基于标准化降水指数的济宁旱涝演变特征分析

为济宁旱涝灾害的监测、评估提供支持,进而为减轻该区域旱涝灾害损失、合理利用水资源提供科学依据,笔者利用济宁市11县区1959—2013年逐月降水资料,采用标准化降水指数SPI方法,分析了济宁近55年的旱涝变化特征。结果表明：（1）济宁市的旱涝变化呈现明显的阶段性特征,1959—1975、2003—2013年均属偏涝阶段,1976—2002年属偏旱阶段。（2）济宁市各季节的旱涝呈频繁交替的特点,春季和冬季的雨水呈弱增多趋势,夏、秋季雨水呈弱的减少趋势,但变化趋势均不明显。（3）济宁旱涝发生极为频繁,洪涝事件每5~6年发生一次,干旱事件每4~5年发生一次。21世纪初期旱涝变率最大,其次是20世纪60年代,70年代至90年代变化较为平稳,70年代末期至80年代初期出现明显干湿变化,90年代变率小,表现最平稳。（4）从区域中可看出济宁南部区域旱涝变率不大,基本为旱涝相互交替的特征,北部和中部区域总体表现和全市大致相同的趋势,呈现“偏涝—偏旱—偏涝”的变化特征。     

基于标准化降水指数的西藏昌都市旱涝时空特征

旱涝灾害是昌都市主要自然灾害,了解昌都市旱涝时空分布特征,对减轻该区域旱涝灾害损失、合理利用水资源和生态屏障建设有重要意义。利用1981—2015年昌都市7个气象站的逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI),分析昌都市旱涝变化特征。结果表明:昌都市旱涝变化具有明显的阶段性特征,1981—1995年旱涝交替发生,1996—2004年雨涝频繁,2005年以后以干旱为主;春夏两季降水呈弱增加趋势,春夏旱减少,秋季降水呈弱减少趋势,秋旱增加,冬季则无明显的变化;北部、中部和南部在2002年以前,旱涝存在一致性,2002年后存在较大的差异;20世纪80年代中期旱涝变率最大,旱涝转换频繁,21世纪初早期变率最小,3个区域的旱涝变率总体上与全市相似,2011年以后,南部区域变率较高,旱涝交替频繁。     

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。     

上海市青浦区1968—2018年蓝莓主要生育期气候变化特征

采用青浦国家气象站1968—2018年气象资料,选取标准化降水蒸散指数(SPEI),对青浦区蓝莓花期、果期和成熟期不同等级旱涝发生频率和变化特征进行分析。结果表明：（1）青浦区多年平均气温为16.2℃,气温上升明显,降水量存在明显的波动变化。蓝莓不同生育期气温均呈上升趋势,降水量仅在果期有减少趋势,其余生育期均增加。（2）青浦区旱涝的年际变化明显。20世纪80年代、90年代和21世纪10年代总体较为湿润,20世纪70年代和21世纪00年代相对偏旱。不同季节的旱涝变化也呈现出阶段性特点,20世纪70年代各季有一定的干湿交替状态;20世纪80年代,春冬仍呈干湿交替,夏秋总体较为湿润;20世纪90年代至21世纪00年代,春夏秋由湿润化向干旱化转变,冬季则由干旱化向湿润化发展;20世纪10年代,夏秋冬三季呈湿润化趋势,春季多干湿交替。（3）蓝莓3个主要生育期花期、果期和成熟期发生的干旱频率分别为27.5%、25.5%和21.6%,湿润频率分别为29.4%、27.5%和27.5%。研究认为,青浦区蓝莓花期和果期有干旱化发展趋势,成熟期则向湿润化发展,整体上湿润发生频率多于干旱发生频率。     

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。     

基于权马尔可夫链的宝鸡市年降水量状态预测

为了全面分析宝鸡市自然降水的时间分布规律和变化趋势,为该区域水资源预测、旱涝灾害防治、水量调度和水资源管理提供依据,对宝鸡市年降水量状态进行了权马尔可夫链分析。针对降水过程中的不确定和不精确性,采用均值-标准差分级法,将宝鸡市1956-2009年降水量分为干旱、偏旱、正常、偏涝、雨涝5个状态。以规范化的各阶自相关系数为权重,采用权马尔可夫链模型对宝鸡市未来年份的降水量状态进行预测。平稳分析结果表明,宝鸡市多年降水过程中干旱、偏旱、正常、偏涝、雨涝等5种状态出现的概率分别为0.1305、0.2767、0.2751、0.2075、0.1101。宝鸡市未来多年降水过程中偏旱和正常状态占优势,而雨涝出现概率较低,反映了该区域气候暖干化的长期变化。     

