西北春季降水的基本和异常特征

应用西北地区85个站1961年－1995年3－5月的降水资料,分析了西北地区春季九水的基本特征和异常特征,结果表明;西北地区春季3－5月降水的年际变率大,且表现为很强的地域性;青海高原和塔里木盆以正偏为主,而青海高原东北侧的陇东、陕西、新疆西部、北部以负偏为主,西北地区降水的峰度较正态分布为小,即随机性较大,西北大部分地区春季发生干旱的频率高 ,西北降水的时空异常特征分析表明,西北区3－5月降水空间上存在着6个异常敏感区;高原东北60％－90％。各个区内的降水随时间的变化而有所不同,其中高原东北侧、河西西部、南疆等地的降水趋呈下降趋势,表现出与中国东部的趋势;青海高原、天山以北地区和浙江省盆地等地呈现出上升趋势。     

临沧市近46年秋季旱涝分布规律初探

应用临沧市各县（区）1961～2006年9～11月秋季降水量资料,统计分析临沧市秋季旱涝的时空分布特征,秋季降水每10年变化特征以及秋季降水异常情况,结果表明,临沧市秋旱多于秋涝,20世纪90年代,是临沧市旱涝多发期,21世纪初期是临沧市秋旱出现频率最高时段;秋季旱涝分布不均,北部与南部较西部和东部多,且南部多于北部;46年来,临沧市秋季降水呈偏少趋势,共出现秋季降水异常12站次,占总站次的3．3％。     

云南省干旱时空演变规律及季节连旱的概率特征分析

选取云南省29个气象站点1960—2010年的降水数据,计算每个站点季尺度和年尺度的标准化降水指数(SPI),分析了云南省干旱的时空演变规律.在此基础上,利用广义极值分布(GEV)拟合季节SPI序列分布,通过离差平方和最小准则(OSL)法选择Frank Copula拟合各季节SPI二维联合概率分布,研究云南地区季节连续干旱及连续特旱事件的概率特征.研究结果表明,云南省在过去51年呈不显著变旱的趋势,其中,夏、秋和冬季发生干旱的频率均呈增加趋势,而春季发生干旱的频率呈减少趋势;春夏、夏秋和冬春连续干旱与连续特旱发生频率呈北多南少的规律,高频率地区主要集中在云南省西北、东北及中部,而秋冬连续干旱与连续特旱高频率地区则主要集中在云南省西南部.     

基于标准化降水指数的贵州省近54a干旱时空特征分析

近年来我国干旱灾害频繁发生,对人们生活、生产造成了严重影响。本文以贵州省为例,选用标准化降水指数为干旱指标,分析年度和季节的干旱发生频率的变化特征。结果表明：近54年来,贵州省年季和季节干旱总体上呈现阶段化趋势,整体表现为干旱增加趋势,1980s中后期和21世纪初期是干旱频发期。干旱频率在空间分布上差异显著,东部地区年尺度干旱较为常见;季节尺度上,除了夏旱高频区呈零星状分布外,其他如春旱主要发生于中部及东部地区,秋旱高发区集中分布于中部和东北部地区,冬旱常发生于贵州省北部地区。研究表明SPI指数能够较好地反映研究区年际及季节性干旱变化特征,能为该地区制定防旱抗旱措施提供理论支撑。     

三江源区多尺度水文干旱特征及植被的响应

采用标准化降水指数SPI和遥感植被指数(NDVI、EVI)量化1961—2018年三江源区的生长季植被和水文干旱的演化特性,基于Mann-Kendall趋势检验法分析了三江源区1961—2018年干旱与植被的时空演变趋势,并基于斯皮尔曼等级相关系数进行了不同干旱变量与植被指数的相关性分析。结果表明： 三江源区季度干旱事件发生于1963年、1966年、1984年、1992年、2000年和2017年;春季有显著湿润化现象（平均趋势特征值Z=228）,秋季澜沧江源和长江源中部有不显著干旱威胁;5月黄河源以北地区有显著植被增加趋势,9月长江源中部与澜沧江源有不显著植被退化趋势,2000—2018年植被变化趋势是北部强于南部、西部强于东部;21世纪以来,干旱事件与植被有一定的响应关系,SPI3与植被指数显著正相关。     

