基于SPI的近30年黄河三角洲地区旱涝时空特征

根据1981—2010年黄河三角洲地区11个气象观测站逐月降水资料,采用标准化降水指数(SPI),分析了该地区的旱涝时空变化特征。结果表明:黄河三角洲地区在20世纪80年代干旱较为频繁,90年代中后期和2002年以后则雨涝较为频繁,其他时段呈现出旱涝交替变化的趋势;黄河三角洲地区四季旱涝变化的特征不同,但从长期趋势来看,四季均表现出向雨涝方向发展的趋势;黄河三角洲的区域旱涝变化特征基本趋于一致,且均呈现出多雨的趋势,但旱涝变化幅度有细微差别;黄河三角洲地区在20世纪80年代末至90年代初旱涝变率最大,其次是21世纪00年代中前期,其他时间变率较小,区域变率总体上与全区保持一致。     

黄土高原汛期降水年代际演变

利用黄土高原区域40a的降水资料，研究汛期降水年代际演变。结果表明，黄土高原汛期旱涝交错的变化幅度不断减小；降水带南移雨量带南移。20世纪80年代较60年代南移0.6个纬度，90年代南移约1．8个纬度（高原东部地区南移4个纬度）。前3个模态演变的转折（突变）时间和显著程度不同，但其振荡强度和周期的阶段性与降水对应较好。多雨期降水变幅大，周期短，振荡强。少雨期对应多周期，弱振荡。降水异常的敏感区年代际变动明显，演化路径基本由东北向西南移动，高原西部旱涝灾害趋向频繁。     

太阳活动与ENSO事件对云南省旱涝灾害的影响

根据云南省29个气象站点1958-2011年的逐月降水资料,运用Z指数法界定旱涝等级和年份,采用频次分析和Morlet小波技术分析了太阳活动与ENSO(厄尔尼诺和拉尼娜)事件对云南省旱涝灾害的影响。结果表明:(1) 近54 a云南省年均降水量总体呈下降趋势,下降速率为4.505 mm/10 a;旱涝灾害的发生呈增加趋势,进入21世纪之后旱灾发生频率明显高于涝灾发生频率。(2) 除了1967-1972年,20世纪60-90年代太阳黑子数和云南省旱涝指数呈明显的负相关关系。90年代中后期至今,二者则呈正相关关系。太阳黑子的减少趋势与研究区干旱化趋势相同。(3) ENSO事件与云南省旱涝灾害在14 a左右存在较好的周期对应关系;厄尔尼诺强度增大时研究区旱灾增多,拉尼娜强度增大时涝灾增多。     

基于SPI的近41年(1965-2005)河北省旱涝时空特征分析

河北省是旱涝频发地区之一。本文基于1965-2005年河北省84个气象站的逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI)、正交经验分解函数和旋转正交经验分解函数等方法,分析了近41a河北省旱涝时空变化分布特征。结果表明:河北省旱涝总体上呈阶段性变化特征,1965-1972年和1997-2005年干旱比较频繁,1973-1996年干旱频率较低;20世纪70年代和90年代前中期为雨涝比较频繁阶段。春秋季干旱呈减轻趋势,夏季干旱呈加剧趋势(不显著),冬季旱涝变化趋势不明显,但90年代以来河北省极端季节旱涝事件比较频繁。在空间上,河北省旱涝分布可分为东部、北部、南部和西部四个不同的区域,四个区域的旱涝总体上具有相对一致的大趋势,但在某些时段也表现出一定的南北差异和东西差异。河北省全省20世纪90年代后期旱涝变率最大,70年代前期和末期变率也较大,80年代变率最小;四个区域总体上表现出与全省大致相同的趋势,只是2000年以后南部地区旱涝变率持续较高。     

宁夏地区气候暖干化与旱涝灾害趋势的关系

依据宁夏地区11个气象站点1961—2012年实测气象数据,利用趋势线法、Z指数法、Mann—Kendall突变检验法及马尔科夫模型对宁夏地区气候变化特征和旱涝趋势进行了分析和预测。结果表明:(1)近52a来宁夏地区气候经历了冷湿—暖湿—暖干的转变,气温呈显著波动上升趋势(0.36℃/10a),远高于西部平均变暖率(0.2℃/10a);降水呈波动下降趋势,下降速率为9.94mm/10a。(2)旱涝灾害发生频次与气温变化具有一定的同步性。20世纪60—80年代中期气温变化不明显,旱涝趋势稳定;80年代中期到2006年气温大幅上升,旱涝灾害同步增加;2006—2012年增温趋势有所减缓,旱涝灾害相应减少。(3)运用马尔可夫模型对未来5a的旱涝状态进行了预测,结果表明,2013—2017年该地区降水处于"正常"的概率较大。在气候暖干化的大背景下,未来宁夏地区旱涝灾害发生频率有可能进一步增加。     

