长江中下游地区梅雨与旱涝的关系

利用1736—2000年长江中下游地区梅雨期长度、梅雨量和旱涝等级资料,分析了近300年以来梅雨与旱涝的关系．从逐年的对比结果看,有64％的年份梅雨期长短（或梅雨量多少）与旱涝变化一致,即梅雨期越长,梅雨量越大,气候易偏涝,反之易偏旱;另有36％的年份二者变化并不一致．但从年代际尺度看,二者的变化趋势基本一致．此外,功率谱和小波分析表明：长江中下游地区梅雨和旱涝等级均存在27a,20a及40a左右的周期,这可能与E1-Niflo-南方涛动及太平洋年代际振荡等发生的周期模态存在关联．     

长江中下游地区梅雨与旱涝的关系

利用1736-2000年长江中下游地区梅雨期长度、梅雨量和旱涝等级资料,分析了近300年以来梅雨与旱涝的关系.从逐年的对比结果看,有64%的年份梅雨期长短(或梅雨量多少)与旱涝变化一致,即梅雨期越长,梅雨量越大,气候易偏涝,反之易偏旱;另有36%的年份二者变化并不一致.但从年代际尺度看,二者的变化趋势基本一致.此外,功率谱和小波分析表明:长江中下游地区梅雨和旱涝等级均存在2-7 a,20 a及40 a左右的周期,这可能与E1-Nino-南方涛动及太平洋年代际振荡等发生的周期模态存在关联.     

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。     

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。     

基于EOF分析的江苏省沿江7市梅雨量变化特征

使用江苏省沿江7市(南京、苏州、无锡、常州、镇江、扬州、南通)梅雨期具有典型代表性的梅雨量序列,1954—2013年共60 a资料,通过EOF分解法计算出特征向量分布、时间系数序列,并根据特征向量方差贡献,确定出梅雨季东旱西涝或东涝西旱的基本空间分布型,同时结合分解出的时间系数,分析出江苏省沿江地区梅雨季降水量的长期趋势及年代际变化具有明显的区域特征.20世纪80年代末以前地区梅雨季降水量表现为东涝西旱,而20世纪90年代以后则表现为东旱西涝.进入20世纪80年代以来,南京、无锡、常州、镇江的梅雨季节降水量异常明显,其余各地区整体上变化不明显.同时,辅助以Morlet小波分析方法,通过小波能量密度研究了第1主分量时间系数的年际及年代际振荡随时间的演变及其方差贡献率.结果表明,江苏省沿江地区的梅雨量存在一个显著3~4 a的年际振荡周期和13~14 a的年代际振荡周期,1975到1980年,3~4 a振荡对年际振荡贡献较大,而13~14 a尺度振荡对年代际振荡的方差贡献则主要集中在20世纪70年代以后.     

近50年来黄河人海水沙通量变化的多尺度分析

基于利津站近50年来的水沙通量资料,利用功率谱、交叉谱和小波分析对黄河入海水沙通量的多尺度变化特征进行了研究．谱分析结果显示,黄河入海水沙通量呈现明显的年际和年代际变化特征,径流量和输沙量在2．11,2．53,4．75和12．67a的时间尺度上具有显著的相关关系,年代际变化尺度上输沙量滞后于径流量1．76a左右,通过小波分析发现：20世纪70年代之前黄河入海水沙通量强度大且年际与年代际变化特征明显,而其后各种时间尺度的变化呈减弱趋势；水沙通量多尺度振荡的直接原因是黄河上中游流域降水量的周期性变化,而根本原因是西太平洋副热带高压的年际(准两年)和年代际振荡,且流域降水量多尺度振荡的递减特征导致了黄河入海水沙通量多尺度变化幅度的减弱趋势,黄河入海泥沙通量多尺度变化的强弱与三角洲淤进速率的快慢基本吻合。     

