淮河上中游流域日照时数时空分布特征

为揭示淮河上中游流域日照时数时空变化特征及突变情况,基于1960-2014年日照时数资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall趋势与突变检验、滑动t检验、克里金插值等方法,对流域日照时数的时空变化特征进行剖析。结果表明,淮河上中游流域近55年来日照时数以20世纪80年代为界由多变寡,其中年日照时数大约每10a减少102.2h,四季日照时数的气候倾向率排序为夏[-48.8h/(10a)]、冬[-29.3h/(10a)]、秋[-19.7h/(10a)]、春[-5.4h/(10a)]。流域日照时数的减小趋势除春季不显著外,年与夏、秋、冬三季的日照时数均呈现出显著的减少趋势。空间上,流域北部的中间地带(商丘站附近)与西北部(宝丰、郑州站附近)的日照时数减小趋势较明显(Z-2),减少幅度较大,而东部(盱眙站除外)减少幅度则偏小。年与夏季日照时数的极显著突变年份为1980年,年日照时数的弱显著突变年为1984年。秋季、冬季的突变年份分别为1999年、1983年,春季的突变年份在20世纪70年代内。研究成果可为淮河上中游流域的气候研究、农业生产等提供科学的依据。     

河池市近56年来气候变化特征

对水、光、热等主要气候因素变化特征进行分析,有助于全面了解并合理利用当地气候资源,为水资源利用、农业生产规划、生态环境监测等提供依据。基于河池市1958年-2013年气温、降水、日照时数等气候数据,利用线性回归、累积距平法、Mann-Kendall法,分析了该市近56年来气候变化特征,结果显示:年均气温呈显著升高趋势,倾向率为0.11℃/(10a),突变点出现在1986年。四季气温升幅不一,以夏、秋季升温幅度最大,且是年均气温升高的主导因素。年降水量以及春、夏、秋季降水量表现为微弱的减少趋势,而冬季降水量微弱增加。全年日照时数以-63.083h/(10a)的速率显著减少,减少突变点为1970年,1976年之后减少显著。四季日照减幅表现为夏季秋季冬季春季。     

云南孟定盆地1961—2008年蒸发量变化特征分析

采用线性趋势法、Mann-Kendall检验法、相关系数法等对孟定盆地48 a来蒸发量变化特征进行分析。结果表明,蒸发量减少趋势十分显著,倾向率为-31.35 mm/10 a,48 a来减少了150.5 mm。其中,雨季减少速率最大,为-26.6 mm/10a,春季其次,倾向率为-20.8 mm/10 a;年蒸发量10a、冬季9a、干季10 a的变化周期十分显著;除冬季呈微弱的突变增加外,年和各季均突破-1.96(α=0.05)的临界线,突变减少趋势十分显著;日照时数的显著减少和相对湿度的增加是蒸发量减少的重要原因。     

长江上游流域地表干燥度指数时空变化特征及其对气象因子的响应研究

长江上游流域作为我国重要的水资源区,在全球气候变暖背景下揭示其地表干燥度演变规律,对于流域水旱灾害防治、生态环境保护及水资源合理开发利用具有重要意义。采用长江上游流域67个气象站1961-2019年逐月气象数据,利用Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量,进一步计算地表干燥度指数(AI),采用气候倾向率、累积距平法、滑动t检验、Mann-Kendall检验法及Morlet小波方法分析AI时空变化特征,采用气候敏感系数法评估AI对主要气象因子的敏感性,进而量化各气象因子对AI变化的贡献率。结果表明:长江上游流域年平均降水量以0.809 mm/10a的速率显著下降(P 0.05),潜在蒸散量以0.946 mm/10a的速率显著上升(P 0.05),流域平均AI值以0.014/10a的速率减小,且存在23 a左右的主周期,在1998年发生突变; AI季节性变化显著,冬、春季干燥,夏、秋季相对湿润;长江上游流域多年平均AI分布大致呈东南向西北增加的趋势,半干旱和半湿润区域面积占比分别为47.8%和40.7%;日照时数与平均气温是研究区西北部AI变化的主控因子,风速和相对湿度是东南部AI变化的主控因子。     

