海河流域近500年旱涝演变规律分析

研究海河流域近500年旱涝演变规律能为流域防汛抗旱、防灾减灾提供科学依据。基于海河流域内1470—2000年间11个序列较完整站点的旱涝等级数据,采用小波分析、功率谱分析以及经验正交分解方法对海河流域旱涝时空演变规律进行了分析研究。结果表明:（1）海河流域1470—2000年期间经历了干旱（1470—1644年）-湿润（1645—1898年）-干旱（1899—2000年）的旱涝转换;（2）1470—2000年流域旱涝呈现出2~7年、10.4年、19年、22年和25年左右的周期性变化特征,其中10.4和22年周期变化显著;（3）EOF第一模态表现为全流域性的干旱或洪涝,其方差贡献率为44%;第二模态为流域自西向东涝-旱-涝（或旱-涝-旱）的分布特征,其方差贡献率为12%。     

Comparative evaluation of impacts of climate change and droughts on river flow vulnerability in Iran

Rivers in arid and semi-arid regions are threatened by droughts and climate change. This study focused on a comparative evaluation of the impacts of climate change and droughts on the vulnerability of river flows in three basins with diverse climates in Iran. The standardized precipitation-evapotranspiration index (SPEI) and precipitation effectiveness variables (PEVs) extracted from the conjunctive precipitation effectiveness index (CPEI) were used to analyze the drought severity. To investigate hydrological droughts in the basins, the normalized difference water index (NDWI) and the streamflow drought index (SDI) were calculated and compared. The effects of droughts were assessed under various representative concentration pathway (RCP) scenarios. Changes in the number of wet days and precipitation depth restricted hydrological droughts, whereas an increasing number of dry days amplified their severity. The projected increases in dry days and precipitation over short durations throughout a year under future climate scenarios would produce changes in drought and flood periods and ultimately impact the frequency and severity of hydrological droughts. Under RCP 4.5, an increase in the frequencies of moderate and severe meteorological/hydrological droughts would further affect the Central Desert Basin. Under RCPs 2.6 and 8.5, the frequencies of severe and extreme droughts would increase, but the drought area would be smaller than that under RCP 4.5, demonstrating less severe drought conditions. Due to the shallow depths of most rivers, SDI was found to be more feasible than NDWI in detecting hydrological droughts.     

基于SPI指数的内蒙古地区干湿气候特征

探究气候的干湿格局及其演化趋势对旱涝灾害监测防御具有重要意义,围绕北方内蒙古生态功能区重要定位,依据1970-2020年45个气象监测站点月尺度降水资料,采用标准化降水指数(SPI),运用线性趋势、突变检验及Morlet小波分析等方法,探究内蒙古地区多时间尺度下气候的干湿特征及周期演化规律.结果 表明:1970-202...     

过去500年海河流域旱涝变化规律

研究历史旱涝变化规律对于区域综合防灾减灾具有重要的现实意义。以海河流域的旱涝灾害文献记录和旱涝等级资料为基础,重建过去500a区域综合旱涝指数序列,探讨海河流域1470年-2000年旱涝变化的规律。研究发现海河流域旱涝灾害的频发期具有明显的时段性,呈现出"旱-涝-旱"波动。从16世纪初期开始由洪涝转向干旱,并于17世纪初期达到顶点;从17世纪中后期开始海河再次进入相对易受洪涝灾害影响的时期,其中19世纪初期处在最低值,到20世纪20年代左右,流域再次进入相对干旱的时期,且干旱的严重程度逐年增加。同时,研究区存在2.5a、9.8a、18.6a、31.3a、83.50a、125.3a和167.0a等旱涝周期性过程。     

1950—2010年东北地区旱涝演变特征分析

东北地区为干旱洪涝频发区,也是我国重要的商品粮生产和储备基地,揭示其旱涝演化特征对合理应对干旱洪涝具有重要的现实意义。为此,选择最易受旱涝灾害影响的农业指标,以受旱面积率、受涝面积率为等级划分指标,通过对干旱、洪涝发生频次和发生程度的变化特点分析,揭示了1950—2010年气候变化和人类活动双重作用下的东北地区干旱、洪涝演变特征。结果表明:在气候和人类活动共同影响下,对于干旱灾害,全区的发生频次和程度在时间上呈增加趋势,在空间上呈从北向南逐渐增加的演变格局;对于洪涝灾害,全区的发生频次和程度,在时间上亦呈增加趋势,在空间上恰好与干旱呈相反的演变特征;纵观近1950—2010年旱涝灾害演变,全区呈现干旱、洪涝频发,且以洪涝灾害发生频次更高,但在时间上呈现以干旱增加较快,空间上从北向南呈现由干旱、洪涝并存向仅以干旱为主的演变特点。     

