1981-2014年南四湖流域极端降水阈值及极端降水日数变化特征*

为研究南四湖流域的极端降水特征,本研究利用1981—2014年南四湖流域9个气象站的逐日降水资料,研究分析了该流域降水阈值、极端降水日数等变化特征.结果表明:(1)对于第90、95和99百分位的极端降水事件,平均降水阈值分别为24.7、40.0、80.2 mm;(2)南四湖地区北部降水阈值较南部偏大,东部较西部偏大,极端强降水阈值的空间分布与年降水量的分布相似;(3)南四湖地区年平均极端降水量东北部以及北部较强,南部和西南部较小,这种分布和南四湖流域的降水气候平均态分布较为类似,反映了极端降水对于降水的贡献非常大;(4)南四湖地区极端降水日数平均为每年3.08~3.56天,表现出极端降水阀值大的站点,其极端降水日数较少,其相关系数达-0.893;(5)南四湖地区极端降水量对总降水量的贡献为34.2%~37.7%,且多年平均年极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似,说明阈值大的地方,其降水强度也大,形成灾害的风险也大;(6)南四湖地区极端降水多年平均日数为23.5天,且以4.5 d/10 a的速率上升;(7)南四湖地区20世纪80年代中后期年总极端降水日数发生突变,且存在2年和16年左右的振荡周期.     

近50年延安市汛期极端降水事件变化研究

利用1961～2010年延安市的降水日值资料,对延安市的汛期极端降水事件变化进行统计分析。结果表明,延安市汛期(5～9月)降水量对当地年降水起决定性作用。延安市汛期极端强降水日阈值为32.6 mm,极端强降水量以10.65 mm/10a的趋势下降;延安汛期相对阈值(R95p和R90p)表现出相近的变化,呈弱减小趋势;绝对阈值(R25mm和R50mm)两者的变化与R95p和R90p相近。进入21世纪后,汛期降水量有所回升,极端强降水量、极端降水强度呈弱增加趋势,但极端降水日数、暴雨日数趋于减少,表明在气候变暖的背景下,延安市汛期降水越来越集中,旱涝灾害有增加趋势。     

山东省近55年来极端降水的时空变化与灾害效应研究

基于山东省1963～2017年22个气象站点的逐日降水数据,选取9个极端降水指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验联合滑动t检验、Morlet小波分析和克里金空间插值等方法,研究了山东省近55年来极端降水的时间变化趋势、突变特性、周期变化、空间分布规律以及气象灾害效应。结果表明:(1)1963～2017年山东省极端降水指数存在变化,但是变化趋势不显著,只有持续湿期呈显著下降趋势。(2)持续湿期和年降水量在1975年发生突变,强降水量在2002年发生突变,大雨日数在1975年、2002年发生突变,极端强降水量和降水强度在1993年发生突变,持续干期、日最大降水量、5 d最大降水量突变年份不明显。(3)各极端降水指数存在2～5 a、6～9 a、15～18 a的周期变化。(4)极端降水指数变化趋势空间差异显著,除持续干期和持续湿期外,其余7个极端降水指数呈下降趋势的区域主要分布在鲁东南地区及胶东半岛南部,呈增加趋势的区域主要分布于鲁中及鲁西北的部分地区。(5)旱涝灾害变化空间分布与相关的极端降水指数变化趋势基本一致:西北部和胶东半岛持续干期明显增加,旱灾也呈增加趋势;西北部及中部山区极端降水量和降水强度增加,洪涝灾害也在加剧。极端降水导致该区干热风灾害总体减少,但是该区部分地区未来发生干热风灾害的可能性增加。山东省应该有针对性地采取有效的防灾减灾措施,减少灾害损失。     

