近60年长江源区径流变化特征及趋势分析

为深入了解长江源径流的演变特征和变化趋势,笔者以长江源为研究区,采用集中度、集中期、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、模比系数差积曲线,研究了长江源区径流的年内、年际、年代际趋势性变化,突变点检测和丰枯周期性。结果显示：长江源区1956—2012年径流量总体呈显著增加趋势,上游径流量年际变化较下游剧烈。长江源径流集中度主要集中在55%~85%,上游集中度高于下游。集中期主要分布在7月下旬—8月上旬且有推后趋势。沱沱河站径流主要受降水和冰雪融水补给,直门达站径流主要受降水、冰雪融水和地下水补给。21世纪以来,长江源径流进入丰水期,直门达站比多年平均增加19.3%,上游沱沱河站增加更为明显,达53.8%。沱沱河站年径流量突变点发生在2005年。直门达站年径流量突变点发生在1961、1968、2008年。1956—2012年沱沱河站有1个完整的丰平枯周期,直门达站有3个丰平枯周期。     

长江源区长序列径流变化规律及其与气象要素的关系分析

基于长江源区1956-2012年水文气象资料,采用集中期和集中度、突变检验、小波变换等方法,分析了长江源区沱沱河站和直门达站年径流变化的趋势性、突变性和周期性,并从相关性和径流系数变化方面探讨了径流变化对气象要素的响应。结果表明：长江源径流年内分配的集中程度呈弱增加趋势,集中期均呈弱延后趋势。沱沱河站、直门达站1956~2012年年径流量均呈显著增加趋势。沱沱河站年径流在1997年发生突变,直门达站在1961和1967年发生突变。沱沱河站年径流存在20-28年、12年的显著周期。直门达站年径流存在8年、24-28年的显著周期。长江源径流与降水、气温呈显著正相关,与水面蒸发呈显著负相关。降水是三江源径流的主要来源,沱沱河径流组成中冰川消融量占比站较直门达站大。     

新疆木垒河暴雨洪水灾害调查研究

1流域概况 木垒河位于新疆昌吉州木垒哈萨克自治县境内，地理位置介于东经89°51′～92°19′，北纬43°14′～45°15′间，河流发源于天山山脉博格达山北坡，主要由南沟、东沟、查干布特沟等若干小沟组成，支流呈树枝状分布，属山溪性河流，源头最高海拔3340m，河源近流程短，且无现代冰川，补给以降水和冰雪融水为主。地表径流受降水控制和影响，年内和年际变化较大。     

安庆市近60年降水变化特征分析

为了研究安庆市近60年降水以及四季降水变化特征,并预测短期内安庆市降水趋势,为区内农业生产和防汛抗旱提供科学依据和指导,利用Morlet小波对安庆市近60年降水数据进行分析。结果表明,安庆市降水集中在春、夏2季,年降水量呈微弱递增趋势,经历6次丰枯循环,2010年后将进入新的丰水期。四季降水变化趋势各不相同,春季和秋季呈下降趋势,夏季和冬季呈上升趋势。安庆市近60年间小尺度周期震荡显著,周期性强,年际间降水变化幅度大,降水丰枯交替频繁,易出现洪涝灾害和干旱,但是出现严重干旱的概率较小。春、夏季节时期,安庆地区受季风环流影响,大气环流年际变化频繁,降水变率大,丰枯交替频繁,小尺度周期震荡显著,年际间降水变化幅度大,突变点多,旱涝灾害频发。而秋、冬季节受西风带影响,盛行偏北气流,气流较春夏季节偏干燥,降水变率小,年际间降水变化幅度相对较小,旱涝交替较春夏季节缓慢,小尺度周期震荡不显著。     

