重庆主城区近百余年降水的变化特征

利用1892—2009年重庆主城区降水资料,采用多种统计方法,分析了近百余年来重庆主城区年和四季降水的气候变化特征.结果表明:重庆市主城区近百余年来,年、春季、夏季和冬季降水线性变化趋势都不明显,都为略增多的趋势.秋季降水为显著的减少趋势,减少率为-6.7mm/10a,通过了0.01的水平置信度检验.年和四季降水的阶段性变化差异明显.年降水在近百余年未发生明显的突变.春季、夏季和冬季降水都发生过一次突变,分别发生于1915、1978、1956年,都突变为增加趋势.秋季降水第一次突变发生于1963年,突变为增加趋势;第二次突变发生于1974年,突变为减少趋势.周期分析表明近百余年来年降水存在3a左右的显著周期,春季降水存在7a和5a左右的显著周期,夏季降水存在3a和6a左右的显著周期,秋季降水存在2a左右的显著周期,冬季降水存在3a左右的显著周期.     

绍兴市近48年降水演变特征统计分析

选取绍兴国家气象观测站1961年1月至2009年2月逐月降水量作为降水分析基本资料,利用一元线性回归、小波变换和Mann-Kendall检验等统计学方法对绍兴降水季节变化和年际变化的特征进行了综合分析,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化趋势进行了预估.结果发现,绍兴市近48 a各个季节和年降水都存在多时间尺度特征,大尺度的周期变化中嵌套有小尺度的周期变化.春季降水以3～4 a年周期为主.并有准3 a周期向准4 a周期转变的趋势;夏季降水主要存在准4 a和准14 a周期变化;秋季降水主要存在准2 a和准12 a周期变化;冬季降水主要存在准4 a和准16 a周期变化:年降水主要存在准2 a和准4 a年际周期变化和准13 a年代际周期变化.绍兴春季和冬季降水突变不明显;夏季和秋季突变明显,突变点分别出现在1973年和1963年,而年降水突变不明显,不存在明显的突变期.夏季降水变化趋势和年降水趋势基本一致:夏季降水和年降水在时域上分布有很大的相似性,都具有准4 a周期变化.并全时域存在;夏季降水突变影响到全年降水的突变.根据绍兴夏季降水和年降水的主周期推测.2009年后的5～6 a绍兴年降水将相对偏多.     

山西省夏季降水年际变化特征

采用旋转主成分分析(REOF)、小波分析方法,对山西省1960-2004年夏季降水距平场进行分区,分析不同区域夏季降水时间变化规律.结果表明,山西省夏季降水异常区域大致可划分为3个区,即北部区、中部区、南部区.各异常区夏季降水都存在10 a以上长周期和5～9 a短周期振荡,但其显著周期及年代变化差异较大.     

黄土高原植被生长期降水对全球气候变化的响应

利用黄土高原区域40a的降水资料，研究植被生长期降水变化，检测降水突变，分析降水异常的分布和振荡特征，并对千年和湿年进行比较．结果表明：近40a采黄土高原植被生长期降水在1985年左右发生突变，由历史上的多雨转为少雨。根据降水异常响应的敏感程度划分了3个敏感区，即北部、东部和西部；在各区的降水变化存在3a～5a、8a左右的年际振荡和16a～20a左右的年代际振荡，3a～5a的周期明显；划分了千年和湿年，干湿年降水相差大，特别是高原中部相差120mm以上，湿年比千年多40％以上；千年相对变率明显大于湿年．     

