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。     

1964—2014年青海省三江源地区日降水格局分析

三江源位于青藏高原腹地,是气候变化敏感区,尤其对降水变化十分敏感。利用1964—2014年三江源地区13个气象站的日降水资料,对三江源地区降水量、降水日数、降水间隔期分等级探讨。结果表明：1964—2014年三江源地区年均降水量为467．48 mm ,自2000年起呈现显著增加趋势,降水量以中等强度以上的降水为主,导致年降水量发生变化的主要原因是强降水量的影响;年均降水日数为137．83 d ,以中等强度以下的降水日数为主;每年降水间隔期次数为40．06次,以≤5 d 的间隔期为主,占总间隔次数的83．55％;三江源13个气象站降水量资料显示,久治县降水最稳定,沱沱河最不稳定。同时,以历年降水量与生产力研究为基础,降水是三江源西部地区生产力变化的主要限制因子之一。三江源地区干旱年份与极端弱降水量年份吻合,可初步断定年降水量和降水日数增加,＞5 d 间隔次数减少可减缓三江源地区干旱发生及干旱化程度。     

河西走廊东部的降水特征

利用河西走廊东部武威市5个气象站近48年逐日降水资料,运用统计学的方法对降水量和降水日数的地理分布、出现频率、持续性和强度进行分析。结果表明:河西走廊东部年降水量和年降水日数由北向南逐渐增加,南部降水量是北部的3倍多,南部降水日数是北部的2倍多。年代降水量总体呈增加趋势,年代降水量日数总体呈减少趋势。年降水量(除古浪外)总体呈增加趋势,年降水量日数(除古浪外)总体呈减少趋势。降水主要以小雨为主,出现的几率92.6%～96.9%。各量级降水日数的变率较大,随着降水量级的增加降水日数迅速减少。持续1h的降水过程平均降水强度相对较小,随着持续时间增加降水强度呈增强趋势,最大降水强度的分布没有明显的地域性,且与降水过程持续时间关系不大。降水持续时间一般很短,持续1～3h的降水过程占绝大部分,且随着持续时间的增加,出现的频次迅速下降。年降水量的多少与发生强降水的场次关系很大,强降水场次20世纪90年代最多,80年代最少,强降水只出现在5～9月,8月最多,5月最少,共出现局地暴雨3次。本研究将为逐步建立该地区精细化的气象预报体系奠定基础。     

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。     

科尔沁西部乌兰敖都地区气温与降水关系分析

利用科尔沁沙地西部乌兰敖都地区1981-2004年气象资料,分析气温和降水关系.结果表明,气温呈上升趋势,降水量呈相反趋势.各季节气温升高的月份正是降水量减少的月份,同时,降水量增加的月份正是气温降低的月份.春、冬季气温有逐渐回升的趋势.年降水量波动较大,5～9月降水(279.2 mm)占全年降水量的87.7%,同期平均降水日数(52.3 d)占年降水日数的70.3%.约有80%的最长干旱持续期出现在冬春两季.夏季和全年的降水量与其平均气温呈显著负相关 (P<0.05),秋、春、冬季降水量与气温相关性依次逐渐减小.24 a来降水量总体下降的趋势可能与1999-2004年年降水量低于多年平均降水量有关.     

黄土高原春季降水的气候特征分析

利用黄土高原56站40a的春季降水资料,用REOF方法进行了春季降水气候分区,并用EOF方法和MHF(黑西哥帽函数)小波方法分析了其时空分布特征和变化规律。结果表明：黄土高原春季降水具有明显的南北差异和东西差异,在时间分布上干旱年份与多雨年份交替出现;黄土高原春季降水可分为8个气候区,各区域代表站春季降水量主要有准7a、19a和22a的变化周期。     

近60a来汉江上游极端降水变化研究——以安康地区为例

基于安康地区近60 a的逐日降水和历年最大洪峰流量资料,采用Mann-Kendall检验、百分位阈值、滑动平均、相关性分析以及趋势分析方法,并结合世界气象组织(WMO)提供的降水指数,对安康地区1953—2011年极端降水的时序特征、突变特点以及降水与洪涝灾害的相关性进行了分析。结果表明:近60 a来,安康地区年最大日降水量、极端降水日数、极端降水量以及极端降水强度都呈波动上升趋势。其中,年最大日降水量在1974年发生了增多突变,1983年达到显著增多水平;极端降水日数在2002年发生了增多突变,2011年达到显著增多水平;极端降水量和极端降水强度在1997年之后一直呈上升趋势,但没有发生突变现象。1997年后,尤其是进入21世纪以来,安康地区极端降水日数、极端降水量、极端降水强度明显上升,在总降水量减少的情况下,降水时间分布更加不均匀,降水集中度增加,极端降水事件增多。因此,必需高度重视汉江上游安康地区潜在的洪涝灾害,增强应对和抵御灾害的能力,确保人民生命财产安全和南水北调工程的顺利实施。     

