赣江流域近59年极端降水时空特征分析

基于1959—2017年赣江流域13个站点逐日降水量数据,采用线性趋势分析、Morlet小波分析、克里金插值法等方法,分析了赣江流域7个极端降水指数的时间和空间变化特征.结果表明:在时间上,大雨日数(R25)均呈下降趋势,暴雨日数(R50)、日最大降水量(Rx1day)、极端降水量(P95)、极端强降水量(P99)、极端降水强度(I95)、极端降水强度(I99)均呈上升趋势.说明近59年来赣江流域虽然大雨发生的频率逐渐减少,但极端降水的强度逐渐增加;赣江流域极端降水事件含有16年和3年2个主振荡周期,且连续性较强;在空间上,赣江流域自西向东,自南向北,极端降水发生的频率在逐渐增加,但其降水强度逐渐减小.     

近50年延安市汛期极端降水事件变化研究

利用1961～2010年延安市的降水日值资料,对延安市的汛期极端降水事件变化进行统计分析。结果表明,延安市汛期(5～9月)降水量对当地年降水起决定性作用。延安市汛期极端强降水日阈值为32.6 mm,极端强降水量以10.65 mm/10a的趋势下降;延安汛期相对阈值(R95p和R90p)表现出相近的变化,呈弱减小趋势;绝对阈值(R25mm和R50mm)两者的变化与R95p和R90p相近。进入21世纪后,汛期降水量有所回升,极端强降水量、极端降水强度呈弱增加趋势,但极端降水日数、暴雨日数趋于减少,表明在气候变暖的背景下,延安市汛期降水越来越集中,旱涝灾害有增加趋势。     

1961—2015年四川省汛期极端降水指数时空变化研究

利用近55a四川省156个气象台站的的汛期(月)逐日降水量资料,采用F检验、滑动t检验、小波分析等方法对近55a四川省汛期极端降水指数的时空特征、周期特征进行了分析.结果表明:1)近55a四川省汛期降水总量、强降水量、降水百分率、连续5日最大降水量及暴雨日数均在绝大部分地区呈增加趋势,在川中部地区呈减少趋势;降水强度及1日最大降水量在四川省大部分地区呈增加趋势.2)在年代际变化率上,汛期强降水、降水强度、降水百分率、1日最大降水量、连续5日最大降水量及暴雨日数均对汛期总降水量的长期气候变化趋势具有一定的指示意义.3)降水总量、强降水及降水强度、日最大降水量、暴雨日数均存在准8a以及3～4a的短周期;降水百分率以及连续5日最大降水量为6～8a和3～4a的短周期.     

中国农牧交错带30年响应气候变异趋势分析

农牧交错带是典型的生态脆弱区和环境变化敏感区,有气象-环境放大镜作用,及时准确地了解农牧交错带的气候时空变异状况,对环境响应全球气候变化具有重要的生态学意义。利用中国大陆752个站点1982—2012年的逐年降水、气温数据资料,运用反距离空间加权法、掩膜提取、变异系数运算等对中国北方和川滇农牧交错带降水、气温进行分区对比分析。结果表明:(1)除北方农牧交错带丘陵草原区(Ⅳ区)降水量增加外,其他4区均呈减少趋势,气候变化对北方农牧交错带草甸草原区(Ⅰ区)影响最大(降水量变异系数VCp=18%),川滇农牧交错带山地草原区(Ⅴ区)受其波动性最小(VCp=7%)。(2)1982—2012年间,研究区总体增温速率为0.45℃/10年,总体变异系数达29%;30年平均变异系数空间上存在差异性,表现为草甸草原区(Ⅰ区)(温度变异系数VCt=14%)丘陵草原区(Ⅳ区)(VCt=12%)荒漠草原区(Ⅲ区)(VCt=9%)灌丛草原区(Ⅱ区)(VCt=7%)山地草原区(Ⅴ区)(VCt=6%)。(3)30年来400 mm等雨量线有向东、向北发展趋势,空间动态变化范围(102°~111°E、35°~40°N)与北方农牧交错带区域(105°45'~124°42'E、36°01'~49°36'N)重合度达89%,且重合度有升高之势。     

