雅砻江流域降水时空变化特征分析

为研究雅砻江流域降水的季节和年变化趋势及周期的时空分布特征,利用1960—2018年雅砻江流域9个气象站点的年季平均降水量,采用Mann-Kendall(M-K)检验和小波分析对降水时间序列进行分析.结果表明:流域降水年、季空间分布不均匀,总体呈现出从西北向东南递增的趋势;1960—2018年流域年降水量呈增长趋势,春...     

江西省锦江流域降水变化特征研究

为研究江西省锦江流域的多年降水特征,以流域的9个雨量站1957-2013年逐日降水资料为基础,对锦江流域不同地区的降水序列分别采用线性趋势、5 a滑动平均、Mann-Kendall趋势检验法,Pettitt突变检验法,累积距平,Morlet小波分析等分析方法进行研究。结果表明:①流域面上多年平均年降水量为1617.5 mm,空间分布为从上游到下游递减的特征,且每10 a以9.59 mm的趋势上升,其上升趋势主要受到中、下游的影响;20世纪90年代是锦江流域降水较多的年代,年降水量在统计年限内呈现出“偏少-偏多-偏少”的变化趋势。②季节降水量的空间分布与年降水量相同,各区域的降水量主要集中在春季,其次是夏季、冬季,秋季降水量最小;夏、秋、冬3个季节的降水量呈现上升趋势,春季降水呈现下降趋势,其中上游流域的春季、中游流域的春、夏两季的降水量的趋势变化均具有显著性,逐月降水量主要集中在4-6月,占年降水量的45.72%左右,6月降水量最大,而9-12月的降水量所占比例较小,各地区各月份所占降水百分比与流域面上相差不大。③在Pettitt检验中,各区域的春季、夏季、秋季的突变较为一致,分别为春季(1984年)、夏季(1991年)、秋季(1980年),其中中游流域的夏季突变还通过0.1显著性水平。年降水量及冬季降水量在不同区域的突变值较为分散;而从累积距平分析,年降水量其各区域较为明显的同一突变点为1991年,冬季降水为1986年。④锦江流域不同地区的年降水量主周期较为明显,均为31 a;次周期在13 a左右,但不明显。     

青海湟水流域气温与降水时空变化特征

为了分析青海湟水流域气温与降水的时空变化特征,选取流域13个气象站点1959―2006年逐日降水与气温资料,用Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法研究了气温与降水时空变化特征。结果表明,流域多年平均年降水量在年内分配极不均匀,降水量在春季和冬季有增加趋势,夏季和秋季有减少趋势;降水量以2.13 mm/10 a的速率减少。流域多年平均气温和月平均气温均呈升高趋势,年平均气温以0.348℃/10 a的速率升高。降水和气温空间分布极不均匀,流域西北和东南地区降水量较少,中部地区降水量较多;流域多年平均气温自西北地区到东南地区逐渐升高。年降水系列的突变点在2001年,第一主周期为3 a,第二、第三主周期分别为8 a和15 a;年平均气温系列无突变点,第一主周期为25 a,第二、第三、第四主周期分别为8 a、15 a和3 a。     

气候变化下浙江省极端降水时空变化研究

基于CMIP5的18个GCMs模型,通过LARS-WG降尺度模型获得降雨数据,计算了2041-2070年在RCP4.5和RCP8.5两个情景下的11个极端降雨指数,并通过贝叶斯平均法获得两个情景下的集合值,分别与浙江省1971-2000年实测数据的极端指数计算结果进行对比分析,最后探讨了浙江省2041-2070年极端降...     

鄱阳湖流域未来降水和气温变化模拟预测——基于SDSM统计降尺度方法

研究鄱阳湖流域的降水和气温变化为指导湖区防洪抗旱、保护生态、开发利用水资源和保证流域社会经济协调发展等具有重要作用。利用SDSM统计降尺度方法以及NCEP大尺度再分析数据对鄱阳湖流域降水和气温进行降尺度模拟,效果较好。利用全球气候模式HadCM3的输出,预测鄱阳湖流域在A2和B2情景下未来降水和气温变化。通过分析发现,未来降水相比基准年长期呈现整体减少趋势,而未来气温相比基准年长期呈现整体增加趋势,根据研究结果推论未来鄱阳湖径流可能会呈减少变化。     

