塔城地区干旱时空分布及变化特征

利用干旱Z指数对塔城地区1961~2005年旱涝等级进行划分,分析了塔城地区干旱时空分布及变化特征,得出以下结论:1)EOF第1、2特征向量分别反映了塔城地区干旱的一致变化及南北两气候区干旱气候的不同特点;2)20世纪60年代干旱指数围绕平均值小幅振荡,70年代为旱期,80年代前半期偏旱,后半期偏涝,振幅增大,90年代以后干旱有所缓解,但极端旱涝事件发生频率和强度增大;3)近45 a气象干旱的影响范围呈不显著减少的趋势;4)干旱Z指数序列存在着18 a、7~8 a、6 a、4 a、2-3 a的振荡周期;5)ENSO事件与塔城地区次年夏季降水存在着遥相关关系。     

黑河流域近2000年的旱涝与降水量序列重建

黑河流域有大量近2000年来旱涝史料记载资料,通过提取和处理旱涝记载信息,建立近2000年来的旱涝等级序列。利用统计分析得到黑河流域近2000年来旱涝阶段。近40年旱涝灾害与降水量具有较高的负相关性,相关系数为-0.892,建立旱涝等级与降水量距平百分率关系,依据黑河流域近2000年的旱涝序列重建2000年来降水量序列。得到结论:从1～5世纪降水量不断增加,5～15世纪降水量不断减少,15～20世纪降水量不断增加。     

近80年宝鸡市旱涝变化特征分析

文中使用1934-2010年5-9月降水总量资料,分析研究宝鸡近80a旱涝演变规律。结果表明:宝鸡市近80a有向干旱发展的趋势,并且以0.12次/10a的速度增加;旱涝出现的频率为39%和28.6%;旱涝演变具有24a左右的长周期和2a的短周期;20世纪40年代、80年代以偏涝为主;70年代、90年代和21世纪头10年以偏旱为主。宝鸡市近80a以来,年Z指数明显下降,其下降速度为0.16/10a。1953-1990年涝年多、旱年较少,1993年以后旱年多、涝年很少,近年来有旱涝交替的特点。四季的Z指数变化趋势不同,冬、夏季Z指数变化不大,冬季呈略上升趋势;夏季呈微弱的下降趋势;春、秋季呈明显的下降趋势,表明干旱趋势增强,春季最明显,秋季次之。春季涝、旱和正常年基本各占1/3;夏涝、秋涝、冬旱的发生频率高。各季旱涝变化都具有2a的周期。研究结果对旱涝趋势预测和防灾减灾具有一定的参考价值。     

1470-2014年鄱阳湖流域干湿变化与特征分析

根据1470年以来鄱阳湖流域各类旱涝史料,按照地形和流域分区重建的原则选取区域内11个代表站点进行干湿序列重建,通过面积加权法集成了1470~2014年鄱阳湖流域逐年干湿变化序列。相关性分析和配对样本T检验结果表明在0.01显著性水平下重建序列通过了可靠性检验。不同干湿等级发生频率的空间分析表明,鄱阳湖流域东北部为涝、偏涝中心分布区;中西部为旱、偏旱中心分布区;鄱阳湖区附近属于旱涝兼有分布类型。利用MK趋势检验、累积距平分析、MK突变检验、功率谱和小波分析等方法,诊断了鄱阳湖流域近545年来干湿变化的趋势性、阶段性、突变点和周期性。结果表明:干湿变化在长期尺度下有上升趋势,但并不显著。干湿序列主要体现为3个下降阶段、两个上升阶段;其中1470~1550年、1630~1730年、1890~2014年等时间段偏干;1550~1630年、1730~1890年等时间段偏湿。1570年、1660年等年份出现了年际干湿突变。功率谱和小波分析结果显示鄱阳湖流域近545年来的干湿变化具有多时间尺度、多周期特征,主要有2~3年、4~8年、8~13年、24~60年和100年以上的周期变化过程。     

兰州地区近540年旱涝灾害研究

采用1470～2000年旱涝史料,选取兰州、榆中和永登气象资料,将旱涝等级资料延续到2009年建立兰州地区近540年旱涝等级序列,对旱涝灾害发生的规律性、周期性、阶段性和形成原因进行了分析。结果表明:近540年兰州地区共发生旱灾145次,涝灾90次;根据旱涝灾害发生频次可将近540年划分为前期和后期,前期是旱涝灾害低频期,后期是高频期;近540年兰州地区旱涝趋势以旱和偏旱为主,且出现三个以旱为主的上升阶段和四个以涝为主的下降阶段阶段性特点,旱涝存在3～4a周期、25～26a周期和81～82a周期,其中81～82a周期对应太阳活动的80～120a周期;文中初步将公元1581～1588年、公元1634～1641年和公元1926～1930年发生的旱灾确定为干旱气候事件。     