南方山地茶园小流域径流演变规律

以分析南方山地茶园小流域降雨对径流的变化规律,为南方小流域水资源可持续高效利用提供理论依据。本研究在福建省安溪县山地茶园小流域的出口设置卡口站,连续3 年（2014—2016 年）对该区域降雨量、径流以及对卡口站中泥沙量进行监测,且对泥沙颗粒组分进行分析。结果表明：该区域受气温影响,降雨多集中在7、8 月,径流受到降雨及气候影响,导致径流的补给年内分配差异较大。随着土壤由湿润到水分饱和,入渗量逐渐减小,径流量增大,雨水对地表的冲刷能力增强,径流量由小变大使得大颗粒泥沙被冲刷。另外,在卡口站入口处的颗粒分布从上层到下层呈增大的趋势。该区域降水逐年递增,径流量主要受到气候的变化,随降水量增大而增大。随着人类活动的增大,对该区域径流量也有一定的影响。     

淮南1957—2017年夏季降水变化特征

利用淮南市1957—2017 年共61 年逐日降水资料,运用趋势分析法、Morlet 小波分析、Mann-Kendall 检验法和滑动t 检验,以期研究淮南夏季降水的年代际变化特征、周期特征和突变特征。结果表明：（1）淮南夏季降水年代际变化呈增多趋势;（2）暴雨量占比线性增长显著性高于暴雨日数和暴雨量,未来极端暴雨降水的概率正在增加;（3）淮南夏季降水量存在准2 年的主周期振荡,另外存在9 年、18年、32 年次振荡周期;（4）1967 年、2008 年前后淮南夏季降水呈现部分突变特征,但突变并不显著。Mann-Kendall 检验表明1967 年以来降水呈增多趋势,未来沿淮地区降水增多,强降水极端性增强,将对沿淮地区防洪及农业生产带来挑战。     

沈阳市不同时间尺度降水趋势及突变研究

为服务地方工农业生产,提高降水预报准确率,研究降水时空分布及变化规律。以沈阳市东陵区观测站1951—2012年逐月降水量为基础,采用极比、标准偏差、气候倾向率和Mann-Kendall非参数检验法,分析了该地区年际及四季降水的稳定性、变化趋势及突变特征。结果表明：沈阳市自1951年以来,年际降水相对稳定呈波动下降趋势,其中1953—1982年为显著减少时期,气候倾向率为-84.822 mm/10 a,1983—2012年为缓慢减少时期,年际降水在1961年突变性减少,突变之后降水量平均减少146.2 mm。近年代春季降水极不稳定,降水序列有微弱增加,不存在气候突变点。夏季降水较稳定呈趋势减少,倾向率为-15.916 mm/10 a,在1961年突变性减少,突变之后平均减少120.0 mm。秋季降水极不稳定呈微弱减少趋势,没有明显突变点。冬季降水极不稳定有微弱增加趋势,1993—2012年增加显著,在2004年突变性增加,突变后平均增加14.7 mm。年降水、夏秋季降水在1982年之前降水明显减少,1983年之后变化相对平稳;冬春季在1996年之后表现出增加趋势。     

辽宁西部半干旱区近50年降水趋势及周期变化

为了研究掌握辽西地区的降水趋势演变和周期变化规律,以充分利用降水资源进行抗旱减灾,根据典型代表性气象站逐年降水观测资料,采用数理统计方法、Mann-Kendall非参数相关检验、线性趋势拟合、距平累积和有序聚类分析法,分析辽西年降水和汛期降水的变化特征。结果表明：辽宁西部年降水量、汛期降水量年际间波动较大,近50年存在较明显的逐渐减少趋势。其中,年降水气候倾向率为-10.073 mm/10 a,趋势减少50.2 mm;气候倾向率-17.388 mm/10 a,趋势减少86.9 mm。年降水存在7年、20年周期;汛期降水存在8年、15~17年、20~22年周期。年降水突变点在1980年,突变前后年降水量下降9.4%;汛期降水突变点在1981年,突变前后降水量下降13.1%。辽宁西部降水逐渐减少,加剧了农业干旱,严重影响了地方农业经济的发展。     

