中国北方荒漠区降水多时间尺度变异性研究

依据我国北方荒漠区35个站点1951-2005年月降水资料,运用PCI降水集度、游程检验、功率谱、Morlet小波分析、Mann-Kendall秩次相关及气候趋势系数等方法,分析了北方荒漠地区降水多时间尺度下的变异规律及其变化趋势。结果表明：我国北方荒漠区降水存在5 a、9 a及准14 a主周期,1988年以来以9 a及14 a周期为主;各地单独丰水年的概率要高于单独枯水年,而发生连枯年的概率则高于连丰年;降水年内分配的差异将变缓,北方荒漠区的西部和东部降水年际波动呈增加趋势,中部地区有变缓的趋势;东亚夏季风及西风环流的强弱显著影响着研究区降水的时空分布及丰枯变化,70年代以前,东亚夏季风强度偏强、北进明显为河套及内蒙古地区带来丰富降水,新疆地区受西风气流控制降水相对偏少;80年代以来,东亚夏季风强度偏弱并急速南退,内蒙古地区降水逐渐减少;西北地区中西部（河西、新疆地区）在西南气流、北冰洋的冷空气形成的纬向环流及西风环流等辐合影响下降水逐渐增加。主要表现为：降水年增幅较大的地区由内蒙古东部逐渐向西北偏移,年代尺度下,以多年均值衡量,21世纪内蒙古高原东部地区降水将减少,平均减幅为15~40 mm/a,北疆大部分地区平均增幅为10~40 mm/a,南疆以0~10 mm/a小幅减少;各年代,春（秋）季降水占全年百分率变化不大,维持在14.4%~17.5%（17.3%~21.2%）,夏季是主要降水期占全年降水的58%~62%,冬季所占比例较小,最高为5.1%;预计未来：春、夏季降水将增多,冬季降水逐渐减少,年降水有增加趋势;极端干旱区和干旱区的降水有增加趋势的地区概率分别为83%和70 %,而半干旱地区降水有明显减少趋势的概率为58%,西部有向暖湿变化、中部地区趋于暖干、而东部地区趋于干旱的可能。     

基于小波分析的大伙房水库流域降水周期分析

用降水距平和莫莱(Morlet)小波函数,对大伙房水库流域近50年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析.研究结果表明,近50年来,大伙房水库流域春、夏、秋、冬和年平均降水分别存在6,9,16,6a和l0 a的主周期.在主周期分析基础上,预测研究区在2005年之后未来一段时间季、年平均降水都不同程度、不同时间范围仍将处于降水偏多阶段.小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析降水多时间尺度变化特征、短期降水预测等预防洪水灾害等关键问题研究提供了一种新途径.     

无为县夏季降水多时间尺度规律研究

无为县的汛期洪水主要由夏季降水形成的,为了揭示无为县夏季降水的规律和特点,服务于防汛抗旱、农作物生产等方面,采用数理统计的方法,研究夏季降水量的年际、年内的月、旬、候、日、白天、夜间、小时等长、短期结合的多时间尺度变化规律和特点,并构建夏季降水量预测模型。结果表明:无为县夏季降水量存在丰枯交替的多周期变化规律,其第一、二、三主周期对应于10、13、23年,预计2016年后夏季降水量还将处于偏多阶段并持续较长时间,但即将进入下降的阶段。年内来看,夏季降水主要集中在6月和7月,其中6月下旬和7月上旬相对较大,降水量从6月1日起逐渐增加,至7月4日达到峰值后逐渐减少。近10年夏季降水集中度从6月向7月推移,自6月至8月,降水集中度从上午向下午、夜间推移,6月份的6-7时、7月份的5-6时和15-18时、8月份的17-18时和20-21时等时段降水集中度较大。     

南宁市不同历时降水结构的多时间尺度研究

为研究不同历时降水事件的结构及变化趋势,借助小波分析的时频多分辨功能,从降水历时角度出发,将1971—2012年南宁市国家级地面气象站逐小时降水观测数据分为1~3 h,4~6 h,7~10 h,10 h以上4个历时,分析其多尺度周期变化。结果表明:①1~3 h, 4~6 h, 7~10 h, 10 h以上降水次数时间尺度的主周期分别在28,27,29和11年左右,7 h以下降水次数周期变化明显大于7 h及以上。②4个历时降水量的主周期分别在28,26,29和12年左右,除7~10 h外,其他历时降水量周期变化都很明显,正负相位交替变化十分明显。③根据分析结果预测,在未来2年内,除4~6 h降水量外,其他历时的降水次数及量都将呈负相位趋势。分析不同历时降水结构的周期变化规律可为深入探索区域降水循环变异规律提供依据。     

