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。     

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。     

渭河流域降水时空变化与干旱特征分析

以渭河流域14个典型气象站降水资料为基础,应用Mann-Kendall趋势检验法、频率分析法、差积曲线法以及游程分析法对研究区的降水变化规律及少水概率特征进行了研究。结果显示:40多年来渭河流域降水量呈明显减少趋势,以春、秋两季最为明显,这增加了区域发生干旱的可能性;流域降水过程呈丰枯交替的周期性现象,连丰或连枯较易发生,且存在干旱与洪涝并发现象;连枯年的概率比连丰年概率大,且少水期常持续2~3a,引发的干旱强度较大;1991年以后渭河流域干旱事件的频率、强度和烈度均有增加趋势,未来渭河流域的农业发展与水安全将面临更大的威胁,必须予以高度关注。     

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。     

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.     

黑龙江流域降水变化特征分析

为了全面研究黑龙江流域降水变化情况,收集黑龙江流域国内外25个气象站的降水资料,通过线性趋势法、距平累积法、变尺度趋势分析法分析降水趋势特征;用Mann-Kendall法分析降水突变特征;用小波分析法分析降水周期性特征。结果表明:在1954—2012年的研究期内,黑龙江流域降水线性趋势变化率仅为-0.74%/(10 a),变尺度趋势分析发现降水在97.7%的有效统计时间段内均无显著趋势变化;距平累积法和Mann-Kendall突变检验结果发现降水具有明显的阶段性变化;小波分析证实了降水存在主周期为28,12,4 a的显著周期性。综上,黑龙江流域降水变化的周期性要明显强于趋势性。研究成果可为中俄跨界河流管理提供现实基础。     

巴音河流域德令哈市气象站近60年来降水变化特征分析

基于1956-2013年德令哈气象站逐月降水资料,借助标准化降水指数(SPI)表征干旱,运用线性趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、Mann-Kendall突变检测、滑动t突变检验、Morlet小波变换、R/S分析等方法,分析近60年来其降水及干旱特征。结果表明:20世纪80年代之前处于降水偏少期,20世纪80年代至今处于降水偏多期,且呈现出上升趋势,冬季降水变化相对平稳,秋季降水波动较大;近60年来,年及各季节降水量呈显著上升趋势,年降水量上升率为21.16 mm/(10a),夏季降水量上升趋势明显,上升率为12.35 mm/(10a);年及各季降水量存在显著的3~9年的短周期和18~28 a的长周期变化;降水距平和SPI显著相关,干旱呈减弱趋势,干旱变化的周期为5 a和18 a。巴音河流域降水量的变化具有持续性,未来降水将保持增多趋势,干旱呈减弱趋势。     

窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征分析

分析了榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征及集中期,利用IDW空间插值法研究降雨的时空分布规律,并通过Mann-Kendall非参数检验法和滑动t检验法对其突变和趋势进行检验。结果表明:榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域降水量总体稳定在400 mm左右,略有下降,降水多集中于7月中旬,不同时段降水量均为自上游至下游递增。研究时段内,年降水未发生突变,这为当地水资源开发和生态环境改善提供了有利条件。     

南京市近30年降水趋势变化分析

为研究南京地区降水量分布规律及变化趋势,根据南京市6个代表站1991—2021年降水量资料,采用Mann-Kendall秩次检验法,分析南京地区不同区域、不同时段降水量变化的趋势特点。结果表明,南京地区在所研究时段内降水量年内分配的不均匀性在增加,相关研究可为市区合理开发利用水资源提供参考。     

1961～2021年舟山群岛年降水序列变化趋势及突变分析

为研究舟山群岛多年降水变化特征,选取舟山岛、金塘岛、六横岛、岱山岛、衢山岛、泗礁岛等6个较大岛屿,结合各岛屿1961～2021年的降水观测数据,分别采用去趋势预置白Mann-Kendall检验法、Pettitt法进行趋势分析和突变分析。结果表明：各岛屿的年降水量整体上均呈增长趋势,多年平均降水量空间分布呈现出自西向东、自南向北递减的规律。结果表明：舟山岛降水序列变化趋势最显著,金塘岛最不显著,除金塘岛外的其他岛屿自20世纪70年代开始年降水量均已表现出了增长趋势,其中,1993～2002年间的降水量增长趋势最为显著;突变检验结果显示各岛屿的降水序列均存在显著突变点,所有岛屿突变后的多年平均年降水量均比突变前有所增加,舟山岛增幅最大,金塘岛增幅最小。     

兰州市1951—2015年降水量变化特征研究

为了解兰州市降水量的变化特征,利用兰州气象站1951—2015年月降水量序列数据,采取线性倾向估计法、滑动平均法、累积距平法、Mann-Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法分析兰州市近65年来年降水量及各季降水量的变化特征。研究结果表明：近65年来兰州市年降水量总体呈波动式下降趋势,倾向率为-8.20 mm/10年。4季中除冬季降水量呈略微上升趋势外,其余3季降水量均与年降水量变化趋势相同,呈波动式下降趋势。年降水量于1979年发生由增多至减少的突变,各季降水量变化同样存在若干突变点。兰州市降水量变化存在多时间尺度效应,其中年降水量变化的第一、第二及第三主周期分别为46年、32年及14年。目前处于第一主周期降水偏丰阶段,且在未来5~7年内仍将处于偏丰状态。研究成果可为兰州市农业生产活动提供一定的科学依据。     