塔里木河干流流域气候变化特征及其突变分析

以塔里木河干流流域为研究区域,选取流域内10个气象站点1961—2013年逐日地面气象资料,采用Penman-Monteith模型、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验方法,分时段分析了塔里木河干流流域气候变化特征及其突变。结果表明,1塔里木河干流流域年平均气温为"突变点前增幅(0.09℃/10 a,p0.05)低于突变点后增幅(0.13℃/10 a,p0.05)",年干燥度为"突变点前减幅(4.05/10 a,p0.05)高于突变点后减幅(0.54/10 a,p0.01)",呈"冷干—暖湿—冷干"的变化趋势,1990年和1976年分别是年平均气温和干燥度的突变点。2塔里木河干流流域平均气温为"夏季春季秋季冬季"的时间分布,干燥度为"冬季秋季春季夏季"的时间分布,春季平均气温和干燥度均为"突变点前增幅(0.09℃/10 a,11.42/10 a)低于突变后增幅(0.52℃/10 a,14.01/10 a)",呈"冷干-暖湿-暖干"的变化趋势;夏、冬季为"突变点前变幅(0.02℃/10 a,-1.93/10 a;-0.25℃/10 a,-84.48/10 a)高于突变点后变幅(-0.01℃/10 a,-0.05/10 a;-0.12℃/10 a,22.14/10 a)",呈"冷干—暖湿—冷干"的变化趋势;秋季为"突变点前变幅(0.02℃/10 a,-56.76/10 a)低于(高于)突变点后变幅(0.05℃/10 a,-16.34/10 a)",呈"冷干—暖湿—冷湿"的变化趋势,2003年、1999年、1993年、1978年和1983年、1969年、1963年、1980年分别是四季平均气温和干燥度的突变点。3塔里木河干流流域年、季干燥度均在16以上。2000年后,年、夏、冬季冷干化明显,春季暖干化明显,秋季冷湿化明显,且秋、冬季平均气温减幅最大(0.53℃/10 a,p0.01;0.9℃/10 a,p0.01)。     

集成气候模式下黄河中游未来气候变化研究

随着经济发展,全球气温持续变暖,改变了气候特征,影响区域水文循环。这一现象会使得黄河中游流域生态保护、水土保持、水资源保护等面临严重挑战。采用一种综合评价体系对黄河流域中游20个全球气候模式（GCM）在历史时期（1961-2005年）的优劣性进行了评估,筛选出了适应性较好的前6种气候模式,采用加权平均的方法,生成了一种集成气候模式（EGCM）。基于地面观测资料对EGCM在研究区降水和温度的预测性能进行了评价。在代表性浓度路径RCP4.5和RCP8.5下,采用EGCM对未来时期（2021-2065年）的气候变化进行了预测。结果表明,相较于其他气候模式,ACCESS1.3、CSIRO–Mk3–6–0、IPSL–CM5A–LR、IPSL–CM5A–MR、MIROC5和MRI–CGCM3等6种气候模式可以较好的反映黄河中游流域的气候特征。EGCM可以较好的重现研究区气候要素的整体变化。与历史时期相比,EGCM预测黄河中游未来时期多年平均降水量和年极端降水量将分别增加约5%和12.5%。研究还显示,在RCP4.5和RCP8.5情景下,温度将分别增加1.94和2.41℃。     

基于PW-MK及小波分析的辽阳降水特征研究

降水作为水资源的重要补给,其特征分析对水资源保护、防汛抗旱等具有重要意义。基于辽阳地区16处雨量站长系列降水资料,采用模比系数差积曲线、预置白Mann-Kendall检验、小波分析进行了降水时空分布、趋势检验、突变分析及周期规律识别。结果表明,最大年降水量是最小年降水量的2.3倍,7、8月降水量占全年50%,东部山区降水多西部平原降水少;黄腊坨站、辽阳站、汤河水库站PW-MK检验统计量U分别为-0.85、-1.19、-1.43,且在1960年附近有突变点;小波分析结果显示在3~4、10~11、25~35 a的3组时间尺度有明显的循环变化。在1951—2014年中,辽阳地区降水年内分配集中、变化较大,总体呈现"丰-枯-丰-枯"变化,有不同时间尺度连枯、连丰年份出现;降水总体呈现减少趋势,汤河水库站显著减少,1960年左右出现降水突变点;具有明显的约25~35 a、10~11 a主周期循环,3~4 a小尺度周期嵌套于主周期,3组不同时间尺度的周期振荡共同作用辽阳降水。     

