变化环境下ENSO对合肥市旱涝灾害影响研究

由1961—2000年合肥市每月的气温和降水数据得到干旱指数SPEI,从年、季尺度分析SPEI指数与ENSO事件的关系,揭示ENSO对合肥市旱涝灾害的影响。结果表明:(1)在40 a的研究期间共发生ENSO事件19次,暖事件的频次大于冷事件;(2)合肥市的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年的当年、次年或前一年,其中在6个干旱年中,3 a发生在El Nino强事件年,5个涝年中,有3 a发生在La Nina强事件年;(3)ENSO事件强度与合肥市年SPEI指数呈显著负相关关系,滞后2个月最为显著,El Nino事件年合肥市发生旱灾的概率较大,而La Nina事件年发生涝灾的概率较大;(4)合肥市旱涝灾害以春夏季节居多,灾害强度以中度旱涝灾害为主,且旱灾强度比涝灾强度大,秋、冬季节恰好相反。     

澜沧江流域旱涝特征变化及其与季风之间的关联性研究

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化降水指数(SPI12)、季风指数和水汽通量对澜沧江流域1957—2015年旱涝时空变化特征进行分析,探究澜沧江流域旱涝变化与季风指数的相互关系,并从水汽通量输送角度出发,进一步揭示季风对澜沧江流域旱涝变化影响的潜在驱动机制。研究结果表明:①流域旱涝特征具有明显的区域差异,下游区域是旱涝多发区;②流域干旱多于雨涝,且干旱频次在年和季节时间尺度上都呈现增加变化趋势;③澜沧江流域干旱和雨涝的频次主要存在3~5,8~15,20~25 a的3种周期性变化特征;④干旱和雨涝发生时段,南亚季风和高原季风指数与流域的SPI12指数相关性较强,受南亚季风和高原季风的输送距离影响,2种季风指数与SPI12指数的相互关系呈现区域差异性。研究结果有助于了解澜沧江流域旱涝时空变化特征,能够为防御旱涝灾害提供科学决策依据。     

海河流域干旱时空演变及其与气候因子的关系EI北大核心CSCD

以标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱反映指标,运用Mann-Kendall趋势检验法分析海河流域及站点的干旱变化情况,采用经验正交函数分析法解析海河流域干旱分布的主要模态,并通过交叉小波变换和皮尔逊相关分析探究年尺度、季尺度、月尺度下太阳黑子及大尺度环流因子与海河流域干旱的相关关系。结果表明:1960—2017年海河流域SPEI在年尺度、季尺度、月尺度下分别以每10 a下降0.16、0.015和0.004的速率向干旱化发展;海河流域干旱分布第一模态为全域统一分布型,第二模态为南—北反向分布型,反映了纬度对干旱分布的影响;大气环流因子中的Ni o3.4与海河流域干旱有较强的相关关系(年、季尺度下为负相关,月尺度下为正相关),而太阳黑子与海河流域干旱呈明显负相关,并对海河流域干旱事件有着深远影响。     

太阳黑子活动与松辽流域汛期降雨及洪水关系分析

从防汛和预报的角度出发,就太阳黑子活动的周期与松辽流域汛期的降雨及洪水关系,进行了探讨,并采用微机进行了大量相关数据信息的统计分析处理。通过分析研究认为:在太阳黑子活动位相的m年,以及在太阳黑子活动单周的M 1和m-1年,均容易发生松辽流域汛期降雨的极值年份;在太阳黑子活动位相的峰值年和谷值年,即M和m年,较容易发生松辽流域洪水的极值年份。利用太阳黑子活动的周期位相,再考虑其它水文气象要素,对松辽流域的汛期降雨和洪水进行预报是可行的。     

谁发现了全球变暖这件事

全球变暖与气候变化全球变暖(Global Warming)已成为受到各界广泛关注的话题,成为关系到人类命运的重大问题。厄尔尼偌(El Ni o)现象、全球性的极端干旱或洪水等天气事件,使人们不得不关注"全球变暖"是否是一个真实命题?全球变暖的科学基础是否可靠?     