基于Z指数的聊城地区干旱时空特征分析

为了了解聊城市自然降水的亏缺状况,探索聊城区域内干旱规律。利用聊城地区8个气象站1970—2010年逐月降水资料,采用Z指数方法计算各站旱涝指标,在此基础上确定旱涝等级,从时间和空间2个方面对聊城地区40多年干旱特征进行分析。结果表明:年际变化中,旱涝交替发生,易发生连续性气象干旱,总体干旱多于涝,旱涝3年和7年周期显著。空间分布中,特旱东北地区高于西南地区,大旱东部地区高于西部地区,偏旱西部高于东部,总的干旱西北部地区最高。     

凉山州北部近50年降水变化特征分析

利用凉山州北部（甘洛、越西、冕宁、喜德四站）1961—2010 年降水量资料,采用一元线性回归、趋势分析、Mann-Kendall 法等方法,研究分析了凉山州北部近50a 降水变化趋势和特征。结果表明:(1)近50 年来降水量呈上升增加趋势,变化倾向率最大为38.7mm/10a（通过了α=0.05 显著性检验）;（2）从年降水变率变化趋势分析中发现,近50 年旱少涝多(仅甘洛在1972 年出现一次干旱);（3）暴雨次数随着年代的推移整体呈增多趋势,并且由北向南明显增多;（4）通过对降水量进行M-K检验,甘洛、越西、喜德站检测出了突变,均有增多的趋势的突变,其中甘洛突变增多趋势十分显著,冕宁没有检测出突变。     

基于标准化降水指数的1981—2013年西藏干旱时空特征分析

为了研究西藏干旱时空分布特征,利用西藏38个气象站点1980—2013年的月降水资料,采用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,分析了西藏旱季和雨季的干旱及重旱频率分布特点。结果表明:东南部旱季干旱频率较高,西部雨季干旱频率较高;而旱季和雨季的重旱频率高的地区都在中、东部;20世纪90年代旱季干旱和重旱发生频率最高,21世纪初雨季干旱和重旱频率最高。对西藏不同区域干旱强度演变情况分析表明,各区域1981—2013年旱季和雨季干旱强度变化都不一致,总体来说,沿江一线和东部地区变化相对稳定,南部边缘变化相对较剧烈。     

鲁西南地区近50年气候变化特征及R/S分析

为了全面分析鲁西南地区近50年的气候变化特征及未来趋势发展,为该区域合理利用气候资源及农业生产提供科学参考,采用线性分析、M-K法和R/S方法相结合,对鲁西南地区1961-2010年的气温、降水量和日照时数的变化特点及未来趋势进行分析。结果表明：气温在过去50年间呈极显著的上升趋势,增加率为0.16℃/10 a,并在1995发生增温突变,同时其Hurst值为0.81,说明当地未来气温上升的趋势还将持续。年降水量在过去50年间变化趋势不显著,其中20世纪60年代中期和21世纪初突变比较频繁,其Hurst值为0.62,说明当地未来降水的变化特点不稳定,降水量有可能增多或减少。日照时数在过去50年间以112.05 h/10 a的速率呈极显著减少,1985年是个突变点,其Hurst值为0.96,说明当地未来日照时数的持续性很强,保持继续减少的趋势。研究区未来的气候变化趋势为气温继续升高,降水不足、日照减少,总体来说,向暖干化趋势发展。     

广东近40年气候变化特征及对农业的影响

为了合理利用气候资源,趋利避害,保障粮食及特色作物安全生产,利用广东省9个代表气象站1971—2010年气象资料,分析了近40年热量、降水及光照资源时空变化特征。研究表明,广东各地平均气温1976年以后呈较明显的上升趋势,上升突变年出现在1989年,2007年以后为下降趋势;四季气温亦呈上升趋势,冬季及秋季最为明显,由北到南,冬季增幅最多,夏季变化最小;1990年以后热量资源增加显著。各地年平均降水量呈减少趋势,由北到南,冬季、春季降水量减少,夏季、秋季增多。潜在蒸散于20世纪80年代最低,21世纪初期最高,冬季增幅最为明显。日照百分率呈下降趋势。气候变化对作物生长、产量品质、种植布局及干旱等气象灾害均带来一定影响。     

ENSO事件对安徽省气候变化和旱涝灾害的影响

本文选用1960—2012年安徽省降水与气温数据资料,利用线性倾向估计法、反距离加权插值法、相关分析法和X²拟合检验等方法分析了近53年来安徽省气温和降水的时空特征以及ENSO对气候变化和旱涝灾害的影响。结果发现：（1）近53年来,El Nino事件和La Nina事件的出现频数分别为16次和15次,El Nino事件多发生在春、夏2季,结束于冬季;La Nina事件多发生在夏、秋2季,结束于春、冬季;（2）从时间上看,近53年来安徽省年降水量呈微弱的增加趋势;年平均气温呈明显的上升趋势,20世纪90年代后期升温趋势尤为明显;（3）空间上,降水量呈南多北少的分布特征,淮河以北降水呈减少趋势,而淮河以南则呈增加趋势;气温的高值中心位于皖南山区和大别山区;（4）El Nino事件使得降水量减少,气温增加,而La Nina事件使得降水量增加,气温降低,并且存在一定程度的滞后性;（5）El Nino事件和La Nina事件分别与安徽省的旱灾和涝灾存在显著的关系,旱涝灾害大多发生在ENSO事件年的当年、次年或前一年,且旱灾在连续性的El Nino事件年发生的概率更大。     

