新疆石河子市近51年蒸发量变化特征分析

为分析新疆石河子市水面蒸发变化的特征,研究了新疆石河子市1964~2014年的水面蒸发量特点,发现石河子市51年间蒸发量呈减小趋势,1980年代中后期蒸发开始进入明显下降阶段;51年间石河子市蒸发量季节变化特征为春、夏、秋三季下降、冬季上升的趋势,其中夏季下降最为明显,冬季上升趋势微弱;2002年石河子市蒸发量发生由多到少的突变,且在51年的时间尺度上石河子市年蒸发皿蒸发量存在约18年的年代际周期,在该时间尺度上经历了3个偏少期和3个偏多期;由于2014年其小波系数等值线未闭合,由此推测2014年后的几年内石河子市年蒸发量仍可能处于相对低值区;关联分析表明气温、风速是影响该地区蒸发的主要因子。     

1961~2018年嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961~2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为9541 mm,并以3.9 mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯; 降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1 mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

百色市区近70年降雨演变规律分析

为研究百色市区降雨演变规律,基于百色气象观测站1951~2019年的降雨资料,采用Mann-Kendall趋势检验法分析了该地区年降雨量的演变趋势,采用R/S分析法分析降雨量演变趋势的持续性,采用小波分析法对百色市区降雨时间序列进行多时间尺度分析,分析出该地区年降雨量的变化周期,采用滑动平均差检测法、累积距平法和Mann-Kendall突变检验法检测降雨时间序列的突变点。结果表明,研究时段内年降雨量变化总体有上升演变趋势,但趋势不显著,这一演变趋势具有正持续性;1951~2019年期间百色市区年降雨序列存在不同时间尺度的周期变化,主要存在20、13年的周期,其中20年为第一主周期;百色市区1951~2019年年降雨序列的突变点位于1965、2012年附近,Mann-Kendall突变检验法可能无法完成包含多突变点的时间序列突变点检验。     

嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961～2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为954.1mm,并以3.9mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯;降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

腰坝绿洲降雨、蒸发序列周期演变规律及趋势预测

为了研究腰坝绿洲降雨、蒸发时间序列的周期变化特征及未来发展趋势,采用线性趋势法、Mann-Kendall检验及Morlet小波变换对巴润别立气象站1954~2012年降雨、蒸发观测资料进行趋势估计、突变检验、周期分析。结果表明,近60年来,腰坝绿洲降雨量呈增多趋势,但变化趋势不显著,蒸发量呈显著减少趋势;降雨、蒸发序列均无突变点;降雨序列存在5、3年的短周期和9、22年的长周期,预测腰坝绿洲2016~2017年将处于降雨偏少期,2018~2020年将处于降雨偏多期;蒸发序列存在3年的短周期和12、22年的长周期,预测腰坝绿洲2016~2020年将处于蒸发偏少期。     

近似熵和小波变换在降水突变分析中的应用

鉴于流域降水量的演变受不同时间尺度的气候变率的影响,采用近似熵计算分析了渭河流域21个站点1960~2012年逐月平均降水量的复杂性演变特性,发现渭河流域逐月平均降水量复杂性在20世纪80年代中期开始逐步增加,并在20世纪90年代末期发生了突变;对近似熵序列进行小波变换分解重构处理发现,渭河流域逐月平均降水量的演变与准10年气候变率周期密切相关,太阳黑子活动在其中起主导作用。可见近似熵与小波分析相结合可有效分析不同时间尺度上降水演变的气候归因。     

南流江流域降水序列变化的特征分析

以南流江流域15个主要代表站点为例,基于1978~2007年的年降水资料,采用回归分析法、滑动t检验法、Cramer法、Yamamot法、MannKendall法和Pettitt法进行了演变趋势分析和突变点检测,并运用小波分析揭示其降水序列的多时间尺度振荡特性和周期性变化。 结果表明,南流江流域年降水量变化趋势不明显,1996年发生突变,演变过程存在三类明显的时间尺度特征,降水量由多变少。     

基于小波分析的枯水径流多时间尺度分析

以密云水库1956～2002年共47 a的年最枯一月径流量过程为例,对枯水径流序列进行小波变换并分析其多时间尺度演变特性.结果表明,枯水径流序列具有明显的多时间尺度特征,资料序列具有时间尺度为16、10、5 a的主要周期,2015年前后为枯水流量极小年份.     