基于Copula 函数的滦河流域旱涝组合事件概率特征分析

以滦河流域多伦、承德、青龙和乐亭4个代表性气象站点1957—2010年日降水数据为基础资料,选取广义帕累托分布(Generalized pareto Distribution,GP)拟合各个气象站点春、夏、秋三季的降水距平百分率序列,并利用L-矩法估计参数,在此基础上采用二维Copula函数(Clayton和Gumbel-Hougaard分布函数)拟合春-夏、夏-秋降水距平百分率序列,依据降水距平百分率划分旱涝的标准进一步计算出各个站点旱涝交替和连旱连涝这两类旱涝组合事件发生的概率,结果表明:(1)Clayton和Gumbel-Hougaard分布函数均能较好地拟合季节间的降水距平序列;(2)青龙和乐亭较容易发生旱涝组合事件,春夏以持续干旱为主,夏秋以旱涝交替为主,夏秋季节间旱涝组合事件发生频率较高.     

近57a河源地区降水变化特征及其与ENSO事件的关系

利用河源地区5个国家气象站1960—2016年的逐月降水数据、NOAA逐月海温等资料,采用趋势分析等方法,分析了河源地区降水特征及其对ENSO事件的响应,结果表明:河源中部、西北部年均降水较大,东北部较小,极大值出现在靠近新丰江的东源;春、夏、冬季和年降水呈递增趋势,秋季则相反,但递增或递减趋势不明显;年降水变化存在准2 a、4~5 a、7~8 a和准21a周期变化规律;El Ni1o事件时,春、秋季降水均小于正常年份,夏、冬季则相反,且年降水较正常年份有增加趋势。La Ni1a事件时,春、夏季和年降水均小于正常年份,且年降水则较正常年份有减少趋势;ENSO事件对河源降水的影响存在滞后性,且主要影响秋、冬季。     

辽宁省近54年旱涝特征分析及其对大气环流响应研究

在全球气候变暖背景下,探讨区域旱涝时空演变及成因对实现抗旱减灾和社会可持续发展至关重要。本文以辽宁省为研究基点,以标准化降水蒸散指数(SPEI)为旱涝量化指标,运用滑动平均、小波变换、经验正交分解等方法对辽宁省近54年旱涝时空演变特征进行分析,并结合太阳黑子和遥相关指数,运用交叉小波方法探讨旱涝特征对各因子的响应。结果表明:(1)时间尺度上,辽宁省SPEI指数存在29a的主周期和5a、9a次周期,且近54年以0.143/10a的速率向湿润化发展;(2)空间模态上,受大尺度气候系统的影响,第一模态表现为全区一致的湿润化趋势,东西反向差异为第二模态,反映了地理位置、海陆分布对SPEI指数的影响;(3)成因上,受太阳活动影响在太阳黑子数极值年份易发生旱涝灾害,两序列在时频上存在8～12a周期,表现为显著的反相位共振关系;SPEI与ENSO、NAO指数呈负相关,与PDO和AO指数呈正相关,且存在不同时间尺度的共振周期。     

淮河流域极端旱涝特征分析

利用淮河流域历史水文气象、水旱灾害受灾成灾等系列资料,分析了极端旱涝的暴雨、洪水、洪灾和干旱灾害特征,以及天气成因,揭示了交替随机发生极端旱涝的基本规律.结果表明,1470-2010年淮河流域发生的极端旱涝分别为46和63次,平均5a发生1次极端早涝;梅雨期降水量的极端偏多(或偏少)是形成极端洪涝(或干旱)最直接的因素;中高纬度西风环流和副高的季节性异常是发生极端洪涝(或干旱)的根本原因.     

