1971—2011年汾河流域降水时空特征

基于汾河流域内154个雨量站1971—2010年的逐月降水量数据,利用GIS地统计模块和MK非参数检验方法,对汾河全流域及其上中下游4个空间尺度的降水量在年、四季和汛期的变化特征进行了分析。结果表明：时间上,汾河流域的年、夏季和汛期降水量均呈不显著的递减趋势,春秋冬三季降水量均呈不显著的递增趋势;空间上,由于地形原因,汾河流域上游与其他尺度的年、夏冬季和汛期降水量分布表现相反;汾河流域的年、夏秋季和汛期降水序列在20世纪70年代中后期（1979年居多）发生突变,之后降水基本呈不显著的递减趋势;春季降水量在1973年附近开始突变,80年代呈极显著增加趋势;冬季降水量在1973年附近开始突变,1999年后呈显著减少趋势。     

汾河流域50年降水量时空变化特征

运用线性倾向估计的方法,利用汾河流域1957~2006年逐月观测的降水资料,分析了汾河流域降水量的时空分布规律和长期变化趋势。结果表明:近50年来,汾河流域降水量年内分配不均、年际变化小,总趋势以21.49mm/10a的变化率减少,特别是20世纪90年代以来降水明显减少,这种减少主要是由夏季降水量减少所引起的,变化率为-9.04mm/10a,而在春、秋两季降水量则呈现出增加的趋势,变化率分别为8.36mm/10a和2.28mm/10a;空间分布表明该区域降水量的地理分布不均,南北梯度大,东西差异小,有阶段性和周期性比较明显等特点。     

地理信息技术在松嫩流域信息查询和面雨量监测中的应用

针对松嫩流域汛期降水特点,基于地理信息技术(GIS),充分考虑拔海高度、经度、纬度、坡度、坡向等地理因素与汛期降水的关系,建立了地理信息参数与汛期降水量的关系模型,将离散点的降水资料插值到网格点上,解决了降水资料分布不均匀的问题。依托GIS空间查询分析功能和二次开发接口,进行松嫩水系、松嫩流域以及所处行政区域、松嫩流域站点等图层信息的查询服务,实现了松嫩流域面降水量预报的实时动态监测预警。     

基于EEMD的华北平原1901-2015年旱涝灾害分析

采用一种适用于非线性、非平稳序列的信号提取方法 -EEMD,基于1901-2015华北平原的266个格点的标准化降水蒸散指数,确定了旱涝灾害等级序列,分析了旱涝灾害演变的周期规律及旱涝等级频率的空间分布。结果表明:1)SPEI-12表征的旱涝灾害等级序列在1940年出现了突变,干旱灾害集中在1940年之前,洪涝灾害集中在1940年之后,年际尺度上存在平均周期为4年和8年的波动周期,年代际尺度上存在着13年、29年、46年的平均波动周期。2)极端干旱和极端洪涝分别发生556次和655次,分别占旱涝发生总次数的1. 76%和2. 08%,但总体干旱频率(19. 46%)明显高于洪涝频率(16. 43%),气候整体偏干。3) SPEI-3表征的旱涝灾害等级序列经EEMD分解后,春季1994年以后洪涝灾害等级逐渐增高。夏季旱涝灾害等级处在4以下且在1982年后干旱灾害开始加重。秋季1993年以后由干旱灾害转为洪涝灾害。冬季干旱灾害有逐年加强趋势。4)不同旱涝灾害等级的频率季节差异显著,旱涝灾害主要发生在夏季。空间上,干旱灾害主要分布在河南西部和北部、山东西部和南部、河北北部。洪涝灾害主要集中在河南北部和中部,山东西部和南部、河北西北部以及北京、天津市。本研究能为该区农业健康发展提供参考。     

黑河流域近2000年的旱涝与降水量序列重建

黑河流域有大量近2000年来旱涝史料记载资料,通过提取和处理旱涝记载信息,建立近2000年来的旱涝等级序列。利用统计分析得到黑河流域近2000年来旱涝阶段。近40年旱涝灾害与降水量具有较高的负相关性,相关系数为-0.892,建立旱涝等级与降水量距平百分率关系,依据黑河流域近2000年的旱涝序列重建2000年来降水量序列。得到结论:从1～5世纪降水量不断增加,5～15世纪降水量不断减少,15～20世纪降水量不断增加。     