近59年合肥气温特征分析及其未来变化趋势预测

基于合肥市1957—2015年逐月温度资料,结合线性回归、Morlet小波和R/S分析等方法,对合肥气温特征进行分析。结果表明:合肥近59年年均温增幅为0. 205℃/10a,近37年增温幅度最大,为0. 391℃/10a;除夏季以外的其余季节增温趋势显著,春季温度增幅对年均温的增温贡献最大,为0. 370℃/10a;冬季最早于1990年发生增暖突变,全年和春秋两季均温都在1993年发生增暖突变;全年和四季温度振荡第一主周期为4-7a,全年和秋冬两季还存在11-14a的中长周期振荡。合肥温度时间序列存在十分明显的赫斯特现象,将温度交替变化的周期特征结合Hurst指数预测合肥未来一段时间内温度将继续升高,下一个7a主周期振荡后全年和春夏秋冬四季温度将分别升高0. 14℃、0. 26℃、0. 02℃、0. 12℃和0. 18℃。     

基于质心分析的淮河流域降水时空分布特征

为定量表征淮河流域降水量非均匀性特征,建立年降水质心时间指标,以概化年内降水过程时间分布,从时域、空域、频域3个维度解析流域近55 a降水质心时间的总体格局与演变规律。结果表明:各典型站点近55a降水质心时间序列中全部存在28a的第一主周期;年降水质心时间序列突变年份多发生于1975—1989年,突变主要集中于淮河上中游地区;年降水质心时间序列多呈现不显著的增加趋势,说明流域大部分地区年降水集中期有微弱的后移倾向;年降水质心时间随纬度增加而呈现明显的后推趋势,流域南北地区年降水质心时间可相差20 d左右,经度变化对年降水质心时间没有明显影响;淮河流域暴雨与大雨质心时间普遍迟于其他等级年降水质心时间,流域年降水质心时间对暴雨、大雨较为敏感。     

近50年黄淮海平原极端降水时空变化及其对农业的影响

气候变化下由极端降水引起的农业灾害频发,严重威胁我国的农业生产和粮食安全.以黄淮海平原63个气象站点逐日降水数据为基础,分析了1963-2012年降水事件频次和强度的时空变化、年际变化趋势的时空变化,并采用Pearson相关系数揭示极端降水对农业的影响.结果表明:(1)从空间分布来看,大雨总量、暴雨总量和大雨日数均呈现自东南向西北递减的特点,大雨强度的空间分布相对较均匀;山东省的暴雨雨量分布特征与总体不一致,自西南向东北递减.(2)从时间变化来看,大雨日数、暴雨日数和暴雨强度减少趋势均不显著,大雨强度上升趋势不显著.各指标年际变化趋势空间分布差异较大,呈增加趋势的站点少于呈减少趋势的站点.(3)从对农业的影响来看,河南省农业水灾面积与极端降水指标存在显著的正相关,降水日数的影响程度大于降水强度;冬小麦单位面积产量与全年和生育期内大雨日数和大雨总量均存在显著负相关;冬小麦单位面积产量与5-6月降水总量和降水强度呈显著正相关,与极端降水指标和连阴雨指标均呈显著负相关,不同降水指标对冬小麦产量的负效应表现为大雨>连阴雨>暴雨.     

鲁中山区地质灾害的气候特征分析

 利用1950—2010年鲁中山区的地质灾害资料,对61a来鲁中山区地质灾害的气候特征进行了分析。结果表明,(1) 鲁中山区发生地质灾害主要集中在7月中旬至8月中旬,其中7月中旬出现频数最高,是发生地质灾害的主要旬份,鲁中山区地质灾害主要以暴雨型地质灾害为主;(2) 鲁中山区出现泥石流、滑坡多发区在鲁中山区南部和西部一带,其中尤以南部为最多,鲁中山区的泥石流滑坡在6—8月有逐月向北推进的趋势;(3) 鲁中山区发生地质灾害的年代际变化明显,20世纪60年代和90年代为地质灾害多发生期,80年代和50年代为地质灾害少发生期,近61a来鲁中山区存在显著的10—15a的年代际尺度和3—6a年际尺度的周期变化;(4) 鲁中山区中南部在大暴雨情况下发生地质灾害的可能性大,西南部、中东部在大雨以上情况下发生地质灾害的可能性大。降水时间、空间分布与地质灾害关系密切,发生地质灾害日不同雨量等级与前期降水条件的相关性较大。     

