石羊河流域气候暖湿化变化特征分析

根据石羊河流域47年的气温、降水量、干旱指数等资料,分析该流域暖湿化变化特征。研究表明：①近47年来,石羊河流域每10年的年际平均增温达到0.32℃,20世纪60—80年代期间,各季节平均气温变暖不明显,年平均气温大多处在负距平。90年代末期到21世纪初期,各季节平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,气温距平从-1.04℃上升到1.87℃。②降水量总体呈上升趋势,但增长趋势不显著,降水量每10年增长7.1 mm,与西北地区降水增加趋势一致。③年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其干旱指数每10年下降0.98。④通过Mann-Kendall方法验证,1994年为增温突变年,降水没有达到突变水平,1992和1993年为干旱指数下降突变年。研究发现,石羊河流域气候正趋于暖湿化,这将有利于该区绿洲的发展,对当地经济发展极为有利。     

中国西北地区气象干旱时空演变特征

中国西北地区气候干燥,降水稀少,干旱频发。基于西北地区136个气象站1961-2016年的观测数据,以标准化降水蒸散指数(SPEI)表征气象干旱,采用线性回归、Pettitt突变检验、小波分析等方法对西北地区的气象干旱时空演变特征进行分析。结果表明：西北全区表现为不显著变湿的趋势,从行政分区来看,陕西、宁夏、甘肃均表现为不显著变干趋势,青海的春季、新疆的年和四季均表现为显著变湿趋势;西北全区及其各省(区)气象干旱的突变年份主要集中在20世纪70-90年代,仅青海的春季以及新疆的年和四季通过了显著性检验;西北全区及其各省(区)气象干旱存在3～9、10～15、17～23、25～27 a的主周期;从空间分布来看,西北地区表现为东部变干、西部变湿的趋势。研究结果可为我国西北地区防旱抗旱以及水资源规划等提供依据。     

布哈河流域水资源的气候演变特征

布哈河是青海湖最重要的径流补给河流,其流域水资源气候演变分析对于青海湖生态安全有重要意义。通过天骏、刚察、茶卡气象站长系列气温、降水数据分析布哈河流域气候变化特征。结果表明,近50年来,流域内气温均显著升高,海拔越高升温越明显,冬季升温较其它季节明显。采用Mann-Kendall趋势分析法和累计距平曲线对各时段的升温趋势变化进行了分析,升温自1986年开始至1997年有一个10年左右的波动期,随后在1997出现显著的突变过程,在与青藏高原整体趋势一致的基础上表现出区域自身的增温特点。降水呈增加趋势,但不如温度明显。海拔越高降水增加越明显,夏季降水增加较其它季节明显。根据气温和可利用降水变化特征,流域20世纪80年代开始进入增温增湿期,在20世纪90年代进入相对暖干期,21世纪前10年复转为暖湿期。     

基于改进三维识别方法的西北地区干旱事件分析

以标准化降水蒸散指数(SPEI)为基础,基于改进的干旱三维识别方法,提取多个反映干旱空间动态演变过程的特征变量,对西北地区识别的气象干旱事件进行分类并分析其时空演变模式,揭示季节干旱发展规律。结果表明：改进的干旱三维识别方法能够准确提取出时空连续的干旱事件,提高了干旱时空动态演变监测的可视化程度;1960—2018年西北地区气象干旱事件以同向迁移规律为主,青海省北部和甘肃省中部为两个主干旱中心区域,且呈现出历时逐渐变短、大面积干旱事件占比逐渐降低的趋势;西北地区季节连旱事件多集中在青海省,春夏秋连旱事件由东南向西北方向迁移,夏秋冬连旱事件由西南向东北方向迁移,且两种季节连旱事件在发展后期的迁移速率相对较快。     

