四川省降雨侵蚀力的年内时空变化趋势特征

利用1955-2015年四川省及其相邻省份22个气象站点逐日降雨量数据,通过普通Kriging空间插值和线性回归分析方法,分析了四川省降雨侵蚀力的年内时空变化趋势。结果表明:四川省年内降雨侵蚀力与降雨量呈极显著相关,年内分布规律较为一致;四季降雨侵蚀力变化明显,夏季最高,冬季最低,各季降雨侵蚀力均是从东南向西北逐渐降低且空间分布差异显著;四季降雨侵蚀力的变化趋势都呈上升趋势,上升速率大小为夏季秋季春季冬季,其中春、夏、秋三季呈极显著性上升趋势(p0.01),冬季呈显著性上升趋势(p0.05);全省降雨侵蚀力年内时间分配呈单峰型分布,峰值在7月,省内11个站点的年内分配曲线呈单峰型和双峰型两种;省内11个研究站点的降雨侵蚀力均呈不显著上升趋势(p0.05);省内11个研究站点的降雨侵蚀力年内分布特点总体上遵循降雨侵蚀力值越大,海拔越低的负比关系,降雨侵蚀力与海拔高度呈极显著负相关(r=0.838,p0.01)。     

艾比湖流域潜在蒸散量时空变化特征

潜在蒸散发是衡量气候变化下区域水热资源演变的重要参数。利用艾比湖流域10个气象站1961-2012年逐日气温、降水、日照时数、风速、相对湿度等资料,计算了该流域近52 a潜在蒸散量(ET_0),并分析了其时空变化特征。结果表明:(1)艾比湖流域年、春季、夏季和秋季的ET_0都呈增加趋势,冬季ET_0呈减少趋势。年ET_0增势为0.93 mm/a,在1987年发生增加突变并存在15 a左右的变化周期。(2)艾比湖流域春季、夏季、秋季和年ET_0空间分布总体都表现为北部大于南部,而冬季ET_0在空间上自西向东逐渐减少。变化趋势上,艾比湖流域年、春季、夏季和秋季的ET_0表现为中部增势强于南部和北部;冬季中部减势强于流域南部和北部。(3)年代变化上,20世纪60-80年代ET_0空间上都呈减少趋势,20世纪80年代-21世纪初呈增加趋势。其中80年代ET_0最小,2001-2012年ET_0最大。(4)气候因子与ET_0的变化密切相关,但在突变前后存在差异;其中气温对ET_0的影响最大。该研究可为气候变化下干旱半干旱区水热演变的研究以及流域尺度的生态环境保护和管理提供借鉴。     

1957-2018年永定河流域降雨时空演变规律研究

基于永定河流域内14个气象站点1957-2018年逐日观测数据，采用线性倾向估计、距平分析、小波分析对永定河流域降雨时空演变规律进行了分析，采用旋转经验正交函数（Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF）法对降雨进行特征分区并通过相关分析揭示流域降雨的主要相关因子。结果表明：在全球变暖的背景下，永定河流域降雨量呈下降趋势，下降速率为-2.88 mm/10 a，多年降雨量均值为389.22 mm。季尺度上，春秋两季降雨量呈上升趋势，以秋季降雨量上升最为明显，上升速率为3.75 mm/10 a；夏冬两季降雨量呈下降趋势，以夏季降雨量下降最为明显，下降速率为-8.14mm/10 a。小波分析结果表明，流域降雨量变化存在着28、15、4 a三个周期，以28 a为主周期。空间上，降雨量地域性差异较大，流域降雨量由东南平原区向西北山区递减。REOF分析表明，前六个模态可以较好地反映永定河流域降雨的空间分布类型；根据各模态高荷载区分布，永定河流域可划分为六个降雨区：Ⅰ区为西南大同盆地区，Ⅱ区为北部张家口地区、Ⅲ区为延怀盆地区、Ⅳ区为北京及冀西北盆地区、Ⅴ区...     