气候变化背景下新疆地区降水时空变化特征分析

依据新疆地区1951～2008年月降水资料,运用Morlet小波分析及PCI降水集度等方法分析了新疆地区降水时间及空间的变化规律。结果表明:新疆地区降水存在4a、8a及准12a主周期;年降水由北向南逐渐减少,伊宁、和田形成极大值中心,安德河、吐鲁番形成极小值中心;变异系数由北向南增大,北疆小于0.40,南疆为0.50～0.75。降水年内分配北疆相对均匀,南疆差异较大。北疆年降水呈增加趋势,南疆仅少数地区有减少趋势。未来年降水波动较大,有更趋离散而背离均值的趋势;年内降水分配规律将渐趋稳定,波动呈下降趋势。     

洮儿河下游区域径流演变规律研究

我国北方水资源供需矛盾突出,洪水资源利用成为缓解水资源短缺的有效途径。为了减少洪水资源利用风险,提高洪水资源利用效益,以洮儿河下游区域为研究对象,分别利用回归分析、Spearman秩次相关检验法、Kendall秩次相关检验法、M-K法、滑动t检验法、小波分析对区域的干支流年径流的趋势、突变和多时间尺度特征进行了对比分析和干支年径流变化规律研究。结果表明,区域支流年径流系列下降趋势较干流明显;干支流的突变时间存在不一致性,支流的突变点为1972年、1984年、1999年,干流的突变点为1964年、1983年、1999年;干支流的主周期存在差异性,分别为22 a、11 a、7 a、4 a与14 a、20 a、9 a、7 a。通过对洮儿河下游区域干支流年径流演变规律进行研究,为未来径流趋势合理预测提供了技术支持,并对区域洪水资源利用具有一定的指导意义。更多还原     

中国大陆TRMM降水多尺度精度评价

根据中国气象数据网中国大陆2009—2014年逐日降水格点数据,在月、年时间尺度上,采用误差、相关系数以及相对误差等指标,对热带降水测量(TRMM)降水数据进行精度评价。结果表明在月、年尺度上TRMM降水数据精度均较高,年均误差分布与年降水量相关;月尺度相关系数达到了0.99,年尺度相关系数为0.86;TRMM精度主要受降水强度和海拔地形影响;在干旱和高海拔地区TRMM降水数据精度较低。     

TRMM降雨数据在喀斯特地区的适用性分析——以贵州省为例

为验证TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)降雨数据在喀斯特地区的适用性,以贵州省为研究区,利用贵州省19个气象台站1998-2015年的降水数据,在年尺度和月尺度上验证了TRMM卫星降水数据的精度,并在此基础上基于TRMM月降水数据分析了贵州省的降水时空分布特征。结果表明TRMM降水数据基本能反映降水的空间分布及演变过程,年尺度上TRMM降水数据与站点实测降水量相关系数R=0.817,斜率K=0.751,数据精度较高,数值上比站点实测降水量略高。月尺度上TRMM降水数据与站点实测降水量相关系数最高,达到0.927,斜率为0.9127,数值略高于站点实测降水量。分析表明:坡度对TRMM降水数据精度的影响大于高程和坡向,坡度小于10°的精度较高。总体而言,TRMM降水数据在喀斯特地区具有一定精度,但是降水量少或地形起伏大的地区精度相对较低。     

长江上游降水特征及时空演变规律

基于长江上游1960年-2014年80个国家气象站的降水量资料,统计分析了长江上游降水量特征,并且通过绘制空间分布图,采用Mann-Kendall法、Pettitt法、Morlet小波分析法检验降水量时间序列,综合分析了长江上游降水量的时空演变特征。结果表明,长江上游1960年-2014年多年平均降水量为900.8mm,平均年降水总量为8 925.1m~3,降水量年际变化大,年降水量极值比为1.5,冬季极值比达3.9,降水量年内分布很不均匀,汛期占80%以上;空间上,长江上游降水量呈现东南部降水量大,西北部小的分布特征;时间上,长江上游年降水量总体上呈现显著的下降趋势,年降水量在1985年发生了突变,长江上游年降水量变化周期由强到弱依次为28a、13a、8a,各分区变化周期以28a为主。     