马尔康市1954—2019年降水与旱涝灾害变化

利用马尔康市1954—2019年逐月气温、降水量实测资料,基于气候倾向率、突变检验、信噪比检验、周期估算等方法对本区气候变化、旱涝灾害演变特征进行分析,并借助ADF检验、Granger因果关系分析来验证旱涝灾害的驱动因子。结果显示：马尔康市年均气温、年降水量均呈显著上升趋势,气候有暖湿化倾向;多年平均降水量以16.29 mm/(10 a)的速率增加,以夏季、秋季增多明显,春季增幅最小;2001年为本区气候突变点,气温突变后的旱涝灾害呈增多态势,极端洪涝事件更为频繁,2015—2019年是一次重大洪涝事件;太阳黑子活动与ENSO事件皆为降水量变化的Granger原因。厄尔尼诺与南方涛动事件(ENSO)事件与马尔康地区的旱涝灾害在6.6 a上有较同步的共振周期,滞后期为2 a的ENSO事件是旱涝变化的主要诱因之一。ENSO事件在年尺度上为区域旱涝预警提供了重要理论支撑。     

基于SPEI的嘉陵江流域旱涝时空演变分析

判断旱涝灾害发生的频率、范围、强度和趋势具有重要意义.在嘉陵江流域1958～2017年实测月平均气温和月降水数据的基础上,引入不同时间尺度的标准化降水蒸发指数(SPEI),结合旱(涝)频率、旱(涝)站次比和旱(涝)强度评估指标分析了嘉陵江流域旱涝频率、范围、强度的时空演变特征.结果表明:嘉陵江流域近60 a来雨涝的频率...     

基于SPEI指数的辽宁省多尺度旱涝特征分析

近年来辽宁省深受旱涝灾害的影响,明确其时空演变特征对进一步制定防灾减灾策略具有重要意义。利用1989—2018年辽宁省23个气象站点逐日气象数据,基于不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI指数),运用Mann-Kendall突变检验、线性倾向率等数理统计方法,对辽宁省近30年来旱涝演变及持续性特征进行分析,并结合通径分析方法探究其影响因素。结果表明:(1)近30年来辽宁省经历涝-旱-涝的演化过程,辽西干旱化显著,变涝趋势最显著的是辽中和辽北,其次是降水量最丰富的辽东;(2)从中度及以上旱涝灾害频率看,1999—2008年为典型的干旱时段,而2009—2018年则为偏涝时段,旱涝事件发生频率春季冬季秋季夏季;(3)持续性干旱事件强度变小,主要发生在春季。持续性洪涝事件呈增加趋势,主要发生在春、夏两季;(4)降水量是影响旱涝变化的主要因素,蒸散量次之,气温是通过影响降水量和蒸散量进而影响旱涝变化的。     

ENSO影响下安徽省旱涝灾害及农业生产损失时空变化特征

基于1961—2014年25个气象站资料,采用线性趋势法、标准化降水蒸散指数(SPEI)、M-K趋势检验以及皮尔逊相关分析法,分析了ENSO影响下安徽省1961—2014年近54年旱涝时空特征及对农业生产影响。研究表明:(1)与ENSO事件有关的中度以上干旱(洪涝)发生次数占中度以上干旱(洪涝)总次数的68%(83%),且干旱事件受厄尔尼诺次年及拉尼娜年影响大,洪涝受厄尔尼诺当年影响更大;(2)春、秋季SPEI波动幅度大于夏季和冬季,洪旱灾害风险增大。春季呈干旱化趋势,冬季在20世纪90年代湿润化达到最大,随后趋向于干旱化。与皖北地区相比较,皖南地区各月份趋势变化大;(3)安徽各地区的旱涝指数与SSTA的相关性在ENSO冷暖事件中不同,ENSO暖事件对皖南地区相关系数最大达0.32,超过99%置信度检验,影响更为显著,而ENSO冷事件对皖北地区相关系数最大达0.28,超过99%置信度检验,影响更为显著。随着滞后性月份的增加,安徽各区域的旱涝指数与SSTA的相关系数逐渐增大,皖南地区与SSTA相关性大于皖北地区,SSTA对未来3个月皖南旱涝有明显的影响;(4)近20年皖北、皖南地区稻、麦减产主要发生在ENSO事件年或者前一年,且减产率高。皖北地区和江淮地区的小麦减产发生次数较少,小麦减产率较大,而皖南地区小麦减产发生年份较多,小麦减产率较小。ENSO对农业生产的影响与旱涝分布状况有关,江淮地区良好的灌溉条件会降低ENSO年农业旱涝受灾风险。     

