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。     

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。     

近58年来宁夏可利用降水量多时间尺度变化特征分析

依据宁夏1951—2008年月降水及气温资料,计算了可利用降水序列。运用地统计方法、小波分析法及气候趋势系数等方法分析了宁夏近58年来可利用降水量的空间分布及多时间尺度变化特征。结果表明,宁夏多年平均可利用降水量68.5mm,自北向南依次增大;7—9月占全年的69.14%～77.48%;夏季可利用降水量占年值57.81%～67.44%,秋季次之(19.87%～27.27%),冬季最小;存在3年、6年与10年振荡周期;未来,宁夏大部分地区陆面蒸发呈增加趋势,增幅0.516～6.796mm/10a,且自北向南依次增大;各地年、夏季及秋季可利用降水量均呈减少趋势,中部干旱带减幅最大(9.839～15.779mm/10a),北部引黄灌区以5.784～8.477mm/10a幅度减少,南部山区则以6.741～8.229mm/10a的幅度减少。     

气候变化对汾西灌区灌溉用水量的影响研究

研究灌区气象要素长期变化特征及其对灌溉用水量的影响对掌握灌区灌溉用水规律从而进行更科学合理的灌溉具有一定的指导意义和实际参考价值。基于山西汾西灌区3个气象站点1975-2018年的实测气象资料，采用线性倾向估计、M-K检验等方法分析降水和气温的时间变化特征，用作物系数法计算灌区作物需水量和灌溉用水量，综合分析气候变化对灌溉用水量的影响，建立了不同水文典型年降水、作物需水量与灌溉用水量之间的关系。结果表明：44 a来汾西灌区降水量以2.7 mm/10a的速率下降，在1977年第一次突变；平均气温以0.471℃/10a的速率显著上升，在1997年突变；灌区气候向暖干方向发展，灌溉用水量以25.4 mm/10a的速率上升。气温突变伴随着降水骤降为多年最低值，灌溉用水量比多年均值增加了396.8 mm，远大于降水突变年。作物需水量增加1 mm，灌溉用水量就会增加1.92 mm；降水增多，其对灌溉用水的影响减小，单位降水量在丰、平、枯水年可分别引起1.29、1.74、2.72单位灌溉用水量的变化，枯水年的灌溉定额比丰、平水年多出20%。     

基于创新趋势分析方法的黄河年季降水变化特征研究

为探究黄河流域降水变化特征，选取黄河流域92个气象站1960-2015年逐日降水资料，采用创新趋势分析方法、Mann-Kendall检验和Sen’s斜率法分析了黄河流域年季尺度降水量变化特征。结果表明：黄河流域年降水量整体呈现出东南多西北少的空间分布格局。从时间变化上看，黄河流域年降水量整体呈现下降趋势。在季节尺度上，黄河流域春、冬季降水呈增加趋势，而夏、秋季降水呈下降趋势。黄河流域春季轻度降水无显著变化趋势，黄河中游和下游夏季轻度降水呈下降趋势，黄河流域秋季轻度降水呈下降趋势，黄河流域冬季轻度降水呈上升趋势。夏季强降水在黄河上游呈10%左右的下降趋势，在黄河中游呈5%左右的上升趋势。通过探究黄河流域不同量级年季降水的变化趋势，可为黄河流域水资源管理和水旱灾害防治提供参考，进而为黄河流域高质量发展提供支撑。     

清水河降水分布特征及影响因素分析

本文利用1971～2016年清水河降水量月值资料,对清水河降水分布特征及影响因素展开分析。结果表明:清水河近46年来降水量主要呈增加的变化趋势,气候倾向率是7.126 mm/10a,未达到显著性水平检验。降水存在极大的周期动荡性分布特征,降水量为正距平的年份为21年,占45.7%;降水量为负距平的有25年,占54.3%。影响清水河降水分布特征的主要因素涉及到地理位置、地形因素以及气候因素等方面。     