基于标准化降水指数的汉江流域干旱时空分布特征

随着流域内经济社会快速发展以及南水北调中线一期工程调水,汉江流域水资源需求日益加大,流域管理面临较大挑战。从干旱角度分析汉江流域缺水状况,根据汉江流域13个国家基本气象站44a收集得到的月降水量资料,用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,从干旱频率、干旱站次比、干旱强度以及气象变化趋势率4个方面对汉江流域的干旱时空分布特征和演变规律进行分析。结果表明:年度、春季和秋季干旱站次比呈轻微增加趋势,夏季和冬季干旱站次比呈轻微减小趋势;春季、秋季和冬季干旱强度呈轻微增加趋势,年尺度和夏季干旱强度呈轻微减小趋势;区域内主要发生的是全域性和局域性干旱,干旱强度以轻度干旱和中度干旱为主;春季干旱频率较高的地区主要在流域西部的汉中等地和南部的房县、老河口、天门等地,夏季干旱频率较高的地区主要集中在流域北部的佛坪、尚州、西峡等地,秋季干旱频率较高的地区主要集中在流域南的老河口、枣阳、钟祥等地,冬季干旱频率较高的地区主要集中在流域南部的房县、老河口、枣阳、安康等地。     

胶东半岛丘陵区典型流域气温-降

利用大沽夹河流域1966~2003年各水文站逐年、月气温和降水实测资料，采用线性倾向估计和Mann-Kendall法，对流域气候变化趋势的年季特征及突变性进行了分析。结果表明，（1）近40年来，大沽夹河流域年平均气温整体呈上升趋势，降水呈下降趋势，气候倾向率分别为0.20℃/10a和-42.17mm/10a。（2）春、夏、冬三季平均气温均呈上升趋势，秋季呈下降趋势。春、冬季的气温倾向率大于全年且冬季高于春季（分别为0.216和0.583℃/10a），夏季的气温倾向率（0.01℃/10a）小于全年；各季平均降水的变化趋势与年降水量变化趋势基本相似，整体亦呈减少趋势，但减少的幅度均明显小于全年平均降水。其中，夏秋季下降趋势较快，春冬季较慢，倾向率分别为-21.76、-15.52、-2.52和-2.25mm/10a。（3）除冬季外，各季及年平均气温均在1972年左右发生突变。其中，夏季在1994年左右发生第二次突变，秋季突变次数相对较多；降水的突变多发生在1970s和1980s初。     

基于Mann-Kendall检验的尼洋河流域水文变量演变趋势分析

在介绍尼洋河流域自然地理、气象水文及自然灾害情况的基础上,基于Mann-Kendall检验方法,对尼洋河流域气象水文数据进行分析得出其水文变量演变趋势。结果显示尼洋河流域降水量近30年年际变化不大,但降雨的年内分配极不均匀,汛期降雨量大而集中、非汛期雨水少而不稳,且冬季降雨整体表现出减少趋势;气温较为一致,呈上升趋势;出口断面流量在夏季和全年尺度上有上升的趋势,秋季、冬季的长期变化趋势较弱。研究结果可为该流域的洪涝灾害防治工作和水资源优化配置提供参考。     

美国加利福尼亚的“干旱水银行”

美国加利福尼亚的“干旱水银行”加利福尼亚是美国西海岸一个重要的州。该州是地中海类型的气候，夏季干而热，冬季湿而冷。每年有２／３多的雨量降在该州的北部，而州的中部和南部水的需求量却占２／３。过去５０余年，加利福尼亚已建成许多水库。有两个最大的水利工程，...     