山东省近55年来极端降水的时空变化与灾害效应研究

基于山东省1963～2017年22个气象站点的逐日降水数据,选取9个极端降水指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验联合滑动t检验、Morlet小波分析和克里金空间插值等方法,研究了山东省近55年来极端降水的时间变化趋势、突变特性、周期变化、空间分布规律以及气象灾害效应。结果表明:(1)1963～2017年山东省极端降水指数存在变化,但是变化趋势不显著,只有持续湿期呈显著下降趋势。(2)持续湿期和年降水量在1975年发生突变,强降水量在2002年发生突变,大雨日数在1975年、2002年发生突变,极端强降水量和降水强度在1993年发生突变,持续干期、日最大降水量、5 d最大降水量突变年份不明显。(3)各极端降水指数存在2～5 a、6～9 a、15～18 a的周期变化。(4)极端降水指数变化趋势空间差异显著,除持续干期和持续湿期外,其余7个极端降水指数呈下降趋势的区域主要分布在鲁东南地区及胶东半岛南部,呈增加趋势的区域主要分布于鲁中及鲁西北的部分地区。(5)旱涝灾害变化空间分布与相关的极端降水指数变化趋势基本一致:西北部和胶东半岛持续干期明显增加,旱灾也呈增加趋势;西北部及中部山区极端降水量和降水强度增加,洪涝灾害也在加剧。极端降水导致该区干热风灾害总体减少,但是该区部分地区未来发生干热风灾害的可能性增加。山东省应该有针对性地采取有效的防灾减灾措施,减少灾害损失。     

中国东南沿海大雨、暴雨时空变化特征

基于东南沿海93个气象站点1960—2014年逐日降水资料,运用Morlet小波分析、IDW(Inverse Distance Weighted)空间插值等方法,分析近55年来东南沿海地区强降水时空变化特征。研究表明:1)近55年来东南沿海年降水量整体呈缓慢增加趋势,其中夏春两季降水量最多,且大雨、暴雨为该地区主要降水类型,而年降水日数呈现明显的下降趋势。2)大雨降水量、暴雨降水量与大雨日数、暴雨日数在时间变化上具有明显的一致性,即降水量随降水日数的增多而增多。3)大雨降水量与大雨强度,暴雨降水量与暴雨强度在空间变化上都呈现出自南向北递减的变化规律。大雨降水量与大雨日数,暴雨降水量与暴雨日数在空间分布上大体一致,其中海南省、广西壮族自治区、广东省南部沿海地区大雨降水量、暴雨降水量较多,且大雨强度、暴雨强度较大。4)大雨降水量在空间变化上以正值变化为主,且以福建省与浙江省交界处自南向北递减,而暴雨强度变化率与暴雨降水量变化率在空间分布上具有明显的一致性。     

1980—2019年拉萨市降水气候特征分析

利用拉萨市1980—2019年均一化降水资料,在分析该市降水量、降水强度、不同等级降水日数以及降水量贡献率等方面变化特征的基础上,全面系统地揭示了拉萨市降水气候特征。结果表明,1980—2019年拉萨市年降水量以28.81mm/10 a的速率增加,主要是由于夏季降水量的增加造成的。空间上降水量均呈现增加趋势;降水强度呈增大趋势,降水量在时间上表现出更为集中,降水强度在空间上均呈增加趋势;小雨降水日数和降水量贡献率呈减少趋势,而中雨和大雨降水日数则呈增加趋势;分析不同等级降水对拉萨市空间分布的贡献率,小雨对拉萨市北部降水量的贡献最主要,而中雨和大雨对拉萨市东部降水量的贡献最大。     

近59年江汉平原降水气候变化特征分析

基于1960—2018年江汉平原12个气象观测站逐日降水资料,计算降水量、降水日数、降水强度以及极端降水量,采用线性拟合、趋势分析以及Mann-Kendall突变检验等方法,分析江汉平原降水的气候变化特征。结果表明,江汉平原降水量春夏多、秋冬少,空间分布由南向北递减。年降水量总体呈缓慢增长趋势,递增速率24.63 mm/10年,但季节分配不均匀。Mann-Kendall突变检验结果显示,1978年为年降水量的突变年份。年均降水日数总体呈明显减少趋势,1983年为降水日数的突变年份,从1996年开始降水日数递减速率急剧增大。降水强度四季变化趋势与年变化趋势一致,均总体呈增强趋势,其中春、夏季递增速率高于年递增速率,秋、冬呈微弱增长趋势,降水强度的突变年份为1979年。极端降水量指标均总体呈缓慢增加趋势。江汉平原降水在时间上分布较为集中,强降水发生概率增大。20世纪60—70年代属少雨期,极端旱年多发生于此时段;20世纪80年代初、90年代中后期年降水量及极端降水量明显偏多,降水强度偏强,极端涝年集中出现在此时段。     