景电灌区降水与气温随时间变化特征分析

为探明景电灌区近年来气候变化规律,深化对灌区气候变化的认识和理解,以甘肃省景泰县1983—2017年的降水及气温日数据为基础,运用线性倾向分析、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,研究了景电灌区降水与气温不同时间尺度的变化,并预测了灌区降水的发展趋势,结果表明:近35 a景电灌区降水量呈缓慢上升趋势,气候倾向率为0.38 mm/a,冬灌降水呈显著上升趋势,其余灌季均呈下降趋势;灌区年降水量变化存在7 a和11 a这2个主要的周期尺度;灌区近35 a平均气温和极高气温均呈显著上升趋势,气候倾向率分别为0.056,0.050 ℃/a,而极低气温上升趋势不明显;灌区各灌季平均气温均呈上升趋势.由此看出,景电灌区气候变化整体呈暖湿化趋势,灌季尺度上,仅冬灌期间呈现明显的暖湿化趋势,其余灌季呈暖干化趋势.     

五十年来丰宁县气候变化对丰宁特色作物土豆的影响及气象服务保障措施

根据丰宁县气象站1963～2012年气温和降水观测资料,运用累积滤波器法和线性趋势法,对不同年份的气温和降水量变化趋势进行分析。结果表明：丰宁县年平均气温呈现微弱升高趋势,上升幅度约为0.3℃/10a。降水量有显著降低趋势,降低趋势达15.7mm/10a。可以认为,丰宁县气候在1963-2012年发生了“干热化”的变化趋势,使丰宁县特色作物土豆产量下降,通过气象防灾减灾服务保障粮食安全。     

近70年首都水源涵养区水热条件及地表径流演变特征研究——以清水河和白河流域为例

永定河流域的清水河和潮白河流域的白河，是张家口建成首都地区水源涵养功能区的关键流域。利用清水河流域（1951-2020年）和白河流域（1970-2020年）的多年水文资料，运用有序聚类分析、小波分析等数理统计方法分别对清水河流域和白河流域的径流量、气候要素（降水和气温）进行趋势分析和突变分析，并基于Pearson相关分析和贡献率分析的方法讨论了降水量、气温和蒸散量对径流量变化的影响。结果表明：(1)清水河流域和白河流域的降水量呈现不显著上升趋势，1960-2020年间平均上升速率分别为0.964 mm/10a和3.316 mm/10a，分别在1965年和2016年发生突变；(2)清水河流域和白河流域的气温均呈现显著上升的趋势，清水河流域平均气温上升速率是0.246℃/10a，白河流域平均气温上升速率为0.207℃/10a，气温都在1988年发生突变；(3)近70年清水河流域和白河流域的径流量呈显著减少趋势，都达到了99%的显著性检验水平，并在1979年和1974年发生突变；(4)径流量的主导因素是降水量，降水量对径流量年内变化的影响主要发生在降水相对充沛的5-8月份。     

宁夏中部农作物生育期有效降水量时空变化特征研究

以宁夏中部干旱带为研究区,利用区域内的国家标准气象站1954-2016年4-10月的日降水资料,运用Morlet小波分析、Mann-Kendall法及气候趋势系数等方法分析了宁夏中部农作物生育期内有效降水量(P_a)的时空变化特征及其未来趋势。结果表明:P_a自北向南依次增大,区域多年平均216 mm,占总降水量的75.25%,其中8月份最大为55.9 mm,7-9月占总有效降水量的70.8%。20世纪60年代为丰水期,正累积距平为238.7 mm,70年代进入枯水期,负累积距平226.1 mm,2010年以来有所增加;P_a存在3、6 a及10 a主周期;各地未来有效降水量均呈减少趋势,变幅为2.2～5.2 mm/(10 a),全区P_a降幅3.5 mm/(10a)。4-10月份区域内的总降水也呈显著减少趋势(P=0.05)降幅为5.3 mm/(10 a),其中盐池降水减幅最小0.8 mm/(10 a),海原减幅最大8.8 mm/(10 a)。     