三江平原ET0时空特征及其未来情景下预测研究

参考作物蒸发量(Reference crop evapotranspiration, ET₀)的预测对作物需水量计算与田间水分管理具有重大意义,可为农业节水和水资源高效利用提供重要的科学依据。基于三江平原6个气象站1961—2010年逐日气象资料,采用Penman-Monteith(P-M)公式计算ET₀,对历史期(1961—2010年)ET₀及相关气象要素的时空特征进行分析;依据美国国家环境预报中心再分析数据以及大气环流模型(GCM)中加拿大CanESM2模式的预报因子日序列的输出数据,采用统计降尺度模型(SDSM)对未来RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的ET₀进行预测。结果表明：历史期ET₀呈上升趋势,多年年平均气温与ET₀趋势相同,而年平均风速、相对湿度和净辐射整体呈下降趋势,空间分布上多年年平均ET₀总体表现为中部高于周边、西部高于东部的趋势;模拟精度检验方面,基于CanESM2模式下historical情景模拟的ET...     

云南省日极端降水概率特征及时空变化研究

不同重现期的暴雨设计值是推求设计洪水的基础。选取云南省29个气象站1960―2014年日降水资料,采用极大值法和超门限峰值法2种选样方法构成研究数据序列,通过K-S检验、L-矩法和日极端降水等值线图等方法分析了云南省日极端降水的概率特征及时空变化。结果表明,Wakeby分布函数较好地拟合了云南日极端降水序列;不同重现期下,云南省日极端降水量高值区位于滇南江城、勐腊一带,低值区位于滇西北德钦、中甸一带,极端降水量从南向西北呈阶梯状递减。分别计算不同重现期下的日降水量,时段极大值法设计值均大于以日极端降水资料95th分位数作为阈值的超门限峰法设计值。多数气象站基于Wakeby分布计算出的日极端降水设计值大于PⅢ分布函数设计值。     

黔南州近40年降水时空变化特征分析

近年来黔南州年降水量和5—8月降水量表现为增加趋势且降水偏多年份越发明显,为研究其变化规律,故选取黔南州近40年降水资料对其时间和空间状态进行分析。得出黔南州降水大致可分为三种类型:a.降水一致性偏多(偏少)型;b.西北少东南多型;c.中部多南北少型。近年来尽管降水量有增加趋势,但从近40年时间尺度来看,黔南州降水表现为减少趋势,其值在平均值周围变动;降水集中时段5—8月的变化趋势平缓,仅个别年份偏离平均值较多。     

根河流域1980-2017年气候和径流的变化特征分析

根河流域处于我国寒温带地区,气候和自然环境较为特殊,分布着大面积冻土,对于气候变化非常敏感。【目的】通过分析根河流域气象要素和径流的变化,探讨气候和水文之间的相互关系,为该流域的水资源科学管理提供理论依据。【方法】以额尔古纳水系根河流域为研究对象,利用M-K检验和Hurst指数等方法,分析根河流域1980-2017年气象要素和径流的变化趋势及相互作用关系。【结果】①根河流域年平均气温在1980―2017年,共上升了1.10℃,在α=0.01的水平上呈上升趋势,且上升趋势有较强的持续性(H=0.75)。其中,生长季的气温变化最为强烈(Z=4.63)。②根河流域生长季降水量占年降水量的85%,趋于下降趋势,下降幅度为1.68 mm/a。③根河流域始冻期和完全冻结期的空气相对湿度分别α=0.001和α=0.01的水平上显著下降,且下降趋势有很强的持续性(H=1.0),变化幅度为0.05%/a。④根河流域径流量趋于下降趋势,在1997年和1999年发生突变,不年降水量发生突变的时间基本吻合,且降雨不径流的变化趋势一致,相关性分析表明,降雨不径流的相关系数为0.91。⑤根河流域径流量不年均气温相关系数为0.50,气温主要以增加流域各因子的蒸散发以及土壤和河流冻结、融化的时间或面积来影响流域径流量。【结论】根河流域降水量和径流在1980―2017年没有很大的变化趋势,气温呈猛烈的上升趋势,流域气候整体上趋于夏季越来越干冷,冬季干热的趋势。     

