荆州汛期降水趋势模型研究

利用国家气候中心每月下发的130项气候系统监测指数和荆州站1954-2016年的降水资料,逐一分析这些气候指数与汛期和主汛期降水距平百分率的相关性,选取相关系数0.3的指数作为预测因子组,采用逐步回归统计法,建立荆州汛期降水预测模型和主汛期降水预测模型。结果表明,荆州汛期和主汛期降水预测模型的相关系数分别为0.874和0.914,均明显大于单个因子的相关性。模型预测2016年汛期和主汛期的降水距平百分率,结果分别为偏多17.3%和偏多223.2%,与汛期降水距平百分率偏多6.2%和主汛期降水距平百分率偏多30.2%相比,汛期降水预测模型预测结果较好,同属于略多的等级,主汛期降水预测模型预测结果虽能预测出偏多的趋势,但数值明显偏大,可能与该模型中预测因子上年11月印度副高强度指数有效数据较少,系数偏大有关,可能需要更多数据来调整该项系数,从而提高预测精度。     

晋中市主要秋作物生育关键期干旱预测系统研究

依据降水的时空分布,结合气候特征和地理环境,将全市分为4个区域,并在每个区域中选取了一个代表站。在分析了晋中市秋粮产量与关键期降水关系的基础上,确定出干旱关键期,并设计出旬降水距平百分率和旬降水量距平等级这两个气象因子来确定干旱指标。通过对大气环流特征量、500百帕高度场、西太平洋海温场、地面气象要素等因子的分析,利用"最优子集回归"方法,建立了全市各区域的干旱指数预报方程。     

辽阳县夏季降水量异常特征分析

以降水距平百分率为标准,对1980—2014年辽阳县夏季降水进行分析,探求辽阳县夏季降水量异常特征,以为建立夏季降水预报模型、科学防灾减灾提供支持。     

3个不同旱涝指标划分旱涝等级的比较研究

利用襄城县1957—2006年50年春季和夏季的降水量资料,分别计算出逐年春季和夏季降水量的Z指数、旱涝指数和降水距平百分率,按概率分位数的原则和累计频率的大小分别设计旱涝指标,其三者所确定的旱涝等级和气候频率完全相同。由于计算旱涝指数和降水距平百分率要比计算Z指数简单得多,因此在设计旱涝指标问题上,可以用旱涝指数或降水距平百分率代替Z指数。     

铜仁市夏季干旱指数适应性研究

基于铜仁市10个县区气象台站的降水和气温资料,计算出了1961 ～2011年铜仁市夏季Z指数、降水距平百分率Pa、气象干旱综合指数CI、相对湿润指数MI以及标准化降水指数SPI,并与干旱实况进行了详细对比,得出5种干旱指数在铜仁的适应性.结果表明,5种干旱指数中Z指数在夏季运用的总体效果最好,铜仁市10个台站中,Z指数除了对德江的旱情反映较差外,其余9站中运用效果在5种干旱指数中均是最好;其次为降水距平百分率Pa,Pa在铜仁市的东南部运用效果好于西北部;而修正后的非等权的CI指数在西北部的运用效果较好;在强度分布上,Z指数的效果比Pa指数在中旱以上量级更为精准,在此基础上,运用EOF方法对铜仁市夏季Z指数场进行展开,得出前5个特征向量的方差贡献达91.3％,其中第1特征向量占67.0％,第1特征向量为清一色的正值,说明整个铜仁市的夏季旱涝在变化趋势上具有相当好的一致性,此外还有南北反向和西北—东南反向2种空间型.     

我国夏季降水类型初探

[目的]为研究我国夏季降水的空间分布类型及年际和年代际变化特点。[方法]利用经验正交函数分析,对1951~2000年我国160个观测站夏季降水量资料的标准场进行展开,得到我国夏季降水空间分布的不同类型,分析我国夏季降水的年际变化和年代际变化特点。[结果]我国夏季降水主要分布在东部;第一、二、三种EOF模态的空间型特别显著,与其他学者分析我国夏季降水距平百分率分布图得出的我国夏季降水3类雨型比较吻合;我国夏季降水不仅具有比较明显的年际变化,还具有年代际变化。[结论]该研究可为我国夏季降水类型的后续研究提供基础资料。     