陕西省气温与降水变化时空分布研究

根据1981年-2010年陕西及周边的42个气象站点的气温和降水数据,采用经验正交函数分解法(empirical orthogonal function,EOF),结合GIS空间分析方法,计算和分析了陕西省29年气温和降水的时空分布特征以及年内、年际的时间变化特征。结果表明:1)陕西省年气温大致存在三种主要的类型:南北差异型、地形影响型、正负相间型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为温度受纬度变化的影响南部气温较高北部气温较低。2)陕西省年降水大致存在四种主要类型:南北递减型、延河南北反向型、东南-西北分布型、相间分布型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为陕西北部降水较少,南部降水较多。3)陕西省气温空间场对应的时间序列具有明显的年内变化和年际变化;降水空间场对应的时间序列具有较明显的年际变化,而年内的波动性较强。     

珠江流域旱涝变化及其与大气环流关系研究

基于珠江流域57个气象站1960-2014年逐日降水量资料,选用标准降水指数(SPI)为旱涝指标,讨论旱涝时空变化特征,研究与极端旱涝相关的大气环流成因。结果表明:(1)珠江流域旱涝严重程度主要受降水量影响,SPI能有效反映流域的旱涝特征;(2)自1980s起,流域有干旱趋势,西北部干旱化趋势显著;(3)流域春旱减缓,秋旱加重,夏季洪涝频发;(4)极端的旱涝变化与大气环流关系密切,西太平洋副热带高压与东亚大槽是两个主要影响珠江流域旱涝变化的环流系统。     

日尺度标准化前期降水蒸散指数在大豆旱涝评估中的适用性分析

为监测评价影响大豆丰产增收的旱涝灾害，利用1961—2020年辽宁省51个气象站逐日气象观测资料和土壤水分数据，通过对前期累积降水与蒸散差值指数(Antecedent precipitation evapotranspiration index,APEI)序列值进行三参数的log-Logistic概率分布拟合，建立日尺度标准化前期降水蒸散指数(Standardized antecedent precipitation evapotranspiration index,SAPEI),选取辽宁省4个大豆主产区代表站，对SAPEI在辽宁省大豆旱涝监测评估中的可行性和适用性进行分析。结果表明：不同代表站的log-Logistic概率分布函数与经验概率分布曲线高度拟合，SAPEI曲线能够表征辽宁省大豆的每日农田水分盈亏状况。在2014年8—9月旱涝转变实例分析中，SAPEI旱涝演变特征、旱涝等级与同期土壤水分监测数据具有很好的一致性和同步性，大豆生育期旱涝积指数累年平均值空间分布趋势与辽宁旱涝分布趋势基本一致，表明日尺度SAPEI及旱涝积指数能够反映降水时间、日雨量大小对农田旱涝的影响，可精准描...     

陕西夏季旱涝环流特征及预测方法

对陕西省76站夏季降水量作EOF展开,分解出夏季降水的前2个模态：全省一致型、西北-东南反相,细分可分为全省一致多,全省一致少,降水西北多、东南向少,降水西北少、东南向多4种分布特征。由于1月的环流型对于夏季降水有很好的指示意义,建立了相似预测模型,用每年1月北半球500 hPa月平均环流与上述4种环流型计算相关系数,相关系数最大所对应的雨型即当年夏季降水趋势预测。对1961—2010年50年的回报效果分析,平均距平符号一致率为57%,其中全省一致多一致率为70.4%,一致少为71.3%,降水西北多、东南向少为58.5%,降水西北少、东南向多为44.9%,对于降水有一定的预测能力,其中对于全省一致旱涝有很好的预测能力。     

近500年陕西旱涝序列重建与趋势分析

本研究旨在运用历史文献资料和降水资料恢复重建陕西省各气象站1470—2008年旱涝等级,分析其变化的基本特征及其演变趋势,为将来的旱涝预测提供依据。选取榆林、延安、西安、汉中、安康5个有代表性的站点,分析这5个站1470—2008年长达539年的旱涝等级序列发现:榆林和延安有由旱向正常发展的趋势;宝鸡和西安旱涝交替阶段性变化显著,存在偏旱向偏涝转变的趋势;而陕南的汉中和安康539年来主要以偏涝为主。17世纪40年代前后陕北、关中和陕南先后出现了旱涝突变点,其中,陕北1640年前后有由偏旱转为正常的突变;1643年前后宝鸡和西安发生偏旱转为偏涝的突变;而汉中和安康在1648年前后发生了正常向偏涝的突变。对陕西5个站点539年的旱涝级别的时间序列进行EOF分解,前三模态方差贡献达91%,反映了陕西全省旱涝时空分布的主要特征;第一模态方差贡献为60.3%,这539年陕西全省旱涝一致型占主导地位;第二模态方差贡献为19.8%,即南北旱涝相反型;第三模态方差贡献较小,为10.9%。     

