基于信息熵的河北省降水时空变异特征研究

基于河北省18个气象站点逐日降水资料,辅以信息熵和Kriging等分析方法,对研究区1989-2016年降水变化特征进行探究。结果显示,在年季尺度上,河北省降水量的不确定性呈增加态势,年尺度上的不确定性小于季节尺度。年尺度上降水量不确定性集中于承德南部、唐山和冀南地区;季节尺度上的信息熵因季候变化而异,并呈现顺时针变化。区域降水量强度的信息熵集中于唐山-冀东南一带,其他地区的强度熵较小。信息熵法在解析河北省降水量时空变异性中的应用具有一定的推广意义。     

陕北黄土高原地区降水时空变化特征

以位于陕北黄土高原地区的6个气象站点1959-2011年逐日降水数据为基础,选择降水量、降水强度、日最大降水、有降水日数、中雨日数和大雨日数6个降水指数,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法及IDW空间插值方法,分析了陕北黄土高原地区近53 a降水时空变化特征。结果表明:1陕北黄土高原地区有降水日数减少趋势显著,降水强度增加趋势显著,其它指数均呈不显著的减少趋势。1960-1969年为陕北黄土高原地区降水多发期,而1990-1999年为匮乏期。2陕北黄土高原地区降水强度于1984年发生增加突变,有降水日数于1980年发生减少突变。3陕北黄土高原地区降水强度以延安地区为高值中心,吴起为低值中心;其它指数均以洛川为高值中心,横山为低值中心,呈自南而北的递减规律,表现出对季风气候过程的响应。有降水日数持续减少和降水强度持续增加将会导致陕北黄土高原地区土壤侵蚀加剧,应予以重视。     

新疆极端降水事件时空变化特征研究

基于新疆1960—2011年的日降水量数据,选取持续干燥指数、持续湿润指数、年总降水量、强降水天数、强降水量、1 d最大降水量、5 d最大降水量和普通日降水强度8个极端降水指标,采用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验及主成分分析法研究新疆极端降水的时空分布特征及演变趋势。结果表明:时间变化上,新疆极端降水的持续湿润指数均呈上升趋势,持续干燥指数呈下降趋势,表明新疆降水量总体呈增加趋势;空间变化上,南疆、北疆极端降水指标的年际变化表现出明显差异,北疆湿润指数大、年际变化率大,南疆湿润指数小、年际变化率小;极端降水指标基本上在1986年、1987年发生突变,各指标突变前后的变化率存在明显差异;时间上的主成分分析表明降水量整体增加,干燥程度下降;空间上的主成分分析表明,北疆降水量多于南疆,南疆较北疆干旱。     

淮河流域主汛期极端降水时空特征变异分析

以淮河水系16个片区1953年-2007年逐月降水资料为基础,选取超门限峰值序列(POT),引进广义帕雷托分布(GPD),借助L-矩估计方法,分析淮河水系主汛期年极端降雨事件的空间变化。并以淮河干流左右岸的代表性支流为研究对象,通过统计极端降水的频次和强度,结合帕雷托参数的空间变化,分析了淮河汛期极端降水的演变规律。研究发现:①不同门限值下的逐月降水量所拟合的降水极值概率分布符合广义帕雷托分布;②淮河的极端降水频次和强度右岸普遍大于左岸,与帕雷托分布形状参数和尺度参数空间分布一致性较好;③不同量级的极端降水的时空变化规律有较大差别。研究结论对淮河流域的洪涝灾害的预警和防治有一定的参考价值。     

西北干旱区降水变化的时空分布特征研究

干旱气候是西北地区自然环境的最大特点,以整个西北干旱区为研究对象,基于数字高程模型,利用GIS空间分析方法得到不同时空尺度下气温、降水的时空分布图,然后分析西北干旱气候变化的时空分布演变趋势。研究表明,西北干旱区多年平均降水7月份降水最多,最少月份是2月份,南疆和其他地区降水最少月份不是2月份而是12月份。夏季降水最多,比重为45.5%,冬季降水最少;西北干旱区年降水量的年际变化倾向率为5.41 mm/10 a,四季的降水都呈上升趋势。降水在各年代变化不同,各分区的年代际季节降水变化趋势不同。探索和完善干旱化对策对西北地区的未来发展具有十分重要的现实意义。     

中国地区近40年降水结构时空变化特征研究

基于中科院青藏高原所提供的CMFD资料,研究者对中国地区近40年来的降水结构时空变化特征进行了分析。结果表明,1979年～2018年间我国年均降水量呈现出较为明显的增长趋势,且未来几年持续增加的可能性极大;近40年来我国汛期降水量占全年降水总量的比例大体稳定,但有微弱下降趋势;华东、华中和华南等地区近5年来降水量增加显著;西南、西北及东北等地区降水年内分配不均匀性下降明显;华东和华南等地区发生极端降水事件的频率及强度均有所增加。     