辽阳县极端降水与极端气温趋势变化及响应关系研究

利用1986—2017年辽阳县降水量、气温逐日资料,分析了极端降水、极端气温的变化趋势及周期规律。结果表明,年际及四季极端高温日数均呈现上升趋势,极端低温日数呈下降趋势,年极端高、低温日数分别存在23年和22年尺度的主周期。极端降水总量春夏呈增长趋势,秋冬呈减少趋势,但降水强度四季均呈增长趋势。年极端降水总量、极端降水强度、极端降水日数分别存在12、20、12年尺度主周期。从全年来看,极端降水总量主要与极端低温日数成正相关,与年平均气温成负相关;年极端降水强度主要与极端高温日数成正相关;极端降水日数主要与极端高温日数、年平均气温成负相关。从四季来看,夏、秋2季极端降水指标主要与极端低温日数有关,成负相关;冬季极端降水指标主要与极端低温日数有关,成正相关。     

1961—2014年祁连山地区冬半年不同等级降水变化特征分析

利用祁连山区8个站1961—2014年逐日降水量资料,采用线性趋势分析及R/S方法等方法,分析祁连山地区冬半年降水量、降水日数及降水强度的变化特征和未来变化趋势。结果表明,祁连山地区随着降水量级的增加,降水日数呈减小趋势,降水量从小雪到中雪减小,中雪到大到暴雪增加,而降水强度表现为增强趋势;近54年祁连山地区冬半年总降水量和平均降水强度均呈波动增加趋势,总降水日数呈减少趋势。近54年祁连山地区冬半年小雪和大到暴雪的降水日数和降水量均呈减少趋势,中雪呈增加趋势,小雪平均降水强度均呈波动增加趋势,中雪和大到暴雪的平均降水强度表现为减小趋势;祁连山地区小雪、中雪和大到暴雪多年平均降水日数和降水量大值区均在门源站,降水强度小雪的大值区在德令哈,中雪和大到暴雪的大值区均在茶卡;野牛沟站的小雪降水日数(减小)和降水量(增加)、大到暴雪的降水强度(减小)的变化趋势显著。祁连山冬半年未来不同等级降水量、降水日数和降水强度变化情况与过去54年的变化趋势相同,短时期内不会发生逆转。     

枣庄近44年汛期极端降水指数突变特征分析

为了建立气象枣庄站近1971-2014年汛期极端降水事件各指数的年时间序列,以1971-2000年枣庄58 024站逐日降水资料为基础,通过定义95百分位点极端降水事件阈值,利用m-k和累积距平等方法对枣庄近44年汛期极端降水指数的突变特征进行分析。结果表明:枣庄汛期极端降水事件阈值为38.7mm,近44年枣庄汛期各极端降水指数具有不同的突变特点。日最大降水量在1997发生了增大性突变趋势,没有通过0.05显著性检验;极端降水日数没有发生突变;极端降水量与极端降水强度均发生了3次突变,21世纪以来极端降水量和极端降水强度均出现了增大趋势。日最大降水量、降水日数、降水强度的变化均可引起的极端降水量的变化,三者与降水量成较好的正相关,相关系数均达到了0.01的信度检验。     

川滇农牧交错带极端降水的时空演变及突变分析

采用川滇农牧交错带内分布较均匀、无缺测站点的1971-2015年逐日降水资料,借助泰森多边形、趋势分析、 Mann-Kendall、滑动T检验、反距离权重空间插值(IDW)等方法,研究该区域极端降水的时空演变特征及突变.结果表明,川滇农牧交错带全区域强降水量(R95pTOT)、强降水日数(R95pD)、一日最大降水量(RX1day)、五日最大降水量(RX5day)均呈上升趋势,松潘高原强降水日数为各区域最高,而横断山区除强降水日数外,其他各极端降水指数均大于松潘高原和川西高原,同时,川西高原各指数年际变化比松潘高原和横断山区更剧烈. R95pTOT与R95pD上升的大值区均集中在川西高原东部和横断山区东部,下降大值区均分布在横断山区西南部;RX1day, RX5day随着持续时间的延长,极端降水量的下降区有明显的扩大,而上升区有明显的缩小.典型站点理塘站和木里站极端降水指数发生突变的时间较接近,大致在20世纪70-80年代.     