近51 a长江中下游与黄河中下游地区夏季降水变化对比

[目的]对比分析长江中下游和黄河中下游地区夏季降水变化特征。[方法]利用长江中下游48个站点和黄河中下游地区的45个站点1960—2010年51a的夏季逐月降水资料,采用M—K检验和小波分析等方法,对其降水的年代际变化、降水序列变化的周期和突变点进行了对比分析,并对降水格局变化的原因进行了分析。[结果]1960—2010年,长江中下游地区的夏季降水呈增加趋势,黄河中下游地区呈减少趋势,整体上表现为南涝北旱;从年代际角度来看,20世纪60年代和70年代,长江中下游地区为少雨期,黄河中下游地区为多雨期;80年代,长江中下游地区降水量较70年代增多,而黄河中下游地区降水量减少;90年代,长江中下游地区的降水明显增加,而黄河中下游地区的降水持续减少;21世纪,长江中下游地区降水有所减少,而黄河中下游地区降水略有增加。小波分析结果表明,两个地区降水变化主周期都约为10~12a,但正负相位时段相反。两个地区的夏季降水格局的变化反映了东亚夏季风的强弱变化,东亚夏季风的强弱变化是造成这种降水格局的主要原因。[结论]在未来的10~12a内,东亚夏季风可能有增强趋势,需要注意未来中国夏季降水可能出现的南旱北涝变化格局。     

华北平原近45年农业气候资源变化特征分析

利用华北平原53个气象站1961—2005年逐日气温、降水资料,运用最小二乘法进行线性倾向估计,分析华北平原主要农业气候资源时间、空间变化趋势及其差异。结果表明：华北平原年≥0℃活动积温、5-10月≥10℃活动积温以及〈0℃负积温绝对值的变化与年平均气温的变化密切相关,20世纪60年代-70年代中期是热量贫乏阶段,70年代中期-90年代末是热量增加阶段,90年代末-2005年热量最丰富,但趋势表现为减少;华北北部和东部沿海热量增加趋势明显,中南部≥10℃活动积温呈减少趋势;华北平原全年、夏季降水量减少趋势不显著,但年际间变化增大,多年来降水偏少,2003—2005年的降水量增加;华北平原降水量分配在南北之间、沿海与内陆之间趋于平均,夏季表现尤为明显。     

宁夏旱涝灾害对气候变化的响应

利用宁夏回族自治区20个气象站自建站以来到2012年共52 a的降水数据资料,运用趋势线、滑动平均等数理分析方法对宁夏52 a以来的降水变化特征进行了分析,并应用降水Z指数和正负20%的降水距平指标对宁夏的旱涝灾害特征进行了分析。最后基于信息预测理论的对称性及可公度法,对宁夏未来的旱涝灾害进行了趋势判断。结果表明:(1)宁夏52 a年降水量以8.57 mm/10 a的速度递减,从20世纪90年代起干旱化趋势明显。(2)宁夏旱涝灾害交替发生,旱涝出现的频率为32.7%和28.7%,降水正常年份仅占38.5%。(3)宁夏旱涝灾害的发生具有显著对称性周期特征,未来发生旱灾的可能年份是2014和2015年,发生涝灾的可能年份是2017年。     

德州市近50 a来旱涝特征分析

对德州市1951-1999年的逐年降水数据、区域旱涝灾害成灾面积及降水与成灾之间的相关性进行统计分析.依据Z指标划分7个旱涝等级,给出旱涝指标与旱涝成灾面积的多年变化趋势以及它们之间的相关系数.结果表明:德州市近50 a来,降水变化呈下降趋势;1975年以前偏涝,间或有旱的年份出现,极涝年份为1953年、1961年、1964年;1975年以后偏旱,间或有涝的年份出现,极旱年份为1981年;旱灾面积越来越大,涝灾面积越来越少,20世纪60-70年代为旱涝灾害成灾面积变化的转折点.降水指标为该市今后旱涝预测提供了可能的途径.     

德州市近50年来旱涝特征分析

对德州市1951～1999a的逐年降水数据、区域旱涝灾害成灾面积及降水与成灾之间的相关性进行了统计分析。依据Z指标划分了7个旱涝等级,给出了旱涝指标与旱涝成灾面积的多年变化趋势以及它们之间的相关系数。结果表明：德州市近50a来,降水变化呈下降趋势;1975a以前偏涝,间或有旱的年份出现,极涝年份为1953、1961、1964a;1975a以后偏旱,间或有涝的年份出现,极旱年份为1981a;旱灾面积越来越大,涝灾面积越来越少,60～70年代为旱涝灾害成灾面积变化的转折点。降水指标为该市今后旱涝预测提供了可能的途径。     