宁夏夏季各月降水的时空分布及与74类大气环流指数的关系初探

使用EOF方法,对宁夏全境具有代表性的19个气象观测站的1961～2008年夏季各月降水资料进行了时空分解,得到了夏季各月降水的EOF空间分布特征和时间系数变化趋势。利用国家气候中心资料室提供的1961～2008年共48年的74类月大气环流指数资料,对大气环流指数与宁夏夏季各月降水量之间的相关性进行了分析,得出了相关指数因子。利用最优子集回归方法(OSR)从相关因子中筛选出了最能拟合各月降水的4个关键因子,建立了最优子集回归预报方程,对1962～2008年共47年的夏季各月降水距平进行了回报,得出了各观测站夏季各月的历史拟合率。     

近49年那曲市汛期降水变化特征

利用那曲市6个气象站1971—2019年汛期(5—9月)逐日、逐月、逐年降水资料,分别采用滑动平均法、累计距平、Mann-Kendall突变检验等方法,研究降水的趋势性及周期性变化.结果表明,近49年来那曲市汛期降水量增幅为14.231 mm/10 a;20世纪70年代初至90年代初汛期降水有弱的增长,90年代末汛期降水量增长较明显,进入21世纪初以后汛期除嘉黎县有较明显的增涨趋势外,其余各站汛期降水量呈减弱趋势;各站点汛期降水的累积距平为负距平,汛期降水呈偏少状态,从累积距平的变化趋势来看历年汛期降水总体呈波动上升的变化态势;根据Mann-Kendall突变检验来看近49年各站点汛期降水呈增长趋势,结合每个站点的累积距平有且只有一次突变,各站点全是降水增多突变;近49年那曲市汛期降水空间分布特征呈由东向西递减,且汛期降水主要集中在每年的7月份;汛期雨日占全年雨日的73.0％,汛期小雨(≥0.1 mm)的雨日占整个汛期雨日的88.0％.     

营口地区干旱指标的确定

采用降水距平百分率、Z指数、K指数和辽宁省干旱指标,根据大石桥和盖州1987~2006年的气象资料,对营口地区干旱指标的确立进行研究。结果表明,辽宁省干旱指标经过修正比较适合评价营口地区的干旱;降水距平百分率准确率也较高,但只对春旱敏感;Z指数对春旱、夏旱、秋旱都不敏感;K指数一致性较低,但对春旱较为敏感。     

利用降尺度技术建立降水量预测方程的研究

[目的]研究一种利用多层次的模式环流输出场建立的降水预测模型。[方法]对安徽省业务运行的降尺度预测方法进行了改进,在模式多个层次的环流场中寻找与降水的高相关区;并利用最优子集回归模型对预报因子进行筛选和组合,形成了月降水量的预测方程;最后分别将2005—2009年的实况环流场和模式环流场代八方程,比较2种资料方案的预测评分,分析各月评分的高低,考察其业务运行的可行性。[结果l与传统降尺度方法相比,利用多层次的模式环流输出场建立的降水预测模型资料内容更为丰富;从预测效果来看,平均距平符号一致率为63％,Ps评分为75分,不仅高于业务运行的降尺度方法,也高于业务发布预测的评分;此外,该方法对典型涝月的预测效果更好,表明该方法对异常值具有较好的预测能力。[结论]该研究为丰富降尺度技术方案提供参考。     

广州汛期暴雨频数和强度统计及周期分析

[目的]分析广州汛期暴雨的频数和强度及周期变化。[方法]利用1951～2010年广州市逐日降水资料,采用线性回归分析、相关分析、小波分析等方法,对近60年来广州市汛期暴雨的年际与年代际变化特征进行了分析,并分析了汛期暴雨与年平均温度的关系。[结果]近60年来,广州汛期暴雨量和暴雨日分别以6.23 mm/10a和0.27 d/10a的线性趋势增长,日数（雨量）最多的年份均为2001年,为15 d（1 085.7 mm）,最少年份没有暴雨（1990年）;广州汛期暴雨量和日数的年际变化均在近20年明显增多;前后汛期暴雨年代和年际变化均存在差异,前汛期趋势增多,后汛期趋势有微弱减少。广州汛期暴雨日数与年平均温度的正相关关系显著,相关系数为0.22,通过α=0.02的显著性水平检验。广州市前汛期暴雨总日数主要存在4.2年左右的年际和52.9年左右的年代际周期变化,后汛期主要存在5.5年左右的年际和18.4年左右的年代际周期变化。[结论]该研究为汛期降水预报提供科学依据。     