马尔康市1954—2019年降水与旱涝灾害变化

利用马尔康市1954—2019年逐月气温、降水量实测资料,基于气候倾向率、突变检验、信噪比检验、周期估算等方法对本区气候变化、旱涝灾害演变特征进行分析,并借助ADF检验、Granger因果关系分析来验证旱涝灾害的驱动因子。结果显示：马尔康市年均气温、年降水量均呈显著上升趋势,气候有暖湿化倾向;多年平均降水量以16.29 mm/(10 a)的速率增加,以夏季、秋季增多明显,春季增幅最小;2001年为本区气候突变点,气温突变后的旱涝灾害呈增多态势,极端洪涝事件更为频繁,2015—2019年是一次重大洪涝事件;太阳黑子活动与ENSO事件皆为降水量变化的Granger原因。厄尔尼诺与南方涛动事件(ENSO)事件与马尔康地区的旱涝灾害在6.6 a上有较同步的共振周期,滞后期为2 a的ENSO事件是旱涝变化的主要诱因之一。ENSO事件在年尺度上为区域旱涝预警提供了重要理论支撑。     

宝鸡地区降水特征分析

基于宝鸡地区1961-2013年的逐月降水实测资料,利用累计距平法、模比系数差积曲线法、趋势法等对宝鸡地区的降水特征进行分析。结果表明:年际降水量分配不均匀,20世纪70、90年代降水量偏多,80年代降水相对偏少,20世纪末期之后降水量表现为显著减少期。年降水量呈减少的趋势,其减少量主要集中在春、秋季,而夏季降水量呈增加的趋势,冬季降水量呈微小的增加趋势。春、秋季的干旱化可能会更严重,夏季的干旱程度会相对减弱,而冬季基本一直处于干燥期。年内各季节降水分配极其不均匀,汛期的降水量占全年的63.27%,容易形成极旱或极涝的现象。年降水量呈现丰枯交替的规律,总的枯水期比丰水期大,且容易发生异常干旱现象。     

Spatial and Temporal Variability of Precipitation and Dryness/Wetness During 1961–2008 in Sichuan Province,West China

Changes in precipitation exerts a huge impact on human beings and it is of vital importance to study the regular pattern of meteorological and hydrological factors. In order to explore the changing patterns of precipitation in Sichuan province in west China during 1961–2008, several precipitation related indices were analysed by the Mann–Kendall test. For monthly precipitation, significant increasing trends are mainly found during January, March and June, while significant decreasing trends mostly are observed during July, September and October. Most of extreme precipitation indices are decreasing. Especially the annual total precipitation in wet days and maximum number of consecutive wet days show significant negative trends. Furthermore, the spatial and temporal variation of dryness/wetness has been assessed by Standardized Precipitation Index (SPI) and principal component analysis (PCA) on 24-month time scales. The results demonstrated noticeable spatial patterns with several sub-regions characterized by different trends: a remarkable dry tendency prevails in central and east Sichuan, while the other areas are dominated by a wet tendency.     

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。     

近10年来洞庭湖区水面面积变化遥感监测分析

以Terra/MODIS 8d合成的250m地表反射率数据产品MOD09Q1(MODIS Terra Surface Reflectance 8-Day L3 Global 250m)为主要数据源,采用多源信息水面提取的方法对2000年3月—2008年12月间洞庭湖区水面面积的变化特征和趋势进行了监测分析。分析结果显示:(1)洞庭湖区水面变化的季节性特征显著,其中枯水期11月—次年4月份间的湖区水面相对较小,基本在500km2左右,而洪水期5—10月份的水面则相对较大,尤其每年的7—9月份最大,维持在2000km2左右,两者几乎相差了4倍;(2)受气候变化与三峡工程初期运行等因素的共同影响,洞庭湖区水域面积总体上呈现出一定程度的下降趋势;(3)通过流域年降水量变化分析和三峡水库蓄水运行前后松滋、太平和藕池三口年径流量变化对比,发现流域内降水带来的入湖水量偏少是近年来洞庭湖区水面面积减小的主要驱动因子;(4)近年来9、10月份洞庭湖流域降水减少与三峡水库汛末蓄水同期,将共同造就最终入湖水量锐减,加重湖区夏秋连旱程度,进而诱发系列生态安全问题。     

