清远市1970—2019年降水序列变化特征分析

为了解清远地区近几十年降水变化特征,更加科学地管理和利用水资源,基于清远市内6个代表水文站1970—2019年的降水实测资料,采用滑动平均法、Mann-kendall检验法以及Morlet小波分析法等分析研究清远市年降水量趋势变化、突变情况以及周期特征。结果表明:清远站与珠坑站年降水量整体呈现减少趋势,而大庙峡站、英德站、阳山站以及连县站呈现增加趋势,但变化趋势不显著;清远站和英德站的下降突变发生在1975年左右,大庙峡站和连县站的下降突变发生在2015年左右,珠坑站的下降突变发生在1982年左右,阳山站发生了2次下降突变,分别在1973年以及2015年左右;各站点降水序列有着较明显的丰枯交替特征,其降水主周期有3～4个,第一、第二主周期一般为22 a或15 a,第三、第四主周期一般为7 a或3 a; 2015年后各站点年降水量转为减少趋势,目前清远地区处于降水偏少期。     

50年来灞河流域降水变化特征分析

为了更加深入地了解灞河流域气候变化特征,利用灞河流域近50 a的降水观测数据,运用滑动平均法、R/S分析法、Mann-Kendall突变检验法及小波分析法分析了灞河流域年内、年际降水的变化趋势、突变时间及降水的变化周期。结果表明:1958—2012年降水呈波动下降趋势,未来几年降水仍然呈下降趋势;年内降水分配极不均匀,主要集中在7—9月份,春季和秋季降水呈明显下降趋势,夏季和冬季降水呈微弱上升趋势;四季降水Hurst指数均＜0.5,降水序列具有反持续性和负相关性;年降水有明显突变特征,突变时间为1989年,春、夏和秋季有明显的突变点,突变时间分别为1994,1979,1985年,冬季降水无明显突变点;年降水及四季降水序列的变化周期基本在22～29,13,4～8 a的时间尺度上浮动,不同尺度上周期性变化差异较大。     

江苏徐州近42年降水和气温变化特征分析

选取徐州地区月值气候资料,采用距平分析法、5 a滑动平均法、Mann-Kendall非参数检验法、滑动t检验法、Morlet小波分析法,对该地区降水量和气温的趋势、突变和周期变化特征进行分析。结果表明:1960~2011年,降水变化幅度不大,气温呈明显上升趋势,主要是由冬、春季平均气温升高引起;降水未发生突变,年平均气温突变时间晚于全国突变时间,冬季气温突变时间比其他季节要早;降水量和气温长周期变化中有短周期波动,较大尺度上存在较为稳定的周期变化特征,小于10 a的小尺度变化较为频繁,但不稳定。     

1961-2020年沂蒙山区极端降水时空变化特征

基于1961-2020年20个国家级气象站日降水数据,通过选取9个极端降水指数,利用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法和累积距平法、Morlet小波变换法、泰森多边形法及克里金空间插值等方法,分析了研究区极端降水的时空变化特征。结果表明：研究区1 d最大降水量、5 d最大降水量和降水强度呈上升趋势,大雨日数、年降水量、强降水量、极强降水量、连续干旱日数及连续湿润日数呈不显著下降趋势;年降水量与大雨日数的突变情况类似,1980年后下降趋势明显,降水强度在1998年发生突变,突变之后变为增强趋势;各极端降水指数基本存在20 a左右的第一主周期;空间分布上,除连续干旱日数与降水强度外,其他7个指数空间分布相似,基本呈现从东南向西北减少的分布格局,连续干旱日数整体呈现从东到西递减的趋势,降水强度整体呈现南高北低的趋势;1980-2000年为降水异常年份多发时段,1964、2003和2020年为降水量典型异常偏高年份。研究结果可为沂蒙山区水资源规划、防灾减灾等提供理论和数据支撑。     