新疆地区30余年水热因子变化特征分析

利用新疆地区过去30多年的气象台站气温和降水量观测数据,采用气候倾向线性估计和Mann-Kendall方法分别对气温和降水量的变化趋势与突变信息进行了分析。结果表明：（1）30余年,新疆地区年平均气温呈现较为明显的上升趋势,年均降水量呈现波动式的持续性增长趋势,总体上气候朝向暖湿化方向发展。在0.01的置信水平下,年均气温在20世纪90年代中期发生了明显的突变,年均降水量在同期的波动性增湿并非突变过程;（2）春、夏、秋三季气温倾向率呈现显著的上升趋势,而冬季气温倾向率没有表现出显著的趋势性气候特征。在0.01的显著水平下,春季气温在20世纪末或21世纪初发生了突变,夏季平均气温在1998年发生了突变,秋季的增暖突变发生于1994年,冬季气温没有表现出明显的突变特征;（3）春、夏、秋三季降水呈现波动式减少趋势,而冬季降水呈现显著的增湿趋势。在0.01的显著水平下,四季降水量并没有表现出突变趋势特征。这些结果有助于丰富西部干旱区气候变化研究的基础资料,也能够为新疆地区气候变化对社会经济的影响决策提供科学依据。     

锡林浩特市50年降水量变化特征分析

为了预估锡林浩特市未来降水演变趋势,为制定流域治理规划以及合理开发利用水资源提供理论依据,利用气候趋势分析、小波分析和M-K突变检验等方法,分析锡林浩特市1961-2010年50年降水的多时间尺度变化特征。结果表明：年降水量呈弱减少趋势,夏季和秋季呈减少趋势,夏季尤为明显,但夏季降水量对年降水量的贡献最大;春季和冬季虽呈弱增加趋势,且春季大于冬季。各月降水量呈现出偏多和偏少波动变化趋势,其中减少最多的是8月,其次是7月。年降水量历史极大值出现在1974年,极小值出现在2005年,极差达359.9 mm。多雨期出现在20世纪60年代末期-70年代末期以及90年代,少雨期出现在20世纪60年代和2l世纪初。降水量变化存在明显的多时间尺度变化特征,变化周期在小尺度上变化频率较高,而在大尺度上相对较低,分别以2~5年和10年左右周期表现显著。1999年是50年年降水量变化的显著突变点,由多雨期转为少雨期。     

1962—2013年山东临沂四季变化特征分析

为了反映气候变暖对临沂季节变化的影响,以便更好地服务于当地应季农业生产、防灾减灾等方面,根据气候季节划分国家标准,利用临沂市气象局所辖10个台站1962—2013年逐日气温资料,分析了临沂地区近52年来四季开始日期和四季长度的变化特征。结果表明：临沂市春季起始日明显提前,秋、冬季起始日均有不同程度的推迟,且这种变化在20世纪90年代到21世纪初最为明显,而夏季起始日变化趋势则不明显。四季长度的变化表现为,春、夏季略呈延长趋势,冬季则呈现明显缩短趋势,秋季变化趋势不明显。四季长度的突变多发生在20世纪80年代末到90年代初,且在80年代后,春、夏季长度呈增加趋势,冬季长度则持续缩短,尤其是1998年以后冬季缩短更为明显。四季长度均存在3年、6年、9年的周期,其中春季以3年周期最为明显,夏、秋、冬季则以6年的周期最为显著,另外春、夏、秋季长度还存在12年左右的周期,冬季长度存在30年左右的周期。     

本溪山区极端降水指数的变化特征分析

为了进一步探讨降水及洪涝灾害发生规律,合理开发利用本溪山区水资源,利用本溪草河口气象站1953—2012年逐日降水资料,分析了本溪山区6个极端降水指数的变化趋势。结果表明：本溪山区年降水量年际差异较大,年降水量无显著的变化趋势;四季降水量也无明显的变化趋势。年降水日数呈明显的减少趋势,从1974年本溪山区降水日数开始减少;除春季降水日数变化趋势不明显外,其他各季均呈显著的减少趋势变化;夏季在1976年,秋季在1987年发生突变。降水强度无明显的变化趋势;最大5日降水量趋势变化不明显,但年际间差异较大;年极端降水事件无显著的变化趋势,20世纪50、60、80年代为偏多时期。