珠江流域平均气温变化趋势及其空间分布特征

分析珠江流域1961-2000年80个气象观测站平均气温序列的变化趋势及其突变分量,结果表明:①40年来,流域平均气温呈显著的增加趋势,增加速率为0.10℃/10 a,并于1987年前后发生了非常明显的变暖突变;空间分布上,除红水河、柳江上游与右江中部地区平均气温呈微弱的下降趋势外,其它地方均表现为增暖。②夏、秋、冬三季平均气温都呈增加趋势,而春季则呈微弱的下降趋势。珠江三角洲是珠江流域四季增暖最为显著的地区,季节性(春季)的降温区域主要发生在北盘江、红水河、柳江上游与右江中部地区。③从月平均气温变化来看,呈上升趋势的有9个月份,其余各月则呈微弱的下降趋势。     

1960-2008年间洞庭湖流域降水变化时空特征分析

依据洞庭湖流域27个气象观测站1960-2008年逐月的降水量资料,综合运用气象统计方法和GIS空间分析技术,对洞庭湖流域近年来降水变化的时空特征进行了分析。结果表明：（1）在1960-2008年间,流域年降水量呈现出不显著地增加趋势,四季中春、秋两季表现为减少趋势,而夏、冬两季则表现为增加趋势,其中夏季的增加最为明显;但在1999-2008年的近10年间,流域年降水量表现为显著的减少趋势,四季中除冬季仍表现为增加的趋势外,其余三季均表现为减少的趋势。（2）在近10年间,流域内除个别站点年降水量仍表现为增加的趋势外,其余多数站点均表现出不同程度的减少。在时间分配上,夏、冬两季降水较流域多年平均值分别偏多2.85%和3.07%,而春、秋两季则偏少1.35%和11.43%。其中,秋季9、10月份偏少明显,而变差系数同期则明显增大,带来入湖水量大幅减少和区域干旱发生增加等不良影响。     

汉江流域径流时空变化趋势分析

汉江流域是南水北调中线工程的水源地,应用Mann-Kendall非线性检验方法,分析了汉江流域干流和各子流域1951-2003年春、夏、秋、冬径流的长期变化趋势.分析发现1991年是汉江流域年径流量趋势变化的突变点,从20世纪80年代的丰水期进入90年代的枯水期;在显著性水平a=0.05上,春季和冬季汉江流域许多子流域径流量长期变化趋势呈下降趋势.分析结果将为南水北调中线工程水资源配置决策提供科学依据.     

滦河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

以滦河流域5个气象站1957 -2008年的气象资料和4个水文站1956-2000年的天然径流资料为基础,采用Mann - Kendall非参数趋势检验法、累计距平法、滑动平均法等方法,分析了流域内气温、日照时数、降水量、相对湿度等主要气象要素以及径流量的变化趋势.结果表明:绝大部分气象站点的年均气温都表现出显著上升趋势,Kendall倾向度为0.28 ～0.43℃/10a;年日照时数均呈显著减少趋势,Kendall倾向度为3.32～8.21 h/a;降水量均呈减少趋势,但不显著,夏季降水量的减少趋势最为显著;相对湿度除承德气象站有显著增大趋势外,其他站点均呈现下降趋势,其中乐亭站达到显著下降水平;径流量均呈不显著减少趋势,潘家口水库水文站年入库径流量的Kendall倾向度为-1799万m3/a.     

CMIP5模式对淮河流域气候要素的模拟评估及未来情景预估

为明确变化环境下淮河中上游流域未来气候要素的变化趋势和特征,基于地面实测降水、气温资料,检验CMIP5中6个全球气候模式对流域降水和气温的模拟能力并选择较优的3种模式用于分析未来RCP4.5和RCP8.5排放情景下流域气候要素的变化趋势。结果表明:①历史时段拟合效果相对较优的为CNRM-CM5、HadGEM2-ES和MIROC5,气温的模拟能力优于降水;②3个模式2种排放情景未来年、春、冬季降水均大于基准期,夏、秋季降水除MIROC5大于基准期,其他2个模式均小于基准期;③RCP8.5下CNRM-CM5年、春、夏、HadGEM2-ES年、春、夏、冬、MIROC5年、秋、冬季降水增加趋势显著,RCP4.5下HadGEM2-ES年、春季、MIROC5秋季降水增加趋势显著;其他不显著甚至个别出现减少趋势;④年和季节平均气温除极个别模式和排放情景略低外,其他均高于基准期;年和四季平均气温全部呈现升温趋势。研究表明,流域降水有所增加和减少,气温升温迅速,流域未来气候演变中洪旱灾害风险较大,需要加强水资源管理和洪旱灾害防御能力。     