华山地区近60 a 6-9月降水特征及环流成因分析

运用滑动平均、回归分析和Morlet小波分析法,用华山站60 a(1956-2015年)的逐日降水资料,对华山地区降水较多的6-9月的降水进行了不同时间尺度的特征和趋势分析,对可能影响降水的环流因子进行了统计分析.结果表明,华山地区月降水呈单峰分布,降水量、降水日数与最大日降水量的峰值均出现在7月. 6-9月的降水量对年降水量贡献很大,占全年58%以上,其中大雨及以上量级降水出现频次占比超过50%.华山地区降水存在比较明显的周期,年内周期主要表现为在6-9月存在4 d左右的准单周季节内振荡,年降水量在1973-1992年存在5 a左右的显著主周期.影响华山地区6-9月旱涝的环流形势差异较大,在涝年主要表现为高空通常有气流辐散,地面有气流辐合,垂直上升运动更强,西太平洋副热带高压位置更西更北,沿副热带高压西侧到达华山地区的低层水汽条件更好,中低纬度冷空气较弱,冷暖空气在华山地区交汇;旱年形势则大致相反.利用大尺度环流因子定量化指数统计验证发现,对于华山地区6-9月汛期降水影响较大的气候因子主要为北半球副热带高压和西太平洋副热带高压北界及脊、北半球副热带高压强度、印缅槽和北半球极涡中心强度,这些因子与华山汛期降水量的相关系数达到-0.13～0.28,且均通过了0.05的显著性水平检验.     

近51年海河流域气候变化特征分析

在全球变暖的背景下,海河流域作为我国重要工农业生产地,气候正在发生重大变化.利用1960年-2010年海河流域30个气象站点的气温和降水资料,将每个站点的气温和降水量展布到全流域,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等方法分析海河流域气候的变化特征.结果表明：海河流域气温呈明显上升趋势,其中西部和东部明显高于南部和北部,年平均气温在1988年发生突变,气温变化存在7a和10～15a2个周期;整个流域的降水量呈下降趋势,其中北部的内蒙古地区和河南的北部地区降水减少趋势最为明显,降水量在1997年发生突变,降水变化存在5～7 a和10～15 a 2个周期.     

我国东北地区主要城市气温和降水量序列的多尺度分析

根据1961~2010年东北地区35个主要城市站的逐日气温及降水资料,采用线性拟合、小波变换、经验正交函数分解、Mann-Kendall突变检验和R/S分析等方法,分析了我国东北地区主要城市的气温和降水的变化。结果表明:近50年东北主要城市年平均气温呈上升趋势,其中20世纪80年代后期至90年代初增温幅度最大;城市气温变化存在明显的16a尺度年代际变化周期和(7~8)a、4 a和准2 a尺度的年际变化周期,其中4a尺度的低频振荡能量最强;城市化进程对气温变化影响显著。东北地区主要城市的年降水量减少趋势明显,其中20世纪60年代中期至80年代初降水减少幅度最大;年总降水变化存在准2 a、4 a和(9~10)a尺度的年际变化周期,其中4 a和(9~10)a振荡能量最强;夏季出现特涝的概率大于特旱,大涝的几率小于大旱;同时7月份是东北局部特大洪涝或干旱的多发时段。     

开封近50年暴雨、大暴雨时空分布特征分析

利用1961—2009年近50年来开封地区逐日降水资料,对开封暴雨、大暴雨进行时空分布特征分析,结果表明:其年代际变化均呈波浪型,波峰为20世纪70年代,波谷为80年代,90年代回升,21世纪初大暴雨呈减少趋势.开封地区的暴雨具有明显的季节性特征,夏季暴雨最多,尤其是7月中下旬最为集中;多局部暴雨,少区域性暴雨,连续暴雨也较少;暴雨南部多北部少,而大暴雨东部、东南部多,西部少;年暴雨站次数与年降水量呈很好的正相关;夜暴雨多于昼暴雨,并分析了暴雨的成因和产生特大暴雨的天气形势.     