鄂尔多斯市水资源的气候特征演变

采用鄂尔多斯市鄂托克旗站和东胜站1957-2010年的月均温和月降水资料,分析了气温和降水的演变规律。采用高桥浩一郎的陆面蒸散发经验公式估算陆面蒸散发并分析演变规律。结果表明:鄂尔多斯市自20世纪90年代开始显著增温,东部东胜站增温幅度大于西部鄂旗站。四季中各季的显著升温也出现在90年代。夏季增温相对缓慢,其它三季变暖比较显著。两站年降雨量均呈减小趋势,东部东胜站减少量大于西部鄂旗站。春冬两季降雨量变化趋势不明显,夏秋两季降雨量呈减小趋势。蒸散量均呈现上升趋势,20世纪90年代以后上升趋势明显。东部东胜站多年平均年蒸散量大于西部鄂旗站。春、夏、冬三季蒸散量均呈上升趋势,而在秋季均呈下降趋势。降水量显著影响降蒸差,可利用降水量呈下降趋势,东部的东胜站下降趋势更明显。     

基于统计降尺度的东江流域未来气候预估

为提高东江流域未来气候预估结果的可靠性,采用多种方法对CanESM2全球气候模式输出的气温和降水进行了统计降尺度处理。研究发现：SDSM模型和Delta方法分别对东江流域的气温和降水有着较好的降尺度模拟效果。气温上,相较于基准期(1961—2005年),至21世纪末期(2081—2100年),东江流域的日最低气温将升高2.26℃(RCP4.5)和3.65℃(RCP8.5),日平均气温将升高2.70℃(RCP4.5)和4.69℃(RCP8.5),日最高气温将升高2.79℃(RCP4.5)和4.95℃(RCP8.5),其中以夏季和冬季的增幅最为明显;降水上,未来东江流域的年降水量将保持着增加趋势,增速分别为16.4 mm/10a(RCP2.6)、8.7 mm/10a(RCP4.5)和25.4 mm/10a(RCP8.5),且以夏、秋两季增加最为显著。整体来看,未来东江流域在汛期出现极端高温和暴雨洪灾的风险将有所提高。     

气候变化条件下长江水资源演变趋势与对策

在总结气候变化对流域水资源影响研究方法的基础上,分别构建了长江流域水量平衡简化模型和汉江流域9 km×9 km的VIC分布式水文模型,并利用GCMs的输出驱动所建水文模型,预测了长江和汉江流域水资源在气候变化背景下的变化趋势。研究结果表明,对于长江和汉江流域,尽管未来气温序列预测值有所差异,但气温升高的趋势是一致的,未来降水的变化相对气温而言更复杂,趋势性不明显。基于气候模式预测信息估算的未来100 a流域水资源量变化情况基本为,前40 a左右呈逐渐减小,之后总体呈逐渐增大的趋势。     

基于CMIP6的全球及干旱带干旱时空演变

针对全球范围内极端气候事件频繁发生的问题,采用等距离分位数方法,构建CMIP6模式高精度降水、气温数据库,耦合帕默尔干旱指数(PDSI)预估未来情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)下全球及干旱带干旱特征时空演变趋势。结果表明:经过偏差校正的CMIP6模拟精度明显提高;基准期(1979—2014年)全球干旱频次变化较小,干旱历时较长,干旱烈度较强,干旱带的干旱烈度较弱;预测期(2025—2060年)全球干旱特征在时空分布上差异性显著,干旱频次较高,平均干旱历时增加,平均干旱烈度增强;预测期干旱带干旱频次、干旱历时和干旱烈度均呈现增加趋势,热带/亚热带干旱带和温带干旱带变旱趋势较显著。     

基于标准化降水指数的淮河流域干旱 演变特征分析

利用淮河流域35个气象站点的降水资料,采用标准化降水指数(Standardized Drecipitafion in- dex , SP1)分析了淮河流域近50年(1961 } 2010年)的年度干旱指数,并利用干旱发生频率、干旱站次比和干旱强度三项干旱指标分析了淮河流域的干旱演变特征。研究结果表明,近50年来,淮河流域以轻旱、中旱为主,重旱、特旱相对较少,有干旱发生面积有逐年递减而发生强度呈增强趋势。在当前气候变化背景下,淮河流域干旱对农业生产的不利影响有减小的趋势。     

新疆水资源时空变化特征及适应性利用战略研究

在深入剖析新疆水资源时空演变特征的基础上,对不同气候模式下的新疆水资源演变趋势进行分析,并结合对水资源适应性利用机理的理解,提出变化环境下新疆水资源适应性利用对策及战略框架.研究认为,未来一段时期内新疆降水呈增加趋势,不同气候模式下多年平均降水量分别较基准期增加15.6％、20.8％和22.2％,一定程度导致水资源量变...     