近50年中国不同强度降水日数时空变化特征

利用1957-2006年全国679个测站逐日降水资料,针对不同年降水量的站点,定义了新的降水等级,分析了我国近50年不同强度降水的时空变化特征。结果表明:①不同等级降水占总降水量比重的分布,自西北向东南小雨量在总降水量中的分量逐渐下降,但小雨日数在总降水日数中依然是最主要的;中雨对年降水量的贡献在20%～38%;大到暴雨雨量和日数比重逐渐增加。②年降雨量及不同等级雨日数趋势表现为,在我国西部地区年降雨量及小雨、中雨日数呈正趋势,即在西部小雨、中雨雨日数增加的同时,西部年降水量亦在增加;而大-暴雨区主要集中在南方,华北、东北大-暴雨有不同程度的减少。③各气候区的突变检验结果为,甘新和青藏两个气候区年平均中雨日数增加趋势十分显著,而内蒙气候区在减少;华南区的年平均暴雨日数增加趋势明显。     

宁夏降水资源格局演变特征

利用1961—2019年宁夏20个气象站逐日气象资料以及农业用水量和耗水量等资料,采用数理统计方法,从降水量的时空差异、潜在蒸散量和降水量差值、持续"湿"和"干"过程时长、关键等雨量线、不同等级降水日数和降水强度及其对降水量的贡献、农业用水量和耗水量等方面,从1961—1982年、1983—2010年、2011—201...     

气候变暖情景下的青海湖水位变化

采用1960-2010年青海湖及周边地区的常规气象观测资料,分析青海湖流域极端天气气候的变化,并讨论此类变化对青海湖水位的可能影响。结果表明：青海湖流域年平均气温和极端气温呈增暖趋势,流域上游地区大风日数减少;流域年降水量有弱增加趋势,但降水日数减少,上游刚察站极端强降水发生频数增加且强度增强,出现降水集中;当年青海湖水位变化量与上年不同强度降水的累积量皆呈显著正相关关系,说明湖水水位受降水量的滞后影响。近年在降水集中化的作用下,水位变幅由负值转为正值,体现青海湖流域气候变化逐渐由“暖干”向“暖湿”化的方向发展。2004年以来湖水水位逐渐上升,为该地区水土保持、防风固沙和生态恢复起到积极作用。     

1967-2018年托木尔峰国家级自然保护区降水时空变化特征

本文选取1967—2018年托木尔峰国家级自然保护区周围6个气象站点的降水数据,对其降水量、降水日数、降水强度进行线性回归分析以及可信度检验。采用Mann-Kendall突变检验法对其降水量进行突变分析,检测降水发生变化的年份。结果显示:①托木尔峰国家级自然保护区多年的降水量、降水日数、降水强度均呈波动增长的趋势。年降水量、降水日数与降水强度均通过显著性水平(α=0. 05)检验。②托木尔峰国家级自然保护区的降水季节性差异明显,降水主要集中在夏季,增湿主要集中在夏季与秋季。各季节降水量均呈波动增长趋势,通过对各个季节降水量与降水强度增加趋势的可信度检验,发现在0. 05水平下春、夏、秋季降水量增加趋势明显,冬季降水强度增加趋势明显。③通过对年降水量的突变分析发现突变年份为1997年,并通过显著性水平(α=0. 05)检验。     

科尔沁沙地乌兰敖都地区降水特点分析

分析了科尔沁沙地西部乌兰敖都地区 2 1年的降水特点和降水趋势。年平均降水量为 31 1 .4mm ,降水集中在 5 - 9月份。夏季占全年降水量的 70 .1 % ,年平均降水日数约 76天。≥ 5 .0mm、≥ 1 0 .0mm的降雨日数全部集中于 3— 1 0月份。历年最长连续降水日数多发生于夏季 ,占 85 %。相对于年平均降水量 31 0mm而言 ,本地正常降水年份占 43%。异常降水年份占 5 7%。最长干旱持续期出现在冬春两季 ,约占 80 %。 2 1年平均降水量波动较大 ,并存在总体下降的趋势 ,可能与 1 999- 2 0 0 2年的年降雨量低于多年平均降雨量有关。     

1961-2010年北方半干旱区极端降水时空变化

采用49个气象站点1961--2010年逐日降水量资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和R/S等方法,分析了近50 a来北方半干旱区极端降水事件的时空变化特征.结果表明:近50 a北方半干旱区极端降水指数最大5日降水量(RX5day)、强降水量(R95p)、降水强度(SDII)、连续湿日数(CWD)、连续干旱日数(CDD)、大雨日数(R20)和年总降水量(PRCPTOT)都表现出减少趋势.其中,RX5day和R95p减少趋势通过了0.1以上的显著性水平检验.Hurst指数分析表明,研究区各极端降水指数未来都呈现出减少趋势,其中CWD表现得尤为明显.近50 a来北方半干旱区CDD在1985年和1995年发生突变,而其他极端降水指数在1999-2000年出现了减少的突变.研究区各极端降水指数多年平均值的空间分布格局较为一致,除CDD外其他极端降水指数基本呈现出从西北向东南逐渐减少的趋势.各极端降水指数变化趋势在空间上表现出一定的区域差异性,研究区极端降水指数在东部地区以减少趋势为主,而中部局部地区表现出增加趋势.近50 a来北方半干旱区各极端降水指数(除CDD外)与年总降水量呈极显著正相关关系,极端降水指数对年降水量具有很好的指示作用.     