兰州降水对太阳活动及ENSO的响应

对兰州地区近53年的降水与太阳黑子、南方涛动及尼诺3区的海面温度(SST)进行5层的DB小波变换,发现兰州近53年来降水量呈递减趋势,并存在约1a的周期;太阳黑子及南方涛动分别存在11.5a和3.6a的主周期。通过相关性计算得出,太阳黑子对兰州降水的影响比南方涛动对兰州降水的影响要显著一些。同时,文章统计了自1950年以来的ENSO事件,并与兰州降水做了对应分析。分析表明近1950～1998年发生的14次暖事件及7次冷事件中,有9次暖事件使兰州降水量减少,6次冷事件使兰州降水量增加。因此,ENSO暖和冷事件无论强弱,对兰州降水的影响都将使得降水量减少,但冷事件减少的量相对较少。     

拉尼娜事件对长江中下游旱涝的影响

为研究不同强度拉尼娜事件下长江中下游旱涝差异,利用旋转经验正交函数方法,将长江中下游划分为4个区(西北部、中部、南部和东部);基于MEI指数,提取了1961—2014年的拉尼娜事件,并采用标准化降水蒸散指数来评估旱涝等级。结果表明:不同强度的拉尼娜事件可对各分区的旱涝频率、强度和时空分布产生不同的影响。在强事件持续期,一区易发严重干旱,二到四区易发生严重洪涝;在强事件结束后,一区可出现轻度洪涝,二到四区可出现中等以上干旱。在中等事件持续期,一区洪涝的频率和强度略大,二区到四区干旱的频率和强度略大;在中等事件结束后,一区洪涝的频率和强度非常大,二区到四区干旱的频率和强度非常大。弱事件对旱涝影响较小,且在南部和北部有反向变化特征,南旱北涝。旱涝频率、强度和分布差异与不同等级的拉尼娜事件影响水汽输送和垂直运动的强度有关。     

基于Copula函数的新型综合干旱指数构建与应用

干旱指数是研究干旱的重要工具,构建综合干旱指数是目前干旱监测、风险评估的前沿和趋势。本文基于阿基米德Copula函数,联合降雨(气象)、径流(水文)两种要素,构建了一种能够综合表征气象干旱和水文干旱的新型综合干旱指数MSDI_p,并用其表征渭河流域的干旱演变特征,且进一步对其背后的驱动力进行了探究。结果表明:(1)MSDI_p指数既能像标准化降水指数(SPI)一样敏锐地捕捉干旱的发生,也能像标准化径流指数(SRI)一样很好地刻画干旱的持续时间和结束,同时具备气象和水文两种干旱指数表征不同类型干旱的优势,能综合表征干旱演变特征;(2)受气候变化和人类活动影响,渭河流域过去50余年综合干旱呈显著增强趋势;(3)渭河流域综合干旱指数序列存在变异点(1994年),且未来流域干旱情势有加剧趋势;(4)太阳黑子和大气环流异常因子等对渭河流域综合干旱的发生有较大影响,其中太阳黑子活动的影响最强。且除直接影响外,太阳黑子还能通过影响大气环流异常因子进而对综合干旱的发生造成间接影响。     

基于SPEI干旱指数的东北地区干旱时空分布特征

基于东北地区86个国家基本气象站1960年-2014年逐月降水量和平均气温数据,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析不同时间尺度下东北地区季节、年际以及年代际干旱时空分布特征,并与实际干旱成灾面积进行对比分析,验证SPEI在东北地区干旱评估中的适用性。结果表明:春季、夏季和冬季重旱发生频率随时间尺度增大而升高;中旱发生频率随时间尺度增大而降低。近55年东北地区旱涝情势交替出现,干旱频率随年代际变化逐渐升高,干旱程度逐渐加重。整体来看,随时间尺度增加,极旱发生范围逐渐扩大。东北三省在春季、夏季和秋季均有不同频率的干旱事件发生;冬季吉林和辽宁无极旱发生;黑龙江中部无重旱发生。     