洋河流域径流演变规律及驱动因子分析

以洋河流域为研究区域,基于长期水文气象观测数据和数值分析方法,详细分析了洋河流域径流的年际、年内分配规律及典型丰、枯年份的变化,进而建立了降雨-径流关系模型,就气候变化和人类活动对径流的影响进行了定性和定量的分析。结果表明,洋河流域径流量存在减少趋势,尤其是80年代后下降趋势更明显;径流的减少除了受气候变化影响外,人类活动如工农业生产取水、人口增加导致的生活用水激增以及水库截流蓄水等水土保持措施是导致径流量减少的主要的原因,由于人类活动导致的径流减少量占径流减少总量的83.2%。     

1981—2010年拉萨市降水特征分析

为了给拉萨市年际或更长时间的降水预测提供参考,并了解其降水气候变化的背景情况。利用拉萨市1981—2010年4个台站逐年降水资料,通过距平、滑动平均、趋势系数、突变分析、小波分析等方法,初步分析了拉萨市年降水量的变化特征。结果表明：近30年来,拉萨市降水量呈现前枯后丰的形态,年降水量总体上为上升趋势;从各站分析,春季、夏季以及全年降水量呈上升趋势,冬季除墨竹工卡以外,其余各站表现为下降趋势;拉萨市降水突变于1986年,在21世纪初增多趋势显著;年降水周期存在2个特征时间尺度,即2~4年、3~5年,均通过显著性检验,其中以准3年的年际振荡周期最为明显。从灾情看,无明显的特旱、特涝、重旱和重涝年,正常年份占51%,轻涝年出现的几率较轻旱年稍偏高。     

新疆农八师垦区不同年际降水趋势变化

为了掌握新疆农八师垦区大气降水演变规律,并为高效农业用水提供参考,采用1960—2012年降水资料,运用现代气候诊断分析手段,研究其不同年际降水变化趋势和特征。结果表明：农八师垦区年降水量增加趋势明显,不同年际变化平均降水和倾向率不同。在近53年中,1972—2007年降水增加最明显,气候倾向率为19.285 mm/10 a,截止1960—2012年气候倾向率为13.412 mm/10 a,增加降水量约71.1 mm。年降水在1987年突变性增多,突变前后降水量平均增加42.2 mm。年降水变化过程存在5~7年的周期。该研究结果可为地方农业生产和农业工程建设在掌握降水资源特征中提供理论支持和参考。     

1964—2012年艾比湖流域径流变化特征分析

为了更好地剖析艾比湖流域径流的演变特征,笔者根据艾比湖流域3个水文站1964—2012年近50年的监测数据,以不均匀系数、集中度、变化幅度为指标,阐释了1964—2012年艾比湖流域径流变化规律。结果表明:(1)随着时间的推移,精河、博尔塔拉河的年径流量在1964—2012年间均呈"减少—增加—减少"的演变趋势,总体上,1964—1976年间呈缓慢减少趋势,1977—2002年间呈增加趋势,2003—2012年间呈减少趋势。从季节变化来看,径流主要集中在夏季,最少的径流量发生在春季;(2)一年中精河径流波动幅度越来越大,博尔塔拉河流则呈相反的变化。(3)从整体的角度来看,博尔塔拉河和精河在一年内径流分配绝对变化幅度趋势呈"山谷形",即先降低后上升,但同时相对变化幅度会持续降低,充分揭示出精河与博尔塔拉河在一年中各径流分配的变化逐渐倾向于均匀化的现实。     

近51年来广西不同等级降水的变化特征

基于广西省20个气象站点1961-2011年的逐日降水资料,采用一元线性倾向估计法、小波分析、M-K突变检测和R/S等方法分析了广西省不同等级降水的时空变化特征,并探讨了降水量的变化趋势。结果表明：(1)不同等级降水量的年际变化趋势有所不同,微雨和小雨呈非常显著的减小趋势,中雨呈明显的减小趋势,大雨呈不明显的减小趋势,暴雨呈不明显的增大趋势;(2)在0.05的置信度下不同等级降水量的突变表现出差异性,尤其小雨具有显著的突变现象;(3)在空间分布上,不同等级降水量既表现出东西差异,也表现出南北差异,微雨、小雨、中雨以及大雨均存在下降趋势,暴雨略有增加趋势,各站点的降水也存在空间差异性,这与年际变化趋势相一致;(4)从周期变化来看,受不同因素的影响,广西各等级降水量存在长短不同的周期振荡;(5)R/S分析表明,不同等级降水未来的变化趋势和过去一致。     