近56年岷江降水时空演变特征分析

研究利用克里金插值法、线性趋势法、Mann-Kendall检验法、累积距平法和Morlet小波分析法分别对岷江的降水空间分布、降水时空变化趋势、突变点以及周期性进行了分析。结果表明,岷江的年降水量基本高于500 mm,大体呈现出随地势从北到南降水增多的局面,大部分地区汛期降水量占全年降水量的70%以上;近56年ATP表现出了显著的下降趋势;ATP和RX_(5 d)时间序列存在多个突变年份,ATD突变年份在1991年左右;岷江的ATP时间序列演变过程中32 a尺度周期震荡最强,ATD和RX_(5 d)时间序列最强主周期均为28 a左右。     

近55年珠江上游流域降水演变规律

采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954年-2008年降水序列进行研究分析。结果表明:近55年来,珠江上游流域年降水量总体呈不显著增加趋势;各季节降水均呈现无显著变化趋势;除1月降水增加显著外,其余各月均无明显趋势变化。流域各站点的年、季节降水趋势基本上也无显著变化。除年降水量在1963年发生了显著突变外,季节和大部分月降水均无显著突变发生。年和季节降水量的相位变化时间尺度大体一致,均存在多年尺度的变化特征。     

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.     

北运河流域近57 a降水量趋势变化及突变特征分析

北运河流域属于北方典型缺水性流域,研究流域降水趋势变化及其突变特征对于区域水资源优化配置及生态流量保障均具有重要意义。本文利用北运河流域1960—2016年降水数据,运用线性回归法、滑动平均分析和累积距平法分析了流域内降水量的变化趋势,利用滑动t检验、Mann-Kendall突变检验法和Pettitt法进行了降水序列突变分析,并采用小波分析法分析了降水量的周期性特征。分析表明:(1)北运河流域年内降水分布不均,年际降水上升下降交替出现,多年平均降水量总体上出现微弱减少变化。(2)流域降水量空间分布上表现为中游区域降水量相对较多,上游山区和下游平原地区次之。(3)流域降水量在1996年前后出现较明显的突变特征,突变时间节点与海河流域大区域格局变化具有一致性。(4)流域存在3个不同尺度的"丰-枯"变化周期,其中以8～17 a时间尺度的6次振荡表现最为稳定和显著,第一主周期为13 a。     

近60年福建地区降水及时空演变特征研究

基于1961—2020年福建省年降水和季节降水数据,采用线性回归、M-K突变检验、Morlet小波等方法,分析福建省近60年年均降水变化趋势、突变特征、时空序列周期的降水特性。结果表明：近60年福建省年降水整体表现为上升趋势,倾向率为1.2695mm/a;春、秋季年均降水整体都表现为不显著下降趋势,夏季降水呈现显著性上升趋势,冬季降水表现为不显著上升趋势,突变检验以及线性回归趋势分析结果显示1961—2020年年降水整体呈现不显著上升趋势,倾向率和趋势变化及结果一致。年降水55年为第一主周期,6、19、12年为次周期,55年主周期整体变现为枯-丰-枯-丰-枯循环交替周期变化,目前在正处在偏枯周期,未来在5～6年降水表现为减少趋势。该研究为福建省季节降水和年均降水变化趋势和空间分布提供参考依据。     

密云水库流域降水径流非平稳特征识别及归因

为更准确揭示和认识变化环境下密云水库流域水文过程的非平稳特征,选取该流域1960—2019年降水和径流资料,采用多种时间序列分析方法综合诊断其趋势、突变点和周期等非平稳特征并进行成因分析。结果显示：该流域降水变化主要表现出较明显的随机特性,径流相比降水的下降趋势更显著,且在1979年发生了向下跳跃的强变异;相比气候变异影响,人类活动是密云水库流域径流减少的主导因素;1980—1998年流域水土保持措施与水利工程兴建对径流变化的贡献率为-111.40%,抵消了气候变异11.4%的增水效应;1999—2019年,塘坝建造和用地类型转变对径流变化的贡献率为-66.60%,同时叠加气候变异-33.40%的减水效应,导致近20年来该流域径流呈现显著减少的态势。研究结果可为密云水库安全运行、洪水调度以及流域水资源管理决策提供科学支撑。     