西北地区近539年旱涝演变特征和趋势分析

选取1470 ～ 2008年间西北四省区19个站点的逐年旱涝等级序列,采用相关分析、累积距平法、移动T检验法和功率谱分析方法,对西北地区近539年的旱涝演变特征及趋势进行分析.结果表明:西北地区总体上以干旱为主,平均发生频率为38％,特别是青海西部达68％;15世纪旱和偏旱发生最为频繁,平均频率达55％,19世纪、20世纪和21世纪旱与涝均增加,旱涝发生更加频繁.各区域旱涝变化趋势具有不同的特点,青海南部、甘肃河西旱涝交替变化,持续时间较短,其余地方旱涝持续时间较长.17世纪40年代到50年代期间,西北地区普遍存在旱涝气候突变,突变时间点由西向东、向南和向北传播和推进;西北地区存在多尺度的周期振动,长周期主要在西北部,东南部以短周期为主,且普遍存在准两年和准三年的短周期振荡.     

近500年陕西旱涝序列重建与趋势分析

本研究旨在运用历史文献资料和降水资料恢复重建陕西省各气象站1470—2008年旱涝等级,分析其变化的基本特征及其演变趋势,为将来的旱涝预测提供依据。选取榆林、延安、西安、汉中、安康5个有代表性的站点,分析这5个站1470—2008年长达539年的旱涝等级序列发现:榆林和延安有由旱向正常发展的趋势;宝鸡和西安旱涝交替阶段性变化显著,存在偏旱向偏涝转变的趋势;而陕南的汉中和安康539年来主要以偏涝为主。17世纪40年代前后陕北、关中和陕南先后出现了旱涝突变点,其中,陕北1640年前后有由偏旱转为正常的突变;1643年前后宝鸡和西安发生偏旱转为偏涝的突变;而汉中和安康在1648年前后发生了正常向偏涝的突变。对陕西5个站点539年的旱涝级别的时间序列进行EOF分解,前三模态方差贡献达91%,反映了陕西全省旱涝时空分布的主要特征;第一模态方差贡献为60.3%,这539年陕西全省旱涝一致型占主导地位;第二模态方差贡献为19.8%,即南北旱涝相反型;第三模态方差贡献较小,为10.9%。     

气候暖干化背景下黄土高原旱涝时空演变特征

选取58个国家气象基准站1960-2010年逐年降水资料,采用Kriging插值、Mann-Kendall检测及Morlet小波分析等方法,对该区降水及旱涝时空特征进行分析。结果表明：黄土高原暖干化趋势明显,气温、降水突变年份分别在1995年、1990年左右。旱涝等级呈上升趋势,尤以半湿润区最为明显。干旱区发生旱、涝频率最高,涝情略微严重,但干旱更易发生,大旱频次高值中心分散分布,洪涝发生频率西部低、中部高。该区旱涝情势存在多尺度的周期变化,25~30 a的振荡最强,推测涝期即将结束,旱期将要开始。研究成果可为黄土高原旱涝灾害防御提供参考。     

近53 a云南东部春季旱涝及其环流距平波列影响

基于年度春季降水,用旋转经验正交函数（REOF）方法,将云南省划分为3个降水气候区,分析了近53 a云南东部春季旱涝基本特征,选取帕默尔干旱指数（PDSI）对春季旱涝进行评估。小波分析发现,云南东部春季旱涝存在准14 a周期,并可分为3个时期：1958-1980年干旱期,1981-2000年偏涝期,2000年以后干旱期。对云南东部涝(旱)年合成分析显示,大尺度背景高度场、风场和温度场的距平场都存在2列并行的纬向波列。在涝年,500 hPa位势高度距平纬向波动为高纬度正距平,中纬度负距平,显示云南上空的低值系统活跃。风场距平波列性质为中高纬度负距平,中低纬正距平,显示南支槽水汽输送的速度与量值的强盛。700 hPa温度场距平波列为高纬正距平,中纬负距平,显示云南温度偏冷,与低纬度副高控制的海洋暖湿气团形成系统性锋区,有利于云南东部降水。在旱年,则2列并行纬向距平波列各要素性质正好相反。此外,青藏高原上游风速受山脉西南侧地形阻挡发生向南折射,涝年风速强,旱年风速弱,直接促发和影响南支槽的强弱。上游风速与南支槽强度具有正比关系。降水关键系统昆明准静止锋在背景纬向波列环境中,涝年比旱年出现频次高,维持时间长。     

