭示该地区的降水变化规律,从而为研究这一区域的旱涝灾害规律和水资源利用提供帮助。研究结果表明:(1)昌江流域降水的年内分配具有明显的不均匀性,旬降水量不均匀性系数是月降水量不均匀性系数的2倍,呈先降后升再降的波动趋势。(2)昌江流域年内降水集中度波动较小,范围为0.32～0.46,旬、月降水集中度相近;降水集中期进入主汛期多在4月份。(3)昌江流域降水量年际变化大,从20世纪5 0年代至21世纪初年降水量经历了偏丰-偏枯-偏丰-偏枯4个阶段,2个偏丰或2个偏枯阶段时间间隔约为40年。     

德州市多年降水特征及变化趋势分析

选取德州境内126个水文气象观测站1950—2017年的逐日降水资料,利用变差系数、降水不均匀系数、Mann-Kendall趋势分析、距平分析法、五年滑动平均法、Matlab小波分析、线性估计等水文统计学方法,对该地区年降水量的统计特征、整体的变化趋势及周期性进行了研究分析。计算及分析结果表明:德州市多年平均降水量为561.6 mm,年内分配不均匀,主要集中于汛期4个月;降水量Cv为0.27,年际变化较大,年降水及汛期降水整体均呈现较明显的下降趋势,而非汛期降水呈现上升趋势,但不明显;2000年之后年降水量年内分配比2000年之前较均匀,2000—2017年降水呈现微弱的上升趋势,1950—1999年降水下降趋势明显;年降水及汛期降水在时间尺度上均呈现24a、4a两个明显的主周期,丰枯变化明显。     

密云水库流域降水量与径流量特征分析

收集密云水库流域多年降水量与径流量的资料,采用统计分析的方法,分析降水量、降水时空分布规律及频率特征、径流量年内、年际变化特征。结果表明:密云水库流域降水量的年际变化很不均匀,年内变化主要集中在6—9月;径流量呈减少态势,尤其1999年以后减小趋势更为明显,其演变规律表现出明显的阶段性,1979年和1999年是两个显著的突变点。通过对比分析认为,该地区降水量与径流量的关系随着时间的推移明显减弱,径流量受多种因素影响。     

河南省降水量年内分配的不均匀性及变化规律

选取河南省1953—2006年逐月降水资料,基于洛伦茨曲线计算了各年降水量基尼系数和洛伦茨不对称系数,分析了河南省降水量年内分配的不均匀性并对其成因进行了解释,运用Mann-Kendall非参数检验法、Morlet小波分析法对洛伦茨不对称系数和降水量基尼系数的趋势变化、突变情况和周期性变化规律进行了分析。结果表明:降水量基尼系数为0.34~0.62,多年平均值为0.47,降水量年内分配较不均匀;洛伦茨不对称系数为0.64~1.27,多年平均值为0.96,78%的年份小于1,表示在这些年份里降水量较小的月份所占的比例较大;降水量基尼系数呈下降趋势,但趋势不显著,其在1958年发生了突变,表现为降水量年内分配不均匀性明显降低;洛伦茨不对称系数呈显著下降趋势且通过了置信水平为0.01的显著性检验,其在1960年发生了突变,表明降水量较小的月份占总降水量的比例明显增大;降水量基尼系数变化的主周期为24 a,洛伦茨不对称系数变化的主周期为6 a。     

1958—2017年滇中引水工程受水区降水时空变化

为了对滇中引水工程水资源进行科学调度和合理配置,开展滇中引水工程受水区降水时空分布研究。基于受水区内8个雨量站的60 a降水数据,采用云模型、Mann-Kendall检验、小波分析和协同克里金插值法探究受水区降水序列的时空分布特征。结果表明:年内降水量主要集中在6—8月,12月至次年2月降水量少;夏季降水时间分布不均匀,且8月份稳定性最差,冬季降水量小但降水均匀。年际降水量以9.92 mm/(10 a)减少,年降水量存在突变性和周期性波动,突变点集中在1982—1992年,在研究时段内降水量经历了3个周期的丰-枯变化;降水量在空间上分布不均匀,春、夏和秋季降水量在空间上呈现出“南多北少、西多东少”,而冬季降水空间分布规律较差。 综上所述,滇中引水工程受水区应当注意防汛抗旱、监测区域泥石流以及预防夏季干旱。     

长岭县降水量变化特征分析

为研究长岭县降水规律特征,利用趋势线法、滑动平均法、M-K秩次检验法,对长岭县1967年～2018年的逐月降水资料进行趋势与突变分析。研究表明,长岭县年内降水分配不均匀,主要集中在夏季;年降水量呈减小趋势;年季降水具有突变性。     