湘中丘陵区森林土壤酶活性的季节变化研究

研究了湘中丘陵区人工杉木林(CL)、马尾松-石栎针阔混交林(PM)、南酸枣落叶阔叶林(CA)和石栎-青冈常绿阔叶林(LG)四种森林土壤养分特征和土壤酶活性的季节动态变化特征。研究结果表明,研究区土壤酶活性具有明显的季节变化特征且与植被类型密切相关。人工杉木林和马尾松-石栎针阔混交林土壤脲酶活性的季节变化表现为:秋季冬季夏季春季,南酸枣落叶阔叶林和石栎-青冈常绿阔叶林土壤脲酶活性的季节变化为:夏季秋季冬季≈春季,蔗糖酶为:夏季秋季≈冬季春季,酸性磷酸酶为:夏季春季≈秋季冬季,过氧化氢酶为:秋季春季夏季冬季。人工杉木林的四种土壤酶活性均低于其他三种次生林,表明了次生林土壤微生物活性要强于人工林。通过土壤酶活性和土壤养分的相关分析发现,土壤酶活性与土壤全N、水解N、全P、有效P含量均呈极显著的(p0.01)正相关性,土壤脲酶、蔗糖酶活性与土壤全K含量呈极显著负相关性,而酸性磷酸酶与全K含量呈极显著正相关。     

近期气候变化对东江流域水资源的影响研究

利用东江流域主要气象及水文站点1956-2000年气温、降雨及天然径流量时间序列,采用Mann-Kendall秩次相关法检验了流域各季节及年均气温、降雨等气候要素及天然径流量的变化趋势,分析了流域气候变化特征.并利用相关分析法分析了流域气温和降水与径流的相关性,对未来50年该流域径流量的变化趋势进行了预测.结果表明:流域年均气温总体呈显著增加趋势,而年均降雨量和径流总量变化趋势不显著;全流域降雨与径流为正相关,相关系数为0.928,气温与径流为负相关,相关系数为-0.017,说明降雨与径流的关系更为密切,其在流域径流量的变化中起着主要作用.此外,剧烈的人类活动也使得这些相关性更为复杂.     

平果县暴雨特征分析及防涝减灾措施

本文主要采取1989—2018年广西平果县气象局的暴雨日数观测资料,通过采取气候倾向率的方法对平果县暴雨特征进行分析。结果表明:近30年来平果县暴雨日数整体上呈波动性增加的变化趋势,气候倾向率为0.205d/10a。暴雨天气出现频率最高的季节为夏季,春季、秋季次之,冬季出现暴雨天气频率最小。在此基础上,提出了防涝减灾措施,仅供参考。     

鄱阳湖氮磷营养盐对浮游植物群落影响研究

于2011年对鄱阳湖水体进行藻类群落的生态调查及理化数据测定,运用典范对应分析对鄱阳湖氮磷营养盐与藻类群落的相关性进行研究。结果表明,鄱阳湖藻类生物量在春季(5.72mg/L)及秋季(5.12mg/L)出现两个峰值,最低值出现在夏季(3.41mg/L);氮磷变化趋势基本相同,都是在夏季出现最低值,冬季出现最高值,氮营养盐浓度相对较高,氮磷比全年较高。藻类群落的季节性变化规律为全年绿藻占优势,除此之外,蓝藻在春秋季占优势,硅藻在冬季占优势,其群落演替是导致藻类丰度与营养因子相关性出现季节性差异的重要原因;藻类群落的分布主要受总磷、硝氮、氨氮的影响,其中春、秋季节氨氮与藻类群落分布的相关性大于硝氮,夏冬则反之。     

1961—2020年东北三省干旱时空分布特征

【目的】分析1961—2020年东北三省干旱时空分布格局。【方法】基于1961—2020年东北三省的86个气象站实测数据,计算1961—2020年不同时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）,并结合游程理论、Mann-Kendall检验、经验正交函数（EOF）分解等方法对东北三省的干旱时空变化特征进行分析。【结果】年尺度上,SPEI均呈缓慢减小趋势,但整体上高于-2.0,无显著突变点,干旱发生频率为25.5%～37.6%,中旱、重旱、特旱发生的频率自西向东呈“高-低-高”、“中间高两边低”、“逐渐降低”的分布规律;季尺度上,春夏秋季呈下降趋势,冬季呈现上升趋势,这表明冬季东北三省干旱有所减轻,而春夏秋三季的干旱有所加重,干旱在空间上发生的频次为春季>冬季>夏季>秋季;干旱历时越长其干旱烈度越小,代表站点越干旱;年际尺度上EOF分解得到的前4个特征向量和四季尺度分解得到的第一个特征向量的主要空间模态表现为全区一致、南北反向分布特征。【结论】东北三省除春季和冬季外,年和其余两季SPEI都呈现出下降趋势,其中南部干旱有加重趋势,北部呈现湿润趋势。     