1961-2015年四川省汛期极端降水指数时空变化研究

利用近55a四川省156个气象台站的的汛期（月）逐日降水量资料,采用F检验、滑动t检验、小波分析等方法对近55a四川省汛期极端降水指数的时空特征、周期特征进行了分析.结果表明：1）近55a四川省汛期降水总量、强降水量、降水百分率、连续5日最大降水量及暴雨日数均在绝大部分地区呈增加趋势,在川中部地区呈减少趋势;降水强度及1日最大降水量在四川省大部分地区呈增加趋势.2）在年代际变化率上,汛期强降水、降水强度、降水百分率、1日最大降水量、连续5日最大降水量及暴雨日数均对汛期总降水量的长期气候变化趋势具有一定的指示意义.3）降水总量、强降水及降水强度、日最大降水量、暴雨日数均存在准8a以及3~4a的短周期;降水百分率以及连续5日最大降水量为6~8a和3~4a的短周期.     

黄河流域极端气候事件的时空变异特征研究

以黄河流域为例,充分考虑降水要素的空间异质性,将其划分为8个子区域;选定持续干燥指数（CDD）、持续湿润指数（CWD）、强降水日数（R10）和5 d最大降水量（RX5）4个极端降水指标,采用数理统计、一元线性回归等方法对各子区域极端降水特征进行趋势性分析;并采用基于贝叶斯理论的可逆跳跃马尔科夫蒙特卡洛算法（RJMCMC）,识别并量化了各子区域不同极端降水指标的突变位置及其变异程度。结果表明:1）黄河流域暖干化趋势明显,流域北部尤为突出。2）CDD、CWD、R10和RX5指数空间上趋势变化较大,但相邻区域之间存在相似的分布规律。3）不同子区域不同极端气候指数的突变年份不同,但多集中于90年代。研究结果可有效提高极端气候预测的准确性和可靠性。识别并量化气候时空变异特征对防洪、抗旱布控工作的顺利开展具有现实意义。     

近59年江汉平原降水气候变化特征分析

基于1960—2018年江汉平原12个气象观测站逐日降水资料,计算降水量、降水日数、降水强度以及极端降水量,采用线性拟合、趋势分析以及Mann-Kendall突变检验等方法,分析江汉平原降水的气候变化特征。结果表明,江汉平原降水量春夏多、秋冬少,空间分布由南向北递减。年降水量总体呈缓慢增长趋势,递增速率24.63 mm/10年,但季节分配不均匀。Mann-Kendall突变检验结果显示,1978年为年降水量的突变年份。年均降水日数总体呈明显减少趋势,1983年为降水日数的突变年份,从1996年开始降水日数递减速率急剧增大。降水强度四季变化趋势与年变化趋势一致,均总体呈增强趋势,其中春、夏季递增速率高于年递增速率,秋、冬呈微弱增长趋势,降水强度的突变年份为1979年。极端降水量指标均总体呈缓慢增加趋势。江汉平原降水在时间上分布较为集中,强降水发生概率增大。20世纪60—70年代属少雨期,极端旱年多发生于此时段;20世纪80年代初、90年代中后期年降水量及极端降水量明显偏多,降水强度偏强,极端涝年集中出现在此时段。     

1961—2014年祁连山地区冬半年不同等级降水变化特征分析

利用祁连山区8个站1961—2014年逐日降水量资料,采用线性趋势分析及R/S方法等方法,分析祁连山地区冬半年降水量、降水日数及降水强度的变化特征和未来变化趋势。结果表明,祁连山地区随着降水量级的增加,降水日数呈减小趋势,降水量从小雪到中雪减小,中雪到大到暴雪增加,而降水强度表现为增强趋势;近54年祁连山地区冬半年总降水量和平均降水强度均呈波动增加趋势,总降水日数呈减少趋势。近54年祁连山地区冬半年小雪和大到暴雪的降水日数和降水量均呈减少趋势,中雪呈增加趋势,小雪平均降水强度均呈波动增加趋势,中雪和大到暴雪的平均降水强度表现为减小趋势;祁连山地区小雪、中雪和大到暴雪多年平均降水日数和降水量大值区均在门源站,降水强度小雪的大值区在德令哈,中雪和大到暴雪的大值区均在茶卡;野牛沟站的小雪降水日数(减小)和降水量(增加)、大到暴雪的降水强度(减小)的变化趋势显著。祁连山冬半年未来不同等级降水量、降水日数和降水强度变化情况与过去54年的变化趋势相同,短时期内不会发生逆转。     

