近50年来喀什噶尔河流域气温、降水及径流的变化趋势

应用喀什噶尔河流域内7个气象站、3个水文站的观测资料,分析了全流域、平原区和帕米尔高原的气温、降水以及出山口控制站年径流量的变化特征.结果显示:①从20世纪90年代开始,喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年以及冬、秋季明显增暖,近5年春季迅速增温.从90年代起,全流域与高原区的年降水量明显增加,近5年平原区也明显增加;自90年代起全流域的春季、夏季降水明显增加,而近5年秋、冬季增湿迅速;近5年平原区的秋、春季以及冬季降水增加明显,高原区却以夏、秋季增湿最明显.②喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年气温与降水量都呈显著的线性增加趋势.平原区的秋、冬季气温显著上升,冬季最明显,夏季呈不显著的下降趋势;平原区的四季降水呈不显著的上升趋势.帕米尔高原的夏、秋、冬季气温呈显著的上升趋势,秋季最明显;帕米尔高原的四季降水呈上升趋势,只有夏季的增湿趋势较显著.③喀什噶尔河年径流量(3站合计)近47年来呈显著的线性上升趋势,以3.0%·(10 a)-1的速率增加.流域内3条河流情况有所不同,克孜河径流量的线性增加趋势最明显,而盖孜河呈不显著的下降趋势.     

秃尾河流域径流对降水变化的响应特征

利用双累积曲线法、相关分析法分别对年和季降水径流关系进行了分析,探讨了径流与不同时段降水的响应关系,并通过多元线性回归法定量分析了径流对降水变化的响应程度。结果表明:(1)秃尾河流域年径流呈显著减少,年降水呈先减少后增加的趋势。(2)秃尾河流域四季径流均显著减少,夏季径流变化与年径流变化趋势一致;降水量则春季增加,夏季减少,而秋季和冬季降水先减少后增加,年降水变化主要受夏季和秋季降水变化的影响。(3)秃尾河流域夏季径流对同期降水的相关程度最强,冬季最弱;年径流与最大一个月降水的相关程度最高,其次为夏季。(4)相比于基准期,水土保持效应时期(1978—1998年),径流对降水变化的响应比重为27.4%,人类活动等其他因素的比重为72.6%,其中取用水比重为13.9%;资源开发期(1999—2000年),年径流对降水的响应比重为21.4%,人类活动等其他因素比重78.6%,其中取用水活动比重为17.4%。自人类大规模活动以来,人类活动始终是径流减少的主要影响因素,其中取用水比重有所增加;降水因素对径流减少的作用减小。     

和田河流域半世纪来气温、降水突变分析

利用和田河流域和田市气象站1954-2007年逐月气温及降水资料,采用Mann-Kendall、滑动t和Yamamoto法联合检测半世纪来和田河流域气温、降水年及四季突变事实,结果发现:半世纪来,和田河流域气温发生了以变暖为主的显著突变,春、夏、秋三季和年突变点在90年代中期1996～1997年,冬季在1984～1985年;除秋季外,年和春、夏、冬三季都有降水突变,年、春、夏季以突变增加为主,年、春季突变点在1986、2001～2002年,夏季在1985年,冬季以突变减少为主,出现在1978、1994年;气温、降水突变互有影响,1996年春、夏季出现的显著暖突变直接导致同年年气温的显著暖突变,1986年春季降水的突变增加直接导致同年降水的突变增加,1996年气温的显著暖突变引起同年年降水的显著减少突变;不同突变检测方法灵敏性不同,应将多种方法结合使用,以增加突变检测点的可信度和确定性。     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

景泰县近50年来气温、降水变化特征分析

采用线性趋势分析、Mann-Kendall、子波分析和功率谱分析等方法,分析了景泰县近50年年气温、降水的演变特征及对气候变暖的响应。结果表明:景泰年平均气温在1970年代中期发生了由降温到增温的转型,增温趋势明显,年平均气温增温率为0.32℃/10a。平均最低气温增温率高于最高气温,年平均日较差呈明显下降趋势,说明夜间增温高于白天增温。四季气温均呈上升趋势,但增温趋势表现出明显的季节非对称性,冬季增温最为显著,平均气温增温率达0.63℃/10a,为四季最高,秋季平均气温增温率为0.33℃/10a,春季为0.20℃/10a,夏季增温最小。降水量无明显的增减,但年际变化波动性较大。气温在1990年代中期发生增温的突变,降水没有突变现象发生。近50年来,景泰县气温的变化以8～10a、2～4a的周期振荡较强,年降水量变化的周期振荡以25a、9a、6a为主,在显著周期9a尺度上,两者为反位相变化结构,在5a时间尺度上自1990年代初期之后,降水与气温大致呈同位相变化。     

新疆阿克苏河流域近40年来气温和降水变化

利用阿克苏河流域5个站1961-2000年的气温和降水资料,对近40年阿克苏河流域气候变化及趋势进行分析.结果表明:①阿克苏河流域近40年来气温逐渐上升,年平均气温的倾向率为0.2 ℃/10 a.②阿克苏河流域年降水量以10.8 mm/10 a趋势上升.③对降水量、气温进行相关分析,发现降水与年平均气温呈负相关.年平均气温与四季的相关性均比较显著,都通过了显著性水平检验.年降水与冬季降水的相关性不显著,春、夏、秋三季的降水与年降水均呈正相关,且通过了a=0.01显著性水平检验. ④年平均气温在1993年发生了由低向高的突变,降水在1987年发生由低向高的突变.     