1951—2009年北京市降水变化情势分析

建立北京市1951—2009年的降水变化时间序列,采用经验模态分解(EMD)方法求出该序列的本征模态函数(IMF),分析原序列内在的多尺度振荡变化;综合运用Mann-Kendall法和R/S法分析原序列的突变以及未来趋势特征。结果表明:北京市降水变化序列主要由IMF1、IMF2和IMF3这3个本征模态构成,3～4a、5～6a、14a尺度的振荡变化对整个变化起主要作用;短期内,北京市年降水量有在波动中减少的趋势。1951年来,降水序列整体上呈减少趋势;减少的突变年份是1994年,2005年以后降水显著减少。从M-K与R/S方法的综合分析来看,在未来的长时间尺度上,北京市的年降水量整体上将在波动中不断增加。     

1956-2015年高邮市气温和降水量变化特征研究

综合小波分析等多种统计方法,从趋势、突变、周期多方面解析高邮市1956-2015年气温、降水量时间序列近60年的变化特征。结果表明:近60年高邮市整体呈增温趋势,线性递增率约为0.30℃/10a,年平均气温自20世纪80年代中期开始波动上升,而年降水量波动平稳,略有上升,线性递增率约为2.2 mm/10a;滑动T检验结合MannKendall检验得出气温在1998年左右出现增暖突变,未检测到降水量变异点;Morlet小波变换说明年平均气温在55a时间尺度下周期性最为显著,年降水量周期变化存在56、43、20~30、9a这4类较明显的时间尺度,其中56a周期震荡最强烈,20~30a周期性最弱;气温主周期与降水量第一主周期(56a)相关。     

1960-2013年宝鸡市降水变化特征分析

为正确认识宝鸡市降水变化特征,以1960-2013年宝鸡各气象站点逐日降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数以及R/S分析法对研究区降水量的时间变化特征进行诊断分析。研究结果表明:近54 a宝鸡市平均降水量总体呈减少趋势,夏、冬两季降水量增加,春、秋两季降水量减少。降水量呈现大小尺度相互嵌套的周期变化趋势,年降水特征时间尺度为32、12、6以及4 a,季节降水存在4~7、10~17以及24~32 a的变化周期。未来宝鸡降水变化趋势与过去变化趋势相一致,年以及春、秋两季降水仍将呈现减少态势,夏、冬两季降水则继续呈增加态势。此外,影响夏季降水系统发展变化的因素最为复杂。     

南京地区暴雨变化特性分析

选取南京地区7个雨量站长系列逐时降水资料,分析暴雨时空分布规律与变化特性,并解析暴雨雨型特征。结果表明:南京地区暴雨时空分布不均性显著,市区年暴雨量和暴雨次数多于郊区;不同历时年最大降雨量总体呈现增大趋势,且主城区增加趋势更显著;暴雨以一般暴雨、弱暴雨为主,但容易引起内涝的短历时、高强度的暴雨频次呈现增加趋势,且主城区相对郊区增加趋势更显著;主城区弱暴雨、中暴雨和强暴雨分别具有14年、8年和3年的丰枯变化周期,特短暴雨、短暴雨和一般暴雨也都具有3年左右的丰枯变化周期;雨型(历时12 h暴雨)以容易引起内涝的单峰Ⅲ型雨型为主,加大了城市内涝防治压力。     

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。     

浏阳河流域降水时空演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了浏阳河流域1969~2013年的年、汛期和非汛期降水的演变规律。结果表明:(1)45 a来,年、汛期降水量呈非显著性下降趋势,非汛期降水量呈非显著性上升趋势。(2)年降水量的空间分布存在不均衡性,降水量总体从东北部向西南部逐渐减少。(3)年、汛期降水量均在1992年发生显著性均值突变,非汛期降水量突变不显著。(4)年降水量均存在27 a左右主周期,汛期和非汛期降水量在时间尺度上的相位变化与年降水大体一致。研究结果可为浏阳河流域气候分析和气候预测提供参考。     

延安市近60年降水时空特征分析

为提高对延安市降水时空特征的认识,利用延安市境内15个雨量站1956-2015年的降水资料,运用滑动平均法、累计距平法、R/S分析法、Mann-Kendall检验法和小波分析法分析了研究区降水的年内空间分布特征和年际空间变化特征。结果表明:研究区降水年内分布极不均匀,主要集中在汛期(6-9月),汛期降水占全年降水的70%;年降水呈"增-减-增"的波动减少趋势,减少幅度约8 mm/10a,于1969年出现突变,且降水序列变化具有正持续性;降水序列具有31 a尺度的第一主周期,由15 a尺度的周期特征预计未来几年降水量呈减少趋势;降水空间分布不均,呈"东南多,西北少"的特征,年降水量差值超过130 mm;绝大部分地区降水量呈下降趋势,下降幅度最大的区域为志丹县西南部,南部黄龙山区降水量略微增长。