枣庄近44年汛期极端降水指数突变特征分析

为了建立气象枣庄站近1971-2014年汛期极端降水事件各指数的年时间序列,以1971-2000年枣庄58 024站逐日降水资料为基础,通过定义95百分位点极端降水事件阈值,利用m-k和累积距平等方法对枣庄近44年汛期极端降水指数的突变特征进行分析。结果表明:枣庄汛期极端降水事件阈值为38.7mm,近44年枣庄汛期各极端降水指数具有不同的突变特点。日最大降水量在1997发生了增大性突变趋势,没有通过0.05显著性检验;极端降水日数没有发生突变;极端降水量与极端降水强度均发生了3次突变,21世纪以来极端降水量和极端降水强度均出现了增大趋势。日最大降水量、降水日数、降水强度的变化均可引起的极端降水量的变化,三者与降水量成较好的正相关,相关系数均达到了0.01的信度检验。     

基于区域站的贵州省夏季降水分布特征简析

本文利用贵州省1650个区域自动站和84个国家站2009年～2018年夏季(6～8月)逐日降水资料对贵州省夏季降水分布特征进行分析。结果表明:贵州省夏季降水量和降水日数空间分布特征为南多北少,降水量大值区和降水日数高值出现在6月份。贵州省降水受地形影响明显,降水量和暴雨日数高值区多出现在山脉迎风坡及平原和山脉的过渡地区。     

川滇农牧交错带参考作物蒸散量演变特征及驱动因子分析

应用川滇农牧交错带24个地面观测站点1961—2015年的逐日气象资料,选用Penman-Monteith公式计算各站点逐日参考作物蒸散量(ET₀)和地表湿润指数(SWI),并采用气候倾向率、反距离插值法(IDW)、Mann-KendalL突变检验、主成分回归分析等方法分析研究区的ET₀和SWI时空变化特征以及各主要气象因子对不同区域参考作物蒸散量演变的影响程度。结果表明,1961—2015年,川滇农牧交错带ET₀呈下降趋势,SWI呈缓慢上升趋势,1987年为ET₀和SWI的突变年;湿润区与半湿润区可近似以横断山区边界作为分界线;全区四季参考作物蒸散量均在下降,冬季时空演变不显著;平均风速是影响ET₀变化的主导因子,日照时数和相对湿度次之,ET₀对最低气温响应最弱。     

1961～2014年辽宁夏季降水日数及其与降水量的相关性

为探明辽宁省不同等级降水日数在降水变化中的作用,利用辽宁省1961～2014年22个站点的日降水数据资料,对54年的降水日数进行空间和时间分布特征分析,并分析不同等级降水日数与降水量的关系。结果表明:辽宁省夏季降水日数、小雨日数和中雨日数的空间分布基本一致,大值区均位于辽宁东部,降水日数从东向西依次递减,渤海沿岸地区为日数小值区域。降水日数、小雨日数、中雨日数和大雨日数均呈减少趋势,降水日数减少速率最大,为2.42天/10年;暴雨日数气候倾向率为0.005天/10年,呈略微增加趋势,但5个降水日数的气候倾向率均没有通过显著性检验(α=0.05)。夏季降水日数年际变化空间分布上有12个站点的气候倾向率通过显著性检验。随降水量级增加,降水日数与夏季降水量的相关系数也逐渐增大,暴雨日数与降水量的相关性最好,即辽宁夏季降水量主要由暴雨所致。     