区域降水时序特征变化综合分析

降水是水循环过程中的关键要素,选用合适的降水时序特征分析方法,才能更好地从计算结果中准确找出目标地区降水量的变化趋势、突变年份及循环周期。对降水时序特征分析中常用的计算方法进行分类总结,通过分析不同方法的特点及适用条件,阐述了将数理统计方法引入降水分析的合理性,并以武汉市1951-2017年的逐日降水资料为分析基础,选取了Mann-Kendall检验法、线性回归法、5 a滑动平均、累积距平法、Morlet小波分析、经验模态分解等分析方法进行计算。通过对计算结果深入分析,找出了武汉市降水的变化趋势、降水量发生突变的时段和降水量的变化周期。结果表明：武汉市多年降水量呈显著的上升趋势;受气候变化、人类活动等多种因素影响,降水量在1954年、1980年、1998年、2010年前后多个时间段均发生明显突变;近67 a降水序列中出现了50 a和10 a两个降水量变化的主周期。分析产生降水变化的原因,考虑到西太平洋副热带高压的影响,武汉市降水集中在夏季且降水量的年际变化较为剧烈;同时认为城市化进程也在很大程度上干预了武汉市的降水情况,使区域降水总量及降水强度有所提升;预计未来武汉市降水量将继续保持稳...     

东江流域蒸发皿蒸发量时空演变特征及其原因分析

利用东江流域1956~2000年15个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明,东江流域年蒸发皿蒸发量整体的下降趋势非常显著,在1986年前后发生了非常明显的下降突变,下降速率达30.9 mm/10a,45年来下降了约139.0 mm;流域下降趋势存在明显的区域差异性和较大的空间异质性。东江蒸发量下降的原因主要是日照时数和平均风速的显著下降,抵消了气温上升所引起的蒸散量的上升,反而使蒸散量呈现为显著下降趋势;平均日较差的显著下降在蒸发皿蒸发量减少趋势中可能也起着重要作用。     

1959-2017年安徽省夏季降水的时空变化及其影响因素研究

【目的】探究安徽省区域水热动态变化趋势,对区域水旱灾害发生的夏季降水时空分布变化特点、分配特征及变化规律进行分析。【方法】利用1959―2017年安徽省16个气象站逐月降水资料,采用气候倾向率法、滑动平均法、Mann-Kendall突变检验法并基于克里金插值法,对安徽省1959-2017年夏季降水的时空分布特征及影响因素进行分析。【结果】研究区年均夏季降水540.1 mm,占年均降水总量45.9%,夏季降水量变幅为275.7~1 137.0 mm;1959-2017研究区年均降水量和夏季降水量总体上都呈增加趋势,其中夏季降水量变化率为23.01 mm/10 a,略高于年均降水变化速率(21.31mm/10a);夏季降水作为年降水极值的重要构成,在1975年存在显著突变点,20世纪70年代末到20世纪90年代中期突变情况复杂多变,存在多个突变年份,突变年份与厄尔尼诺年具有较强关系。安徽省夏季降水与年降水在空间分布上都呈现出南多北少的同步趋势;年降水量呈现237.0~753.2 mm的降水梯度,夏季降水出现426.4~1 045 mm的降水梯度。【结论】安徽省夏季降水变化特点表现为集中性和突变性共存的特点,降水呈现增多趋势是全球气候变暖背景下复杂的水热响应关系以及以厄尔尼诺现象为代表的异常气候事件共同作用的结果;安徽省区域气候过渡性和复杂下垫面地形条件造成了区域降水显著分异。     

洞庭湖流域降水多尺度特征与趋势预测及空间分布规律

对降水的多尺度周期规律进行研究,可以深层次分析降水特征及演变趋势,能够为水资源系统决策提供依据。以洞庭湖流域为研究对象,以流域11个代表性雨量站1958-2009年降水资料为基础,采用小波分析法,研究了各站年降水多尺度周期特征以及演变趋势,进而分析了其空间分布规律。结果表明:小波分析法在水文、气象等非稳定信号序列的多尺度特征分析与趋势预测中独具优势;洞庭湖流域不同地区年降水多尺度周期特征具有较明显的空间分布规律,而不同地区年降水的演变趋势大致相同,整体将处于降水偏少状态。     