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。     

黄河流域极端降水特征分析

利用黄河流域1965-2012年252个观测站日降水资料,分析了黄河流域年极端降水、汛期日极端降水的时空分布特征。研究结果表明:黄河流域年极端降水在空间分布上呈现出从东南向西北递减的特点,不同区域的年极端降水强度有显著空间差异,下游大汶河年极端降水强度最大,内蒙杭锦后旗临河一带年极端降水强度最小。极端降水站数偏多的年份,该年黄河流域总降水量也趋于偏多。汛期日极端降水强度从黄河上游到下游逐渐增强,主要发生在7-8月。     

怒江流域云南区段降雨时空变化分析

利用怒江流域云南区段及其毗邻地区77个站点1980~2009年雨量资料,以及怒江干流道街坝站1957~2015年和南汀河支流姑老河站1960~2015年降雨、径流资料,研究该流域降雨区域分异特征及变化趋势。结果表明:怒江流域云南区段多年平均面雨量达1 336.7 mm,远大于全省平均降雨量;怒江干流云南区段上游贡山地区和下游支流苏帕河流域,以及支流南汀河流域下游多年平均降雨量达1 500 mm以上,而干流的中游怒江坝干热河谷不足1 000 mm,降水空间分布格局与西南季风强弱及纵向岭谷地形密切相关;怒江流域云南区段降水量呈下降趋势,与怒江上游西藏区域相反,支流南汀河流域面雨量减少速率(56 mm/10 a)大于怒江干流云南区段(29 mm/10 a);怒江流域云南区段夏季降水占全年降水量的51%,怒江干流云南区段与支流南汀河流域降水量差异主要表现在夏季;怒江流域云南区段春季降水量呈增加趋势,夏季、秋季和冬季降水量呈减少趋势;怒江干流道街坝站、支流南汀河姑老河站降雨量长周期分别为36 a和33 a左右,从降雨变化长周期来看,2002年以来的少水期将持续到2018~2020年。怒江干流云南区段降水量变化的Hurst指数值为0.69,表明其未来趋势与过去一致,仍将延续降水量减少的变化趋势。     

近十年中国陆地水储量变化及其时空分布规律

利用GRACE重力卫星数据分析了我国及十大流域近十年水储量变化趋势、年变化特征、年内分布特征以及时空分布规律,结合TRMM降水数据分析了水储量与降水的关系。研究结果表明:近十年,中国水储量变化趋势具有空间差异性,西南大部、华北平原及黄河中下游、西北准噶尔盆地一带水储量呈减少趋势,东南部、长江大部分区域、长江黄河源头以及塔里木盆地区域水储量呈增加趋势;中国水储量年变化幅度较小,淮河、海河、珠江、松花江流域振幅较大,西北诸河流域振幅最小,全国除黄河、海河和西北诸河流域外,流域水储量年变化与降水年变化均呈显著正相关,东南诸河、珠江、长江流域相关系数均达0.7以上;年内分布上,我国冬春季水储量亏缺,夏秋季水储量盈余,3月-4月西南诸河及长江流域水储量亏缺严重,7月-9月则盈余较大,华北平原5月-7月水储量有亏缺,其他月份则水储量略为盈余。此外,黄河、长江、东南诸河、西南诸河以及珠江流域水储量与降水量年内分布一致性较好,西北诸河流域2月-4月份水储量与降水一致性较差,其他月份一致性较好,而其它流域则一致性较差。     

金沙江流域降水特征分析

为了分析金沙江流域的降水特征,采用金沙江流域17个代表站的逐日降水量资料,对其多年降水量的时间分布、空间分布、多年时段特征和多年1,3,5,7 d连续最大降水量等进行了初步分析.结果表明:金沙江流域降水量年际变化不大,但年内分配极不均匀,雨季降水量大而集中,约占全年总量的90%;旱季降水量少而不稳定,约占全年总量的10...     