陕西关中西部作物生长季近70年旱涝指数分析--以杨陵为例

用Bhalme和Mooley提出的旱涝指数计算方法，计算分析了作物生长季（3月－10月）杨陵近70年的旱涝指数。结果表明，作物生长季各月不同等级的干旱出现频率远大于涝等级的出现频率，其中重旱以4月－5月和9月－10月出现频率＞5％，中旱以3月－4月，6月和8月出现频率＞10％；1930s-1940s和1970s-1990s旱多于涝，中旱－重旱出现频率分别比中涝－重涝高9.9%-12.1%和11.2%-30.0%;1950s-1960s大旱大涝并存，涝略多于旱，中涝－重涝出现频率比中旱－重旱高3．8％－7．5％。旱涝指数在1952年和1976年出现气候突变现象。     

气候变化与青海历史时期的战争

根据历史时期气候变化相关研究成果,利用冰芯、树轮、湖泊沉积中的记录对过去两千年青海地区气温序列进行了重建;同时,还对过去两千年青海地区水旱灾害的发生频次进行了统计。在此基础上,将重建后的气温序列和统计出的水旱灾害频次与青海地区历史时期战事发生频率进行对比,并得出了如下结论:气温波动和战事频率之间总体成负相关关系。即寒冷期对应战事频率的上升,温暖期对应战事频率的下降。不过,气温变化与战事频率之间的这种对应性,在青海东部的表现要比西部更明显;水旱灾害频率与战事频率之间存在正对应关系,只是由于文献记载的脱失等缘故,这种相关性体现的还不是很突出。     

近50a来黑河流域气候变暖对农业生产的影响

利用1960～2009年间黑河流域及其周围15个气象站点的逐月气温观测数据,运用多年趋势线法、Mann-Kendall法、小波分析等方法,对黑河流域气候变化进行了研究。结果表明:近50年来黑河流域气温总体呈增加趋势(β值为0.027℃/a),线性增长率为0.28℃/10a,相当于50年中气温升高了1.4℃,其中20世纪70～80年代气温上升缓慢,至20世纪90年代以后气温显著上升;空间分布上,年均气温变化呈现出由西向东逐渐增温的趋势,其中流域中上游东部和下游地区气温升温幅度较大,以中游民乐和下游额济纳旗最为显著;流域年均气温变化存在着10～15年左右的主振荡周期和6年左右的次振荡周期,其中以13年左右的振荡周期最强;流域年平均气温在1987年发生突变,之后进入偏暖期;同时进一步分析了气候变暖对农业生产的影响,为合理利用本地气候资源提供参考依据,使流域农业得到持续稳定的发展。     

基于R/S分析法的黑河调水及近期治理效果分析

黑河流域由于中游过度用水而导致下游生态严重恶化,引起国际国内的广泛关注。国务院从2000年开始在黑河流域实行水资源统一调度并投资23.6亿元进行综合治理。本文利用R/S分析法对莺落峡来水量和正义峡下泄水量进行对比分析,得出黑河治理效果显著的结论,并对R/S分析法的应用细节进行探讨。     

黑河流域土地覆盖变化与生态环境退化过程分析

本文利用 1 988年、1 995年和 2 0 0 0年三个时相卫星遥感数据 ,对黑河流域土地利用 /覆盖变化进行动态分析 ,综合野外调查和历史资料分析 ,上游地区森林砍伐、植被破坏导致水资源减少 ,中游地区滥用水资源造成土地盐碱化 ,下游地区水资源不足土地沙漠化。水资源问题是黑河流域生态环境退化的关键因子。     

黑河莺落峡年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律研究

黑河是我国一条重要的内陆河,对黑河流域年径流量的变化特征进行深入研究,具有重要的现实意义。文中应用Kendal趋势检验法、R/S分析法、条件概率分析法和M arkov过程基本的理论,对黑河上游莺落峡水文站1945~2000年实测年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律进行了研究。结果表明:莺落峡年径流量变化具有如下主要规律:呈增加趋势,但是并不显著;变化存在正的持续性,预计进入21世纪后将继续呈微弱增加趋势;无论何种长度的连续年数,都是连枯的概率最大、连平的概率次之,连丰的概率最小;径流枯水状态的自保守性最强,平水状态的自保守性次之,丰水状态的自保守性最弱;无论处于何种初始状态,径流向枯水状态转移的概率最大,向平水状态转移的概率次之,向丰水状态转移的概率最小。在径流的长期演化过程中,枯水状态的出现机会占有优势,平水状态和枯水状态的出现机会相同。     