1961—2015年四川省汛期极端降水指数时空变化研究

利用近55a四川省156个气象台站的的汛期(月)逐日降水量资料,采用F检验、滑动t检验、小波分析等方法对近55a四川省汛期极端降水指数的时空特征、周期特征进行了分析.结果表明:1)近55a四川省汛期降水总量、强降水量、降水百分率、连续5日最大降水量及暴雨日数均在绝大部分地区呈增加趋势,在川中部地区呈减少趋势;降水强度及1日最大降水量在四川省大部分地区呈增加趋势.2)在年代际变化率上,汛期强降水、降水强度、降水百分率、1日最大降水量、连续5日最大降水量及暴雨日数均对汛期总降水量的长期气候变化趋势具有一定的指示意义.3)降水总量、强降水及降水强度、日最大降水量、暴雨日数均存在准8a以及3～4a的短周期;降水百分率以及连续5日最大降水量为6～8a和3～4a的短周期.     

宁夏近50年极端强降水事件的时空变化分析

[目的]研究近50年宁夏极端强降水事件的时空变化特征。[方法]根据宁夏20个站点1961～2010年的逐日降水资料,采用百分位的方法定义宁夏极端降水事件的阈值,选取极端降水事件的降水量、频率、强度等多个指标,并利用线性回归和M-K非参数统计检验法分析了宁夏极端降水事件的时空分布及变化趋势特征。[结果]采用百分位法确定的宁夏近50年平均极端降水阈值大致呈现从南到北逐渐减小的分布状况,阈值较大的区域主要位于宁夏海原以南的固原地区,较小的区域位于宁夏的同心、盐池以北的大部地区,与宁夏气候平均年降水量的分布极为相似;近50年宁夏大部分地区的极端降水频率、极端降水量以减少趋势为主,而极端降水强度呈增大趋势。对麻黄山、六盘山2个典型站的极端降水事件分析发现,麻黄山极端降水频率与极端降水量呈减少趋势,极端降水强度为增大趋势,六盘山极端降水频率、极端降水量与极端降水强度均呈减少趋势;麻黄山年极端降水频率在1994年之前呈减少趋势,1994年以后呈增加趋势,突变发生在2003年;年极端降水强度1984年以来为增加趋势,突变时间为1984年,六盘山从1978年至今为减小趋势。[结论]该研究为宁夏气候突变分析提供理论依据。     

常山极端气候事件变化规律及对油茶气候产量的影响

基于1971—2018年浙江省常山县逐日气候数据,利用百分位阈值法和线性趋势分析法,研究常山11个极端气候指数变化趋势特征,并通过个体固定效应模型证实分析气候条件对常山油茶气候产量的影响。结果表明:常山极端最高(低)气温、暖昼(夜)日数、强降水量、降水强度、大雨日数、最长连续有雨日数呈现上升趋势,冷昼(夜)日数、最长连续无雨日数呈现下降趋势。极端最低气温、暖昼日数、大雨日在未来可能出现增加趋势;极端最高气温、冷昼(夜)日数、暖夜日数、强降水量、降水强度、连续无(有)雨日数在未来均可能出现减少趋势。降水强度每增加1%会使油茶产量降低0.15%,极端最高气温每增加1%将会使油茶产量降低0.01%。     

西北地区极端降水事件及环流特征分析

选取我国西北地区99个气象站1959～2008年的逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,据此分析了极端降雨日数时空分布特征,并分析了极端降水日数偏多年、偏少年的环流特征。结果表明,空间上,西北地区极端降水阈值、极端降水日数和极端降雨量均是自北向南逐渐增大;时间上,极端降水日数和极端降雨量除西北东南部呈减少趋势,其他地区均表现为增加趋势,且存在明显的年际变化特征;在西北地区极端降水日数偏多年和偏少年,其环流特征存在明显的差异。     

1961～2014年辽宁夏季降水日数及其与降水量的相关性

为探明辽宁省不同等级降水日数在降水变化中的作用,利用辽宁省1961～2014年22个站点的日降水数据资料,对54年的降水日数进行空间和时间分布特征分析,并分析不同等级降水日数与降水量的关系。结果表明:辽宁省夏季降水日数、小雨日数和中雨日数的空间分布基本一致,大值区均位于辽宁东部,降水日数从东向西依次递减,渤海沿岸地区为日数小值区域。降水日数、小雨日数、中雨日数和大雨日数均呈减少趋势,降水日数减少速率最大,为2.42天/10年;暴雨日数气候倾向率为0.005天/10年,呈略微增加趋势,但5个降水日数的气候倾向率均没有通过显著性检验(α=0.05)。夏季降水日数年际变化空间分布上有12个站点的气候倾向率通过显著性检验。随降水量级增加,降水日数与夏季降水量的相关系数也逐渐增大,暴雨日数与降水量的相关性最好,即辽宁夏季降水量主要由暴雨所致。     