可公度法在嫩江流域旱涝灾害预测中的应用

结合嫩江江桥断面年降水量资料,采用三元、四元和五元可公度式对大旱年和大涝年进行了预测,同时利用可公度网络结构图对嫩江流域水文情势的发展趋势进行了分析。结果表明:2012年和2025年前后嫩江流域可能发生大旱灾害,2024年、2028年和2038年前后可能发生大涝灾害;2010—2016年为嫩江流域丰水多发时段,以平水年和丰水年为主;2016—2025年为枯水和丰水多发时段的重叠时段,这一时段内水文情势发生骤变的可能性比较大;2025—2031年为枯水多发时段,以枯水年和平水年为主。     

吉林省水旱灾害基本特征及成因

吉林省位于亚洲大陆的东部边缘，处于北半球中纬度地区，是典型的温带大陆性季风气候。旱涝频繁。降水主要集中在夏季，每年6—8月降水量占全年降水量的60％以上，因此，本文利用1951—1990年的40年间6—8月降水资料，采用降水距平作参数确定吉林省的水旱级别，分析其早涝程度、分布特征和天气成因。     

海河流域1961-2010年极端气温与降水变化趋势分析

以海河流域30个气象基准站1956年－2010年气温和降水日值资料为基础,选取12个表征极端气候变化指标,分析了海河该流域极端气温与降水的变化趋势。结果表明：海河流域极端高温的强度、频度和持续时间均有较强的增加趋势,;极端低温的强度、频度显著降低,反映出流域整体增温的气候变化背景。;海河流域短历时极端降水强度有增大趋势,年极端降水的发生频次降低,连续湿日表现出一定的减少趋势,而连续干日在近几十年来有一定的增加趋势,区域呈现弱干化趋势。从年代际变化特征看,20世纪90年代以来,年极端高温事件和短历时强降水事件发生趋于频繁,而长持续性降水事件的降水量减少。海河流域整体的暖干趋势以及降水集中的趋势,将对农业生产、水资源开发利用造成不利影响;,同时,短历时极端强降水事件的增加可能加剧局地的山洪灾害和城市内涝的风险。     

宝鸡地区降水特征分析及降水量预测

基于宝鸡气象站1961年-2015年降水实测数据,利用线性拟合、模比系数积差曲线、Mann-Kendall检验法、云模型和滑动平均-马尔可夫模型对该地区降水变化特征和降水量预测进行了全面分析。结果表明:宝鸡地区年降水量、丰水期和枯水期降水量的线性变化率分别为-11.9mm/(10a)、2.6mm/(10a)和-14.5mm/(10a),且枯水期降水量的减少趋势显著。宝鸡地区年际与年内降水量分配极不均匀,不均匀性为全年丰水期枯水期;降水量不均匀性的稳定程度为丰水期全年枯水期。丰、枯期滑动平均降水量预测值的总和较年尺度的预测值更为准确,且2016年-2020年的年降水量预测值分别为613.1mm、727.0mm、632.0mm、457.2mm和876.7mm。研究结果可为该地区旱涝灾害的防治提供科学依据。     

拉尼娜事件对长江中下游旱涝的影响

为研究不同强度拉尼娜事件下长江中下游旱涝差异,利用旋转经验正交函数方法,将长江中下游划分为4个区(西北部、中部、南部和东部);基于MEI指数,提取了1961—2014年的拉尼娜事件,并采用标准化降水蒸散指数来评估旱涝等级。结果表明:不同强度的拉尼娜事件可对各分区的旱涝频率、强度和时空分布产生不同的影响。在强事件持续期,一区易发严重干旱,二到四区易发生严重洪涝;在强事件结束后,一区可出现轻度洪涝,二到四区可出现中等以上干旱。在中等事件持续期,一区洪涝的频率和强度略大,二区到四区干旱的频率和强度略大;在中等事件结束后,一区洪涝的频率和强度非常大,二区到四区干旱的频率和强度非常大。弱事件对旱涝影响较小,且在南部和北部有反向变化特征,南旱北涝。旱涝频率、强度和分布差异与不同等级的拉尼娜事件影响水汽输送和垂直运动的强度有关。     

Generation of Daily and Hourly Weather Variables for use in Climate Change Vulnerability Assessment

This paper evaluates the impact of climate change, as projected by two Global Climate Models (GCMs) on the occurrence of extreme precipitation events in the Upper Thames River Basin in the Canadian province of Ontario. The modelling approach presented herein involves a two-stage process of generating daily weather data followed by disaggregation to an hourly time step of select variables for some events. Monthly change fields for three weather variables (maximum temperature, minimum temperature, and precipitation) were obtained from the output of two GCMs. The historical data set is modified by applying change fields to the weather variables simultaneously and then using this as the driving data set for an improved K-nearest neighbour weather-generating model. Weather sequences representative of climatic conditions in 2050 were simulated. Disaggregation of precipitation data is carried out using a new method that is a hybrid key site approach. A distinct practical advantage of the approach presented here is that extreme wet and dry spells are simulated, which is crucial for evaluation of effective flood and drought management policies for the basin.     