中国西北地区近700年来夏季干湿变化特征

基于观测数据得到的帕尔默干旱指数(Dai-PDSI)和树木年轮重建的帕尔默干旱指数(MADA-PDSI),分析了中国西北干湿分布及变化特征.通过对1951-2005年夏季Dai-PDSI数据的REOF分析,可将中国西北地区划分为3个典型干旱区:南疆干旱区、北疆干旱区和西北东部干旱区.区域平均PDSI分析结果表明,自1951年以来,南疆呈现出明显的变湿趋势,北疆地区先变干后转湿,而西北东部干旱化趋势明显.近700年来的相似干旱期的分析结果显示,各类型相似干旱期都有其共性,南疆相似干旱期的主要特点是干旱从西北向东南延伸到长江中下游地区,北疆相似干旱期的严重干旱位于北疆及其北部地区,而西北东部干旱发生时中国大部分地区遭遇干旱,且严重干旱位于北方地区.20世纪以来的南疆和北疆干旱在历史时期中都有与其强度相当的相似干旱期,而西北东部历史相似干旱期与1995-2005年干旱相比,其干旱强度相对较弱,因此,1995-2005年干旱是此类型近700年来最严重的干旱.     

标准化降水指数在新疆极端干旱事件中的应用

利用1961-2008年新疆49个气象观测站逐月降水量计算相应标准化降水指数(SP I),利用RPCA模态分析的方法研究新疆极端干旱的气候特征.结果表明:1961-2008年新疆极端干旱面积率总体处于减小趋势;20世纪80年代以前极端干旱面积率较大,基本在20%以上;80年代后在10%左右;2000年后极端干旱面积率有增加的趋势;M-K突变检验表明,极端干旱突变出现在20世纪70年代中期.新疆北部是极端干旱发生频率最高的区域,利用主成分旋转法可将新疆极端干旱分为3个区域:北疆区(代表站为石河子观测站)、南疆区(代表站为柯坪观测站)和东疆区(代表站为七角井观测站).依据极端干旱年的定义,1961-2008年新疆极端干旱年份分别是1962-1965,1967-1968,1973-1979,1982,1984-1985,1991,1995和1997年,其中强极端干旱年分别是1962,1974-1975和1997年,相应年份极端干旱的站数远远超过该时段平均值.     

基于标准化降水指数的贵州省近54年干旱时空特征分析

近年来中国干旱灾害频繁发生,对人们生活、生产造成了严重影响。以贵州省为例,选用标准化降水指数为干旱指标,分析年度和季节的干旱发生频率的变化特征。结果表明:近54年来,贵州省年季和季节干旱总体上呈现阶段化趋势,整体表现为干旱增加趋势,20世纪80年代中后期和21世纪初期是干旱频发期。干旱频率在空间分布上差异显著,东部地区年尺度干旱较为常见;季节尺度上,除了夏旱高频区呈零星状分布外,其他如春旱主要发生于中部及东部地区,秋旱高发区集中分布于中部和东北部地区,冬旱常发生于贵州省北部地区。研究表明SPI指数能够较好地反映研究区年际及季节性干旱变化特征,能为该地区制定防旱抗旱措施提供理论支撑。     

近40年贵州省夏季基于Z指数的干旱特征分析

基于贵州省1979—2018年近40年的降水量计算了降水Z指数并利用实况资料进行了比对分析,降水Z指数能很好反映贵州省夏旱,利用降水Z指数场作REOF分区,并分别对各区域降水Z指数序列作线性趋势分析,Mann-Kendall分析和morlet小波分析。结果表明:近40年来贵州的西部夏季旱情略有加重,东部夏旱减缓,尤其是近些年来旱涝更替频繁,四个区域年际差别都较大;西北区域长期呈现下降的趋势,西南区域长期呈现上升的趋势,但是近些年来突变特征较为复杂,省东部呈现下降-上升-下降-上升的趋势,旱涝交替;夏季干旱具有多时间尺度振荡的特点,在20世纪90年代周期特征都比较明显,存在2～4年的周期,2010年以来东北和西南区域2年周期比较显著。     