云南省降雨侵蚀力时空分布与演变趋势研究

由于生态环境演变及人类活动的影响,云南地区生态环境极度脆弱,土壤侵蚀强度大,侵蚀程度严重。降雨侵蚀力(R)是采用USLE/RUSLE模型进行土壤侵蚀评估的重要参数,但目前针对云南地区R值的计算模型及适宜性方面的研究较少。本研究采用昆明气象站1951—2010年共60 a逐日降雨数据,对中国南方地区常用的5种R计算模型在云南地区的适宜性进行分析,筛选出适宜云南地区的R计算模型,并基于均匀分布于云南省的36个国家基本气象站1951—2012年降雨观测数据,分析云南省降雨侵蚀力时空分布与演变特征。研究表明:在5种降雨侵蚀力计算模型中,模型B具有较好的稳定性,且有效系数(Ef)最大,相对偏差系数(Er)最小,在云南地区有较好的适宜性。云南地区多年平均降雨量为1 106.84 mm,7个分区多年平均降雨量分布在745.83~1 533.33 mm之间,不同地区降雨量分布不均匀,季节分布集中在夏季,降雨空间分布呈现出自西南向东北递减的趋势。云南地区多年平均R为2 719.31 MJ·mm/(hm2·h),7个分区多年平均R分布在1 837.23~3 949.12 MJ·mm/(hm2·h)之间,季节分布集中在夏季,空间分布也表现出自西南向东北递减的趋势。7个分区降雨侵蚀力趋势系数分布在-0.34~-0.02之间,各分区近60 a来降雨侵蚀力均呈现出减小趋势。本研究可为云南水土生态环境建设和土壤侵蚀模型构建提供借鉴和参考。     

基于创新趋势分析方法的黄河年季降水变化特征研究

为探究黄河流域降水变化特征，选取黄河流域92个气象站1960-2015年逐日降水资料，采用创新趋势分析方法、Mann-Kendall检验和Sen’s斜率法分析了黄河流域年季尺度降水量变化特征。结果表明：黄河流域年降水量整体呈现出东南多西北少的空间分布格局。从时间变化上看，黄河流域年降水量整体呈现下降趋势。在季节尺度上，黄河流域春、冬季降水呈增加趋势，而夏、秋季降水呈下降趋势。黄河流域春季轻度降水无显著变化趋势，黄河中游和下游夏季轻度降水呈下降趋势，黄河流域秋季轻度降水呈下降趋势，黄河流域冬季轻度降水呈上升趋势。夏季强降水在黄河上游呈10%左右的下降趋势，在黄河中游呈5%左右的上升趋势。通过探究黄河流域不同量级年季降水的变化趋势，可为黄河流域水资源管理和水旱灾害防治提供参考，进而为黄河流域高质量发展提供支撑。     