区域暴雨指标与作物洪涝受灾率的关系

利用北京地区1985～2008年逐日降水数据资料,运用IPCC极端天气气候事件指标确定方法计算得到北京地区暴雨天气指标在10.4～38.8mm之间波动,暴雨气候指标为日降水量≥27.5mm。以暴雨天气指标、暴雨气候指标和国家暴雨标准计算历年的暴雨日数和暴雨量,统计分析年降雨日数、暴雨日数和年降水量和暴雨量与作物洪涝受灾率的相关关系,得出年降雨日数和暴雨日数都不能真实地反映作物洪涝受灾率,而年降水量和暴雨量与作物洪涝受灾率则具有明显的线性正相关关系。以区域暴雨气候指标统计的暴雨量与作物洪涝受灾率相关程度最高,笔者建议以暴雨量来预测评估洪涝灾害时,采用区域暴雨气候指标。     

大连市作物生长季降水变化及农业旱涝程度分析

[目的]研究近60年大连市作物生长季降水变化及农业旱涝程度。[方法]选取大连市观象台1951～2010年4～10月逐月降水量和平均气温资料,采用线性回归、气候倾向率和干湿指数等方法,仅从作物生长季自然降水趋势变化与农业需水满足程度方面,分析大连市近60年作物生长季降水变化和农业旱涝程度。[结果]近60年来,大连市作物生长季降水量呈下降趋势,倾向率为-15.888mm/10a,60年来降水量减少95.3 mm;春季降水略有增加,夏季明显减少,秋季减少幅度较小;各月平均降水量分布非常不均,7、8月降水量明显较多,共占作物生长季降水量的53.8%;4、5、10月平均降水量均低于作物生长季降水量的10.0%。近60年来大连市作物生长季内干湿指数K值平均为0.90,总体属于轻旱气候类型;干湿指数呈下降趋势,气候正朝着偏旱的方向发展;干旱发生频率为59%;春、秋季属于中旱气候类型,夏季总体属于偏湿气候类型;从历年平均看,除7、8月偏湿以上外,其他各月均达到中旱程度。[结论]该研究为地方农业生产、农业结构调整和旱涝灾害防御提供参考。     

河南商丘市近57年汛期和非汛期降水量差异性分析

利用线性回归、Mann-Kendall等方法,对商丘站1954～2010年的年、汛期、非汛期降水量资料进行趋势分析、突变检验。结果表明：年、汛期和非汛期降水量线性变化趋势均不显著,年、汛期降水量总体分别以6.74 mm/10 a和12.3 mm/10 a的速度在增加,非汛期降水量以5.57 mm/10 a的速度在减少。从年代上看,年、汛期降水量21世纪以来最多,年降水量20世纪80年代最少,汛期降水量90年代最少,年代平均降水量最多与最少分别相差122.9 mm和119.9 mm,非汛期降水量50年代和70年代均较多,80年代最少,年代平均降水量最多与最少相差32.0 mm。年、汛期和非汛期降水量存在不明显的突变,年、汛期降水量突变的时间基本一致在2003年前后,非汛期降水量在1970年和2004年前后。     

新的梅雨强度指数（IPRI）及其时空变化特征分析——以安徽省沿淮地区为例

 【目的】探索新的简便而实用的梅雨强度指数（IPRI）的计算公式,并以安徽省沿淮地区为例分析梅雨强度的时空变化特征。【方法】在对本地区梅雨期降水基本特征进行分析的基础上,利用11个地面气象站1952-2004年的降水资料计算梅雨强度指数,并依据多年的梅雨强度指数和洪涝资料进行了相关回归分析。【结果】提出了新的简便而实用的梅雨强度指数（IPRI）,并根据IPRI分析发现了安徽沿淮地区历年梅强指数呈波动上升趋势,洪涝面积与梅强指数之间存在极显著的回归关系。【结论】研究结果可用于沿淮地区洪涝灾害分析、评估和鉴定以及农业避洪。     