鄱阳湖流域降水集中指标的时空变化特征

研究降水在年内的集中程度,对干旱、洪涝及水资源管理具有重要意义。本文基于1957—2012年鄱阳湖流域的月降水资料,并利用两种降水集中度(PCI和PCD)指标、一种降水集中期(PCP)指标,研究了降水集中指标在鄱阳湖流域的适用性及其时空变化特征。结果表明采用的这些降水集中指标在鄱阳湖流域有较好的适用性。两种降水集中度指标均呈现出由西南向东北逐渐增加的趋势,其时空分布特征十分相似。降水集中期变化范围为4月上旬至6月中旬,呈由西向东逐渐减少的趋势。通过对月降水集中几种指标的变化进行MMK趋势检验,发现流域内大部分站点的降水集中度指标呈不显著的减小趋势,降水集中期呈不显著的延后趋势。     

近42年福建降水的时空变化特征

该文根据1961年——2002年福建全年和前后汛期降水资料,计算了长期变化趋势和气候变率,运用EOF方法对其进行分解,分析了全年的前后汛期主要特征向量和时间变化。利用Morlet小波进一步分析了典型场的周期变化和阶段特征。     

贵州省1960～2017年降水时空变化特征

针对近年来区域降水异常事件频发的问题,选取了贵州省32个气象站近57 a（1960～2017年）来的逐日降水数据,利用降水发生率和贡献率,分析该地区不同历时和等级降水条件下的时空变化规律,并运用Mann-Kendall法探讨了不同历时降水和不同降水等级的变化趋势。结果表明：① 降水发生率随着降水历时增加呈逐渐减少的趋势;而贡献率则呈先增加后减少的趋势。桐梓、正安、仁怀、余庆、思南、铜仁、贵阳、罗甸和榕江2～4 d的降水贡献率较大;威宁、普安、盘县、织金、兴仁和兴义大于10 d的降水贡献率较大。② 降水发生率随着降水等级的增加呈减少趋势,而贡献率则呈先增加后减少趋势。其中望谟、织金、都匀和安顺暴雨贡献率较高。③ 各历时降水贡献率和发生率变化趋势基本类似,表现为短历时呈增加趋势的站点较多,多数历时发生率呈增加趋势的站点较多。各等级的降水贡献率和发生率的变化趋势也基本类似,大雨和暴雨呈增加趋势,小雨呈减少趋势,中雨发生率呈增加趋势,贡献率则反之。研究成果可为贵州地区防灾减灾工作提供一定科学依据。     

赣江上游章水流域极端降水时空变化特征

以赣江上游章水流域内15个雨量站1957-2016年逐日降水资料为基础,获取了12个极端降水指数。分别采用线性趋势、Modified Mann-Kendall非参数检验法、累积距平法、Pettitt突变检验法、小波分析、Hurst指数分析和克里金插值等方法对12个极端降水指数的时空变化特征进行探讨。结果表明:1957-2016年间,暴雨量及日数、强降水量及贡献率和最大湿润日数均呈现上升趋势,极强降水量及贡献率、最大干旱日数、年最大雨量、连续5日最大雨量呈现下降趋势,且其未来趋势均将得到加强;大雨量及日数呈现上升趋势,但未来趋势将可能减弱;所有极端降水指数的过去趋势均不具有显著性,同时未发生显著的突变,并且普遍存在以1988年为中间轴的33～34a主周期;大雨量及日数、暴雨量及日数、强降水量、最大湿润日数、年最大雨量、连续5日最大雨量的高值中心均在流域西南区域的内良站附近,并呈上升趋势,低值区域主要分布在流域的东部区域,并呈现下降趋势,且其整体空间分布大致相同,均为西南向东北递减;而强降水贡献率及极强降水贡献率为东南向西北递减,最大干旱日数是从东向西的递减趋势。未来章水流域极端降水的变化趋势可能还会增强,加强流域极端降水事情的预防对流域水旱灾害防治意义重大。     

西江流域夏季降水时空变化特征及成因分析

为探究西江流域夏季降水的分布及变化规律,为农业生产、防洪抗旱工作提供科学借鉴,利用Mann-Kendall检验法、功率谱分析法、线性趋势法、降水重心点及标准差椭圆法,分析了1965—2014年西江流域降水量的突变性、趋势性及空间上的分布及变化规律。结果表明:(1)1965—2014年间,西江流域夏季降水量整体上呈波动减少的趋势,尤其是20世纪80年代下降趋势显著。(2)西江流域东部的夏季降水变化程度要比西部地区大。同时,6月和8月的降水高值中心较为一致,位于西江流域中东部,7月则刚好相反。(3)西江流域夏季降水重心的位置集中分布在广西东兰、都安、巴马、大化等地,大致呈东西向分布。(4)南亚高压、ENSO正异常与PDO正异常均会对西江流域夏季降水产生正向影响;同时,海拔高度与降水量呈正相关,气温与降水量呈负相关。     