西北地区水环境与经济发展耦合关系的实证分析

针对区域环境资源与经济发展不匹配问题,采用耦合协调度模型对西北地区水环境与经济发展系统耦合关系进行分析。结果表明：西北地区经济发展指数整体低于水环境系统综合指数;西北地区水环境与经济发展协调度整体水平较低,除宁夏处于初级耦合状态外,其余4省（自治区）均处于不同程度的失调状态;西北地区水环境与经济发展耦合度处于中低度耦合状态,其系统发展经历了极度失调衰退、严重失调衰退和中度失调衰退3种状态。结果表明：结合区域经济发展特点和水环境空间分布特征,应采取有针对性的措施提升水环境状况和经济发展的耦合水平,推动水环境与经济发展的综合效益最大化。     

2002-2015年西北地区陆地水储量时空变化特征

在干旱—半干旱地区,陆地水是经济社会发展的重要水源。本文利用高斯平滑滤波处理的2002—2015年逐月GRACE卫星时变重力场数据,反演了西北地区陆地水储量变化。结果表明：在时间上,西北地区陆地水储量总体呈现下降趋势,每月减少0.014 cm,相当于每年减少53.5亿m³。在空间上,2002—2015年间陆地水储量减少区域约为224万km²,增加区域约为106万km²。各地区陆地水储量呈现明显的季节变化,7月达到年内最大值,陆地水储量处于盈余状态;冬、春季节为年内的低值区,陆地水储量处于亏损状态;陆地水储量的变化与降雨季节变化一致,表明西北地区降水是最重要的陆地水来源。     

毛乌素沙地气候变暖停滞现象及其气温和降水特征

1998-2012年气候变暖停滞(hiatus)是全球气候变暖过程中的特殊现象,该现象表现为气温增速变缓、不变或出现下降趋势。毛乌素沙地生态环境脆弱,对气候变化较为敏感,研究该区域气候变暖停滞现象及其气温和降水变化特征,对于科学调整区域植被生态环境保护政策具有重要参考价值。基于1970-2019年毛乌素沙地气温和降水地面观测数据,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法等对气候变暖停滞现象及其气温和降水变化特征进行了分析。结果表明：1970-2019年,毛乌素沙地年际和季节平均气温、降水量均呈显著增加趋势(P<0.05),表现出“暖湿化”特征;1998-2012年,毛乌素沙地年平均气温变化速率为-0.70℃/10a(P<0.05),存在明显的hiatus现象。Hiatus现象发生期间,各季节平均气温均呈下降趋势,其中春季和冬季降温速率最高,年降水量仍呈增加趋势,其中夏季和秋季增加速率最高;hiatus现象结束后(2012-2019),毛乌素沙地年际和季节平均气温变化速率达到1970-2019年的2～3倍;年降水量呈减少趋势,其中秋季减少速率最高,春季增加速率最高。...     

基于复合事件指数的西北地区高温干旱复合事件风险评估

基于标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI构建了两个监测高温干旱复合事件指数：标准化复合事件指数SCEI和混合干热事件指数BDHI,并评估了SCEI和BDHI在西北地区高温干旱复合事件中的监测能力。以严重程度、面积覆盖百分比和发生频率分析了高温干旱复合事件的风险变化。结果表明：由于BDHI充分考虑了不同干热条件之间的相关性,其在西北地区监测高温干旱复合事件的能力明显优于SCEI,而SCEI存在将湿热状况误判为高温干旱复合事件的情况。相较于1982—1993年,1994—2022年西北地区发生高温干旱复合事件的严重程度、范围和频率更高;1994—2022年西北地区发生轻度、中度、重度等级以上的高温干旱复合事件的面积占比分别为35%、25%、10%;新疆中部、甘肃北部和东部、青海南部和陕西大部分地区在1982—1993年几乎未发生过重度等级以上的高温干旱复合事件,但上述地区在1994—2022年的发生频率明显增加。     