云南省参考作物蒸发蒸腾量时空变化特征

基于1960-2012年云南省25个气象站点观测的气象数据,用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET0,通过Mann-kendall检验法进行突变检验和趋势检验。结果表明滇中、滇东北、滇东南、滇西南及滇西北各分区多年平均ET0介于872.5~1 240.0mm,突变时间依次分别为1982年、1968年和2008年、1971年、2005年、1965年和2001年。5个区多年平均ET0按从大到小排列的顺序是滇中滇西南滇东北滇东南滇西北。时间尺度上,年均ET0以没有显著变化为主,ET0显著增大的站点数量比显著减小的站点数量多;春季蒸发蒸腾量较大,决定了全年蒸发蒸腾量的分布特征。空间尺度上,ET0呈增加趋势的站点主要位于滇西南和滇西北地区,少部分位于滇中地区的东部和滇东北地区;呈减小趋势的站点主要位于滇中地区,少部分位于滇东北和滇西南地区。     

新疆塔里木盆地绿洲区生育期ET_0时空变化分析

参考作物蒸散量是表征大气蒸散能力,评价气候干旱程度、植被耗水量的重要指标。本文根据新疆塔里木盆地周边绿洲区的5个典型气象站近50余年的逐日气象资料,采用PM公式计算各站生育期ET0,使用经典统计学理论、气候倾向率及Mann-Kendall非参数法,对研究区生育期ET0时空变化特征进行分析。结果表明:不同区域的年生育期ET0数据均服从正态分布规律,且其变异系数相差不大,均属于中等偏弱程度变异;对不同站点ET0多年均值进行显著性检验,喀什站与和田站、阿克苏站ET0多年均值无显著差异,其他站点之间ET0多年均值存在显著性差异;塔里木盆地北缘与西南缘绿洲生育期ET0通过了时间序列MK趋势检验,递减值分别为-3.23、-2.07与-2.76mm/a。     

南盘江流域冰糖橙需水量与灌溉需水指数时空变化特征

基于1961-2020年南盘江流域21个气象站逐日气象数据,采用Penman-Monteith公式和单作物系数法,并结合线性趋势和Mann-Kendall法计算分析了近60 a(1961-2020年)南盘江流域冰糖橙不同生育期需水量ET_c、有效降雨量P_e、灌溉需水指数IRI的时空分布特征。结果表明：1961-2020年南盘江流域冰糖橙全生育期ET_c、P_e、IRI分别介于902.22～1 042.70 mm、289.62～477.68 mm、0.48～0.71之间。ET_c和IRI呈上升趋势,增幅分别为2.171 mm/10 a和0.9%/10 a,P_e呈显著的下降趋势,减幅为8.538 mm/10 a。ET_c和IRI上升趋势主要集中在南盘江流域西南部和中南部区域,P_e下降趋势主要集中在流域中东部区域。南盘江流域冰糖橙ET_c呈果实膨大期>果实着色期>花期>成熟采摘期>休眠...     

基于CMIP5模式与VIC模型耦合的滦河流域未来气候及径流变化研究

滦河流域是京津冀地区重要的生态屏障,在全球变暖的背景下,研究滦河流域未来气候及径流变化情势对京津冀地区的发展具有重要意义。基于VIC模型模拟滦河流域历史径流,利用相关系数、中心均方根误差、标准差和均值构建CMIP5未来全球气候模式评价指标体系,并对其做归一化处理,从各模式中选取最优的降水、最高气温、最低气温及风速数据以分析滦河流域未来气候变化。采用Delta法进行气象要素空间降尺度,将VIC模型与CMIP5全球气候模式耦合,开展滦河流域未来径流变化情势分析。结果表明：VIC模型在滦河流域的径流模拟效果令人满意。在年际上,未来年降水量、日最高与最低气温均呈上升趋势,未来日平均风速无明显上升趋势。在年内分配上,与历史期同月份相比,未来月平均降水量有增有减,其中10月份增加率最高,达138.64%;未来月平均最高气温均升高,9月份变化最大,平均升高2.45℃;未来月平均最低气温平均升高3.24℃,其中2月份变化最大,平均升高4.45℃;不同月份未来风速有升有降,其中8月份变化最大,平均升高0.23 m/s,升高率达16.35%。未来期的多年平均流量为134.41 m3/s,比历史期增加9.9...