气候变暖背景下长治市极端降水变化趋势

为了研究气候变化背景下长治市极端降水的变化趋势,掌握其变化规律,本文使用1961—2015年长治市所属11个县站的逐日降水和气温资料,对降水极端气候事件的分析侧重于大雨、暴雨、大暴雨、大雪和暴雪的变化特征,研究不同级别频数的年际变化规律。利用降水要素倾向率计算、Morlet小波分析、Mann-Kendal突变分析等对长治气候变暖前后各级别降水频数进行分析。结果表明：1、长治市年平均气温增高背景下,各量级的降水日变化不尽相同,其中以小雪日的增加和小雨日的减少最为显著;有降水日（日降水量≥0.1 mm）呈减少趋势,同时大暴雨、大雪和暴雪日数呈不同程度的增加。2、暴雨、大暴雨和大雪、暴雪都有25～30年的低频振荡周期,在高频部分有准两年振荡周期,在整个时间序列中各级别降水还具有4年、6年和8年左右的周期。3、暴雨极端降水在1962年发生突变;大雪日数突变年份在1990年前后,2006年之后大雪日数增加趋势更加显著。其他级别降水日数无明显突变。     

豫东农区冬小麦生育期气候变化的多时间尺度分析

为了研究豫东农区冬小麦生育期内的气候变化特征,预测气候变化趋势,选取豫东地区5个气象观测站1951—2011年的气候观测资料,集成Mann-Kendall、一元线性回归、5年滑动平均、Morlet小波及变异系数等方法,分析了豫东农区冬小麦生育期10月至翌年5月气候的突变事实、变化趋势、变化周期及年际变率特征。结果表明,豫东农区冬小麦生育期内气温序列存在突变年份,主要表现为增温突变;降水序列不存在突变年份,其变化趋势不明显。近60年来气温和降水变化趋势的震荡周期特征复杂,存在多重时间尺度上的嵌套结构。气温序列变异系数普遍较小,降水序列变异系数普遍较大。豫东农区近60年气温升高趋势明显,主要由近20年增温贡献,未来一段时期内气温可能会出现升降温交替现象,但变化幅度较小,总体上呈持续增温趋势,气候变暖对农业生产的影响既有利也有弊,冬春季增温显著一方面有利于提高冬小麦产量,另一方面会加剧病虫害及霜冻干旱灾害的发生。降水变化趋势在60年时间序列上不明显,周期预测显示未来一段时期内降水有增加趋势,年际变率较大,给降水准确预测带来难度,加剧豫东农区旱涝灾情。     

1958—2013年山西降水的季节变化及统计特征

为了研究56年来山西旱涝的演变特征,系统分析山西地区旱涝灾害的季节变化,基于山西38个气象观测站1958—2013年的逐月降水观测资料,应用线性倾向估计、M-K突变检测和Morlet小波等方法,分析了山西降水的气候变化。结果表明：（1）56年来山西年平均降水量为377.6~600.2 mm,降水从北至南递增,中部小东西部大,且东部大于西部。（2）春季各地降水为55.7~107.4 mm,从北至南增加,北中部呈经向分布,南部为纬向分布;夏季降水为230.1~355.6 mm,大值区集中在东部;秋季降水为76.6~157.7 mm,纬向分布特征明显,从北至南递增,大值区位于东南部;冬季降水为5.1~24.4 mm,分布同春季降水类似。（3）山西年降水随时间呈显著下降趋势,下降幅度为12.6 mm/10 a;四季降水除冬季小幅增加外,春夏秋均有不同程度的下降。（4）山西年降水在1967年发生了显著突变,春季突变年份为1965、1982、1992、2002年,夏季突变年份为1977年,秋季突变年份为1969、2007年,冬季突变年份为1971、1980、1988、1991年。（5）山西年降水在不同时间尺度上存在3个周期,分别为7、15和26年;春季降水存在2个周期,分别为7和24年;夏季存在3个周期,分别为4、8和18年;秋季存在2个周期,分别为2和8年;冬季存在2个周期,分别为4和15年。     