1961-2015年四川省汛期极端降水指数时空变化研究

利用近55a四川省156个气象台站的的汛期（月）逐日降水量资料,采用F检验、滑动t检验、小波分析等方法对近55a四川省汛期极端降水指数的时空特征、周期特征进行了分析.结果表明：1）近55a四川省汛期降水总量、强降水量、降水百分率、连续5日最大降水量及暴雨日数均在绝大部分地区呈增加趋势,在川中部地区呈减少趋势;降水强度及1日最大降水量在四川省大部分地区呈增加趋势.2）在年代际变化率上,汛期强降水、降水强度、降水百分率、1日最大降水量、连续5日最大降水量及暴雨日数均对汛期总降水量的长期气候变化趋势具有一定的指示意义.3）降水总量、强降水及降水强度、日最大降水量、暴雨日数均存在准8a以及3~4a的短周期;降水百分率以及连续5日最大降水量为6~8a和3~4a的短周期.     

近62年来汉中市极端降水变化研究

【目的】对汉中市极端降水事件的变化趋势进行研究,为汉中地区防洪减灾和水资源调控决策提供参考依据。【方法】利用1951-2012年的汉中市逐日降水资料,采用百分位阈值划分极端降水事件,并通过滑动平均、Mann-Kendall检验、趋势分析等方法,对汉中市极端降水事件的变化趋势进行研究。【结果】近62年来,汉中市年极端降水量、年极端降水日数及年极端降水强度以年代际尺度波动变化,但总体略呈下降趋势,且年极端降水量的下降速率为-0.5mm/年。但在1987年之后,各项极端降水指标均呈明显增加趋势,年极端降水量和年极端降水日数呈显著的线性增加趋势,年极端降水量增加速率达7.52mm/年。2006-2008年,汉中市年最大日降水量、年极端降水量、年极端降水强度呈显著增多增强趋势。【结论】进入21世纪后,汉中市极端降水事件引发的自然灾害呈增加趋势,应加强调控及防治能力,预防洪涝灾害的发生。     

内蒙古东部近40年气温降水变化特征分析

利用内蒙古东部四盟市48个地面气象观测站自1951～2005年的地面气象观测资料,采用趋势分析方法分析了内蒙古东部地区降水量、降水日数、极端降水事件、气温、极端气温的变化趋势及空间分布特征。结果表明,40多年来内蒙古东部地区气温升高,且极端最低温度升高的程度大于极端最高温度升高的程度;呼伦贝尔市东部和赤峰市西南部降水增加较明显,通辽市降水减少最明显。大部分地区降水日数呈减少的趋势,仅呼伦贝尔市的西南部、东部和北部的降水日数呈增加的趋势,大于25mm的极端降水事件呈增加的趋势。     

韩江流域近50年极端气候事件的时空变化特征

为掌握南方湿热山区典型流域(韩江)的极端气候事件变化规律和趋势,利用中国气象数据服务共享网和广东省气象局提供的韩江流域及附近13个台站1965—2014年最高气温、最低气温、降水量的日数据资料,通过RClimDex极端气候指数计算软件、IDW空间插值、R/S分析等方法,计算分析了与植被生长水热条件、寒旱灾害直接相关的极端气候指标。结果表明:1)韩江流域极端高温事件增多,极端低温事件减少,气温存在变暖趋势,极端持续指数与极端气温指数呈现出很好的一致性;2)过去50年极端降水指数均有所增加但变化趋势不显著,极端降水表征量级的指数相对表征强度的指数增加速率更快;3)各极端降水指数表现出一定的空间分布差异,但整体上呈现"自东北向西南逐渐递减"的分布格局;4)R/S分析表明流域未来气候究竟存在"暖干化"还是"暖湿化"的倾向具有不确定性。根据极端气候的变化适时调整农业生产布局和结构,积极应对可能出现的情况是十分必要的。