闽江流域特大洪涝干旱风险识别

为完善闽江流域应对极端水文事件和特大洪旱风险的调度预案,根据流域历史观测资料,利用标准化径流指数SRI、标准化降水指数SPI对闽江流域的特大洪涝干旱风险进行识别并分析。研究结果表明：(1)通过以年为时间尺度的旱涝分析,旱典型年有2003、2004年,涝典型年有1998、2016年,共计4个典型年份,闽江流域范围内干旱频率较高的区域,洪涝发生的频率则相对较低;(2)通过以季为时间尺度的旱涝分析,可得闽江流域四季特大洪旱风险年份,其中春、夏两季以特旱为主,秋、冬两季以极涝为主,闽江流域四季SPI3的Z值除春季外均有一定的变化趋势,研究成果可为闽江流域今后应对旱涝极端水文事件、制定特大洪旱风险应急调度方案提供基础数据和技术支持。     

基于多尺度SPI指数的哈巴河地区近53 a的干旱分析

为了对新疆哈巴河地区开展最新的旱情研究,以期全面了解该地区干旱特征及演变规律,基于不同时间尺度下的标准化降水指数(SPI)方法,分析了哈巴河地区1962—2014年间的干旱演变特征。结果表明①近53 a来,SPI指数方法在哈巴河地区有较高的适用性,不同时间尺度SPI皆可监测旱情变化,且与记载的流域实际旱情相符。②从SPI₁,SPI₃,SPI₆指数过程线可以看出,哈巴河地区发生不同干旱等级事件的概率为20%左右;SPI₃指数较SPI₁,SPI₆指数评价的旱情程度要重;SPI₁₂呈现显著的上升趋势,长时间尺度说明地区气候在逐步变湿,有助于减轻地区干旱。③不同季节SPI的年际过程差异显著,其中年SPI最小值为1963年的-1.97,53 a间发生轻旱、中旱、重旱等不同等级干旱事件的年份分别为9,4,0 a。④四季SPI发生轻旱级别以上干旱的年份约占26%~28%,平均约11 a。⑤冬季SPI呈增加趋势,其余季节及年SPI变化趋势不明显,且夏季SPI与年SPI过程较为相似。研究结果可为区域旱情监测与预警、风险管理提供科学依据。     

1959—2019年辽河流域气象干旱时空特征分析

【目的】在全球气候变化的背景下，干旱问题日趋明显，对辽河流域干旱特征进行分析可为当地的防旱抗旱工作提供指导。【方法】基于1959—2019年辽河流域40个气象站点数据，应用标准化降水蒸散指数(SPEI),结合Copula函数、重现期计算探究流域气象干旱特征，并利用交叉小波分析探究SPEI与遥相关因子的相关关系。【结果】结果显示：1959—2019年，夏、秋季流域SPEI呈下降趋势；下辽河平原、东辽河平原、辽东丘陵南部以及西北、西南山地地区气象干旱同现重现期较短，在3～10 a之间；大兴安岭山地地区、下辽河平原、东辽河平原和辽东丘陵南端联合重现期较低，在1.5～3.5 a之间；SPEI与太阳黑子(SN)、北极涛动(AO)、太平洋年代际涛动(PDO)、南方涛动指数(SOI)、北大西洋涛动(NAO)在不同时间尺度的共振周期上，有较好的相关关系。【结论】结果表明：夏、秋季流域气象干旱呈加剧的趋势；基于Copula函数进行联合概率分析，更利于全面表征干旱事件的发生和发展规律，其中Gumbel Copula和Frank Copula函数能更好地拟合辽河流域绝大多数站点干旱烈度及干旱历时的联合分布；...