沱沱河流域水文气象要素变化特征分析

为更好地理解气候变化对沱沱河流域径流变化的影响,采用累积距平法、M-K检验和小波分析方法综合分析了沱沱河流域1961~2010年以来的气温、降水和径流深序列年际变化特征。结果表明,近50年以来,沱沱河流域气温、降水和径流深序列均呈不同程度的上升趋势,且分别以0.32℃/10a、8.7mm/10a、4.1mm/10a的速度上升;气温、径流深序列均有显著上升趋势,而降水的上升趋势不太显著;气温、降水、径流深序列分别在1999、2004和2007、2004和2007年发生突变;沱沱河流域水文气象要素呈现出多年周期不同尺度的振荡特性,气温、降水和径流深年代年际变化周期分别以25、20、22年为第一主周期。     

流域径流演变多时间尺度特征探讨

采用Morlet子波变换等分析方法,结合逐月实测径流资料分析了大沽夹河流域径流演变的多时间尺度变化特征.结果表明,流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有18～32 a,8～17 a和3～7 a的3类尺度的周期变化规律.流域径流的演变过程在一定程度上受降水控制,但其变化趋势和降水的变化趋势并不能完全吻合,同时还受人类活动的影响.在不同的时间域和时间尺度内,气候变化和人类活动对流域径流变化的影响同时存在.     

汉江流域降水、蒸发及径流长期变化趋势及持续性分析

分析汉江流域降水、蒸发、径流等水文要素长期变化趋势是开发利用汉江水资源、研究人类活动对江汉流域生态环境影响的前提。基于汉江流域13个水文站1960～2003年逐月降水量、气温观测资料,采用高桥蒸发模型计算了汉江流域年径流量,采用Mann-Kendall非参数检验法分析了该流域降水量、蒸发量、径流量的变化趋势,并由Hurst指数分析了各水文要素变化趋势的可持续性。结果表明,采用高桥蒸发模型间接计算年径流量适应性较强,值得推广;汉江上游多数站点年降水量减少,下游站点年降水量增加,且变化趋势不显著;上游站点年蒸发量增加趋势显著,其余站点变化趋势不显著;上游多数站点年径流呈不显著减少状态,下游钟祥、天门和武汉站径流呈不显著增加状态;各站点水文要素均具有很强的持续性,降水、蒸发、径流的常数C分别为0.73、0.95、0.97。     

华北地区可利用降水量特征分析

选择华北地区1951～2010年的降水和气温观测资料,采用高桥浩一郎公式计算蒸发量及可利用降水量,利用累积距平、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波变换等方法对华北地区近60年可利用降水量的时间变化特征进行了分析,并分析了影响华北地区可利用降水量的大气环流因子。结果表明,华北地区的年可利用降水量和夏季可利用降水量呈减少趋势,年可利用降水量存在周期性变化,突变发生在1974年;副高、极涡指数、大西洋欧洲环流型和登陆台风等对华北地区可利用降水量的影响较为显著。     

澜沧江流域干旱气候变化特征及影响因素分析

基于澜沧江流域10个气象站1961～2010年逐日气象资料,利用Penman-Monteith模型计算了年、月湿润指数,并对其进行了标准化,统计了极端干旱事件发生的频率,进而采用Mann-Kendall趋势检验方法分析了澜沧江流域干旱气候变化特征及其影响因素。结果表明,从上游向中下游多年平均湿润指数逐渐增加,上游和中游的湿润指数呈增加趋势、下游呈下降趋势;自20世纪60年代至今,澜沧江流域经历了相对冷干-冷湿-冷干-暖湿-暖干五个阶段,暖干化趋势较为明显,其中冬季和春季为暖干化趋势最明显的季节;年降水量、湿润指数均在波动中呈下降趋势,气温和潜在蒸发量呈明显增加趋势,年降水量、湿润指数、气温和潜在蒸发量的变化倾向率分别为2.095mm/(10a)、0.006/(10a)、0.276℃/(10a)、6.231mm/(10a);澜沧江流域极端干旱事件频率在波动中呈减少趋势,下游呈上升趋势(上升速率为0.010 3次/a),20世纪60年代和21世纪初为澜沧江流域极端干旱事件频发的年代;降水量和日照时数为影响澜沧江流域极端干旱事件的主要气象要素。     