太行山前平原冬小麦生育期干旱分析——以保定市为例

对冬小麦生育期干旱进行精细分析,可以为农业生产和水资源管理提供参考信息,为降水、地下水动态以及作物耗水关系提供研究基础。采用有效降水和综合气象干旱指数(CI)方法,分析了太行山前平原冬小麦56个生育期及各生育阶段(苗期、越冬期、返青期、拔节～成熟期)的平均有效降水和气象干旱发生频率。研究发现冬小麦生育期平均有效降水为55.43 mm,分别占年有效降水和生育期降水量的13.6％和52.5％。其中,5月和10月是生育期有效降水的主要贡献月,平均有效降水量分别占到生育期有效降水量的35.7％、27.1％。生育期平均缺水350 mm以上,并且有效降水的月际、年际间差异明显。逐月旱涝级别和频率分布显示,生育期干旱平均发生频率为58.5％,逐月发生干旱的频率均在50％以上。12月易发生轻旱,2、3月易发生中旱,4月易发生重旱。总体上,太行山前平原冬小麦生育期及各生育阶段的有效降水都表现出非稳定性,逐月平均有效降水量均不同程度小于需水量,干旱发生频率冬后大于冬前。     

气候暖干化背景下黄土高原旱涝时空演变特征

选取58个国家气象基准站1960-2010年逐年降水资料,采用Kriging插值、Mann-Kendall检测及Morlet小波分析等方法,对该区降水及旱涝时空特征进行分析。结果表明：黄土高原暖干化趋势明显,气温、降水突变年份分别在1995年、1990年左右。旱涝等级呈上升趋势,尤以半湿润区最为明显。干旱区发生旱、涝频率最高,涝情略微严重,但干旱更易发生,大旱频次高值中心分散分布,洪涝发生频率西部低、中部高。该区旱涝情势存在多尺度的周期变化,25~30 a的振荡最强,推测涝期即将结束,旱期将要开始。研究成果可为黄土高原旱涝灾害防御提供参考。     

历史时期关中平原水旱灾害与城市发展

通过对历史时期以来关中平原旱灾、水涝灾害发生频率的统计与分析,发现从370 BC-2000 AD的2 300多年里,关中平原有2个时期水旱灾害的发生最为频繁,即610-850 AD(隋后期至唐后期)和1580-2000 AD(明后期以来).而且,水旱灾害的发生相互联系,旱灾频繁的时期,也是水涝频繁发生的时期.深入分析发现,水旱灾害的发生一方面与关中平原气候变化、中心城市的建设发展与衰落有密切联系;另一方面也与人口数量的增长密切相关.其根本原因在于城市建设和人口增加,对自然资源的开发利用和消耗大幅度增长,对城市周边山地和丘陵地区环境的压力剧增,造成环境的迅速退化,导致平原地区水旱灾害频繁发生.     

胶东半岛大沽河流域径流变化特征

大沽河是胶东半岛最大的河流,被称为青岛市的“母亲河”,近年来受气候变化与人类活动的共同影响,河川径流量急剧减少,河道断流形势严峻。基于1964-2008年大沽河3个水文站点（南村、产芝水库和尹府水库）的径流资料以及青岛气象站点的气象资料,初步探讨了大沽河流域径流的年际年内特征、变化趋势及其原因。结果表明：大沽河年径流存在明显的年代际特征,45 a间有一定下降趋势,特别是20世纪80年代以来,南村站河道常出现全年断流现象;3个水文站均于60年代初发生了突变,而且尹府水库站的年径流还存在显著的准4 a的变化周期;南村站径流的季节特征及变化趋势均比较显著,年径流量的89.8%集中在汛期,汛期径流量及各月径流（除8-9月）在45 a间均呈显著下降趋势,非汛期径流变化趋势虽不明显,但其径流量自80年代以来大多年份为0;相对而言,产芝水库和尹府水库站径流的季节差异及趋势相对较小;由基准期（1964-1980年）到变化期（1981-2008年）,降水变化与人类活动分别导致年径流量减少的比例为52.38%和47.62%,说明两者对径流的减少作用均比较显著,而且在全球气候变化的背景下,人类活动进一步加剧了径流的减少,并促使大沽河演变为季节性河流。     

乌鲁木齐市近40多年降水演变特征

通过分析1960-2004年乌鲁木齐市各年代际的年平均降水、各季降水、大降水(中量以上)日数以及5～9月短时强降水的演变特点和变化趋势.结果表明:乌鲁木齐市平均年降水量20世纪60年代最少,70年代开始递增,80年代以后增幅明显且呈偏多趋势,90年代平均降水量各年份差异较大,气候异常加重;冬季增减幅度最大, 80年代以后平均冬季增幅最大;近几年大雨(雪)日及暴雨日呈迅速增多趋势;各年代5～9月短时强降水变化,60年代天气最少,以后逐渐增多,80-90年代迅速增多,近几年来短时强降水呈频发趋势.揭示和认识气候变化趋势,对提高预防城市内涝、局地洪水能力和应急建设具有一定的指导意义.     