陕南地区近47年来气温、降水变化特征分析

利用陕南地区7个气象站1961～2007年的气温和降水记录,运用线性趋势、距平分析、5年滑动平均,Morlet小波分析等方法,研究了陕南地区近47年来的气候变化特征。结果表明:近47年来,陕南地区气温呈波动上升趋势,其增长率为0.14℃/10a。春、秋、冬季气温在增加,并且冬季增暖最为明显,夏季气温略有降低。气温变化有明显的周期性,普遍存在着20a和3～5a的周期振荡信号;降水量呈减少趋势,平均每10a减少2.9mm。降水量的年际变幅表现为夏季>秋季>春季>冬季,春季和秋季降水减少,夏季和冬季降水增加,减少量大于增加量,导致春旱、秋旱加剧。Morlet小波分析表明降水在20a和4～9a的尺度上也有较强的周期振荡。     

近半个世纪以来祁连山区气温与降水变化的时空特征分析

利用祁连山区19个气象站1960-2005年月平均气温、月平均最高、最低气温、月降水资料,采用线性趋势分析、滑动平均、累积距平等对祁连山近46年的降水、气温变化的时空分布特征进行了分析。结果表明:(1)1960-2005年祁连山区的气温呈显著的上升趋势,最低气温的升幅要高于平均气温和最高气温;(2)祁连山区的气温变化和西北地区的气温变化有很好的同步性,祁连山区西段的气温变化要比东段和中段更加显著;(3)祁连山区的降水呈明显的上升趋势,但是区域差异性很明显,西段增加最为显著,从1978年开始显著增加,要早于西北其他地区。南坡的降水增加要比北坡显著。     

秦岭南北径流变化特征对比分析

突变性是水文时间序列重要特征。秦岭南北地区水文水资源系统的演变规律有较强的差异,突变及其形成的物理机制有很多异同点,因此系统分析本地区水资源突变性特征有重要意义。本文采用小波分析方法对比分析了秦岭南北年径流和最大径流量的变化周期,研究表明:虽然有秦岭气候分界线的存在,但两侧河流变化的差异性不很明显,秦岭南北径流都在逐年减少,尤其是1992年以来减少幅度很大,年径流量减少到历史最低水平;同时使用Mann-kendall非参数突变检验方法检测秦岭南北河流天然径流量的突变年份,结果表明径流的突变年份基本一致,但是显著程度略有差别,主要在1991-1993年发生了突变,这些突变与北半球气候突变具有一致性,人类活动并不是导致这次突变的原因。     

天山北坡经济带42a来气温和降水变化特征分析

根据天山北坡经济带6个气象站点的气温及降水资料,利用线性趋势函数及滑动平均法分析了该区域近42a的气候变化。结果表明:近42a来天山北坡经济带年平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温及春、夏、秋、冬季气温均呈上升趋势,其中90年代是气温上升最显著时期。平均日最低气温上升的幅度远大于平均日最高气温的上升幅度,并且冬季增温明显。年平均降水量及春、夏、秋、冬季降水自80年代后出现增加趋势。除春季外,其余各季降水均有上升趋势,从线性拟合看,夏季降水量上升趋势最显著。     

阿克苏河径流量时间变化特征及成因分析

运用多种统计方法,对1957-2003年塔里木河最大的源流--阿克苏河年径流量序列进行分析,发现阿克苏河年径流量序列呈明显的上升趋势,大致以4 a左右的周期均匀变化.年径流量作为气温上升的滞后反应,20世纪90年代以来快速增加.通过普查相关和引用积雪卫星遥感资料分析,前期山区降水和气温的年际变化是造成河水径流量稳定变化的主要原因,由气温变化导致的山区积雪融水是阿克苏河径流的重要补给来源.夏季的气温、降水的突然变化是引起径流量突然增大甚至引起洪水的主要原因.     