江西省降水集中程度的变化特征

根据《江西省双季稻气象灾害指标》中降水集中期的定义,从降水集中期、降水集中期内的站次和平均单站雨量三个角度,探讨江西省83个气象站1971-2008年历年4-9月降水集中程度的变化特征。结果表明:江西省降水集中期的时空分布比较集中,赣西北地区的降水集中期平均每年只有赣东北地区的50%,6月中旬-7月上旬是降水集中期的主要时段;出现降水集中期的站次和平均单站雨量随年份变化均呈增多趋势,年倾向率分别为8.2站/10a和3.7mm/10a;20世纪90年代的降水集中期站次和平均单站雨量多于其他年代,而每年出现在6月中旬-7月上旬的降水集中期站次和平均单站雨量均多于其余时段。     

1952-2008年延河流域降水与径流的变化趋势分析

利用延河流域控制站甘谷驿水文站流量实测数据及流域内5个县级气象站降水观测数据,分析了1952-2008年间甘谷驿水文站以上延河流域降水与径流的年内、年际变化特征,并运用滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法和Sen斜率估计法对延河流域降水、径流的变化趋势进行了分析。结果表明,延河流域汛期降水量和径流量分别占全年降水量和径流量的72%和64%。20世纪50年代至90年代,径流变化过程基本与降水过程一致,但到了21世纪初期,降水量呈先升后降的变化趋势,而径流量呈下降趋势。1952-2008年间流域降水量呈微弱的减少趋势,而冬季降水却以0.18mm/a的幅度显著递增。甘谷驿站汛期径流量以99.25万m3/a幅度显著降低。从径流的季节变化上来看,春季降低趋势不显著;夏秋两季径流分别以83.83万m3/a和26.16万m3/a的幅度显著减少;而冬季径流以15.62万m3/a的幅度显著增加。虽然相关分析表明降水变化与径流变化有较好的相关关系,但人类活动对径流的影响不容忽视。     

东江中上游流域降水及暴雨日的气候变化特征

利用1965—2017年东江中上游8个国家气象站的逐日降水量和暴雨日数资料,运用线性趋势法、相关分析法、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验、Morlet小波分析等方法,分析了东江中上游降水量和暴雨日数的时空变化特征。结果表明:东江中上游年、汛期、前汛期降水量和暴雨日数呈不显著减少趋势,年、后汛期降水量和暴雨日数呈不显著增加趋势;年、汛期、前(后)汛期降水量和暴雨日数空间上呈西南多东北少的分布特征;汛期为降水量和暴雨发生的集中时段,且前汛期多、后汛期少;汛期降水在1972年、1986年、2007年发生突变,前汛期降水在1971年、2005年发生突变,后汛期降水未发生突变;汛期暴雨日数在2003年、2008年前后发生突变,前汛期暴雨日数在1972年、2004年前后发生突变,后汛期暴雨日数在2011年前后发生突变;年降水量存在2 a,4～5 a,8～10 a的振荡周期,年暴雨日数存在2～4 a,5～6 a,8～10 a震荡周期,与年降水量周期有很好的对应性。     

南方农牧交错带降水变化及旱涝多时间尺度特征

[目的]分析南方农牧交错带降水变化及旱涝多时间尺度特征,为该区旱涝灾害防治决策、牧区生态重建及保护提供科学参考。[方法]基于南方农牧交错带1960—2017年20个气象站点逐月降水量资料,采用标准化降水指数(SPI)、反距离权重插值、M-K突变检验等方法对南方农牧交错带近58 a的降水特征及旱涝灾害时空格局进行研究。[结果]①近58 a以来南方农牧交错带年平均降水量以3.98 mm/10 a的速率在增加,降水主要集中在夏季,用M-K方法检测出该区域年平均降水量在1990年发生突变;②受气候、大气环流、地形、海拔高差、下垫面等因素的影响,降水量在空间分布上以维西—理塘—若尔盖为界,西北部降水量少,东南部降水量多,降水量呈现出由东南向西北递减的趋势;③研究区年降水量的增减变化以松潘—马尔康—新龙—理塘—稻城一线为界线,该线以东地区的年降水量均呈显著增长趋势发展,以西地区的年降水量呈显著减少趋势;[结论]研究区20世纪60—70年代旱灾发生的频率略高,80—90年代涝灾发生的频率较高,2000年以来旱涝灾害呈明显的减弱趋势发展。     

近50年来疏勒河上游气候变化及其对地表径流的影响

以1961—2010年疏勒河上游山区气温、降水和径流数据为基础,采用Mann—Kendall和R/S分析法,在年、季节尺度上研究了气温、降水和径流的变化特征,并采用多元线性回归分析法揭示了径流变化的主控因素。研究结果表明,近50a来研究区年均气温上升趋势显著且持续性极强。20世纪60—70年代气温偏低,1986年以后快速上升,并在1990年左右发生暖突变。降水量在研究时段内增加趋势明显且持续性较强。20世纪60—70年代降水偏少,80年代开始偏多,90年代偏少,1998年左右发生由少到多的突变。研究区气候在20世纪80年代中期由暖干向暖湿转型,受气候变化影响上游地区径流量显著增加,其年际和季节变化特征与降水变化相似。冬季和秋季径流变化主要受地下水影响,而春季和夏季径流变化主要受降水和冰雪融水的控制。     