近54年来玉溪市气候变化特征分析

利用线性趋势函数、滑动平均、Mann-Kendall突变检测分析法及方差分析外推法等,分析了玉溪市1960-2013年温度及降水的变化趋势和特征.结果表明:近54年来玉溪市气候变化呈现温度升高及降水量减少的暖干化趋势,温度增加速率为0.26℃/10a,降水减少速率为19.08 mm/10a.1994年发生增温突变,年降水量在2009年发生了由多向少的突变.干季温度增温率强于雨季,且干季降水量增加的幅度没有雨季降水量减少幅度大.21世纪以来是近54年来玉溪市温度最高且降水最少的一个阶段,尤其在2009-2013年降水持续偏少,致使玉溪市出现"四连旱".玉溪市1960-2013年期间,温度周期变化不明显,而降水量存在准18a和7~8a的周期振荡.     

广西环北部湾地区降水的时空变化特征

选取1961-2011年广西环北部湾地区12测站逐日降水数据,采用降水发生率和贡献率指标,分析不同历时和等级降水的时空变化规律,利用Mann-Kendall检验法探讨降水的变化趋势,结果如下:(1)各历时降水发生率随降水历时增加大致呈指数形式递减,贡献率则先增加后减小;从引发洪涝灾害的角度分析,3~4 d历时降水造成洪涝灾害发生的可能性最大。各历时降水发生率与贡献率空间差异表现基本一致,均表现为1~2 d、≥10 d差异较大,3~9 d差异较小。(2)降水发生率随着降水等级的增加而减小,贡献率则随着降水等级的增加而增大;空间差异主要表现在南部的北海、钦州、东兴所在区域的小雨和暴雨方面,即小雨发生率、贡献率偏低,暴雨发生率、贡献率偏高;其余各站差异较小。(3)各历时降水发生率与贡献率变化趋势表现基本一致,即1~2和≥6 d表现为下降,3~5 d表现为上升。小雨、大雨、暴雨发生率、贡献率在区域变化趋势上表现基本一致,即小雨表现为下降,大雨、暴雨表现为上升;而中雨发生率和贡献率分别表现为上升和下降。     

基于Z指数的延边朝鲜族自治州旱涝变化研究

利用延边朝鲜族自治州8个县市气象站1960-2009年逐月降水资料,采用Z指数方法对延边朝鲜族自治州旱涝等级和时间特征进行分析,通过小波分析研究旱涝事件周期.结果表明:延边朝鲜族自治州属于偏旱型地区,旱涝灾害频发,且易发生连续性旱涝灾害,发生旱涝灾害事件的周期为3a.从季节变化来看,延边朝鲜族自治州冬季发生干旱灾害频率最高,秋季发生洪涝灾害频率最高,且春冬发生旱涝灾害事件的周期为3a左右,夏秋发生旱涝灾害事件的周期为2a左右,但春季应预防重涝灾害出现.     

1971—2018年金华地区冬季降水特征研究

为了探究金华地区冬季降水特征和极端降水情况,利用1971—2018年金华地区的实测地面降水资料,运用线性倾向估计、滑动平均、百分位阈值和小波分析等方法,对金华地区48年冬季降水变化进行了研究分析.结果表明:1)48年间,金华地区冬季降水量总体呈上升趋势,降水天数呈下降趋势,说明单次降水的强度增大,极端降水在2000年后出现的频次增加;2)冬季不同月份的降水特征不同,2月份降水量最多,降水天数最多,降水强度最大,12月份干湿变化大,容易出现气象和农业灾害;3)冬季降水量存在4 a,12 a和28 a左右的周期震荡,变化最明显,冬季降水天数周期震荡总体不明显,但单个月份的周期震荡较强烈,1月份的降水天数存在较明显的24 a震荡周期.研究成果可为金华地区的冬季降水机制研究和防灾减灾工作提供一定的参考.     