近30 a来开都河上游径流量变化的气候响应

利用巴音布鲁克水文站1980-2010年逐日径流量观测资料,采用线性趋势分析、多元回归分析等方法,研究了近30 a来开都河上游4-9月径流量的变化特征。同时,基于同期巴音布鲁克气象站气温、降水资料,探讨开都河上游气温与降水变化对春季径流量的影响。结果显示：开都河上游年径流量在过去30 a呈明显增加趋势。其中4-6月月平均径流量没有明显变化趋势,7-9月径流量增加明显。虽然年径流量主要分布在夏季,但年最大日径流量大多发生在春季4、5月份。进一步分析表明,前期冬季降水量与当年春季增温均对春季径流量有极显著的影响。     

新疆叶尔羌河源流区气候暖湿化与径流的响应研究

应用卡群水文站和塔什库尔干气象站1961-2006年的观测资料,分析了叶尔羌河流域源区气温和降水的变化特征以及径流对气候变化的响应。结果表明:近46 a来叶尔羌河源区气温总体呈上升趋势,而降水量呈增加的趋势;对气温与降水序列进行统计检验,得出该地区气温增加的趋势显著,降水增加的趋势不显著,气温的增加趋势大于降水。气温是叶尔羌河源区径流量变化的主要影响因素,夏季平均气温与年径流量的相关系数最大,为0.81。与新疆地区其他河流不同的是,7-8月降水量与年径流量呈负相关的关系,相关系数为-0.57;在降水量不变的情况下,径流量随气温升高而增加;在气温不变的情况下,径流量随降水量的增加而减少。     

石羊河流域近45年气温和降水特征分析

利用1961-2005年石羊河流域上游(古浪)、中游(凉州区)、下游(民勤)当地气象站的气温、降水资料,分析了石羊河流域的气候变化特征.结果表明:45年来,流域气温总体呈上升趋势,20世纪60-80年代气温呈降低的趋势,而90年代开始到21世纪初气温呈上升趋势.年平均气温的升高主要是冬季和秋季增温的贡献.降水总体上呈相对增多趋势,上、中、下游降水的年代际变化呈现出不同的特点,降水分布不均.流域内降水量夏季最多,秋季次之,冬季最少;石羊河流域平均气温异常偏暖集中在90年代末到21世纪初,异常偏冷集中在60年代末;石羊河流域降水异常偏多出现在70年代和90年代,异常偏少出现在60年代.     

锡林河流域径流量变化对气候变化与人类活动的响应

选取锡林河集水区域为研究区,基于1968-2015年水文和气象数据序列,采用Mann-Kendall趋势检验进行趋势分析,采用Mann-Kendall突变检验和双累积曲线法进行突变分析,继而利用双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法及弹性分析法定量研究气候变化和人类活动对径流量影响的贡献率。研究表明:1968-2015年,锡林河流域年径流量呈显著下降趋势,且在1984年和2000年发生突变。基于此,将1968-1984年作为基准期、1985-2000年和2001-2015年则作为突变期;双累积曲线法得出的人类活动对径流影响贡献率介于86%~88%,与其他方法所得结果相差较大,而累积量变化率比较法则同时考虑降雨和蒸发对径流的影响,与弹性系数法得出的结果基本一致,贡献率分别介于52.44%~69.02%(1985-2000年)和42.39%~43.64%(2001-2015年)。综合而言,不同定量方法具有不同的基础和结构,使用包含多方法集成的弹性系数法相对于经验性统计法而言更可靠,且更适于锡林河流域径流量的定量响应研究。     

河西地区近50a来年径流、降水和气温变化趋势分析

对河西地区不同地域和高程分布的 2 5个水文气象站点近 5 0年年降水量、年平均气温和年径流量趋势变化分析表明 ,该区年降水量、年平均气温和年径流量变化趋势存在明显的地域分布 ,并受海拔高程的影响。这些变化的产生可能为全球变暖和不同的下垫面影响所致。总体分析表明 ,该区气候趋于暖湿 ,这同 GCMs成果一致。     

半个世纪以来新疆降水和气温的变化趋势

本文通过对新疆 70余个水文、气象站点降水和气温观测资料的分析计算 ,得出近 5 0年来新疆年降水量、年平均气温总体呈上升趋势。年降水量平均增幅 0 .6 7mm/a ,但增幅的强弱在地区分布上各有差异 ,南疆地区一致性较好 ,北疆较差。气温平均增长 0 .2 7℃ /10a ,其中北疆地区为 0 .36℃ /10a ,南疆地区为 0 .2 0℃ /10a ,在地域分布上 ,气温平均增率具有西高东低 ,北大南小和山区高 ,平原低的特点。     

气候变化和人类活动在塔里木河流域水文要素中的反映

塔里木河流域较明显的增湿出现在近20 a,流域平原地区近10 a略有暖干化的迹象;20世纪90年代是流域山区近40 a来最暖湿的阶段,在天山南麓中西部山区和帕米尔高原一带90年代增湿幅度大,西昆仑山北坡一带近20 a降水变化很小.塔里木河流域4条源流出山口多年平均径流量为227.0×108 m3,从年代际尺度看,50-80年代基本接近多年平均值,而90年代受山区增暖变湿影响,4条源流径流量达241.9×108 m3,增幅6.6%.由于源流区人类活动的影响和粗放型农业,近50 a来补给塔里木河干流的源流条数和水量不断减少,加之塔里木河干流上中游区间耗水量大,导致下游水量减少,生态急剧恶化.