华南春旱特征及其与水汽输送的关系

利用1979-2005年华南47个基准站降水资料及由NCAR/NCEP II再分析资料计算所得的水汽输送通量资料,对华南春季降水特征及其与水汽输送的关系进行研究,结果表明:华南春季降水可以110.5°E为界划分为两个区域,以东区域为华南I区,以西区域为华南II区。I区降水具有显著的下降趋势,即干旱趋势显著;而II区降水下降趋势要弱得多,未超过信度检验。此外,I区降水在1994年发生突变,由多雨期突然跃变到干旱期。华南春季水汽主要来源于南海和西太平洋,并经中南半岛转向输送到华南,当南海中北部的偏南水汽输送偏弱(强)时,I区降水偏少(多),I区偏旱(涝),当南海西南部-中南半岛南部的偏南水汽输送偏弱(强)时,II区降水偏少(多),II区偏旱(涝)。     

1960—2015年岷江上游松潘县降水变化与旱涝灾害

利用岷江上游松潘县等站点的降水观测资料,分析1960—2015年间松潘县的降水变化特征,并基于SPI指数及其旱涝等级划分标准,采用M-K突变检验、功率谱及小波分析、R/S趋势分析等方法,探究岷江上游区降水规律、旱涝灾害及成因等问题.结果表明:1960—2015年松潘县降水序列的气候变化倾向率是1.09 mm/Da,年降水量总体上呈现不显著的增加趋势,存在约5.75、8.5和10～15 a的震荡变化周期.2013年松潘县降水发生突变,转为增多趋势.近55 a松潘地区旱涝频繁发生,1960—1969年、1984—2012年是少雨干旱期,但是1990年以后旱涝频率增大.1970—1983年是多雨洪灾多发期.2013年以来洪灾多发.夏季风活动强弱是引发旱涝灾害的主要成因,在年降水距平值变化显著的年份都有较大旱涝灾害发生,降水过度集中时也会出现洪灾.未来几年本区降水仍是增多趋势,加上极端气候事件多发等多重因素叠加影响,洪灾发生概率增加.     

塔里木河流域干旱风险评估与区划

选取不同尺度的标准化降水指数为危险度指标和9个干旱易损度指标建立塔河流域的干旱风险评估模型,并分析了塔河流域干旱危险度、干旱易损性及干旱风险度的空间变化特征,研究结果表明:1)塔河流域北部和西部地区的SPI3的干旱危险度高,南部和东部地区干旱危险度低;塔河流域中部和西北部地区SPI12的干旱危险度高。塔河流域西北部和西南部地区的干旱易损度高于其他地区,其中西南部地区的干旱易损度最高。农业人口比重、总抚养比和因旱农业经济损失占GDP比重与干旱易损度的相关性最高。2)塔河流域中部地区和西部地区的女性与男性比、人口密度、文盲率、抚养比、农业人口比重、灌溉面积比重大于其他地区;中部地区和西部地区的粮食产量低于塔河流域其他地区。3)塔河流域西部的干旱风险等级是最高的,其次塔河南部和西北部地区的干旱风险等级较高,东北地区和东南地区的县市的干旱风险度较低。     

基于SPI指数的内蒙古干旱时空分布特征研究

利用内蒙古47个气象站点1961-2013年的气象资料,采用线性趋势分析、标准降水指数分析方法,研究内蒙古近53年干旱的时空变化特征.结果表明:1区域年降水量以-0.039 5mm/a的速率缓慢下降,在空间上呈现总体下降、局部上升的格局.2春季和冬季降水呈现全区性增加趋势,秋季东部减少西部增加,夏季呈全区下降趋势,且速率(-0.32mm/a)远大于年降水量,其中半干旱区下降趋势最明显,是气候变化的敏感地带.3年际尺度SPI呈现干旱波动性增强、强度加剧、影响范围扩大并向东移动的趋势,且与当地环境变化情况相吻合.4季节尺度SPI对降水的敏感性更强,其中各季节干旱逐渐频发且强度加剧,表明干旱强度是造成研究区生态环境恶化的重要因素,在空间上季节尺度SPI对半干旱到干旱的过渡地带响应最为敏感,而对极干旱的阿拉善地区敏感性较差,即SPI对降水变率大的地区指示性更好.5相对于降水距平法和降水Z指数,SPI在对干旱的定量化和滞后效应的描述方面更加直观且准确,能为区域干旱情况做出可靠的评价.     