江西省锦江流域降水变化特征研究

为研究江西省锦江流域的多年降水特征,以流域的9个雨量站1957-2013年逐日降水资料为基础,对锦江流域不同地区的降水序列分别采用线性趋势、5 a滑动平均、Mann-Kendall趋势检验法,Pettitt突变检验法,累积距平,Morlet小波分析等分析方法进行研究。结果表明:①流域面上多年平均年降水量为1617.5 mm,空间分布为从上游到下游递减的特征,且每10 a以9.59 mm的趋势上升,其上升趋势主要受到中、下游的影响;20世纪90年代是锦江流域降水较多的年代,年降水量在统计年限内呈现出“偏少-偏多-偏少”的变化趋势。②季节降水量的空间分布与年降水量相同,各区域的降水量主要集中在春季,其次是夏季、冬季,秋季降水量最小;夏、秋、冬3个季节的降水量呈现上升趋势,春季降水呈现下降趋势,其中上游流域的春季、中游流域的春、夏两季的降水量的趋势变化均具有显著性,逐月降水量主要集中在4-6月,占年降水量的45.72%左右,6月降水量最大,而9-12月的降水量所占比例较小,各地区各月份所占降水百分比与流域面上相差不大。③在Pettitt检验中,各区域的春季、夏季、秋季的突变较为一致,分别为春季(1984年)、夏季(1991年)、秋季(1980年),其中中游流域的夏季突变还通过0.1显著性水平。年降水量及冬季降水量在不同区域的突变值较为分散;而从累积距平分析,年降水量其各区域较为明显的同一突变点为1991年,冬季降水为1986年。④锦江流域不同地区的年降水量主周期较为明显,均为31 a;次周期在13 a左右,但不明显。     

我国降雨侵蚀力时空分布规律研究

利用全国194个气象站的日降雨资料,并根据年降雨量大小由东南地区向西北地区选取典型的气象站点,分析各站点降雨侵蚀力的年际、年代变化及空间分布。结果表明,东南地区各站点多年平均降雨侵蚀力达到4 000MJ·mm/(hm2·h·a)以上,陕北地区土壤流失较严重的榆林和延安分别为1 324.05、1 880.64MJ·mm/(hm2·h·a),明显低于东南地区,降雨侵蚀力的空间分布与降雨量的空间分布十分相似,而与实际土壤流失的状况并不一致。各站点的降雨侵蚀力的年际变化趋势明显,年代平均降雨侵蚀力的变化比较稳定。周伏建用于福建地区的月雨量模型,平均相对偏差较小,相对偏差变化最小,能更好地反映该地区的降雨侵蚀力。     

河龙区间近55 a降雨侵蚀力与河流输沙量动态变化分析

基于河龙区间12个雨量站点1957—2011年降雨日数据及输沙量年数据,采用滑动平均、线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、累计距平、双累积曲线等方法,分析了河龙区间近55 a降雨侵蚀力和输沙量的动态变化过程以及二者之间的相关关系,定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对河龙区间输沙量变化的影响及贡献率。结果表明,河龙区间近55 a降雨侵蚀力在378.1~2 324.6 MJ·mm/(hm2·h·a)之间变化,其平均值为1 319.7 MJ·mm/(hm2·h·a);整个研究期内降雨侵蚀力呈不显著减小趋势,年均减小量为9.7 MJ·mm/(hm2·h·a)。近55 a降雨侵蚀力变化过程可划分为3个阶段:1957—1974年为快速下降阶段,其下降率为83.7%;1975—1999年为缓慢下降阶段,其下降率为66.6%;2000—2011年为缓慢回升阶段,其上升率为42.7%。以1957—1969年降雨侵蚀力为基准,20世纪70、80、90年代以及21世纪前12 a降雨侵蚀力分别减小了15.9%、19.5%、27.5%和22.7%。河龙区间近55 a输沙量变化介于(0.09~21.37)亿t之间,其平均值为5.6亿t。整个研究期内输沙量呈极显著的下降趋势,其下降速率为0.19亿t/a。以1957—1969年输沙量为基准,20世纪70、80、90年代以及21世纪前12 a输沙量分别减少了27.3%、64.1%、54.8%和88.7%。经Mann-Kendall非参数检验法和累计曲线法综合判定,1979年为河龙区间输沙量突变年份。输沙量与降雨侵蚀力具有极好的线性相关性。通过建立二者双累积曲线方程,计算得出20世纪80、90年代和21世纪前12 a降雨侵蚀力变化对输沙量变化的贡献率分别为22.6%、44.3%和19.0%,而人类活动对输沙量变化的贡献率分别为77.4%、55.7%和81.0%,人类活动对输沙量变化的影响程度较大。1980—1989年和2000—2011年具有基本相同的降雨侵蚀力条件,但后者的输沙量却比前者减少67.6%,表明2000—2011年河流输沙量的变化主要由人类活动引起,人类活动每年减少输沙量2.5亿t。     