上海市1971-2010年降水时空变化特征

基于上海市11个气象站的逐月降水数据,利用线形回归、Mann-Kendall等多种数理统计及GIS空间插值的地学统计方法对上海市1971-2010年的年、季降水时空演变特征进行分析。结果表明:在时间上,年降水量为不显著增加趋势,春秋两季呈微弱下降趋势;变化特征不明显;夏冬两季呈增加趋势,冬季增加趋势尤为显著。在空间分布上,年、秋季降水呈东西分异,春、冬呈南北分异,夏季呈东北-西南分布。年、季降水量及趋势分布表现出差异性和一致性特点,其中年和夏季降水量分布与各自趋势分布的空间相关性较高,整体表现为市区大于郊区、东部沿海大于西部内陆。研究结果对于认识全球气候变化的区域响应具有重要的基础性科学意义,同时可为上海市水资源管理及洪涝灾害应对提供参考。     

近50年陕南地区降水时空变化特征

应用滑动平均、累积距平、线性倾向估计、曼-肯德尔等方法研究陕南地区53 a降水量及降水日数的趋势和特征。结果表明:陕南地区降水年际变化大,年内分布不均匀,整体呈减少趋势;该区域南部及东南部降水呈现增加趋势,其余地区降水呈现减少趋势,特别是西部地区降水减少明显;陕南地区近年的降水量减少主要以春季和秋季的显著减少为主;总降水日数、小雨日数、中雨均呈现减少趋势,大雨日数和暴雨日数变化不明显;大雨以上日数与年均降水量存显著正相关,是影响年均降水量的重要因素。21世纪以来,夏季降水量和大雨以上日数呈增加趋势,应引起相关部门重视。     

青海省降水时空变化特征及其与太阳黑子的关系

采用青海省1965—2018年50个气象站月降水资料和同时段太阳黑子相对数资料,将青海省划分为长江和澜沧江源区、黄河源区、东部低海拔区和柴达木盆地区,运用集中度和集中期、线性倾向估计、M-K检验法和Morlet小波分析法对青海省时空降水变化特征进行分析.结果表明:青海省降水量在空间分布上呈现由西北向东南增加的特征,在年...     

河北省降水时空变化特征分析

基于ArcGIS的样条函数插值利用Mann-Kendall法和R/S分析,对河北省内周边共43个气象站的降水序列进行分析研究。结果表明：在空间分布上,遵化、沧州及石家庄以西为多雨区,坝上为少雨区,降水等值线在山区的梯度较大。在时间分布上,汛期降水占全年降水62%～74%。降水代际呈下降趋势,但20世纪80年代-90年代呈上升之势;而各年代的降水空间分布无明显变化。全省大部分地区降水均呈下降趋势,下降最显著的是石家庄以西地区,达-4 mm/a。全省除沧州、廊坊、石家庄一带大部分地区年降水未来总体趋势和过去趋势一致,持续下降,而沧州、廊坊、石家庄等地未来趋势与过去相反或趋势变化不明显。     

桃林口水库降水时空变化特征分析

采用Mann—Kendall检验法和周期分析方法对桃林口水库流域内典型测站降水系列时空变化特征进行分析。结果表明,桃林口水库降水过程具有显著的下降趋势,降水中心有向中上游流域转移的趋势,且降水的丰枯变化表现出明显的周期性。     

内蒙古地区近53a降水格局的时空变化特征

利用我国内蒙古地区1960—2012年46个气象站点的逐日降水数据,分析了该地区降水格局的分布特征,并采用Mann-Kendall趋势检验法探求了降水格局年际变化趋势的显著性。结果表明:1研究区降水集中性指数为20.8~38.6,全区年内降水分配极不规则,大部分站点的降水集中性指数呈减小趋势;210 mm以下的降水是研究区最主要的日降水类型,中等强度降水呈增加趋势,而强降水呈减少趋势;3历时1~2 d的降水是研究区最主要的连续降水类型,中长期连续降水呈减少趋势;4历时1~10 d的无雨期是研究区最主要的连续无雨期,但近50%的无雨日集中在30 d以上的连续无雨期,较长持续日数的连续无雨期呈减少趋势。     

不同降水情景下天津市地下水位的时空变化特征

为了定量模拟和评价不同降雨情景下天津市不同含水层地下水位时空变化情况,通过对天津市水文地质条件的分析和已获取的资料建立地下水系统的三维数值模拟模型,并利用已知的地下水位动态数据对模型进行拟合与检验,确定模型的可靠性。然后利用模型对常态条件下(地下水开采量维持不变,50%频率下的降水量)和极端气候条件下(地下水开采量维持不变,95%频率下的降水量)天津市地下水位的时空变化特征进行预测和评价,分析不同含水层地下水位对两种情景的动态响应机制。结果表明:两种方案下10 a后的地下水流场特征较为相近,地下水流向也基本一致,地下水位均有所下降,在开采量不变情况下,降水量的减少对承压含水层的影响较为有限。     

汉江流域降水时空演变特征研究

为研究汉江流域降水时空演变规律,基于汉江流域内23个气象站点1959～2019年的降水资料,采用线性趋势法、小波分析法、滑动平均差法和反距离权重法等多种统计分析方法,分析该流域的降水演变规律。结果表明：1959～2019年,汉江流域降水量呈现出不明显的上升趋势,在1978年、1989年和2001年检测出突变点,降水变化的主周期为26 a;汉江流域的多年平均降水量整体呈现出“东高西低、南高北低”的分布特征,不同年代降水量的空间分布特征差异较大。