山西省孝义市近40年气候变化特征分析

为了深入研究山西省孝义市气候变化特征,采用Mann-Kendall检验、滑动T检验及Morlet小波变换等方法对孝义市1975-2015年气候要素进行趋势估计、突变检验、周期分析及发展趋势预测。结果表明:近40年来,孝义市年平均气温呈显著上升趋势,突变年份为1996年,存在32、9 a长周期;年降雨量呈不显著下降趋势,突变年份为1990年,存在32、6 a长周期;年蒸发量呈显著性上升趋势,突变年份为1997年,存在32、10 a长周期;年平均相对湿度呈显著下降趋势,突变年份为1982、2003年,存在15、32 a长周期。孝义市1975-2015年年代际气候经历了"冷湿-暖湿-暖干"的变化过程,预测全境2017-2030年年代际气候将经历"冷湿-暖干"的变化过程。     

四川盆地蒸发皿蒸发量变化趋势及影响因子分析

利用四川盆地蒸发皿蒸发量、气温、风速、日照时数、气压和水汽压资料,分析了1980-2010年四川盆地蒸发皿蒸发量的变化及其原因。结果表明,四川盆地蒸发皿蒸发量存在明显的时空变化特征,空间上川中丘陵区的蒸发皿蒸发量最大,川西平原次之,川东平行岭谷区域最小;时间上年蒸发皿蒸发量存在明显的波动上升趋势,季节序列中,秋季和冬季蒸发皿蒸发量增加趋势明显,春季和夏季没有明显趋势。对蒸发皿蒸发量变化有显著影响的气象因子依次为日照时数、平均风速、水汽压和气温,其中日照时数对蒸发皿蒸发量的增大作用是风速的1.71倍,是水汽压的2.48倍,而气温具有减少蒸发皿蒸发量的作用,其减弱蒸发皿蒸发量的平均强度是日照时数的1/4。     

黄河流域近40年气候变化的时空特征

黄河流域是我国主要的气候敏感区之一,气候变化对其生态环境演变与经济社会发展有显著影响。本文利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料分析了黄河流域过去40年的温度、降水、水汽通量散度、蒸散和荒漠化风险等的演变特征,结果发现:1979—2019年黄河流域四季均呈现明显增温趋势,其中春季增温最为明显;季节性降水的变化差异显著,春季和夏季降水呈现下降趋势,秋季降水增加;黄河流域空中水汽以辐合为主,过去40年黄河流域上游水汽辐合年际波动最小,中游次之,下游最大;黄河流域蒸散整体呈现减少趋势,其中增加趋势集中在上游地区;黄河流域荒漠化风险整体处于中等风险以上,呈现由南向北加剧的空间分布,1982—2014年黄河流域荒漠化风险呈现下降趋势。本研究厘清了全球气候变化背景下黄河流域蒸散、水汽输送和降水等水循环过程的变化规律,能够为维护黄河流域地区生态安全、防范重大气象灾害风险提供科学依据。     

海河流域降水时空演变特征及其驱动力分析

选取海河流域35个气象站点1961-2018年逐日降水数据,采用创新趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和Pettitt突变检验法综合分析了海河流域不同量级降水量的时空演变特征,并采用交叉小波探究了太阳黑子和大气环流异常因子对年降水量的影响.结果表明:1961-2018年海河流域降水整体上呈现出减少趋势,其...     

关中盆地降水量变化趋势的Mann-Kendall分析

采用关中盆地1959—2006年的气象资料,应用Mann-Kendall检验方法分析了关中盆地降水量的年季变化趋势和突变情况。结果表明:关中盆地降水量总体呈减少趋势;春、秋季节降水量呈下降趋势,夏、冬两季降水量均呈上升趋势;年降水量的突变发生在1992年,之后降水量总体开始下降,到21世纪依旧呈减少趋势;春季降水量在1994年发生突变,降水量明显下降;夏季降水量突变于1978年,之后降水量开始上升;秋季突变于1973年,之后降水量转变为下降趋势;冬季降水量总体呈增加趋势。     