1961～2010年华南极端降水日数的时空变化特征

[目的]分析1961～2010年华南极端降水日数的时空变化特征。[方法]根据华南地区气象站逐日降水资料,以百分位值定义极端降水阈值,采用模糊聚类、趋势系数、小波分析、交叉谱分析等方法,对华南地区极端降水日数的时空变化特征进行研究。[结果]华南地区极端降水日数可分为4个气候区,分别是南岭区、桂西区、沿海区和海南区,不同区域出现极端降水的季节有明显差异。各区域极端降水日数都有增加的趋势,其中,南岭区和沿海区增加趋势显著。各区域极端降水日数周期变化特征显著,且在2～5年周期上大多具有显著的同位相演变趋势,但落后时间长度不一致。[结论]该研究为华南地区极端强降水的预测和影响评估提供了背景材料。     

近50 年江苏省极端降水时空变化及其对单季稻产量的影响

利用江苏省52个气象站1961—2012年逐月降水量资料及单季稻产量逐年数据,计算5~10月各生育期的极端降水指数,研究区降水变化与产量的潜在关系。各站点降水指数的趋势检验结果表明,大部分站点6、7、8月的极端降水事件呈现增强的趋势,其中8月1日最大降水量的增加趋势尤为显著;而大部分站点5、9、10月极端降水事件呈现减弱的趋势,其中9月总降雨日数的减少趋势尤为显著。单季稻产量与各月降水指数的相关分析表明,在7、8、9、10月中,大多数站点的产量与降水指数呈负相关。诸多指数中,7月最大连续7 d降水量和8月总降雨日数对产量的负效应尤为显著,而苏南地区的单季稻种植对这两个指标的变化更为敏感。     

北半球冬季旱区降水变化趋势分析

将北半球旱区分为极端干旱区、干旱区、半干旱区、湿润偏干区4种旱地类型,结合曲线拟合、Mann-Kendall检验和小波分析等方法,分析了1948—2008年北半球旱区冬季降水的分布及变化趋势。结果表明,近61年来北半球冬季年降水量整体为减少趋势,降水量最少的区域为极端干旱区,降水量最多的区域为湿润偏干区;北半球陆地降水量减少幅度为3.77 mm/10 a,湿润偏干区变化率最大,而极端干旱区降水量变化最小;北半球冬季陆地平均降水量在20世纪70年代初期存在一个突变年份,湿润偏干区的降水量在80年代中期发生突变;北半球极端干旱区、干旱区、半干旱区冬季降水量均存在30年的准周期。     

1981-2014年南四湖流域极端降水阈值及极端降水日数变化特征*

为研究南四湖流域的极端降水特征,本研究利用1981—2014年南四湖流域9个气象站的逐日降水资料,研究分析了该流域降水阈值、极端降水日数等变化特征.结果表明:(1)对于第90、95和99百分位的极端降水事件,平均降水阈值分别为24.7、40.0、80.2 mm;(2)南四湖地区北部降水阈值较南部偏大,东部较西部偏大,极端强降水阈值的空间分布与年降水量的分布相似;(3)南四湖地区年平均极端降水量东北部以及北部较强,南部和西南部较小,这种分布和南四湖流域的降水气候平均态分布较为类似,反映了极端降水对于降水的贡献非常大;(4)南四湖地区极端降水日数平均为每年3.08~3.56天,表现出极端降水阀值大的站点,其极端降水日数较少,其相关系数达-0.893;(5)南四湖地区极端降水量对总降水量的贡献为34.2%~37.7%,且多年平均年极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似,说明阈值大的地方,其降水强度也大,形成灾害的风险也大;(6)南四湖地区极端降水多年平均日数为23.5天,且以4.5 d/10 a的速率上升;(7)南四湖地区20世纪80年代中后期年总极端降水日数发生突变,且存在2年和16年左右的振荡周期.     

湘东南一次预报失败的暖区暴雨个例分析

利用常规观测资料、ERA5再分析数据以及EC和华东区域降水量预报资料,对2020年一次预报失败的暖区暴2个例进行分析。结果表明：该过程属于切变线型暖区暴雨;高空槽过境、近地层辐合以及高空辐散对暖区强降水的作用值得关注;水汽和不稳定能量主要来源于中低层西南急流的输送,边界层的抬升作用明显,高空辐散对降水的增幅作用大,K指数大值区和等值线密集区与强降水区域对应关系较好;该次暖区暴雨落区可参考华东中尺度模式订正,量级需要调小。     

