ITPCAS和CMORPH两种遥感降水产品在陕西地区的适用性北大核心CSCD

与气象站观测数据相比,遥感降水产品能够更好地反映降水的空间分布特征。利用36个国家标准气象站点以及23个区域气象站点的观测数据,通过对降水事件的探测能力、不同降水量级的捕捉率和不同时空尺度的降水量误差等指标的分析,评估ITPCAS和CMORPH两种高时空分辨率的遥感降水产品在陕西地区的适用性。结果表明：ITPCAS在多年平均日降水误差、空报率、漏报率、中雨及以上降水等级的捕捉率、多年平均年降水的空间分布及站点误差等方面,均显著好于CMORPH,能够较好地体现陕西地区降水的空间分布特征和变化趋势。     

基于FY-4A QPE的中亚五国降水时空分布特征北大核心CSCD

FY-4A定量降水估计产品(Quantitative PrecipitationEstimation,QPE)为深入研究中亚五国降水的时空分布特征提供了数据源。本文首先采用全球降水观测(Global PrecipitationMeasurement,GPM)多星集成降水终级产品IMERG-F(Integrated Multi-satellite RetrievalsforGPM Final run)评估FY-4A QPE,然后利用FY-4A QPE分析中亚五国的降水特点及时空分布特征,结果表明:(1)FY-4A QPE能够精细地反映中亚五国降水的空间分布差异,降水估计结果比较合理且与IMERG-F的时序变化具有较好的一致性。(2)中亚五国年平均降水量的空间分布差异大,且与海拔高度有关,高海拔地区的年平均降水量超过500 mm,但面积占比不足10%;低海拔地区的年平均降水量不足350 mm,但面积占比却超过90%。(3)中亚五国降水的空间分布有明显的季节性,夏季降水范围最广,平均降水量超过50 mm;秋季平均降水量最小,绝大部分地区平均降水量不足40 mm。吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦四季降水相对充足,部分区域季节平均降水量超过480 mm;哈萨克斯坦中西部、乌兹别克斯坦中西部和土库曼斯坦北部季节平均降水量不足40 mm。(4)根据月平均降水量超过40 mm区域的聚集度,中亚五国月平均降水的空间分布可以大致分为点状离散分布型、干旱型、半干半湿型和三明治型四种分布形态。(5)中亚五国夏季降水多发区的逐小时平均降水量具有“准三小时”周期性日变化特征,午后至前半夜是降水多发时段之一,降水类型以小雨为主,其次是少量的中雨。     

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971—2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据，采用降水量距平百分率(Pa)，从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明：从时间变化来看，年降水量呈微弱的下降趋势，并于1998年和2012年发生突变；春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势，夏季降水量变化呈下降趋势；年尺度干旱主要发生在1999—2011年；季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看，多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势，降水分布地域特征明显，大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高，呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低；发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱，各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为，呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势，即干旱程度减轻；兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势，即干旱程度加重。     

内蒙古地区与全球云水资源分布情况研究

利用ISCCP-D2云资料、内蒙古116个气象站地面降水资料、NCEP同化资料,分析研究了全球云水时空分布特征及内蒙古地区云水时空分布特征、降水分布特征,研究表明:20年年均变化来看,可降水量在波动过程中有增多的趋势;降水量从1984年到1998年有增多的趋势,1998年到2001年有明显的减少趋势;从24年实际降水量空间变化趋势来看,内蒙古东部地区有明显的减少趋势,中西部地区有增多趋势,尤其中部地区乌兰察布市、呼和浩特市、包头市等地区有明显的增多趋势。     

近30年新疆降水量及雨日的变化特征分析

利用新疆1971-2006年98个气象站的逐日降水资料,研究了新疆年和四季降水量及雨日的气候变化特征。结果表明：新疆多年平均年降水量及雨日的空间分布均为北疆大于南疆,山区大于平原,二者长期变化的空间分布相似程度较低,有些地区甚至完全相反。南疆大部地区降水量的增加主要是由于雨日增加而造成的;北疆大部地区降水量的增加主要是...     