多种气象干旱指数在新疆干旱评价中的应用对比研究

选取新疆50个气象测站1960-2010年间逐日降水、气温资料,采用模糊C均值聚类方法,并结合新疆地形地貌及水汽来源等地理特征,将全疆分为北疆、南疆、天山北坡、天山南坡及天山东段5个区域,对比分析标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)、自适应帕默尔指数(scPDSI)及有效干旱指数(EDI)的优缺点及其在各分区干湿监测过程中的适用性。SPI、SPEI、EDI对降水、气温响应较快,且干湿趋势变化所呈总体特征一致,EDI较SPI及SPEI对降水量变化更加敏感,SPI较EDI对"干"的评定较重,对"湿"的判定较轻,SPEI综合考虑气温及降水对"干"、"湿"的共同作用,能够监测到SPI及EDI无法监测到的一些特大旱情,而scPDSI对干湿事件的判断结果与其他三种指数相差较大,甚至会出现完全相反的判断结果,且scPDSI对旱情严重程度的判断偏轻,对干湿变化响应较慢,不适用于新疆干湿监测。SPI与SPEI相关性较好,SPI与EDI相关性明显好于SPEI与EDI的相关性,而scPDSI与其他三种干旱指数的相关性均较弱。另外,从干旱发生频率、干旱站次比及干旱强度三个角度进一步分析不同等级干旱事件的发生规律,整体上,干旱发生具有明显的区域性和季节性特征,不论是年或者四季干旱,干旱影响范围均呈缩减趋势。     

近30年闽西区域降水分布特征及突变研究

以1980年-2009年30 a 10个气象站点的逐日降水资料为基础,采用统计及GIS地统计趋势等分析了研究区降水的时空分布特征,利用降水集中度与集中期等分析法进一步讨论了该区的降水特性,并采用M-K检验法对年均降水量做了突变分析.结果显示闽西地区降水主要西北区域多,东南区较少,东北与西北角分别出现极小值与极大值中心.研究区降水量主要集中于5~6月,并呈现推迟的现象.20世纪80年代中叶年降水量出现突变并呈现明显的上升趋势.北部形成的西北-东南向的狭长地带起到了"通道-阻隔"作用,为内陆地区带来大量降水.受玳瑁山的影响,北部地区降水量空间布局呈"八"字对称分布.     

1967-2016年云南高原中部城市群降水时空变化特征分析

以1967-2016年云南高原中部城市群42个站点逐日降水数据为研究对象,采用M-K突变检验、小波分析法和克里金插值法等方法对云南高原中部城市群近50年降水时空变化特征进行分析.结果表明:春、夏、秋季以及年降水量均呈下降趋势,冬季降水量则呈上升趋势;年与四季降水量存在一个或者多个突变点;冬季降水量主周期为12 a,其他三季降水量与年降水量主周期均为34 a;年降水量与夏季降水量均呈现出西部和北部降水量偏少,东部和南部降水量偏多的空间分布特征;春季降水量由东南向西北呈带状递减的空间分布特征;秋季降水量表现为自东向西和北部减少的空间分布格局;冬季降水量地域差异最大,呈现出空间分布极为不均匀与地域性极强的双重特征.     