近51年鄂西山地降水变化特征及突变分析

利用线性趋势分析、累积距平、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析法,以地处鄂西山区腹地的宣恩为例,对1959～2009年的月、季、年降水量、降雨日数和极端降水事件进行了综合分析,探讨了鄂西山地近51年的降水量的气候变化特征、降水的突变时间和周期振荡。结果表明,鄂西山区年降水量呈下降趋势,降水倾向率为-27.4 mm/10a,春、秋季降雨量呈下降趋势,尤其秋季以-30.99mm/10a的减少趋势最为显著,夏、冬季呈上升趋势。强降水日数随着年代变化呈减少趋势,极端降雨事件平均每年不足4 d,以-0.033 d/10a的趋势减少。年降水在2008年发生了突变,春、夏、秋降水均有明显的突变现象,降水突变时间分别为1966、1982和1959年。多时间尺度特征主要表现为1～2 a、7～8 a的年际尺度和18 a的年代际尺度的显著变化周期,从18 a左右时间尺度上存在的周期变化看,鄂西山区的降水量会逐渐减少,预计未来可能进入一个相对少雨期。     

山东省近55年来极端降水的时空变化与灾害效应研究

基于山东省1963～2017年22个气象站点的逐日降水数据,选取9个极端降水指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验联合滑动t检验、Morlet小波分析和克里金空间插值等方法,研究了山东省近55年来极端降水的时间变化趋势、突变特性、周期变化、空间分布规律以及气象灾害效应。结果表明:(1)1963～2017年山东省极端降水指数存在变化,但是变化趋势不显著,只有持续湿期呈显著下降趋势。(2)持续湿期和年降水量在1975年发生突变,强降水量在2002年发生突变,大雨日数在1975年、2002年发生突变,极端强降水量和降水强度在1993年发生突变,持续干期、日最大降水量、5 d最大降水量突变年份不明显。(3)各极端降水指数存在2～5 a、6～9 a、15～18 a的周期变化。(4)极端降水指数变化趋势空间差异显著,除持续干期和持续湿期外,其余7个极端降水指数呈下降趋势的区域主要分布在鲁东南地区及胶东半岛南部,呈增加趋势的区域主要分布于鲁中及鲁西北的部分地区。(5)旱涝灾害变化空间分布与相关的极端降水指数变化趋势基本一致:西北部和胶东半岛持续干期明显增加,旱灾也呈增加趋势;西北部及中部山区极端降水量和降水强度增加,洪涝灾害也在加剧。极端降水导致该区干热风灾害总体减少,但是该区部分地区未来发生干热风灾害的可能性增加。山东省应该有针对性地采取有效的防灾减灾措施,减少灾害损失。     

山东省近55年来极端降水的时空变化与灾害效应研究

基于山东省1963～2017年22个气象站点的逐日降水数据,选取9个极端降水指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验联合滑动t检验、Morlet小波分析和克里金空间插值等方法,研究了山东省近55年来极端降水的时间变化趋势、突变特性、周期变化、空间分布规律以及气象灾害效应。结果表明:(1)1963～2017年山东省极端降水指数存在变化,但是变化趋势不显著,只有持续湿期呈显著下降趋势。(2)持续湿期和年降水量在1975年发生突变,强降水量在2002年发生突变,大雨日数在1975年、2002年发生突变,极端强降水量和降水强度在1993年发生突变,持续干期、日最大降水量、5 d最大降水量突变年份不明显。(3)各极端降水指数存在2～5 a、6～9 a、15～18 a的周期变化。(4)极端降水指数变化趋势空间差异显著,除持续干期和持续湿期外,其余7个极端降水指数呈下降趋势的区域主要分布在鲁东南地区及胶东半岛南部,呈增加趋势的区域主要分布于鲁中及鲁西北的部分地区。(5)旱涝灾害变化空间分布与相关的极端降水指数变化趋势基本一致:西北部和胶东半岛持续干期明显增加,旱灾也呈增加趋势;西北部及中部山区极端降水量和降水强度增加,洪涝灾害也在加剧。极端降水导致该区干热风灾害总体减少,但是该区部分地区未来发生干热风灾害的可能性增加。山东省应该有针对性地采取有效的防灾减灾措施,减少灾害损失。