时间序列模型分析威海市近 50 年气温变化特征

利用时间序列模型,以及趋势分析、小波变换、M-K突变检验等统计学分析方法,分析了威海站1964年-2013年的平均气温、平均最高气温和平均最低气温的年变化、年平均气温的季节变化、时频特点,并对平均气温变化进行了突变检验,发现1964年-2013年威海市年平均气温呈上升趋势,气温倾向率为0.35℃/(10a);各季节气温倾向率分别为0.427℃/(10a)、0.268℃/(10a)、0.241℃/(10a)和0.287℃/(10a),其中春季(0.427℃/(10a))增温对该市年平均气温变化的贡献最大;春季气温呈现降-升-降-升-降的交替变化,为四季气温变化最明显的季节;年平均气温突变发生在1987年;各个季节在发生突变后均升温趋势显著。     

近500年黄淮海地区洪旱事件时空变化特征

依据近500年洪旱等级数据,采用滑动平均、累积距平、频率统计、小波分析和Mann-Kendall突变检验和空间分析方法,评估了研究区近500年洪旱灾害时空变化特征。结果表明:黄淮海地区洪旱灾害具有明显的年际和年代际变化,近年来趋向干旱发展。各子区域的年际变化存在一定的差异,突变时段差别较大。洪旱灾害发生周期的空间分布差异性显著,19世纪后半叶以来洪旱灾害频繁。研究结果对于防灾减灾、灾害预测、工程建设以及相关研究等有重要的价值。     

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。     

基于质心分析的我国降水时空演变特征研究

通过引入年内唯一的特征时间点——年降水质心时间,即年降水过程线和时间轴间面域几何质心的时间轴投影,解决了频域规律识别不能反映降水事件发生时间的难题。根据年降水质心时间的时域、空域、频域规律,定量识别出我国降水时空演变规律。研究认为:(1)质心时间对大雨及以上等级降水发生时间的响应较为敏感;(2)空间变化规律与主雨季峰值降水时间的空间分布较一致,从西北至东南呈现"早-晚-早"规律;(3)时间序列多为纯随机过程,且非随机特性以周期性为主,趋势性以提前趋势为主,非随机性站点显著聚集于华中、华北地区;(4)年内各等级的时间分布不一致,大雨及以上等级发生时间晚于其它等级,微雨等级降水年内分布最不稳定;(5)年内降水愈不均匀的地区,年际变异愈加显著,即该区域年内主要降水过程的时间分布愈加不稳定。     

云南抚仙湖流域年降水量时空分布特征研究

抚仙湖是全国第二深淡水湖泊,同时也是云南省重要战略水源地,流域降水量的时空分布影响着湖泊的水量及水质状况。采用数理统计、趋势法、小波分析等方法,分析了抚仙湖流域年降水量的时空变化、地区分布,以及年内、年际、丰枯、多年变化趋势,揭示了该流域年降水量的时空变化特征。研究结果可为实现高原湖泊资源的可持续利用提供技术支持。     

中国东部季风区夏季降水的时空分布特征

采用EOF法对中国东部季风区夏季(6月-8月)降水场进行分解,得到三种主要的降水空间分布型,即"总体一致型"、"南北涝(旱)中间旱(涝)型"以及"南涝(旱)北旱(涝)型"。利用Mann-Kendall检验和功率谱对时间系数做进一步处理,分析各空间分布型的时间演变特征,结果表明:第一、第二时间系数均未检测出突变的发生,第三时间系数存在一次突变,时间开始于20世纪70年代初期,由之前的"南旱北涝型"转变为"南涝北旱型";第一时间系数存在50年左右的显著周期,第二时间系数存在2年左右的显著周期,第三时间系数存在50年左右的主周期和2～3年左右的次周期。对季风指数和时间系数进行相关分析,发现第二时间系数与东亚、南海季风指数存在正相关关系,揭示了季风强弱对夏季主要降水场的指示作用。     

1969—2018年青海省生长季降水时空变化特征

降水量的变化情况一直是气候问题的讨论焦点.使用1969—2018年青海省生长季(5—9月份)降水量数据,借助ANUSPLIN插值、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,研究青海省近50 a生长季降水量变化特点.结果显示:①50 a间降水量总体趋势为增加,倾斜率为2.12 mm/a,变化周期主要有22、8、4 a...