湖南省建国以来粮食产量变化小波分析

利用小波诊断技术,对湖南省建国以来粮食产量变化进行了多时间尺度分析．分析结果表明：建国以来湖南省粮食产量变化具有明显的5年、13年和27年的特征时间尺度和相应的周期性变化特征,并且特征时问尺度有逐步增加的趋势,即湖南省的粮食产量变化渐趋稳定;根据小波方差分析发现湖南省粮食产量变化具有显著的13年和27年的主要周期,并以13年的周期尤为显著;综合三个时间尺度上小波系数的演变趋势发现,无论是大尺度还是小尺度上,湖南省仍即将进入粮食减产时期,并仍将持续几年,针对这一趋势,还提出了相应的建议,以期能确保湖南粮食安全。     

1960—2018年河南省降水时空变化特征及重心

河南省是中国粮食生产核心区,研究其降水时空变化特征对于防治旱涝灾害、保障粮食生产具有指导意义.基于河南省112个气象站1960—2018年降水量资料,利用Mann-Kendall法、滑动T检验、小波分析等方法对河南省站点及分区降水变化趋势、突变点和周期性进行了分析,并利用重心模型、标准差椭圆等方法分析了河南省降水重心分布特征.结果表明:1960—2018年期间,河南省的112个站点中,67.9％站点降水量呈下降趋势,32.1％呈上升趋势,全省各站点气候倾向率主要位于-28～24 mm/10 a;河南省5个分区年降水量中,仅豫东地区年降水量呈上升趋势,各分区存在不同时间尺度的变化周期,在整个研究时域内经历了2.5次左右丰-枯交替循环变化;河南省降水重心分布在许昌市许昌县和漯河市临颍县一带,近59 a降水重心有明显向东移动趋势.     

天山北麓玛纳斯河径流规律的分析

采用Morlet小波函数,对玛纳斯河年径流时间序列变化特征进行了多时间尺度分析,并利用小波变换时频局部化功能,将水文序列的频率特征在时间域上展现出来,得出了各种周期的强弱和分布情况,揭示了玛纳斯河径流变化多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下的径流序列变化周期和丰枯突变点,并通过小波方差检验,得出玛纳斯河年径流时间序列存在27年、16年和22年左右的周期变化,这是玛纳斯河年径流在时间域内变化的主要特性.     

基于小波变换的福州市降水量变化研究

利用福州市1951-1990四十年月降水量资料, 对其年降雨量距平进行小波变换, 采用Morlet变换小波函数, 分析了四十年降水量时间序列的多时间尺度特征和突变特征. 研究结果表明, 福州市降水量主要表现为年际尺度的周期变化, 25a的主周期的特征比较明显, 存在许多振荡中心, 为深入研究降水量的多时间尺度特征变化提供了很好的分析手段.     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

城市热岛效应的多尺度变化特征及其周期分析——以北京市为例

以北京市为例,利用5个气象站点36年(1978—2013年)的气象数据,分析了特大城市热岛效应的年、季、周、时等不同时间尺度的变化特征,并借助小波变换方法分析了其周期性变化规律.结果表明:1)随着城市化进程的发展,北京城市热岛强度总体上呈现持续增长趋势,年增速为0.24℃·(10a)-1.2)研究期内北京市热岛效应存在多尺度的时序变化特征:冬季最强、夏季最弱、夜间最强、白天较弱且存在典型的逆周末效应.3)小波分析表明,北京市热岛强度在年际尺度上存在4个显著变化周期,21a具有全域性,为主周期;在日变化尺度上同样存在4个显著变化周期,其中120d周期震荡最强,为主周期.     

开封市近半个世纪极端气温变化趋势的小波分析

统计整理了河南省开封市近50年极端最高温度、极端最低温度等气候要素变化情况.运用滑动平均算法和小波算法结合分析,揭示了开封地区极端温度多时间尺度的复杂结构,并分析了极端温度变化的周期.得到以下结论: 开封市极端最高温度变化具有5年、13年左右的显著周期,而极端最低气温则以7年左右的周期最显著.研究还发现:年极端温度气候的变化特征具有地域特殊性,与全球变暖的趋势不一致.极端高温在年际尺度上均表现出以降温为主要特征的变化趋势,年极端最低气温则表现出升温为主要特征的变化趋势,气温在比以前更小的范围变动.     

基于小波分析的黄河源区年径流变化分析

根据流域特点,把整个黄河源区划分三部分,分别运用小波分析对各部分的年时间序列和年径流序列进行了分析。通过小波分析图显示了河源区年均流量变化的多时间尺度结构;不同时间尺度下年均流量的周期强弱变化和分布情况,以及突变点的位置分布。根据小波方差检验得出的主要周期可对未来年均流量变化进行预测。     

基于小波分析的黄河河川径流变化规律研究

采用Morlet小波函数,分别对黄河上、中、下游河川径流序列进行小波分析,揭示了黄河上、中、下游河川径流变化多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下的径流序列变化周期和丰枯突变点.通过小波方差检验,得出黄河上、中、下游径流变化第一主周期均为22年.经径流变化趋势分析,预测黄河上、中、下游大约在2003～2012年均将处于偏丰期,结果表明上、中、下游河川径流变化具有同步性.     

宿州市粮食生产灰色关联分析及预测

根据宿州市1978～2009年粮食产量相关统计资料,运用灰色模型对宿州市粮食生产预测并进行影响因素灰色关联分析.结果表明:宿州市粮食产量整体呈上升趋势,但中间因气候因素导致较大波动,若措施得当,未来6年粮食产量将逐年增加;9个影响因子中,粮食单产、粮食播种面积、农业生产资料价格及农田水利设施是影响宿州市粮食生产的最重要的因子.