近50年来黄河入海水沙通量变化的多尺度分析

基于利津站近50年来的水沙通量资料，利用功率谱、交叉谱和小波分析对黄河入海水沙通量的多尺度变化特征进行了研究. 谱分析结果显示，黄河入海水沙通量呈现明显的年际和年代际变化特征. 径流量和输沙量在2.11， 2.53， 4.75和12.67a的时间尺度上具有显著的相关关系，年代际变化尺度上输沙量滞后于径流量1.76a左右. 通过小波分析发现：20世纪70年代之前黄河入海水沙通量强度大且年际与年代际变化特征明显，而其后各种时间尺度的变化呈减弱趋势；水沙通量多尺度振荡的直接原因是黄河上中游流域降水量的周期性变化，而根本原因是西太平洋副热带高压的年际（准两年）和年代际振荡，且流域降水量多尺度振荡的递减特征导致了黄河入海水沙通量多尺度变化幅度的减弱趋势. 黄河入海泥沙通量多尺度变化的强弱与三角洲淤进速率的快慢基本吻合.     

陕西省1470—2012年旱涝灾害时空分布特征及演变趋势分析

旱涝灾害是陕西省发生频率最高的自然灾害,研究其时空分布特征及演变趋势对区域防汛、抗旱减灾具有重要意义。本文基于陕西省1470—2012年的旱涝灾害史料,结合累积距平法、滑动平均法、功率谱分析和小波分析等方法,分陕北、关中、陕南三个地区对其旱涝灾害进行研究。结果表明,543年来,陕北发生旱灾最频繁,陕南发生涝灾最频繁,关中发生极旱最频繁,且整个区域持续涝灾发生的可能性高于旱灾。区域旱涝等级变化具有明显的阶段性和周期性。在近30年的时间尺度上,陕北处于偏旱期,关中、陕南处于偏涝期。     

近50年开封市降水变化特征的小波分析

利用Morlet小波分析了1961—2010年开封市年降水量距平的小波变化特征,揭示开封市降水量变化的多时间尺度结构.结果表明:开封市年降水量存在多时间尺度的周期变化特征,有6个特征明显的时间尺度,分别是1~2 a、3~4 a、5 a、7 a、9~12 a和15~18 a.其中5 a、7 a、9~12 a和15~18 a的时间尺度在整个时域内都很明显,年际尺度的主周期为7 a,年代际尺度主周期为10 a;开封市降水变化还表现出突变的特点;近50年来,开封市年降水量气候倾向率为6 mm/10 a,年降水量呈增多趋势,未来2~3年内年降水量将处于一个偏多期.     

1644-1911年云贵地区旱涝灾害的周期特征以及对太阳黑子活动的响应

为探究历史时期气候灾害特征及影响因子,建立了清代1644-1911年云贵地区的旱涝指数序列,采用滑动t检验和总体经验模态分解（EEMD）分析了清代云贵地区旱涝灾害的突变特征和多时间尺度周期性特征,研究表明：清代云贵地区旱涝指数整体较平稳,呈现先明显增加后减少,然后趋于平稳,清末又明显增加的趋势,旱涝指数序列具有多个跃变点,且具有显著的2.8 a和6.6 a年际周期,13.0 a和40.2 a的年代际周期.由旱涝灾害年次和年均县次比的空间分布图发现,其具有同旱同涝的空间分布特征.由于13.0 a的周期与太阳黑子相对数序列的周期接近,故采用交叉小波分析着重探究了太阳黑子活动对云贵地区旱涝变化的影响,发现云贵地区旱涝指数序列同太阳黑子相对数序列在3~6 a的时间尺度具有强凝聚性共振周期.     

