近40年丹江口库区潜在蒸散量变化特征及影响因素

全球气候变化背景下,丹江口库区潜在蒸散量变化特征对于南水北调中线水源区水循环研究及水资源评估具有重要意义。应用Penman-Monteith蒸散模型估算潜在蒸散量,分析近40年丹江口库区潜在蒸散量和干燥度指数时间变化规律,研究结果表明:(1)丹江口库区年降水量呈波动减少趋势,年均值839.9mm,其中年降水量、雨季和旱季降水量分别以14.3mm/(10a)、4.5mm/(10a)和9.0mm/(10a)的速率减少;(2)丹江口库区年蒸散量呈波动增加趋势,年均值860.0 mm,其中年蒸散量、雨季和旱季蒸散量分别以12.2 mm/(10a)、10.2 mm/(10a)和2.9mm/(10a)的速率增加;(3)丹江口库区干燥度指数呈波动增加趋势,年均值1.07,其中年干燥度指数、雨季和旱季干燥度指数分别以0.02/(10a)、0.07/(10a)和0.31/(10a)的速率增加;(4)潜在蒸散量与干燥度指数和相对湿度呈显著负相关性,与平均风速和日照时数呈显著正相关性,与温度相关性不显著。近40年来,由于降水量减少和蒸散量增加,丹江口库区气候有向干旱化演变的趋势。     

渭河流域气候要素演变特性分析

以渭河流域21个气象站1960-2010年的年降水、年潜在蒸散及年均气温为研究对象,通过气候倾向率法、Mann-Kendall法、累积距平法和小波分析法对各气候要素的演变特性进行了分析。结果表明:151 a来该流域年降水以1.55 mm/a线性趋势减少,年潜在蒸散以0.37 mm/a线性趋势增加,年均气温变化幅度不大,且3种气候要素的变化趋势均不显著;2年降水分布东多西少,南多北少,呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势;年潜在蒸散在东西向呈现出南北带状相间分布的规律;年均气温分布东高西低,南高北低,呈现出由东南向西北逐渐降低的趋势;3年降水突变点为1972、1976和1985年;年潜在蒸散突变点为1962、1968和1974年;年均气温突变点为1977年;4年降水、年潜在蒸散及年均气温序列均有17 a和28 a周期。     

内蒙古达茂旗荒漠草原地表蒸散量时空特征研究

文章利用涡度相关系统观测数据以及MODIS蒸散量数据(MOD16),对内蒙古达茂旗2000~2014年蒸散量(ET值)的时空变化特征进行了分析。达茂旗ET值占降水量的近50%以上,且与降雨量具有相似的空间变化特征,二者正相关关系显著。     

白洋淀流域潜在蒸散量与实际蒸散量变化分析

基于Penman-Monteith公式和Budyko假设,利用白洋淀流域1960年-2011年的气象、水文资料,计算分析了该流域潜在蒸散量与实际蒸散量的长期变化趋势,并初步分析了实际蒸散量变化与降水变化、潜在蒸散量变化的关系。结果表明:过去52年白洋淀流域潜在蒸散量和实际蒸散量分别以10.3mm/(10a)和11.6mm/(10a)的速度呈下降趋势;年代际变化分析表明,潜在蒸散量的下降趋势在不同年代际间具有持续性,而实际蒸散量则表现为波动下降,其波动性受降水波动的影响,年实际蒸散量的变化与年降水的变化呈正相关关系(R2=0.99),与潜在蒸散量的变化呈负相关关系(R2=0.37),即降水量的变化对实际蒸散量的变化起主要控制作用。     

近55年贵州省潜在蒸散量变化特征及影响因子分析

为了解贵州省潜在蒸散的变化特征及影响影子,根据1961-2015年贵州省80个气象观测站的常规观测资料,采用Penman-Monteith公式、回归分析、Mann-Kendall检验分析和GIS空间分析等方法,计算并分析了贵州省潜在蒸散量及其变化特征和影响因子。结果表明:近55年来贵州省ET_0呈下降趋势,空间上总体呈现出南高北低,西高东低,由西南向东北递减的变化趋势;除平均风速外,平均温度、最高温度和相对湿度与ET_0均极显著相关性。     

西藏那曲流域典型测站气候特征分析

以西藏那曲流域的安多站和那曲站两个气象站点逐日气象数据为基础,分别采用Mann-Kendall检验、最大熵谱分析、滑动t检验、Yamamoto检验等方法对两站点的降水量、无雨日、年平均气温以及潜在蒸散量的趋势性、周期性、突变性进行检验,并对降水的年内分配以及不同强度的降水变化趋势进行分析。结果表明:安多站和那曲站年降水量呈显著上升趋势,无雨日显著下降;降水以夏季降水为主,主要分布在6~9月,且以小雨等级为主,中雨次之;各等级降水的年降水量和频次均呈上升趋势;年平均气温、年最低最高气温均呈上升趋势,且年最低气温上升趋势较年最高气温显著,两站年最大温差呈下降趋势;潜在蒸散量的变化趋势与年平均气温的趋势相似。     