低纬高原地区不同强度降水日数变化及其与20092011年干旱的联系

根据低纬高原地区19612011年逐日降水量台站观测资料,利用趋势分析、小波分析等统计诊断方法对低纬高原地区不同强度降水的时空分异特征进行研究,结果表明:低纬高原地区降水事件以小雨和中雨为主,其日数占总降水日数的90 %以上,产生的降水量也达到总降水量的60 %以上.小雨和中雨量级降水日数与低纬高原总降水日数及总降水量的U型分布特征较为相似,但大雨及暴雨量级降水日数与总降水日数的空间分布差异明显.伴随着全球增暖,低纬高原地区东部小雨及中雨量级降水事件发生频率显著减少,导致低纬高原东部地区的总降水量呈现明显减少的趋势.而低纬高原西部地区,各量级降水日数变化趋势在空间上存在较大差异,各量级降水日数对总降水量贡献相互抵消,导致低纬高原西部地区总降水量变化趋势不明显.对造成20092011年连续严重干旱的各等级降水频次贡献进行分析,结果表明中雨量级降水频次异常偏少在此次严重干旱事件的发生、发展中起决定性作用.     

明清时期陕北自然灾害的时空分布研究

通过对历史文献资料的整理和分析,利用最小二乘法、小波分析法、空间插值法等,对明清时期陕北自然灾害的种类、等级、时空特征及原因进行研究.结果表明:明清时期陕北自然灾害频发,共发生645次,主要灾害类型为旱灾、水灾、雹灾和寒冻低温灾害,将自然灾害划分为轻、中、重度3个等级,各占灾害总频次的27.4%、66.4%和6.2%.自然灾害10 a频次呈显著波动增加趋势,最大值发生在1830—1839年,分为频次最少-频次较高-快速上升3个阶段,单一季节灾害多在秋季和夏季,跨季节灾害多为夏秋连发、春夏连发且灾害等级较高.灾害发生具有2~3 a,5~8 a,10~13 a的周期.空间分布差异明显,榆林、绥德、延安为3个高频中心,黄陵、吴起则为低频中心.不同自然灾害类型空间分布差异表现为旱灾在米脂、绥德频繁,水灾、雹灾、寒冻低温及风灾以榆林为最突出,虫灾和地质灾害主要发生在黄陵.气候的寒冷干旱,以及由于屯垦、砍伐等人类活动造成了生态环境恶化,是灾害发生的主要原因.     

农牧交错带降水与温度的功率谱分析--以科尔沁沙地为例

在介绍了功率谱的概念及其计算方法的基础上，用功率谱的间接计算方法计算了农牧交错带内科尔沁沙地8个气象观测点从1961—2000年降水量和温度的功率谱．结果表明：在步长为年的尺度下，40a的数据序列长度还不足以反映降水和温度的周期性规律．在步长为旬的尺度下，降水量的变化总体上有较明显的8～10a，4．4～4．7a的周期性规律，其中尤以9a，4．4a的周期最为显著，并且存在2．3a，2．5a，6～7a的次明显周期；温度的变化总体上有较明显的9a，4．4a，3a和2．2a的周期规律，尤以9a，4．4a的周期最为显著．降水以及温度变化的周期性变化规律对进一步理解科尔沁沙地的生态环境演化具有重要的借鉴意义．     

蚌埠市近50年气温变化趋势与突变分析

基于蚌埠市1957-2007年逐月气温资料,应用重标极差法、MK检验、t检验和小波分析法,研究预测蚌埠市年季气温特征及突变.结果表明:除夏季不显著降温外,气温均呈升高趋势,冬春贡献最大.年春气温突变始于1997年,秋冬则在1993和1988年.未来夏季温度升高可能较显著,但气温变化不规律性较大,秋冬气温可能降低,年春会略微下降.年均温有7-11a、准15a周期,冬季存在10-12a、14-15a主周期及3-4a、准6a次周期振荡.