基于气象资料的辽阳市旱涝特征分析

利用辽阳气象站近50年的气象资料,分析出降水量年际变化较大,降水量变化有逐渐减少的趋势,有出现旱灾的趋势;运用Z指数法对辽阳市的旱涝等级进行评定。利用湿润系数分析得出该区夏季气候较湿润,春季大气比较旱;各季降水量分配不均、蒸发量大、温度高是造成辽阳市旱涝灾害的主要原因。     

川西南柳杉年轮宽度指数与气候变化的关系

【目的】树木年轮作为一种代用的气候资料有着重要的科学意义,探讨了柳杉年轮宽度指数与气候要素之间的关系,为气候变化是如何影响树木的生长过程研究提供一定的依据。【方法】以川西南40a柳杉为研究对象,采用ARIMA模型拟合柳杉(Cryptomeria fortune)的径向生长,同时建立川西南地区柳杉年轮宽度指数年表,利用多重对应分析(MCA)柳杉径向生长与气候要素之间的关系。【结果】柳杉年轮宽度指数的变化趋势与温度的变化趋势呈现"分离现象",与降水量的变化趋势一致;柳杉年轮宽度指数与当年生长季4、8月份温度呈显著相关关系(P<0.05),柳杉年轮宽度指数与上个生长季的降水量呈正相关关系,与当年生长季7月份降水量呈显著正相关(P<0.05),与上个生长季10月份及当年生长季6月份累计日照时间呈显著负相关关系(P<0.05);当年生长季6-8月份适宜的温度有利于年轮宽度的增加,当年生长季5-9月份的温度和降水量达到一定的指标时不利于年轮宽度的增加。【结论】温度、降水总量与柳杉年轮宽度指数总体关系密切,生长季6-8月份的温度、5-9月的降水总量对柳杉径向生长影响明显。     

遗传算法优化BP网络的汛期降水预测模型

针对BP算法易陷入局部极小、收敛速度慢等缺点,遗传算法是全局优化算法和具有很强的全局搜索能力,遗传算法优化BP神经网络初始连接权值和阈值形成混合算法.以安徽宣城市为例,将汛期降水量作为预测对象,前期74项大气环流特征量、500 hPa、100 hPa月平均高度场、月平均海平面气压场和月平均海温场资料中选取预测因子,建立汛期降水短期气候预测模型.结果表明,该方法计算稳定,预报误差小,具有实用价值.     

春植蔗生长季降水变化及其影响

[目的]了解广西来宾市甘蔗生长季降水特征及其变化趋势。[方法]运用农业气象统计分析方法,结合春植蔗阶段需水特点,分析了广西来宾市甘蔗种植区1965～2007年3～11月逐月降水资料。[结果]广西来宾市有2／3的年份降水不能满足甘蔗需水,特别是9～10月几乎年年发生干旱,甘蔗生长季月降水变率大,春植蔗生长季总降水有随年份减少趋势,但主汛期6—7月降雨量随年份增加,这将导致来宾市春植蔗易发生干旱,特别是秋旱,且干旱发生机率和强度变大,同时也存在着主汛期6—7月发生局地渍涝灾害的风险。最后提出了相应的生产对策与建议。[结论]该研究对科学安排蔗田灌溉与人工增雨作业,提高甘蔗生产应对气候变化的能力具有一定指导意义。     

武汉主汛期小时降水变化

为了加强对武汉市主汛期降水气候和气候变化特征的了解,使用统计方法分析武汉市1955—2015年汛期小时降水数据。结果表明：武汉主汛期降水量443.5 mm,降水小时149 h,降水日数22.7天,降水强度19.5 mm/d;主汛期降水量05时最多28.9 mm,降水发生概率最大是04时13.1%,最小21时8.3%;主汛期内小时降水强度05时最大3.6 mm/h,16时最小1.9 mm/h;降水量、降水强度呈上升趋势,主汛期第3旬的降水强度增加趋势明显。城市防汛抗内涝应更多关注小时降水变化。