基于统计降尺度的黄河源区气象极值预测

针对全球气候变化对水文过程及极值事件的影响,在HadCM3的A2、B2情景下,应用统计降尺度模型(SDSM)预测了黄河源区未来气温、降雨和蒸发极值的变化趋势,并讨论了模拟效果。结果表明,模型对温度极值的捕捉效果不错,但降雨和蒸发略差,尤其是降水量、蒸发量较大的夏秋季。多数降水极值指标的变化趋势能成功模拟,而对量的捕捉能力是随指标变化的,黄河源区未来不同季节平均气温、蒸发的平均值、极值均呈增加趋势,最大持续干旱日显著减少,极端降雨强度在春秋季节大幅增加。这些变化将对高原寒区的水文及生态环境带来积极影响。     

牛栏江中上段枯季径流分析及月径流模拟

为分析牛栏江中上段中长期径流特征,基于牛栏江中上段七星桥水文站1990～2016年降水、蒸发、径流实测资料,使用一元线性回归、退水系数、离散系数等分析了牛栏江枯季径流特点及趋势。结果表明,牛栏江中上段枯季径流量、降水量无明显变化趋势,但蒸发量有明显减少趋势,枯季径流量占年度径流量的比例有增加趋势,11月至次年4月,月径流量逐步大幅减少,但趋势分析表明,11月径流量有明显减少趋势,12月无明显变化趋势,1～4月径流量呈增加趋势,枯季各月径流量总体趋向于均衡。使用Pearson相关分析法识别枯季月径流预报因子,基于二次回归正交旋转设计,构建了枯季各月预报模型,模型模拟检验表明,11月径流预报模型精度为丙级,12月至次年4月径流预报模型精度为乙级。研究成果可为牛栏江—滇池补水工程枯季水资源调度提供依据。     

程海水位变化特征与水量平衡研究

针对程海水位持续下降的严峻形势,分析了程海1970~2016年历史水位的年际和年内变化特征;通过水量平衡模型重点研究了2006~2016年水量收入和支出的变化过程,探讨了影响程海丰、枯时期水量变化的主要气象因素。结果表明,程海1970~2016年历史水位整体上呈现下降趋势;2006~2016年多年平均湖体缺水量为2 889.59×10~4 m~3,多年平均入湖水量为7 846.34×10~4 m~3,其中湖面降水量占66.54%;多年平均出湖水量为10 735.93×10~4 m~3,其中湖面蒸发量占95.49%;湖面降水量、湖面蒸发量分别是影响程海丰、枯时期水量变化的主要气象因素。研究成果可为程海可持续发展提供科学的理论依据。     

湖南省降水量观测误差分析及其校正

降水观测数据与实际降水量之间的偏差影响着降水观测资料集的质量,尤其在气候差异显著的湖南省,降水量校正差异更大,对此参考应用于干旱地区的降雨观测修正方程,从动力损失、蒸发损失、湿润损失和微量降水的角度分析了湖南省18个气象站2007~2015年的月降水量和年降水量误差修正情况。结果表明,湖南省近9年观测误差对年平均降水量影响较大,平均绝对误差为184.55 mm,平均相对误差为11.18%;校正后年降水强度由实际观测的3.62 mm/d变为4.24 mm/d,这对水文过程模拟和气象变化特征的结果解释具有一定的理论意义。     

湖南省降水量观测误差分析及其校正

降水观测数据与实际降水量之间的偏差影响着降水观测资料集的质量,尤其在气候差异显著的湖南省,降水量校正差异更大,对此参考应用于干旱地区的降雨观测修正方程,从动力损失、蒸发损失、湿润损失和微量降水的角度分析了湖南省18个气象站2007~2015年的月降水量和年降水量误差修正情况。结果表明,湖南省近9年观测误差对年平均降水量影响较大,平均绝对误差为184.55mm,平均相对误差为11.18%;校正后年降水强度由实际观测的3.62mm/d变为4.24mm/d,这对水文过程模拟和气象变化特征的结果解释具有一定的理论意义。