清代珠江流域旱涝灾害变化特征与R/S分析

在整理清代1644-1911年的历史文献资料的基础上,统计了珠江流域以及各个子流域的旱涝灾害发生频次.利用滑动平均、小波分析等方法研究了清代珠江流域的旱涝灾害演变趋势和周期;通过R/S分析计算Hurst指数,预测未来旱涝变化特征,并通过近50年的气象降水资料计算的SPI指数对预测结果进行验证.结果表明:清代珠江流域洪涝灾害的频次整体高于干旱灾害的频次,其中1695年、 1860年和1894年既发生了流域性干旱也发生了流域性洪涝;旱涝频次的主要振荡周期为32～34 a;珠江流域未来的干旱、洪涝灾害整体变化将与过去的变化趋势一致,且流域洪涝序列的Hurst指数比干旱序列的Hurst指数更为接近1.0,说明清代珠江流域洪涝序列的趋势延续性比干旱序列更强.     

东北区旱涝灾害特征分析及趋势预测

利用东北区1751～2000年旱涝灾害资料,分析了该区近250年来旱涝灾害演变的特征.根据气象因素和旱涝灾害的关系,引入了转移概率、太阳黑子相对数和厄尔尼诺方法,导出了未来旱涝灾害预报的方法和公式,对该区2001～2010年旱涝灾害趋势作了预测.结果显示,20世纪东北区旱涝灾害较以前都有所加重,尤其是干旱灾害.2001～2010年东北区会出现2次以上的干旱和1～2次的洪涝灾害,且2007年左右是发生洪涝灾害的危险期.该项研究为东北区实际防灾、减灾工作提供了参考.     

中国历史气候记录揭示的千年干湿变化和重大干旱事件

对中国历史气候记录的研究表明：准周期性是过去1000年间中国东部各区域的干湿气候变化的基本特征；各区域间主要周期变化的位相差异，表现为降水的空间分布格局（如南涝北旱、北涝南旱等分布型）随时间的变化；1000年来干湿气候发生过多次十年和百年尺度的突变，降水的突变对农业生产会有明显影响。过去1000年间多次出现过大范围的持续时间3年以上的严重于旱事件，其严重程度多为最近50年所未见，因此，在过去1000年的气候变化历程中，最近的50年沿属于气候条件较好 的时段，但对未来出现气候突变和重大气候灾异的可能性应予以警惕。     

未来5-7年邵阳气候进入“寒期多涝”的考量——以邵阳市与邵阳、邵东、新邵三县为例

以年平均气温的距平值,作为划分冷暖依据,讨论以邵阳市近60年资料为主,并结合邻近邵阳县、新邵县、邵东县近50年的相应冷暖变化趋势,得出邵阳市区冷暖变化与旱涝特征,即冷期多大洪大涝,暖期多大旱特旱.未来5-7年,湖南与邵阳市区,汛期雨量偏多,涝比旱重.今、明年,既要防洪,又要抗旱,各地要及早做好准备,战胜灾害.     

大气降水环境下玉米生长期旱涝频率及防御对策

以作物生长期内供需水量比作为作物旱涝等级指标,通过对聊城市1961—2010年玉米生长期内的大气降水统计资料的分析,明确了鲁西平原地区玉米生长期内大气降水的多寡对夏玉米正常生长的影响,确定了符合玉米生长期的旱涝年景评价指标.根据旱涝指标,明晰了玉米生长期内的旱涝变化频率特征:旱涝灾害频繁,50 a中玉米生长期内出现干旱32 a,出现频率为64%.雨涝年6 a,出现频率为12%.干旱和雨涝年的频率为76%,即在大气降水环境下,玉米生长期内发生旱涝的概率大于十年七遇;作物生长期内旱涝频率各年代逐渐增大,作物因旱涝受灾呈现出明显加重的趋势,对农业生产和粮食安全的威胁愈加突出,对生态农业建设构成较大威胁.结合作物生长期内大气降水的多寡导致的旱涝频繁的特征,提出了做好抗旱涝防减灾工作的对策.     