降雨空间尺度对径流模拟的影响研究

通过分析不同分辨率的雷达降雨数据所产生的降雨空间分布的变化对径流模拟的影响发现:本文所用的基于DEM的蓄满产流分布式水文模型对降雨时间和空间的变化是比较敏感的;由于降雨空间分辨率的变化计算的径流总量、洪峰都有不同程度的变化,但是这种变化的大小又与降雨场的特征、流域面积的大小以及土壤含水量的变化有很大的关系:随着面平均降雨量(P BAS)的增减,洪量也随着增减,P BAS与洪量有很好的相关性;降雨CV值的增加导致洪峰和洪量都相应的增加;流域的面积越小洪峰和洪量对降雨空间变化就越敏感;在前期干旱的条件下降雨空间变化导致的洪峰和洪量的变化要比在湿润的条件下产生的洪峰和洪量的变化大。     

赣江流域气候和土地利用变化对蓝绿水的影响

采用标准化降水指数(SPI)确定赣江流域的典型年,基于SWAT模型,对典型年份赣江流域蓝绿水的时空分布进行了分析;设置多种气候与土地利用情景,定量分析了气候和土地利用变化对流域内蓝绿水的影响。结果表明:1972年、1998年和2014年分别为赣江流域的干旱年、湿润年和正常年;湿润年的蓝水量最为丰富,是干旱年的2.01倍,绿水量的变化相对稳定,干旱年绿水系数最高,是湿润年的1.44倍;土地利用变化对蓝绿水的时空分布影响较小;气候变化情景下蓝水量、绿水量分别增加了75.52mm和30.65mm,绿水系数减小了2.33%,共同变化情景下蓝绿水变化趋势与气候变化情景大致相同,表明气候变化对流域蓝绿水的影响较大。     

清朝时期渭南地区洪涝灾害特征研究

研究历史时期洪涝灾害变化规律能为该地区开展防涝减灾工作提供指导意义。搜集洪涝灾害史料,利用滑动平均、小波分析、最小二乘等方法,对清朝时期渭南地区洪涝灾害特征及其气候变化响应进行研究。研究表明:清朝时期渭南地区共发生87次洪涝灾害,平均每3 a发生1次,其中轻度涝灾、中度涝灾、重度涝灾、特大涝灾分别发生了35、28、18、6次;洪涝灾害季节差异显著,单季洪涝灾害中以夏、秋季居多,两季洪涝灾害中以夏秋季连涝为主;洪涝灾害依据其不同时期发生的频次可划分5个阶段,第3阶段(1732-1821年)和第5阶段(1882-1911年)为频发期,第1阶段(1644-1681年)为次频发期,第2阶段(1682-1731年)和第4阶段(1822-1881年)为少发期。洪涝灾害存在11、30 a显著变化周期;清朝时期渭南地区洪涝灾害是对气候变化的响应,洪涝灾害少发期,气候干燥,降水较少,洪涝灾害频发期,气候暖湿,降水增多。对洪涝灾害进行六次多项式拟合,拟合发现不同时期洪涝灾害分布不均,整体呈波动变化。     

基于SPI指标左江流域旱涝演变规律与趋势预测分析

为探明广西驮英灌区旱涝灾害演变机理,揭示旱涝的演变规律,选取了1983年～2018年该灌区及周边5座大中型水库的逐月降水量数据,采用标准化降水指数SPI法对降雨数据进行不同时间尺度的处理,以SPI指数表征区域历史旱涝程度,采用趋势分析并运用Morlet小波分析方法,分析灌区近年旱涝变化的周期性,预测未来旱涝变化趋势。结果表明,该灌区年降水量变化波动幅度较大,年降水呈不显著的增长趋势;降水量具有明显的阶段性特征;年降水主要分布在汛期,夏秋季节的降水过程对年降水过程影响较大。根据Morlet小波分析结果,预测未来灌区总体降水将偏多,其中春夏两季将处于丰水期,而秋冬两季将处于枯水期。