中国水资源与经济社会发展匹配度的动态分析

以中国六大地理分区2004～2015年间的水资源量为基础数据,以GDP、人口和耕地面积作为经济社会发展要素,构建和计算六大分区的水资源与经济社会发展要素之间的基尼系数。在此基础上,运用MannKendal检验法对六大地理分区的水资源与经济社会发展要素的基尼系数进行趋势分析。研究结果表明:(1)华北地区最强的水资源约束是水资源与GDP不匹配;(2)中南地区最强的水资源约束是水资源与耕地面积不匹配;(3)西北地区最强的水资源约束是水资源与人口不匹配。其中,中南地区水资源与经济社会发展要素不匹配程度较轻,华东地区、西北地区和西南地区的水资源与经济社会发展要素不匹配程度较重。另外,全国各分区的水资源与经济社会发展要素的基尼系数在2004～2015年间没有明显变化的趋势。     

新疆水资源开发利用的空间均衡分析

为明确新疆水资源开发利用的空间均衡程度,选取与水资源开发利用相关的12个指标,采用空间均衡度计算方法,计算了 2004-2017年新疆各地州各指标的空间均衡系数及水资源开发利用的总体空间均衡度,并与采用基尼系数方法的计算结果进行了对比.结果表明,新疆各地州的城镇化率及单位面积农田灌溉用水量在空间上较为均衡,而水资源开发...     

气候变化背景下华北平原灌溉需水及农业干旱易发区变化研究

以华北平原为研究区,选取冬小麦和夏玉米作为典型作物,采用作物系数法并依据预估的气候情景计算典型作物的净灌溉需水量,分析不同气温和降水变化幅度下冬小麦和夏玉米需水过程和需水总量。同时,结合气象干旱和需水异常程度划分了干旱易发区。所得成果可供相关研究人员参考。     

中国不同月份暴雨的多属性时空演变特征及区域差异(1961-2016年)

为了诊断变暖背景下中国不同月份暴雨多属性时空差异特征,采用1961—2016年中国545个气象站点的日值降水数据,利用线性回归、变异系数和图谱对比分析等方法,从气候态特征、变化趋势和年际变异3个方面诊断了中国不同月份的暴雨雨量和雨日的时空变化特征。结果表明:(1)1961—2016年中国不同月份的暴雨雨量与暴雨雨日在对应月份具有相似的空间分异特征。暴雨雨量和暴雨雨日的高值区1—7月份逐渐从东南沿海向西北内陆扩张,但主要分布在胡焕庸线以东地区;8—12月份则从西北地区向东南沿海地区缩减;胡焕庸线以西地区的暴雨雨量和暴雨雨日在不同月份分布较少。(2)1961—2016年中国不同月份的暴雨雨量与暴雨雨日的变化趋势时空分异特征基本一致。5—8月份是中国暴雨雨量和暴雨雨日变化趋势最显著的月份,主要分布在东南季风区,且以增加趋势为主;西北地区的暴雨雨量和暴雨雨日的趋势则在不同月份变化较小。(3)1961—2016年中国不同月份的暴雨雨量与暴雨雨日的年际变异特征相似。其中北方地区在4—10月份波动特征较大;南方地区则在1—3月份、11—12月份波动较大。暴雨雨量和暴雨雨日波动较大的高值区随月份发展逐渐从东南向西北、东北和西南地区扩张,且东南地区的波动趋于减小,随后再从西北、东北和西南地区向东南地区缩减,同时伴随东南地区波动增大。研究对于防洪减灾和水资源规划与利用具有一定的参考意义。