内蒙古中部地区近40年来降水时空变化

内蒙古中部呼和浩特市、包头市、乌兰察布市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市和乌海市是半干旱区向干旱区的生态地理过渡地带。利用该区45个气象站点1961-2003年逐日降水数据,借助小波分析、地统计学分析研究了该区43年来降水量的时空变化特征。结果表明:研究区降水量年际波动大,总体呈现略微增加的趋势;降水量变化的周期性比较明显,存在3～4年、6～7年和14～15年尺度的周期。降水年内分配呈现单峰型模式。在空间上,多年平均降水量呈现由东南向西北逐渐递减的趋势,年降水变化的趋势和波动性区域差异显著。另外发现,作为重要地理分界线的200mm等降水量线空间分布在43年中处于波动之中,对草原和荒漠生态系统产生了直接影响。对该区降水时空变化的探讨,有助于理解水资源的时空分异,同时为全球变化的区域响应提供科学依据。     

内蒙古作物生长季降水资源空间分布及月尺度旱情特征分析

研究内蒙古地区生长季内降水资源和旱情分布特征,对于该区合理布局农牧业、充分利用水资源以实现粮牧稳产具有重要的科学意义。文中利用内蒙古自治区46个气象站点1961-2010年逐日气温、降水量数据,分析了内蒙古地区5~9月降水资源时空分布规律,并基于干旱指数(K)从月尺度上研究了旱情分布特征。研究表明:1)内蒙古地区生长季降水资源不足且空间分布不均匀,降水量(平均为255.0mm)自西向东递增。近50年降水有减少的趋势,降水变率为25.3%,与降水量成反比。2)生长季重旱以上的区域面积占自治区面积的37.5%。5月份旱情最严重,基本为"十年十旱"。3)内蒙古地区旱情等级呈经向分布特点,西部地区干旱程度重于东部地区。     

陕西省1980-2006年气候变化时空特征研究

基于陕西省1980-2006年97个气象站点地面观测的降水和气温数据分析近27年陕西省气候变化的时空特征。结果表明：（1）陕西省年平均气温和降水量空间分布格局均呈随纬度增加而逐步减少,陕西省南部水热条件明显好于北部。（2）近27年来陕西省年平均气温上升趋势明显,平均每年上升0.0566℃,陕北增温幅度略高于陕南;降水量...     

甘肃河东旱作区不同强度日降水特征

利用1971~2007年甘肃河东旱作区分布较为均匀的13个气象站(兼有农业气象试验观测)共37年的逐日降水量资料,按照Bonsal边缘分布函数方法将日降水量划分为弱、较弱、中等、较强和强5个不同强度等级,从而分析了各强度等级的降水量和降水日数在旱作区的时空分布特征及变化趋势。结果表明:旱作区平均降水日数与降水量的分布不一致,平均年降水日数最多(少)的地方并不对应年降水量最大(小)的地方。各站不同强度等级的降水日数均表现为弱降水日数最多,强降水日数最少。弱降水日数的分布决定了平均总的降水日数的分布;而强降水日数的变化,对降水量的变化起到了决定性的作用。降水量的变化趋势较之降水日数的变化趋势要复杂得多,旱作区中各站降水日数变化趋势的一致性强,而降水量变化的区域性特征却比较明显。较之其它等级的降水,旱作区强降水的年际变化剧烈,各年强降水的日数和降水量都有很大的不确定性变化。     

呼伦贝尔市降水时空分布特征研究

选取呼伦贝尔市16个代表站的降水资料,用地统计方法、墨西哥帽小波分析和一些常规统计方法进行降水时空分布分析。结果表明:呼伦贝尔市多年平均降水量分布特征是山区大、平原小,东南部及北部降雨降水量大、中西部及东部地区降水量小;年降水量有上升的趋势但有部分地区呈减少趋势,年降水存在着8~12 a、2~4 a年的周期变化。     

1978-2010年北京地区不同等级降水空间特征

利用20个气象站1978-2010年逐日降水资料，分析北京地区近33 a降水变化空间分布特征。结果表明：北京地区总降水量的分布与总降水强度关系比与降水日数的关系更为密切。然而，对于不同等级的降水，其降水量与降水日数关系较降水强度的关系更为密切。降水量在不同季节的分布不一致，而降水日数在不同季节的分布有一定的相似性，如在北京的西北部，不论任何季节，降水日数都较其他地区高；西南部和北部地区春季、夏季和秋季降水日数均较高，而冬季则有明显不同。春季和夏季降水强度从东南向西北逐渐减小，秋季降水强度从东北部向西南部逐渐减小，冬季城区及其城区以北地区降水强度较大。从降水量、降水日数和降水强度的变化趋势来看，大多数站点呈下降趋势，降水量与降水强度的变化趋势分布较为一致。     