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。     

吉林省极端降水事件对玉米产量的影响研究

吉林省作为我国玉米种植主产区，探究该地区玉米生长发育及产量对极端降水事件的敏感性和响应机制显得尤为重要。基于吉林省24个气象站点1961-2019年的逐日最高、最低气温和降水数据以及各站点的玉米单产数据，采用5年滑动平均、森式斜率、M-K非参数检验等方法对吉林省极端降水事件和玉米产量时空变化特征进行分析，并利用皮尔逊相关性分析法、布尔塔(Boruta)算法定量厘定极端降水事件对玉米产量的影响。结果表明：强降水量(R95p)、雨日降水总量(PRCPTOT)、大雨日数(R20)、普通日降水强度(SDII)的Sen斜率值分别为0.301 mm/a、-0.18 mm/a、0.31 d/a、0.27 mm/(d·a)，除PRCPTOT以外均呈上升趋势，表明极端降水事件逐渐增多；玉米实际单产与趋势产量均呈显著上升趋势；玉米气候产量在-1 802.24～1 579.04 kg/hm²区间内呈波动下降趋势，年际间差异较大；玉米相对气候产量在59 a间，有11个气候丰年、10个气候歉年，其余年份为正常年份；玉米气候产量与极端降水指数整体在西北部以及东部地区呈正相关，在南部呈负相关；...     

1961-2019年山东省气候生产潜力时空变化特征

基于1961-2019年山东省21个气象观测站的年平均温度和年降水量资料,利用Miami模型和Thornthwaite纪念模型,计算温度、降水和气候生产潜力,并运用气候倾向率、GIS空间插值和R/S等方法分析其变化趋势.结果 表明:温度生产潜力以25.1 g/(m2· 10a)的速率递增,降水生产潜力呈递减趋势,递减速...     

中国设计暴雨量变化及其对降水变化的响应

为探究气候变化对水利工程防御洪水标准及其自身安全性的潜在威胁,根据639个站点的日值降雨数据,综合Pearson-III型曲线、最小二乘法及F检验等方法,研究了1958-2017年的中国设计暴雨量的变化及其对降水变化的响应。结果表明：(1)多年平均降水量、日最大降水量及不同重现期下的设计暴雨量在空间上均沿东南向西北逐渐减少。(2)华南、华中、西北和西南地区的多年平均降水量和日最大降水量均呈显著增加趋势（p<0.05）,年降水量的增加速率分别为0.82、0.46、0.24和0.21 mm/a,而日最大降水量的增加速率为0.02～0.06 mm/a。(3)在20 a一遇的重现期下,华中、西北、西南地区的设计暴雨量呈显著增加趋势（p<0.05）,增加速率分别为0.19、0.05和0.15 mm/a,华南（0.03 mm/a）和华东地区（0.10mm/a）呈不显著增加趋势。华北地区呈显著减少趋势（p<0.05）,减少速率为-0.08 mm/a,而东北地区不显著减少（-0.03mm/a）。随重现期的增长,设计暴雨量的变化速率具有“增的愈增,减的愈减”的基本特征。(4)设计暴雨量...     

沈阳市降水变化特征初步分析

根据沈阳市1959-2006年的降水资料,进行统计计算和频率分析,探讨了该地区降水时空分布特征及其枯丰变化趋势,总结了沈阳市多年平均降水的变化规律.结果表明:沈阳市多年平均降水量为606.6 mm,其变差系数为0.2,且多年平均降水具有缓慢下降的趋势;降水量年际、年内变化较大,且分配不均匀,汛期降水量(6-9月)大约占全年降水量的60%～9O%,最大一日降水多发生在7、8月份;沈阳市多年平均降水量在空间上分布不均匀,南部地区大于北部地区,具有由南向北逐步减少的趋势.     

艾比湖绿洲地区降水变化规律及突变分析

为了研究艾比湖绿洲地区降水变化特征,利用4个气象观测站1960-2013年的逐月降水资料,运用趋势分析法、Mann-Kendall突变检验、T检验、小波分析和GIS空间分析等方法,对艾比湖绿洲地区近54年降水的趋势性、突变性和周期性进行综合分析。结果表明:近54年来,艾比湖绿洲地区年降水量呈7.95 mm/10 a速率增加,四季降水量变化与年降水量变化趋势基本相同,呈春秋微增,夏冬强增的特点;通过M-K检验发现,艾比湖绿洲地区年降水量在1986年发生了增加突变,但未发生显著趋势性变化;小波分析结果表明艾比湖绿洲降雨在长时间序列中呈多时间尺度特征,变化较大。通过以上分析,近54年艾比湖绿洲地区总体气候呈湿润化趋势。     