河西走廊中部近53年降水变化及未来趋势预测

利用位于河西走廊中部的6个气象站1957-2009年的降水资料,分析近53年降水量年际年代际变化、季节变化、空间变化、各月变化.在分析降水量历史演变的基础上,利用均生函数方法建立了河西走廊中部降水量的预测模型.结果表明:近53年该地区降水量以4.75 mm/10 a的速度在递增,20世纪80-90年代前期降水量出现下降...     

近53 a黑河流域水文气象要素时空演变特征

基于黑河流域及周边17个气象站点和2个水文站点近50 a的观测资料,采用Pettitt、Mann-Kendall(MK)、Yamamoto和累积距平曲线等多种方法,探讨黑河流域水文气象要素时空演变规律。结果表明:黑河流域各气象要素的空间分布随地势变化明显,平均气温、最低气温、最高气温、日照时数和平均风速由南至北呈逐渐增加趋势,降水和平均相对湿度则呈逐渐减少趋势;黑河流域降水、平均气温、最高气温、最低气温和莺落峡径流量呈显著上升趋势,平均风速和日照时数呈显著下降趋势,正义峡径流量下降趋势并不显著,平均相对湿度则没有检测到明显的变化趋势;平均气温、最高气温和最低气温的突变点集中在20世纪90年代,降水和莺落峡径流量交互验证,确定二者的突变点均为2004年。结合多种变点检测方法共同分析,可有效提高结果的可信度和确定性。     

黑河流域土地沙漠化变迁及成因

本论文在野外试验和室内分析的基础上提出以下结论。在自然因素包括气候、地质地貌、风沙活动及自然灾害等影响下,历史时期黑河流域绿洲和沙漠化土地交替发展。气候温暖期也正是沙漠化土地减弱时期,寒冷期则是沙漠化发生强烈阶段。研究表明90年代与80年代中期相比,额济纳旗沙漠化土地面积增加29.1%,中游地区沙漠化发展速率相对较慢,中游地区1990年比1949年增加约9.4%,年增长速率0.27%。1990年以来,沙漠化呈稳定态势。2000年黑河流域中下游地区的沙漠化土地共有13508.4km2,占监测区域的11.8%。其中,临泽沙漠化土地的面积占监测区域沙漠化土地面积的1.7%,高台占1.707%,肃南(部分)占1.427%,酒泉占0.851%,嘉峪关占0.276%,金塔占9.391%,额济纳旗沙漠化土地的面积为11434.64km2,占84.648%。由此看出,黑河流域下游地区的土地沙漠化形势严峻。同时分析了造成黑河流域土地沙漠化发生、发展的原因。     

Spatio-temporal variation of hydrological drought under climate change during the period 1960–2013 in the Hexi Corridor,China

In recent years, climate change has been aggravated in many regions of the world. The Hexi Corridor is located in the semiarid climate zone of Northwest China, which is particularly affected by climate change. Climate change has led to the spatial and temporal variations of temperature and precipitation, which may result in hydrological drought and water shortage. Thus, it is necessary to explore and assess the drought characteristics of river systems in this area. The patterns of hydrological drought in the Hexi Corridor were identified using the streamflow drought index(SDI) and standardized precipitation index at 12-month timescale(SPI12) from 1960 to 2013. The evolution of drought was obtained by the Mann–Kendall test and wavelet transform method. The results showed that both the mean annual SDI and SPI12 series in the Hexi Corridor exhibited an increasing trend during the study period. According to the results of wavelet analysis, we divided the study period into two segments, i.e. before and after 1990. Before 1990, the occurrence of droughts showing decreased SDI and SPI12 was concentrated in the northern part of the corridor and shifted to the eastern part of the corridor after 1990. The probability of drought after 1990 in Shule River basin decreased while increased in Shiyang River basin. The wavelet analysis results showed that Shiyang River basin will be the first area to go through the next drought period. Additionally, the relationships between drought pattern and climate indices were analyzed. The enhanced westerly winds and increased precipitation and glacier runoff were the main reasons of wet trend in the Hexi Corridor. However, the uneven spatial variations of precipitation, temperature and glacier runoff led to the difference of hydrological drought variations between the Shule, Heihe and Shiyang River basins.