嘉陵江永宁河流域径流量变化及其对降水量变化的响应

为研究永宁河流域径流量变化对降水量变化的响应关系,本文利用流域内实测资料,采用Pearson线性相关法、Kendall秩次相关法、Spearman秩次相关法、有序聚类法、Lee-Heghinian法对径流量、降水量的年内分配、季节分配、年际变化响应进行了分析。结果表明,流域降水量与径流量相关性较差,年内分配极不均匀,且在月、季节分配上不同步,径流量对降水量的响应较缓慢;年际变化均呈显著减少趋势,降水量突变年份在1993年,径流量突变年份在1968年,变化响应关系不强烈。研究成果可为区域水资源规划与利用、防汛抗旱、水电开发等提供数据支持。     

西宁市降水量时空分布规律分析

利用西宁市内4个雨量站1960—2005年降水量资料分析了当地降水量年内分配、年代际等变化规律,结果表明西宁市降水量年内分配不均,年际、年代际降水量变化幅度较小,春夏两季降水偏多,秋冬两季降水偏少,未来10 a降水量有缓慢增加趋势。利用西宁市及周边地区1960—2005年11个雨量站降水资料,对比分析了反距离插值法和普通克里金插值法的插值精确度,结果表明普通克里金插值法更适合用于西宁市年降水量的空间插值;西宁市降水呈明显地带性分布规律,降水量空间分布呈由北向南减少趋势。     

西安及附近地区降水量时空变化规律分析

降水变化必然引起区域水资源变化,西安及附近地区降水量的分析对全面了解区域内水资源情况以及经济的发展、政策的制定有着非常重要的影响。运用西安地区18个站点的降水数据,对降水的空间分布图进行了分析,结果表明:东南部降水最多,中部偏北最少,降水量从南向北呈下降趋势,从西向东呈上升趋势。在时间上,除春季降水有明显的下降趋势外,夏、秋和冬季降水变化基本都不明显,西安地区降水未来的变化趋势与现有趋势是一致的。西安地区年及四季降水均存在着16 a和28 a左右的主周期。     

北京三百年降水序列的成分分析及其随机模拟

全球气候变暖背景下，降水量时域分布不均导致局部时段水资源短缺等问题日益严重，合理准确分析区域长序列降水变化规律和演变趋势尤为重要。基于北京地区1724—2019年降水时序资料构建不同长度的降水序列，采用BS-Pettitt耦合模型和极点对称模态分解算法对降水序列组成成分进行分析，并利用随机森林算法对其进行随机模拟。通过近三百年的降水时序检验分析，结果表明：北京地区降水量变化整体呈“上升—平稳—下降”趋势，降水序列在时域中存在1770年、1813年、1871年、1893年、1947年和1999年6个突变点；在频域中存在2.5～4年、7～15年、25～35年、74年左右和95～100年的准周期波动规律，且长时间序列在降水序列成分分析和随机模拟中均表现出较强优势。     

平原区小流域降水量变化特征分析

利用平原区朱家河流域降水量实际观测资料,对流域内降水变化特征进行分析。阐明朱家河流域降水空间分布较均匀,降水量自东向西略有减小;降水量年际变化差异较大,最大年降水量接近最小年降水量的3倍;降水有明显的3～5a小周期变化;降水量丰、枯年份出现次数相当且次数多,占序列的81.8%;降水量年内分布极不均匀,主要集中在汛期6～9月;流域多年总体降水量并无增减,汛期降水量有减小趋势,非汛期降水量呈增长之势,年内降水差异逐步在缩小。     

浏阳河流域降水时空演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了浏阳河流域1969~2013年的年、汛期和非汛期降水的演变规律。结果表明:(1)45 a来,年、汛期降水量呈非显著性下降趋势,非汛期降水量呈非显著性上升趋势。(2)年降水量的空间分布存在不均衡性,降水量总体从东北部向西南部逐渐减少。(3)年、汛期降水量均在1992年发生显著性均值突变,非汛期降水量突变不显著。(4)年降水量均存在27 a左右主周期,汛期和非汛期降水量在时间尺度上的相位变化与年降水大体一致。研究结果可为浏阳河流域气候分析和气候预测提供参考。     

1970-2013年大西安地区降水时空变化特征分析

大西安地区降水资源空间差异较大,为深入了解大西安不同区域降水时空分布特征,利用大西安地区14个气象站1970-2013年的逐月降水观测资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall检验法、小波分析法以及克里金插值法,对大西安5个区域降水量的时空变化特征进行了分析.结果表明:大西安地区年均降水量为576.65 mm,整体呈下降趋势,下降率为-10.04 mm/(10 a),东部较西部下降显著,北部较南部下降显著;年内降水量分配不均,降水主要集中在7-9月份,占全年降水总量的50.84％,春、秋季降水量呈下降趋势,夏季降水量呈上升趋势;研究区年降水量变化的第1主周期为28 a;全区多年降水量呈现出少—多—少—多的波动趋势,突变年份为1980年和1991年;年代际降水量呈现出增加—减少—增加的趋势;年降水量空间分布不均,呈现自东南向西北逐渐减少的趋势.上述研究成果可为大西安地区降水资源的合理利用提供参考.     