陕西省降水量变化及其影响分析

利用陕西省20个测站1951—2000年(4—9月)的降水资料,用相关统计方法,分析了陕西省降水量的变化特征,并对降水量进行了预测。结果表明,4—9月降水量呈减少趋势,尤以20世纪90年代降水量减少最为显著。预测表明21世纪前10a陕西省降水量有增加趋势。同时分析了降水变化对河川径流、沙漠化及水土流失的可能影响。     

湖北省降水及旱涝时空分布特征分析

为更加全面地了解湖北省降水和旱涝时空分布特征,基于湖北省30个雨量站资料,采用M-K趋势检验、Morlet小波、Z值法及EOF等分析计算方法,对全省1960—2013年降水变化显著性、周期性及空间分布变化进行了研究,并分析了湖北省单站旱涝、区域旱涝等级、空间旱涝分布及30个站点旱涝Z值空间分布模态。结果表明:全省近50年降水量整体呈略微减少的趋势,但减少趋势不显著,降水倾向率为2.92 mm/10 a,空间上呈现东南部和西南部较多,且中东部地区降水呈增加的演变趋势;在此驱动下,全省呈现出旱涝交替频发,东南部易发生涝灾,西北地区易发生旱灾的整体特征;且通过旱涝Z值的EOF正交分解分布图发现,全省旱涝分布呈一致型、西北和东南方向相反型和自西北向东南呈"三明治"型的规律,其贡献率分别为50.23%,16.14%,5.59%。     

川滇地区气候特征与旱涝灾害变化趋势分析

以川滇地区70个气象观测站点1961-2011年的降水、气温资料为基础,采用线性回归、M-K突变检验、反距离加权空间插值、小波变换等方法,分析了川滇地区近51a来气候变化特征和旱涝灾害趋势。结果表明:(1)近51a来川滇地区气温总体上呈增加趋势,气温倾向率为0.21℃/10a,增温趋势系数高达0.71,气温存在极其显著的长期增温趋势。川西高原年平均气温最低,云南省南部地区气温最高,海拔高度是影响该区气温空间差异的重要因素。(2)近51a来川滇地区降水量总体上呈减少趋势,平均递减率为10.76mm/10a。受西南季风与海拔高度的影响,降水量在空间分布上差异极大,川西高原与四川盆地西南周边地区降水量相对较少,四川盆地降水相对丰富,滇西南地区降水量最为充沛。(3)川滇地区气候暖干化趋势明显,分别在1997和1999年发生了增温和降水量减少的突变,旱涝灾害存在10~15a和28a的周期振荡,该区涝灾向旱灾转化的趋势明显。     

近半个世纪以来四川盆地气温和降水的变化特征

为了了解全球变暖背景下四川盆地的气候变化规律及其演变趋势,该文利用四川盆地22个气象台站1961-2007年月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、月降水资料,对四川盆地近半个世纪以来的气温、降水变化进行了分析。结果表明:近50a来四川盆地年平均气温呈上升趋势,但增温幅度明显低于全国平均水平,偏暖年份多发生在20世纪90年代以后,偏冷年份多出现在90年代中期以前,尤其集中在80年代;秋、冬季变暖的趋势大于春、夏季,夜间升温幅度大于白天。四川盆地年降水量呈下降趋势,少雨年多在70年代和90年代以后,多雨年多发生在60年代和80年代;除冬季外其余各季节的降水量均呈减少趋势,秋季减少最明显。     

1956-2009年皇甫川流域不同历时最大暴雨量周期性和趋势性分析

以皇甫川流域为研究对象,采用年最大构建法以“小时”为单位进行滑动选样摘取不同历时年最大暴雨量,以GIS为平台,利用泰森多边形统计流域不同历时最大暴雨量,采用自相关系数和方差谱密度来表达水文序列内部线性相依性质和水文系列的振动现象,进而分析水文系列的周期性,采用周期模型进行趋势性预测。研究结果表明:不同时段最大暴雨量随年代变化的趋势基本一致,均表现为20世纪70年代前暴雨量最大,80年代最小,90年代居中,近10 a仅次于20世纪70年代之前;与20世纪70年代之前相比,80年代以来随着降雨历时的延长最大降雨量减少的幅度达到5.1%～19.1%,皇甫站最大24 h降雨量存在3 a、7 a和15 a的变化周期,未来仍会出现大暴雨的可能性。