近51年河西走廊西部极端强降水事件变化研究

利用河西走廊西部8个气象站1960～2010年的逐日有效降水(日降水量≥0.1mm)资料,研究了河西走廊西部近51a极端降水事件变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明:在河西走廊西部只要出现中～大雨或以上降水就算极端强降水;在空间分布上,河西走廊西部极端强降水阈值自西南向东北逐渐减小,极端降水总量分布与该区域年降水量的空间分布相似,极端降水指数倾向率空间分布很不均匀;在时间分布上近51年来河西走廊西部年极端降水总量和年极端降水强度均呈显著增加的趋势,极端降水频数增加趋势不明显,极端降水指数在3～5a和10～13a周期上反映明显,在60年代极端降水指数均发生了突变。     

近50年我国天山山区降水变化区域差异及突变特征

利用天山山区32个气象站点1960-2010年的逐月平均降水数据和DEM数据等,进行了降水量时空变化趋势分析和突变分析。研究结果表明:自上世纪60年代以来研究区降水量持续递增,年均降水倾斜率达9.5mm/10a,1980s后递增趋势明显增强;降水主要集中在春夏两季,春、夏、秋和冬四季的降水倾向率分别为1.6mm/10a、3.7mm/10a、2.1mm/10a、1.8mm/10a,表明季节降水量也呈递增趋势,且以夏季降水增幅最大;年降水量空间分布呈现显著的"两中心",即吐哈盆地"低中心"和伊犁河谷"高中心",二者年降水量相差约450mm;山区各区域的降水亦呈明显的增加趋势,北坡降水倾向率达40-50mm/10a,递增趋势最显著,降水量亦多于其它区域;研究区年降水突变不明显,不同区域的季节降水突变具有一定的时期差异,秋季降水突变发生在上世纪80年代末,其它季节不明显,年降水突变发生在上世纪80年代末期。     

基于MODIS的河南省春旱遥感监测

以河南省冬小麦旱情遥感监测为例,利用MODIS/Terra卫星产品的归一化差异植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)数据,构建双抛物线型NDVI-Ts特征空间。基于双抛物线型NDVI-Ts特征空间的温度植被干旱指数(TVDI)数据与气象站点实测土壤湿度进行相关性分析,揭示双抛物线型NDVI-Ts特征空间能较好地反映地表10cm土壤水分状况。以双抛物线型NDVI-Ts特征空间反演得到的TVDI作为旱情遥感监测指标,评估了2000年、2005年、2010年和2015年2月26日～6月1日的河南省春旱情况,并与当地气象站降雨数据对比,揭示了河南省旱情发展的时空特点,结果表明:利用MODIS NDVI和Ts数据构建NDVI-Ts特征空间呈双抛物线型,干边可决系数R~2在0.9以上;TVDI与实测土壤湿度呈现负相关关系,两者之间的线性拟合方程通过了P≤0.05的显著性检验;进一步将TVDI监测结果与降水量数据对比分析,表明TVDI监测旱情空间分布基本与降雨量空间分布一致。因而,基于双抛物线型NDVI-Ts特征空间的TVDI可以用于研究区旱情监测;从2000年、2005年、2010年和2015年的冬小麦旱情时空分布来看,河南省中南部冬小麦主产区土壤比较湿润,基本满足冬小麦需水量要求。     

近45年来甘肃省雨养农业区气候变化的时空特征

为了探索影响雨养农业区农业生产的关键气象要素——气温和降水的变化特征,以甘肃省雨养农业区55个气象站1971—2015年气温和降水实测资料为基础,采用线性倾向率法、空间插值及Mann-Kendall法对研究区气温和降水量的时空变化特征及突变进行了分析。结果表明:近45年来,甘肃省雨养农业区气温呈明显的上升趋势,以0.36℃·10a ~(-1)的速率显著增暖,20世纪90年代后进入快速增温阶段,且在1996年发生突变;年降水量总体呈减少趋势,存在强烈波动变化,以-2.57 mm·10a ~(-1)的速率缓慢下降,1988年发生突变。从空间分布来看,年均气温总体呈现出由北向南、由西向东递增的规律,气温随海拔升高而降低,而气温倾向率呈现出由北向南、由西向东递减的规律,以甘南高海拔地区增温速率最大,达0.47℃·10a ~(-1);研究区降水量空间变化不规律,呈现出研究区中部地区降水少,四周降水较多的空间格局,降水量随海拔升高而逐渐增大,而降水倾向率自西向东递减,陇东半干旱地区出现降水量小幅度的增加,变化速率为2.54 mm·10a ~(-1),气温及降水变化具有明显的空间差异性。陇东地区呈现暖湿化态势,其他区域整体朝着暖干化方向发展。     