根河流域1980-2017年气候和径流的变化特征分析

根河流域处于我国寒温带地区,气候和自然环境较为特殊,分布着大面积冻土,对于气候变化非常敏感。【目的】通过分析根河流域气象要素和径流的变化,探讨气候和水文之间的相互关系,为该流域的水资源科学管理提供理论依据。【方法】以额尔古纳水系根河流域为研究对象,利用M-K检验和Hurst指数等方法,分析根河流域1980-2017年气象要素和径流的变化趋势及相互作用关系。【结果】①根河流域年平均气温在1980―2017年,共上升了1.10℃,在α=0.01的水平上呈上升趋势,且上升趋势有较强的持续性(H=0.75)。其中,生长季的气温变化最为强烈(Z=4.63)。②根河流域生长季降水量占年降水量的85%,趋于下降趋势,下降幅度为1.68 mm/a。③根河流域始冻期和完全冻结期的空气相对湿度分别α=0.001和α=0.01的水平上显著下降,且下降趋势有很强的持续性(H=1.0),变化幅度为0.05%/a。④根河流域径流量趋于下降趋势,在1997年和1999年发生突变,不年降水量发生突变的时间基本吻合,且降雨不径流的变化趋势一致,相关性分析表明,降雨不径流的相关系数为0.91。⑤根河流域径流量不年均气温相关系数为0.50,气温主要以增加流域各因子的蒸散发以及土壤和河流冻结、融化的时间或面积来影响流域径流量。【结论】根河流域降水量和径流在1980―2017年没有很大的变化趋势,气温呈猛烈的上升趋势,流域气候整体上趋于夏季越来越干冷,冬季干热的趋势。     

京津冀地区参考作物蒸散量变化特征与成因分析

【目的】分析京津冀地区参考作物蒸散量(ET0)的变化特征及其影响因子。【方法】基于京津冀地区24个气象站1961―2016年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了各站及区域ET0,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检测、Morlet小波分析、敏感性系数等方法对京津冀地区ET0的时空变化及其影响因素进行了分析。【结果】1961―2016年,京津冀地区全年和四季ET0均呈下降趋势,在空间上表现出随海拔增加而减小的基本特征;全年和秋季ET0分别在1975年和2009年发生了由减少到显著减少的突变;全年、春季、夏季、秋季、冬季ET0的典型周期分别为7、11、16、19、19 a;ET0在年、春季、秋季、冬季均对相对湿度最敏感,在夏季则对最高气温最敏感。【结论】在全年、春季、秋季、冬季,风速的显著下降是ET0减少的主要原因,而在夏季,ET0减少的主要原因是日照时间的显著减少;ET0的在时间上变化不显著,是气候因子综合贡献率与ET0相对变化率差别较大的重要原因。     

珠江流域旱涝时空演变规律分析

根据1959-2009年珠江流域44个测站逐月降水量资料,用Z指数确定单站旱涝等级。结果表明:干旱高发区春季以兴义、望谟和灵山、玉林地区,夏季以靖西和佛冈为主要发生区域,秋季在南雄区域频率较高,冬季集中在龙州、南宁和南雄。洪涝高发区位于流域东部的盘县、兴义和西部的广宁、南雄;夏季集中在望谟附近;秋季分布较不均匀,高频率区域分布在深圳、南雄、梧州和沽益等地;冬季以连县为高频发生区。通过对降水资料的EOF分析发现,流域春、夏、秋、冬4季的旱涝变化主要呈现为整体一致性的旱或涝分布,此外也存在着东旱西涝、东涝西旱2种分布类型。说明珠江流域旱涝分布除了受大尺度的天气系统控制外,还受到局地地形等因子共同影响。