云南年降水多周期叠加与连续特大气象干旱关系及趋势预估研究

选用Morlet连续复小波变换(cmor)分析1959—2012年云南全省125个气象站的逐年站平均降水时间序列的多时间尺度周期分布特征,解析云南2009年以来降水异常特少导致连续特大干旱的成因,用各主周期的小波系数实部数据建立虚拟变量回归模型,模拟年降水距平的时间演变,预估未来5 a逐年降水趋势.结果表明:云南年降水存在明显的26、16~17、9~10、4 a 4个时间尺度不同的振荡主周期; 其中26 a周期最为明显,且最持续稳定,次明显的是9~10 a周期,也有持续稳定的特点;1992年前、后的振荡主周期差异明显;自2009年以来,4个不同时间尺度的主周期均进入或处于谷期,4个主周期谷底效应的叠加,是云南降水连续4 a异常偏少导致连续特大干旱的重要成因之一;云南的降水偏少时段可能在2014—2015年结束,以持续年降水异常偏少为特征的云南连续特大气象干旱也将可能随之结束.     

Periodic oscillations in millennial global-mean temperature and their causes

Time series of solar radiation and north Pacific sea surface temperature (SST) index were used to analyze their causality relationship with various periodic oscillations in reconstructed millennial global-mean temperature series. The three long-term periods of the Medieval Warm Period (MWP), Little Ice Age (LIA) and recent Global Warming Period (GWP) were distinct in the temperature series. 21-year, 65-year, 115-year and 200-year oscillations were derived from the temperature series after removing three long-term climatic temperatures. The phases of temperature oscillations significantly lagged behind oceanic SST and solar radiation variability. The recent decadal warm period was caused by the quasi-21-year temperature oscillation. At this century-cross period, the four oscillations reached their peaks simultaneously, which did not occur during the last millennium. Based on the long-term trend during the GWP and the four periodic oscillations, global-mean temperature is expected to drop to a new cool period in the 2030s and then a rising trend would be towards to a new warm period in the 2060s.     

近500年中国旱涝时空分布特征的研究

 为了揭示我国旱涝的时空分布特征,采用滑动平均、经验正交函数(EOF)展开以及谱分析等统计分析方法对我国100个站近500a的旱涝资料进行分析.结果表明,中国旱涝变化在时间上和空间上存在着2个主要特征:从时间演变上看,中国旱涝变化有明显的周期性,其周期大约为24.75a,自1800年以来,出现逐渐干旱化的倾向;从空间分布上看,中国旱涝变化呈南北型分布,且南北中心不同,北方只有1个中心,但南方包括东南和西南2个中心.     

重庆夏季旱涝急转与大气环流异常的联系

利用1961—2012年期间重庆的逐月降水和同期NCEP/NCAR再分析资料、NOAA的海温、国家气候中心提供的126项环流指数等资料,结合长周期旱涝急转指数,分析了重庆旱涝急转的时间演变特征及其与同期和前期大气环流异常的联系.结果表明:重庆夏季旱涝急转事件有阶段连续性和间歇性并存的特点,年际差异大,涝转旱强度通常比旱转涝强度偏强.旱转涝年的旱期与涝转旱年的涝期比较,其环流特征为西太平洋副高偏西、偏强、面积偏大,低层垂直下沉运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较弱,重庆易处于水汽输送辐散区,易少雨偏旱.而旱转涝年的涝期对比于涝转旱年的旱期来看,其环流特征为欧洲西岸的槽偏强,极涡偏弱,西太平洋副高偏强、偏西,低层垂直上升运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较强,重庆易位于水汽输送辐合区,易多雨偏涝.西太平洋副高的季节内振荡的异常是重庆旱涝急转的主要原因.前期3月和4月的PDO和西风漂流区海温指数可以作为预测重庆夏季旱涝急转的一个先兆信号,前期3月和4月的PDO偏强(弱)、西风漂流区指数偏弱(强)时,重庆夏季可能易发生旱转涝(涝转旱)事件.