老哈河流域降水的空间插值方法比较

降水的空间插值将有限的雨量站点观测数据插值为规则分布的空间数据集,对于解决水文关键问题具有重要的实际应用价值。但在众多的降水插值方法中,没有一种普适的最优方法。以中国西辽河上游老哈河流域为例,利用研究区1994-2005年52个气象站点的逐日降水资料,利用反距离加权、普通克里格、考虑高程的协同克里格对流域降水进行了空间插值,进而分析了流域降水的空间变异规律。结果表明:老哈河流域考虑高程的协同克里格插值取得了较好的精度;老哈河流域降水存在较大的空间变异性,有由南往北的递减趋势,降水量主要集中在流域的西南部。     

青藏高原地区FY-3B微波遥感土壤水分产品适用性研究

土壤水分是气象、水文、生态环境等科学研究领域的重要因子和过程参数,准确的监测土壤水分的时空变化具有重要意义。文中基于青藏高原那曲地区土壤水分观测网的地面实测数据,选择2011年下半年以及2012全年的FY-3B卫星土壤水分产品,评价了FY-3B土壤水分产品在青藏高原地区的精度,并分析了青藏高原地区的土壤水分时空分布特征。结果表明:FY-3B的土壤水分产品在青藏高原地区具有较高的精度,2011年下半年,实测土壤水分数据与升轨反演土壤水分产品的相关系数为0.7709,均方根误差(RMSE)为0.101,2012年相关系数为0.7546,均方根误差(RMSE)为0.085。在降水较多季节,FY-3B土壤水分产品的反演结果明显偏大。从空间分布上看,FY-3B土壤水分产品基本上满足青藏高原降水由东至西降水逐渐降低的特点。     

半个世纪以来新疆降水和气温的变化趋势

本文通过对新疆 70余个水文、气象站点降水和气温观测资料的分析计算 ,得出近 5 0年来新疆年降水量、年平均气温总体呈上升趋势。年降水量平均增幅 0 .6 7mm/a ,但增幅的强弱在地区分布上各有差异 ,南疆地区一致性较好 ,北疆较差。气温平均增长 0 .2 7℃ /10a ,其中北疆地区为 0 .36℃ /10a ,南疆地区为 0 .2 0℃ /10a ,在地域分布上 ,气温平均增率具有西高东低 ,北大南小和山区高 ,平原低的特点。     

基于TRMM卫星数据的蒙古高原降水精度评估与季节分布特征

采用蒙古高原134个气象站点的降水量数据作为地面验证数据,对新一代TRMM卫星降水产品(3B43V7)进行了精度评估,并分析了最近19 a蒙古高原降水的空间和季节分布特征。结果表明:月尺度TRMM 3B43数据与站点数据之间呈显著正相关,拟合优度R~2达到0.88(P0.01),具有较好的一致性;近19 a,基于TRMM的年均降水量总体上呈显著上升趋势,上升速率为32.1 mm·(10a)~(-1)(P0.05),但存在一定的空间差异,其中,高原东北部、中北部和西南地区降水量呈增加趋势,高原西部、东北部大兴安岭以西和东南部降水量呈减少趋势;季节分布上,除了冬季呈略微减少趋势外,其他季节都呈增加趋势,且四季降水量的年际变化也具有明显的空间分异。     

近54 a中国西北地区气温和降水的时空变化特征

利用中国西北地区1961—2014年191个台站的逐月气温和降水资料,通过线性倾向估计、滑动平均、累积距平、IDW（反距离空间插值）等方法,研究了西北地区气温和降水的时空变化特征。结果表明：近54 a西北地区平均气温呈波动上升趋势,其中冬季的增温速率最大,极端最高、最低气温均呈上升趋势。降水量也呈上升趋势,尤其是近几年上升速度较快。降水主要集中在夏季,进入21世纪后冬季降水增加。多年平均气温较高区域集中在南疆地区、祁连山东南部,其中升温较明显区域集中在准噶尔盆地和天山地区西南部分地区。降水量表现出东多西少的特征,降水量较多区域集中在祁连山东南部,降水量较少区域集中在南疆地区,其中降水增加较明显区域集中在北疆地区、塔里木盆地的西部地区。从西北地区近54 a气温和降水的时空变化可以看出,西北地区有向暖湿转变的趋势。