1965—2017年和平县降水气候变化特征分析

该研究利用1965—2017年和平县气象观测站降水资料,采用数理分析等方法,分析了和平县降水量和暴雨日数的气候变化特征。结果表明:近53 a和平县年降水量呈不显著的增多趋势,且年际变化幅度较大;年暴雨日数呈不显著减少趋势;年降水量主要集中在汛期,占年降水量的74.1%;除后汛期呈不显著的增加趋势外,汛期、前汛期呈不显著减少趋势;汛期、前(后)汛期暴雨日数均呈不显著减少趋势;年降水量和年暴雨日数均不存在突变;年降水量存在3～4 a、10～11 a、30～36 a周期变化,年暴雨日数存在3～4 a、5～6 a、22～24 a的周期变化。     

大清河流域水循环影响因素演变特征分析

以海河流域的重要支流大清河流域为研究区,从气象因素和土地利用的角度对该流域水循环影响因素的演变特征进行分析。采用滑动平均法、Mann-Kendall非参数检验和小波分析法,分别对气象要素的趋势性、突变性和周期性进行了分析;同时,基于大清河流域四期的土地利用数据,分析了不同土地利用类型的演变规律。结果表明:(1)1970—2011年,大清河流域年降水量呈不显著的"减—增—减—增"的变化趋势,年均气温则变现为显著增加的态势;年潜在蒸散量在近54年来变化也较显著,呈"减—增"的变化;(2)流域年降水量几乎未发生突变,年均气温和年潜在蒸散量分别在1991年和1973年发生突变;(3)年降水量、年均气温以及年潜在蒸散量的演变周期分别以22年、28年和28年为主;(4)大清河流域土地利用类型以耕地、草地和林地为主,而土地利用类型的转化则处于耕地与城乡、工矿、居民用地,林地与草地之间。通过对大清河流域水循环影响因素演变规律的分析,可为进一步在该流域开展基于水循环理论的科学研究提供依据和支撑。     

基于Mann-Kendall与DFA的大伙房水库径流特性分析

为深入研究大伙房水库流域时间序列年径流量的变化规律,加强对流域水资源的合理规划利用和度汛防洪工作,基于大伙房水库1959—2021年反推入库径流数据,采用Mann-Kendall和DFA方法对反推入库径流序列进行分析。结果表明:大伙房水库反推入库径流序列具有长程相关性,全年、汛期、主汛期的径流量呈不显著的减少趋势,并在下一个3～4年的区间尺度上呈减少的趋势可能性较大;主汛期的径流分配比呈显著减少趋势,汛期径流分配的不均匀程度有所缓解;主汛期在下一个3～4年的区间尺度上有延后的趋势,建议将主汛期重新划分为7月中旬至9月上旬。     

基于卷积神经网络算法估算苏东沿海农作物潜在蒸散量研究

为提高农作物潜在蒸散量的估算能力、测试深度学习方法在潜在蒸散量预报中的可行性,提出了基于卷积神经网络(CNN)深度学习算法的潜在蒸散量(ET_0)估算方法并对其性能进行评价。分别采用Penman-Monteith公式和Hargreaves模型对江苏省东部沿海地区4个站点1984年1月1日至2019年12月31日间的逐日ET_0进行了计算和对比。结果显示,相对于传统的Hargreaves方法,CNN方法可以将其估算误差降低约50%,显著地提高ET_0估算性能,因此具有较好的推广前景。     

新疆和田与陕西西安的ET_O的比较

对干旱区和半湿润区的参考作物蒸散量ET0进行比较。本文采用世界粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith PM公式(1974)计算得到新疆和田和陕西西安站1956～2005年的逐日ET0序列。将逐日ET0序列统计得到月序列、季序列、年序列,分析了两站的年和四季ET0的长期变化及ET0的年内变化;对年和四季ET0量值进行了影响因素分析。和田和西安的ET0的年内变化和年际变化均呈下降趋势,但是和田的ET0下降趋势不显著,西安的ET0下降趋势显著;气象因素对和田和西安的ET0的影响是相似的,但是日照时数对和田地区的ET0影响比对西安地区的ET0影响弱。     

漠草原植被动态变化及其与水热的响应关系

选用2000—2010年的MODIS NDVI 数据,采用统计学分析方法,研究内蒙古自治区达茂旗荒漠草原2000—2010年NDVI值的变化趋势、波动程度及其与降水量、温度的关系。结果表明:达茂旗荒漠草原这11年的NDVI波动较大,与降水量呈显著的正相关关系,呈减弱的趋势。     

洮河岷县水文站水文特征简析

通过对洮河岷县站以上流域的水文资料进行分析,得出结论:降水量、蒸发量、径流量均表现出年内分配不均匀,降水量6～9月量占年总量的55.5%～64.2%。蒸发量4～9月量占年总量的69.9%,径流量6～10月量占年总量的67.2%。受全球气候变暖的影响,蒸发量逐年变过程有增大的趋势;径流年际间的变化较大,并有持续减少的趋势;由于退耕还林还草以及上游修建水电站等因素的影响,近年来输沙率有减少的趋势。     