过去40年中国气候与物候的变化研究

根据中国近40年的日气候观测资料与物候观测资料,分析了近40年中国气温、降水与自然物候的变化趋势及其区域差异.结果表明:(1)近40年来,从全国平均状况看,较为明显的升温阶段出现在1980年以后.其中升温率最大的时期为非生长期,最小的时期为生长期.从区域变化差异看:东部大部分地区、青藏高原的东南部和新疆的部分地区生长期温度在1980年以后都有不同幅度的上升,其中升幅最大的地区出现在华北;降温区则出现在秦岭以南的广大地区(包括西南地区东部、长江中游)以及新疆的部分地区.(2)生长期期间,全国平均降水在近40年中存在明显的准年代波动,却没有明显的增加或减少趋势.但1980年以后,生长期期间降水趋势变化的区域差异却较为明显:新疆、东北及长江中下游的部分地区降水增加,而除此之外的全国大多数地区则以降水减少占绝对优势;其中华北地区的降水减少最为明显.(3)20世纪80年代以后,中国的东北、华北、西北、长江下游地区与云南南部春季物候期提前,西南地区东部、长江中游地区春季物候期推迟;这一变化趋势与中国生长期期间的温度变化趋势相对应.     

江西省不同等级雨日数的变化特征及对降水量的影响

利用1961—2010年江西省79个气象台站逐日降水资料,借助小波分析、M-K检验等方法分析了50年来不同等级降水日数的时空变化、周期性和突变性特征,与厄尔尼诺(ENSO)的关系,以及对年降水量的贡献程度.结果表明:总雨日数和小雨日数呈下降趋势,而暴雨日数和大雨日数增长趋势较为明显,中雨日数的变化较为稳定; 雨日数变化趋势在空间上表现为“东部比西部活跃、南部比北部活跃、中部趋于稳定”的特征; 不同等级雨日数的突变时间和变化趋势不同,其震荡周期在28年、8年、9年、22年不等; 雨日数变化可能受ENSO暖事件滞后效应控制,以总雨日数和小雨日数最为显著; 大雨日数、暴雨日数和小雨强度对降水量的影响最为显著; 暴雨日数和小雨强度对降水增量的影响具有全局性特征.     

陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水的气候特征

利用陕西、甘肃、宁夏和内蒙古西部地区64个测站1961～2000年春季降水量的资料,采用EOF、REOF、小波分析和突变分析等方法,对陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水的空间分布特征和时间演变规律进行了诊断分析研究.结果表明:陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水的空间分布既有整体一致的特性,也存在东部和西部、南部和北部相反变化的差异,可将陕甘宁及内蒙古西部地区划分为三个主要的降水异常区域:陕南秦岭区、甘蒙西部区和河套区.各异常区代表站资料反映出近40a来陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水呈减少趋势,但未发生突变现象,并且存在着14a,8a和2～6a的周期变化.     

GEV指数表征的贵州夏旱分布特征及干旱事件的异常环流特征

利用贵州省81个台站的夏季降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及英国哈德雷中心(MOHC)提供的海温资料,基于广义极值分布理论(Generalized Extreme Value Distribution,GEVD),构建了一种新的干旱指数I_(Gev),研究了该指数所表征的贵州夏季干旱的时空分布特征,并对贵州夏季干旱时的环流背景进行了分析.结果表明:贵州省的夏季降水更接近于服从Weibull分布,且省内南部与东北部的夏季降水具有较大的年际变率;贵州夏季GEV干旱指数I_(Gev)具有显著的年际变化,就干旱事件的表征而言,季尺度的GEV干旱指数能够更好地反映贵州干旱事件的分布与发生发展特征;贵州夏季干旱的形成与对流层低层在中南半岛及南海地区上空出现的异常的气旋式环流以及西北太平洋日本南部洋面上空的异常反气旋式环流有关,且异常垂直环流中贵州地区受到显著的下沉运动控制,使得来自于南方的暖湿气流和来源于北方的冷空气较常年均有所偏弱,贵州省成为水汽通量的辐散区,不利于当地降水的形成,从而导致干旱的发生;最后,贵州夏季GEV干旱指数与同期印度洋北部及西北太平洋的海温的存在密切的关系,印度洋及西北太平洋海温的异常偏低可作为预测贵州夏季干旱的一个重要的前期信号.