海河流域径流演变规律及其对气候变化的响应

根据海河流域长系列水文气象资料,对流域内年径流量的演变趋势、突变特征和周期性规律进行分析,同时选取降水量和气温这两项重要的气候要素,建立海河流域年径流与降水、春夏气温的统计回归模型,计算未来A1B、A2和B1三种气候条件下的径流量,从而分析径流量对气候变化的响应。     

近40年来唐河上游降水-径流变化及原因探讨

以海河水系唐河上游流域为研究对象,根据1960年-2002年流域的降水及实测径流资料,利用肯德尔秩次相关法和双累积曲线,分析了年降水、年径流和降水-径流关系的变化趋势.结果表明,降水量不存在明显变化趋势,而径流量存在明显的下降趋势.整个降水-径流系列可以划分为三个阶段:1960年-1978年,1979年-1995年,1996年-2002年,三个阶段的降水-径流相关系数依次减少,降水-径流相关性减弱.此外,从流域内土地利用类型变化、水利工程建设、地下水资源开发利用状况等几个方面对流域降水-径流变化原因进行了初步分析与评价.     

海河流域干旱特征与旱涝交替降雨事件概率分析

在气候变化影响下,极值事件频发,旱涝交替加快。以海河流域42个代表性气象站点1963~2013年的逐日降雨资料为基础,使用SOM神经网络算法,对气象站点进行聚类分区,选取连续无雨日干旱评价方法确定海河流域干旱等级,在此基础上采用Pearson-Ⅲ频率曲线对干旱之后的最大降雨量进行保证性分析,计算不同等级干旱发生后降雨强度达到中到大雨及大到暴雨的概率。结果表明,随着年内干旱发生次数的增加,降雨频次在减小,降雨强度明显增强,海河流域极大可能同时遭受旱涝灾害。研究结果可为海河流域旱涝事件的应对提供有力支撑。     

我国旱涝交替事件识别及演变规律

为了识别我国旱涝交替事件以及探究其时空演变规律,引入降雨距平指数(RAI),并提出了一种在月尺度上识别旱涝交替事件的简便易操作的研究方法。结果表明:我国旱涝交替事件具有明显的年内分布规律,4—8月份旱涝交替事件发生频次明显增加,8月份以后,旱涝交替事件发生次数减少。不同月份,旱涝交替事件高频区的分布也不同,4—6月份主要在华南地区,6—9月份主要在西南、华中、华北和东北地区。总体而言,全国旱涝交替发生的频率呈现东南高西北低的特点。而旱涝交替强度的空间格局与频率完全不同,呈现出西北高东南低的特点。21世纪以来,珠江流域、黄河、海河流域片旱转涝事件发生频率呈上升趋势;全国旱涝交替事件强度无明显变化趋势。研究成果能为我国旱涝灾害管理与防控提供科学参考,具有较强的实用价值。     

1971-2018年汉江流域陕西段降水时空特征分析

基于1971-2018年汉江流域陕西段 27个气象站点的逐日降水数据,选择了年降水量、降水强度、最大日降水量、年降水日数、中雨日数和大雨日数6个降水指数分析其降水时空特征,分析方法包括线性估计法、小波分析法、滑动均值法、IDW 空间插值法及Mann-Kendall检验法。结果表明：在研究时段内,汉江流域陕西段降水强度有缓慢增加趋势,其余5个降水指数均呈缓慢减小趋势,且6个降水指数的变化趋势均不显著;研究区域仅年降水日数无突变点,且在1995年后呈现显著减小趋势,其余降水指数均有突变点;年降水量有7 a的副周期和27 a左右的主周期,主周期有3个循环交替,且丰、枯交替突变点在1983和2000年。汛期降水量与年降水量周期基本一致,而非汛期有4和16 a两个副周期和1个28 a的主周期;年降水量空间分布呈现由北到南逐渐增大的趋势,除了年降水日数的高值中心在宁强县外,其余5个降水指数的高值中心均在镇巴县,而低值中心除了降水强度在太白县外其余的均在商县。在研究时段内各年代际降水指数的比较中,1971-2018年的年降水量、降水强度和年降水日数均仅次于最大值,预计未来极端降水事件可能更加频繁,严重的情况下会影响水生态、水环境、水安全等的健康发展。