1961-2017年青藏高原东北部雨季降水量变化及其贡献度分析

利用53个气象观测站1961—2017年5—9月逐日降水资料,分析了青藏高原东北部雨季降水量的变化特征,以及不同等级降水变化在降水量增量中的相对贡献。结果表明:1961—2017年青藏高原东北部干旱区雨季降水量呈增加趋势,半干旱区和半湿润区降水量的极端性增强。大部分地区的降水强度普遍增加。进一步分析可知,青藏高原东北部雨季降水量变化主要由降水强度的变化引起,同时中雨等级降水增加贡献大于其他等级降水。半湿润区和半干旱区东部降水极端化趋势明显增强。该结果有助于进一步理解和认识青藏高原东北部生态环境变化的气候效应。     

河西走廊东部降水日数及强度的时空特征

利用1961～2007年河西走廊东部五站逐日降水资料, 分析了河西走廊东部不同降水日数及强度的时空演变特征.结果表明:近47年来,河西走廊东部降水量总体呈增加趋势;河西走廊东部总雨日、小雨日、中雨日和大雨日均呈增加趋势 ,小雨日数增长率最大;其中民勤、古浪、永昌、乌鞘岭雨日呈增多趋势,而凉州区为减少趋势.年降水强度也呈增强趋势,主要体现为小雨和大雨强度的增大,中雨强度有变小的趋势;其中民勤、凉州区、永昌、乌鞘岭降水强度一致为增加趋势,古浪降水强度为减弱的趋势.总雨日、小雨日、中雨日和大雨日数由南向北均呈减少趋势.河西走廊东部降水强度中心在南部山区的古浪,强度最弱的是中部凉州区,20世纪80年代河西走廊东部多小雨事件, 90年代、21世纪初的2001～2007年河西走廊东部多中雨和大雨事件;2001～2007年河西走廊东部小雨、大雨强度最强,而中雨强度最弱.     

1956～2008辽宁省近53年的降水量变化

利用国家气候中心提供的辽宁省8市8个气象观测站近53年(1956～2008年)的逐月降水时间序列,分别计算了平均降水量、汛期降水量和距平,运用气候倾向率、累积距平法和Mann-Kendall非参数检验法,分析了近54年辽宁省的降水变化特征与趋势,结果表明:1)近53年来,辽宁省的平均降水量呈现下降的趋势,降水日数和汛期降水量也同样表现减少的趋势。2)年代际变化的整体波动不大,从20世纪60年代到2000年以后,辽宁省降水量大致经历了:多-多-少-多-少的过程。3)辽宁省降水量的季节分配很不均匀,除春季降水量呈增加的趋势外,夏、秋、冬三个季节都略下降。其中夏季和秋季存在明显的振荡周期。     

黄土高塬沟壑区砚瓦川流域近60年降水时空变化特征

采用气候趋势倾向率、小波变换、Mann-Kendall突变检验等方法,对黄土高原砚瓦川流域1951-2009年近60年的降水进行时空特征分析。结果表明：从时间过程上看,该流域春、秋季降水量明显趋于减少,而夏、冬季则稍有增加,年降水量在波动中呈下降趋势;年降水量最显著的振荡周期为32年,经历高-低-高3个循环交替,夏、秋季的周期变化对年降水量的影响较大;该流域50年一遇的年降水量和最大日降水量分别是815．3 mm和111．5 mm;降水年内分布主要集中在6-9月,占全年的68％。年降水量没有明显的突变现象,但在50年代有两次降水转折,80年代后期以来出现七次降水转折。从空间分布上看,流域年降水呈西高、东低的态势,其中东北部年降水量近60年来下降幅度较大,西部年降水量下降幅度较小。     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。     

1725-194年北京地区降水日数周期性分析

源于清代宫廷档案《晴雨录》资料的《北京250年降水》②中记载了北京地区1725-1904年降水日数,是研究该时段北京地区降水日数周期性的重要资料.文中结合该资料对北京地区年降水日数和各季节降水日数进行了周期性分析.互补集合经验模态函数(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)能将时间序列分解为不同时间尺度上的本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),从而得到序列在不同时间尺度上的周期.文中采用CEEMD方法将北京地区年降水日数分解为不同时间尺度上的周期,发现其具有明显的年际和年代际周期,并采用功率谱对春、夏、秋、冬四季的降水日数进行周期性分析,发现其具有显著的年际周期性.采用小波互相关系数和小波位相谱来对降水日数和降水量情况的相关关系进行分析,发现两者在年代际尺度上的相关程度明显高于年际尺度上,且年代际尺度上的位相差异比年际尺度上的位相差异更大.     

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。