肇庆市城市化发展对夏季降水的影响

本文利用肇庆市6个国家站1968～2017年近50年的夏季逐日降水常规气象观测资料、DMSP/OLS夜间灯光数据分析了肇庆市城市化发展对夏季降水特征的影响。结果表明:伴随肇庆市城市化进程的发展,肇庆市城区近50年夏季降水量的年际变化呈略微递减的趋势,而郊区的年际降水变化呈上升的趋势。肇庆市近50年来夏季的降水总日数是呈减少的趋势,郊区的夏季年平均降水量变化的趋势是增加,城区则是减少,也就是说郊区的降雨强度在增大,且以大雨以上的降水增多为主,而城区的夏季年平均降水量的变化最显著的是中雨量级的降水。由此可见,城市效应对肇庆市夏季降雨的影响主要表现在:郊区以大雨量级的强降水增多为主,而城区以中雨量级的增多为主。     

1951-2010年黄河中下游地区的降水场分析

本文利用黄河中下游地区1951-2010年25个气象站观测资料,使用EOF、小波分析等方法对黄河中下游地区降水量的变化规律及其地域分布特征进行了分析研究,用标准化降水指标、降水距平百分率分析了降水量的年、季变化规律进行了相关分析研究。结果表明:黄河中下游的降水量变化以全区一致性变化为主要特征,即同时增强或同时减弱;降水量第二特征向量南北部与中部呈反向变化关系,第三特征向量大体表现为北正南负的反位相变化,第四特征向量除少部分地区外其他地区变化一致。降水量的变化周期主要是2～3a,准6a的及10～11a的显著周期。     

气温突变下内蒙古大兴安岭林区旱涝演变

【目的】探明内蒙古大兴安岭林区气候变化趋势及旱涝演变特征。【方法】基于内蒙古大兴安岭林区11个气象站1971—2015年年平均气温和月降水连续观测数据,利用一元线性回归、Mann-Kendall法以及标准化降水指数(SPI)方法进行了研究。【结果】(1)内蒙古大兴安岭林区年降水量在近1971—2015年来整体呈波动上升趋势,年际变化倾斜率为8.86 mm/10 a,但未通过显著性检验;年平均气温也呈上升趋势,并且通过0.001的显著性水平检验,年际变化率为0.4℃/10 a;(2)林区年平均气温在1987年发生增温突变,气温突变以后年降水量倾向率明显减小;(3)1971—2015年来林区旱涝频繁发生,20世纪70年代与21世纪00年代SPI12多小于0,这2个时期干旱发生较为频繁,而20世纪80年代至90年代以及21世纪10年代降水较多,这2个时期相对湿润,旱灾发生频率较低。【结论】1987年增温突变以后,林区旱涝事件发生更加频繁,并呈向极端干旱和极端湿润的方向发展;年时间尺度的SPI反映林区降水变化情况比较理想。     

青海湟水流域降水过程的持续性特征与干旱发生趋势

以湟水流域6个气象站点1959-2016年逐月降水量资料为基础,采用距平分析法、Mann-Kendall检验对流域内降水变化特征进行分析,结合重标极差法分析流域未来降水的变化趋势,并用游程理论和马尔柯夫链分析了流域内干旱特征和未来干旱趋势。结果表明:研究区降水年际变化较为明显,过去58 a间全年及4个季节降水量呈增加趋势,其中冬季增加趋势最为显著;多年平均降水量在空间分布不均匀,流域中部地区降水量最大,下游地区降水量最小,Cv空间分布特征与多年平均降水量相似。通过Hurst指数可知,在1 a时间尺度上,流域年降水量表现为较强的持续性特征,在5 a和10 a时间尺度上呈现极强的持续性特征,未来不同时间段内年降水量与4季降水量可能有所增加。从统计结果来看,流域发生连枯水的概率大于连丰水,说明更易发生连枯水现象。根据加权马尔柯夫预测结果可知,2017年湟水流域为平水年。