黑龙江流域降水变化特征分析

为了全面研究黑龙江流域降水变化情况,收集黑龙江流域国内外25个气象站的降水资料,通过线性趋势法、距平累积法、变尺度趋势分析法分析降水趋势特征;用Mann-Kendall法分析降水突变特征;用小波分析法分析降水周期性特征。结果表明:在1954—2012年的研究期内,黑龙江流域降水线性趋势变化率仅为-0.74%/(10 a),变尺度趋势分析发现降水在97.7%的有效统计时间段内均无显著趋势变化;距平累积法和Mann-Kendall突变检验结果发现降水具有明显的阶段性变化;小波分析证实了降水存在主周期为28,12,4 a的显著周期性。综上,黑龙江流域降水变化的周期性要明显强于趋势性。研究成果可为中俄跨界河流管理提供现实基础。     

贵州省近55年降水事件变化特征

为了更深入地了解贵州省气候变化的特征,运用19个气象站1959—2013年降水观测数据,分析了贵州省近55 a来的降水量、降水日数、降水强度的气候特征、变化趋势、空间分布和稳定性。结果表明:空间上,贵州省降水量南多北少,降水日数南少北多,二者呈空间负相关;时间上,近55 a贵州省降水大致可以分为1个平水期、2个丰水期和2个枯水期,降水增强区域面积逐渐缩小;季节差异性显著且随海拔高度增加而加剧;贵州省强降水日数和强度多年平均变化趋势不显著,空间上呈带状分布,最小值分布于威宁—毕节—遵义—三穗一带,但该区域暴雨强度变化率最大;贵州省大雨强度变异系数较小,但暴雨强度变异系数较大,且变异系数最大值分布于暴雨强度最弱的威宁—毕节—遵义—三穗一带。贵州省55 a间降水事件变化最突出的特征是:年均降水量、降水日数和强度相对较小的区域,其降水日数和强度的变化率最大、稳定性最差。针对这一特征应重点分析地形对贵州省降水的影响,加大对极端降水事件发生概率较大地区的降水动态及地质异动情况的观测。     

基于SWAT模型分析嘉陵江流域蓝、绿水资源量的时空变化特征

嘉陵江流域是成渝双城经济圈发展的重要水源区,其水资源状况的变化对实现我国新发展格局有重要影响。基于SWAT模型对嘉陵江流域水文过程进行模拟,探究了1981-2020年及典型年嘉陵江流域的蓝、绿水时空分布特征,采用Mann-Kendall(M-K)分析年际间蓝、绿水资源量的变化趋势。结果表明：流域多年平均降水量为931 mm,为蓝、绿水资源量之和,蓝水资源量多年均值为386 mm,占降水量的41.5%;绿水资源量多年均值为545 mm,占降水量的58.5%,1981-2020年流域降水量和绿水资源量总体呈增加趋势,蓝水资源量呈减少趋势。特枯水年、平水年、特丰水年的蓝水资源量分别为165.61、456.71和643.70 mm,绿水系数在典型年变化差异较大。空间上,流域内蓝水资源量、绿水资源量与降水量的分布特征相似,呈现从上游到下游先减小后增大、西少东多的空间格局。     

金沙江流域降水量变化特征分析

为了分析金沙江流域降水量变化特征,根据该流域28个雨量站1971~2011年月降水量资料,应用基于ArcGIS平台的泰森多边形法,计算了流域年和四季的平均降水量;使用基于ArcGIS平台的反距离权重空间插值法,分析了降水量及其变化趋势的空间变化情况;运用线性回归分析、滑动平均法、Kendall秩次相关法以及降水集度法,分析了年和四季降水量的变化趋势以及年内分配情况;通过Mann-Kendall检验法分析了降水量的突变性;采用小波分析法对年和四季降水量进行了周期分析。结果显示:金沙江流域降水量空间分布不均;年、春季、夏季和冬季降水量呈增加趋势,秋季降水量呈减少趋势,降水量年内分配呈季节性变化;春季、夏季和秋季降水量突变开始的时间分别为1999,1979年和2001年;年及四季降水量变化周期为5~22 a。     

梅山水库流域近60年降雨量特征分析

采用五点滑动平均法及线性趋势分析法,对梅山水库流域1952-2011年降雨量的年际变化、年内变化、时空特征等进行分析。结果表明,近60年降雨量具有一定的周期性变化特征,年降雨量有减少的趋势,年内分布不均的状况持续加剧。