基于完备集合经验模态分解的赣江径流多尺度变化特征

利用完备集合经验模态分解(CEEMD)方法,结合趋势分析、突变检验和功率谱分析对径流序列进行多尺度变化特征分析表明,近66年来赣江径流变化上升速率为6.5×10~8m~3/10 a,MK趋势检验的Z统计量为0.653,上升趋势不显著;1989年~1990年前后发生了突变;赣江径流变化序列具有显著的非线性、非稳定性特征,径流的准3 a周期可能与长江流域降水的准3 a周期相关;准6 a、准14 a和准26 a周期,则可能与厄尔尼诺和太阳活动相关。     

近20年西南地区地表蒸散与干旱时空变化特征

利用西南5省161个气象站1996~2015年的气温、水汽压数据资料,以及MODIS产品数据,基于改进的混合型线性双源遥感蒸散模型拟合西南地区的地表蒸散状况,并定义蒸散干旱指数(EDI)分析该区干旱时空变化特征。结果表明:(1)西南地区近20 a来实际蒸散呈现明显的增加趋势,春、夏两季蒸散量较大,占全年总量的62.3%;春季由东南向西北递减,广西南部以及云南南部实际蒸散量较大;夏季呈现由东向西递减的趋势,由广西、贵州、重庆向云南和四川递减;秋季与冬季则呈现由南向北递减的规律。(2)潜在蒸散也呈现增加趋势,季节上存在一致性,春、夏两季蒸散量占全年总量的60.6%,空间上相比实际蒸散而言,变化存在一定规律,潜在蒸散量春季、秋季以及冬季呈现明显的由南向北递减的趋势,具有纬向分异规律,而夏季则表现为由东向西递减的经向分异规律。(3)年际间的EDI呈现波动趋势,且近20 a来明显下降,但各年EDI均值都大于0.5,说明整体干旱化程度相对严重。     

水文序列趋势性分析方法在湖北幕阜山区的应用

为了研究水文时间序列趋势性分析方法在湖北幕阜山区的适用性,采用滑动平均法、线性回归法、Mann-Kendall秩和检验法和Spearman秩检验法,对幕阜山区通城和大屋场两个水文站的年平均径流序列进行趋势性分析。结果表明:4种趋势分析方法得出的结论一致,1964～2016年通城站年平均径流序列无显著变化趋势;1991～2016年大屋场站年平均径流序列呈下降趋势。以上4种方法均适用于幕阜山区小流域水文序列趋势性分析。     

新疆某河流域气温、降水变化趋势分析及径流响应关系

基于新疆北山区某河流域1959年～2015年以来的气温、降水和年径流序列资料,采用累积距平法、 M-K检验以及小波分析等方法,分析该流域近57年来年际变化特征。结果表明,某河流域在近57年以来,其气温和降水序列均呈不同程度的上升趋势,且分别以0.50℃/10 a和20.4 mm/10 a的速度上升;而径流序列虽有微弱的上升趋势但不显著;气温序列在1994年发生突变,降水序列在1993年、2004年、2013年发生突变,径流序列在1960年、1989年、2008年发生突变;某河流域水文气象要素均存在多时间尺度特征效应,流域气温、降水序列年代年际变化周期均以26年为第一主周期,而年径流序列则以24年为第一主周期,可为流域水资源合理开发利用以及防洪减灾提供依据。     

长江源区近32年径流变化及影响因素分析

以长江源区控制站直门达1978-2009 年实测径流量序列为基础,运用 Mann-Kendall 趋势分析法和滑动 T 检验方法,对径流量的趋势变化和突变进行了详细分析,并对其影响因素降水、气温和下垫面条件等进行了分析。结果表明 : 长江源区近 32 年来年径流量总体呈现增加态势,但趋势不显著,年径流序列 2004 年前后发生突变;长江源区降水序列在 2002 年前后发生突变,气温序列呈显著增加趋势,长江源区降水增加和冰雪消融是长江源区径流增加的主要原因。     

雅砻江流域径流极值变化规律及影响因素分析

利用雅砻江流域雅江和洼里站逐日径流资料,采用Mann-Kendall检验法、有序聚类法、突变检验(Pettitt)法和小波功率谱法对流域极值流量的趋势性、突变性及周期性进行分析。结果表明,雅江和洼里站年最大流量序列均有不显著增加趋势,年最小流量序列则均有不显著减小趋势;雅江站年最大、年最小流量序列和洼里站年最大流量序列均存在1～2 a和6 a周期,洼里站年最小流量序列为1～2 a周期。雅江站年最大日流量在1998年发生突变,与流域极值降水变化有一定关系。     

参考作物腾发量时间序列的长程相关性和多重分形分布

本文应用修正的Penman-Monteith模型计算了分布在全国各地的16个站点的参考作物腾发量时间序列,并采用新近发展的多重分形非趋势波动分析法(MF-DFA)计算了序列的长程相关指数H和奇异谱f(α)。结果表明,潜在蒸散序列围绕一定趋势的波动不是完全随机的现象,而是由内在自相似机制决定的长程相关过程;其不同层次的波动是一个有序的多重分形分布,奇异谱可用二项倍增串级模型描述。