近50 a玛纳斯河流域上游气候变化的分析

根据玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1959—2008年气温、降水量及1984—2000年蒸发量观测资料,运用线性回归、Pearson相关系数、5 a滑动平均、Mann-Kendall检验以及Morlet小波分析方法对流域上游气候变化特征进行分析。结果表明①近50 a玛纳斯河流域上游气候总体趋向于暖湿,其中年均气温显著升高,且年内气温变化存在明显的季节差异,夏、秋两季增温趋势显著,降水量总体也呈增加趋势,但不够显著,且年内分配不均匀,降水量主要集中在春、夏两季;②近20 a流域年蒸发量围绕均值1 651.2 mm上下波动,总体呈微小增加趋势;③气温和降水量在20世纪90年代期间发生由低向高的突变,并且存在明显的年际周期变化。     

Changes of Pan Evaporation in the Recent 40 Years in the Yellow River Basin

Abstract

Based on monitoring data of 123 meteorological stations from 1960 to 2000 near or in the Yellow River Basin, the spatial and temporal distributions and their trends for pan evaporation (PE) are investigated in this study. The results indicate that, despite the annual mean air temperature over the Yellow River Basin has, on average, increased by 0.6° over the past 40 years, the rate of PE has steadily decreased, especially in summer and spring. Compared with the period of 1960s to 1970s, the rate of annual pan evaporation during 1980s to 1990s has decreased by 126mm or 7.0 percent. Spatial distribution of the rate of change show that this kind of trend is general but not universal, PE has significantly decreased over the upper and lower reaches of the Yellow River, but increased to a small degree over the middle reaches. Further analyses show that the decrease of PE is mainly related to reductions in sunshine durations and solar irradiance, owing to more clouds and aerosols.     

金沙江流域降水量变化特征分析

为了分析金沙江流域降水量变化特征,根据该流域28个雨量站1971~2011年月降水量资料,应用基于ArcGIS平台的泰森多边形法,计算了流域年和四季的平均降水量;使用基于ArcGIS平台的反距离权重空间插值法,分析了降水量及其变化趋势的空间变化情况;运用线性回归分析、滑动平均法、Kendall秩次相关法以及降水集度法,分析了年和四季降水量的变化趋势以及年内分配情况;通过Mann-Kendall检验法分析了降水量的突变性;采用小波分析法对年和四季降水量进行了周期分析。结果显示:金沙江流域降水量空间分布不均;年、春季、夏季和冬季降水量呈增加趋势,秋季降水量呈减少趋势,降水量年内分配呈季节性变化;春季、夏季和秋季降水量突变开始的时间分别为1999,1979年和2001年;年及四季降水量变化周期为5~22 a。     

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。     

鄱阳湖流域水分盈亏时空变化特征分析

根据1960~2014年鄱阳湖流域13个气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith法、Mann-Kendall趋势检验法和相关分析法,研究鄱阳湖流域水分盈亏量时空分布变化趋势及其与气象因子的关系。研究结果表明:鄱阳湖流域近55 a来水分盈亏量多年平均盈余为565.88 mm,空间上呈由西北向东北和由西南向东北逐渐递增的趋势;水分盈亏量年内分布呈秋季亏缺,其他季节盈余,水分盈余量表现为春季夏季冬季秋季;在研究时段内流域各地水分盈余量均呈增加趋势,但各季节水分盈余量变化存在一定的差异性,其中春季和秋季呈减少趋势,但趋势不明显,而夏季和冬季均呈显著的增加趋势(p0.05)。鄱阳湖流域水分盈亏量与降雨、日照时数和日最高气温关系密切,流域年水分盈余量的增加是由于夏季和冬季降水量的增加、日照数和风速的减少。     

长江流域径流对气候变化响应的定量分析

以长江流域1961—2010年的降水、气温、相对湿度和日照时数作为基本气候要素,分析大通径流量与气候要素的相关关系,并对径流量对长江流域气候变化的响应进行了分析。结果表明:大通径流量对长江中下游区域的气候变化很敏感,径流量对降水量的响应最强烈,径流量对相对湿度、气温和日照时数的响应仅为对降水量响应的1/2、1/4和1/39;当气候要素耦合且同向变化时,径流量对任何单一气候要素变化的响应都小于对多要素耦合变化响应程度;但是,当气候要素耦合且反向变化时,径流量对任何单一气候要素变化的响应都大于对多要素耦合变化响应程度,耦合的气候要素越多,这种效应越显著。