新疆国家一级农试站多年土壤湿度特征分析

为了给新疆石河子垦区农业可持续发展、合理开展农业生产和气候资源利用等提供气候依据,笔者统计分析了新疆石河子国家一级农试站1996—2015年20年来0~50 cm月平均土壤湿度、年平均土壤湿度变化特征及与其他气象因子的相关性。结果表明:0~50 cm年平均土壤湿度总体呈偏湿趋势;石河子国家一级农试站0~10 cm月平均土壤湿度3月和4月湿度最大,6月、7月和8月湿度最小,随着土壤深度的增加,土壤湿度各月相差不大;0~10 cm年平均土壤湿度变化存在着准13年的年代际周期和准5年的年际周期,40~50 cm年平均土壤湿度存在着准10年的年代际周期和准5年的年际周期;0~10 cm和10~20 cm年均土壤湿度存在突变特征;0~50 cm年平均土壤湿度与年降水量、年蒸发量和年0 cm地温这些气象因子最为敏感。     

泛河西地区植被覆盖变化及其对气候的响应

基于2002—2012年MODIS NDVI数据产品,分析了泛河西地区植被覆盖的变化状况,并结合2002—2012年该研究区22个气象站点的降水和气温资料,分别从年际、年内与季节变化3个层面综合分析了泛河西地区植被覆盖对气候变化的响应。结果表明,泛河西地区植被覆盖呈增加趋势和减小趋势的面积分别占研究区总面积的71.07%和28.93%,呈增加趋势的面积明显大于呈减小趋势的面积;从年际变化来看,研究区植被变化受降水影响的程度高于气温;从季节变化的空间分布来看,3个季节中NDVI与降水之间呈正相关关系的面积大于其与温度之间呈正相关关系的面积,即与温度相比,泛河西地区植被的变化趋势对降水的响应较为敏感。     

江西近55年秋季降水时空分布及异常环流特征分析

为了研究江西近55年秋季(9—11月)降水的时间空分布及其异常环流形势特征,利用1961—2015年共55年86个气象站逐日降水资料及NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用EOF、REOF分析、Morlet小波分析、趋势分析、M-K突变检验和合成分析等方法,研究江西近55年秋季降水的时间变化规律、空间分布特征及旱涝年的环流特征。结果表明:近55年来江西秋季降水呈弱增长趋势,在1981年、1984年和1987年发生突变,存在12~14年和2~4年的周期。空间场可分为全省一致型,南—北相反型和南北—中部相反型,其中全省一致型为主要空间分布形式。江西秋季降水可分为5个区域:一区(赣北中西部)、三区(赣中西部)和五区(赣中中东部)秋季降水呈增多趋势,二区(赣南)秋季降水呈减少趋势;四区(赣东北)秋季降水变化趋势较为稳定。5个区域秋季降水都存在2~4年左右的周期变化,还有多个区域都存在4~6年左右的周期变化,最长周期为14年左右。此外,江西秋季旱年,欧洲东部500 h Pa的大槽加强,江西850 h Pa处东北风距平中,降水偏少;反之,降水偏多。     

关中-天水经济区气候变化特征分析

为正确认识关中-天水经济区气候变化特征,以1960—2014年研究区所辖的七市一区气象站点逐日气温和降水量实测值为基础,综合运用气候倾向率、累积距平法、Morlet小波函数、Mann-Kendall非参数检验法,并结合滑动t检验、Yamamoto分析对其气候变化特征进行诊断分析。研究结果表明:关天经济区近55年来,年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温及降水强度均有上升趋势,年降水量、降水日数呈下降趋势。20世纪90年代是气候变化的转折点,降水量、年平均气温较其它年代增幅明显。降水量存在准6、14、22、32年周期;降水强度存在准6、10、22、27、32年周期,年平均气温存在准28、22年尺度的变化周期。降水要素仅存在弱突变,气温要素呈现相对较强突变。研究区气候整体态势偏向暖湿化趋势发展。