新疆北部汛期降水的变化特征

基于新疆北部1961-2007年43站逐日降水资料,分析汛期降水的变化特征。结果表明：小雨、中雨和大雨的降水日数和降水强度均呈增加和增强的趋势,大雨日数和强度变化显著,尤其在2000年以后。进一步的研究发现,湿时期（1987-2007年）相对干时期（1961-1986年）,新疆北部汛期的总降水量均是增多的,北疆西北部降水量的增多主要是由于小雨和中雨的增加所致,而天山山区及其北麓,伊犁河谷地区降水量的增多是由大雨增加主导。极端干旱事件呈减少趋势,尤其在近10 a处在低发期,极端湿润事件呈增多趋势。     

ENSO事件对河西走廊气候与气候灾害的影响

通过对河西走廊敦煌、酒泉、张掖、武威4个城市58 a来气温和降水资料的搜集和整理,分析该区域气温和降水的变化、ENSO事件对该区气候以及旱涝灾害的影响。结果表明：1952年以来,该区年均气温总体呈波动上升趋势,气温增长率约0.3 ℃/10 a;年均降水量略有增加,增长率约2.3 mm/10 a。在58 a内该区发生旱涝灾害的频率为50%。小波分析显示,该区域轻度旱涝灾害周期为4~5 a,中度旱涝灾害周期为13~14 a,大的旱涝灾害周期为18~19 a,重的旱涝灾害周期为26~27 a。ENSO事件对该区平均气温的影响比平均降水量的影响明显,厄尔尼诺年气温明显升高,降水量略有增加;拉尼娜年气温明显降低,但年均降水量增加了10.5 mm。ENSO事件与该区旱涝灾害关系显著,该区域的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年或前后年,并且旱涝灾害多发生在连续性的ENSO事件年。     

近45a来中国西北汛期降水极值的变化分析

本文利用中国西北五省(区)1960-2004年125个台站汛期(5-9月)逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,然后统计出了不同台站近45a来逐年汛期发生极端降水的频次、干日数、极端干期长度、湿日数及极端湿期长度,并对它们的长期变化趋势作了分析,结果表明:近45a来西北西部汛期极端降水发生频次、湿日数和极端湿期长度表现出增多和增长趋势,干日数和极端干期长度表现出减少和变短趋势;西北东部汛期极端降水发生频次、湿日数和极端湿期长度表现出减少和变短趋势,干日数和极端干期长度表现出增多和变长趋势;从整个西北来说,近45a来极端降水发生频次和湿日数表现出了增多趋势,极端干期长度表现为变短趋势,而干日数同极端湿期长度表现出周期波动状变化,另外干日数同极端湿期长度的变化趋势恰恰相反,而湿日数却与极端干期长度的变化趋势恰恰相反;自上世纪80年代以来降水极值变率较过去有所变大。     

祁连山区降水气候特征分析

利用祁连山区的逐时、逐日降水资料和山丹军马场大黄沟的云杉树轮宽度资料,研究祁连山区的降水时空变化和分布特征。研究发现：海拔高度对该地区降水有较大影响,并且降水主要发生在午后和夜间;近40 a来,该地区极端降水频次出现了增加趋势,增加幅度达1.25 d/10 a。利用一元二次回归模型重建这一区域200 a以来的降水历史序列。分析表明：整体上19世纪降水比20世纪更加丰富,20世纪初降水出现了突变特征,并逐渐趋于干旱,在20世纪20、30年代曾有严重的旱灾发生,这与该时期在我国北方大范围的干旱事件相一致。     

黄河中游砒砂岩地区皇甫川流域气候变化特征分析

采用 1 961～ 2 0 0 0年连续 40年的逐月气象数据 ,分析黄河中游典型砒砂岩地区-皇甫川流域气候及其变化特征。分析结果表明 :皇甫川流域大陆性气候特点明显 ,降雨主要集中在每年的 6月～ 9月 ,这四个月的降雨量占全年的 76.7% ,形成河川径流的汛期。皇甫川流域年降雨量和汛期降雨量具有明显的减少趋势而且降雨量年际之间的波动很大 ;年均气温具有明显上升趋势 ,近 40年来年均气温升高了 0 .4℃ ;年平均风速总的变化趋势是逐渐降低的。另外 ,皇甫川流域湿度指数总体变化具有降低趋势 ,而温暖指数则是大幅度增高。可见 ,皇甫川流域气候变化具有明显地干和热的趋势。