明清时期嘉陵江上游地质灾害时空演变特征

从古至今,嘉陵江流域地质灾害频发,严重威胁人们的生产生活安全。通过对历史文 献及地方史志的整理分析,运用小波分析法,对明清时期嘉陵江上游地质灾害发生的频次、等级、 周期性、成因等进行了定量分析。结果表明：记载的明清时期嘉陵江上游地质灾害共246次,其中 59.35%为小型灾害,24.80%为中型灾害,15.85%为大型灾害;总体有3个较明显的周期变化规律, 分别是3~9 a、10~23 a和25~32 a,其中在10~23 a的准3次震荡最为显著;地质灾害的空间分布明显 不均匀,甘肃省内发生的频率最高,这与嘉陵江上游在甘肃省内的面积最大有关。     

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.     

晋陕蒙毗邻区域历史洪涝灾害时空特征研究

晋陕蒙毗邻区域是由半湿润区向半干旱区变化的过渡地带,也是典型的气候变化敏感区.基于历史洪涝灾害资料的整理和分析,利用最小二乘法和小波分析等方法,从灾害的频次、县次和强度进行时空格局研究.结果表明:汉至民国共有洪涝灾害285 a,共835县次,明清集中了总年数的69.2%,清至民国集中了总县数的71.3%.秋季和夏季是洪涝灾害频次最多、地域最广的季节.历史洪涝灾害呈波动上升趋势,经历了平缓—波动增加—快速上升3个阶段.第1个活跃期在唐至北宋时期,明朝以来,频次和县次均越来越高,清至民国时期形成第2个活跃期.灾害演化过程中有着15~18 a,26~30 a,3~8 a 3种尺度周期.历史洪涝灾害空间差异明显,重心不断迁移,总县次中轻度灾害占32.58%,中度灾害占53.53%,重度灾害占13.89%.人口众多的榆林、延安为灾害的高频中心,伊金霍洛旗、方山县为低频中心.     

泉州地区30年夏季降水时空分布规律研究

选用泉州地区7个气象站1985-2014年的逐日降水资料,运用克里金空间插值、小波分析等方法,分析该地区近30年来夏季不同降水等级发生频率的月变化特征和不同降水等级周期性变化规律。结果表明,泉州地区夏季大雨、暴雨、大暴雨发生频次西北部山区大于东南部沿海,且主要集中在7月和8月,其中大雨发生频次为4. 2～8. 9次/a,存在2～3年周期振荡;暴雨发生频次1. 7～3. 7次/a,周期震荡不明显;大暴雨发生频次为0. 3～0. 8次/a,存在2～5年周期振荡。     

1960―2020年淮河流域高温热浪时空变化特征

利用1960―2020年淮河流域40个气象站逐日最高气温资料，采用线性回归和Morlet小波分析等方法，统计分析了淮河流域高温热浪频次、持续时间和有效积温的时空变化特征.结果表明：近61年淮河流域共发生了3 444次高温热浪事件，其中轻度热浪64.26%，中度热浪22.68%，重度热浪13.06%.淮河流域高温热浪年均发生56.46次，年平均持续时间为6.79 d，年平均有效积温为11.04℃.近61年来淮河流域各等级高温热浪具有显著的阶段性特征，20世纪60年代高温热浪最多最强、80年代中期以前呈减少（弱）趋势，此后呈增多（强）趋势. 61年来淮河流域高温热浪主周期变化为20 a，次周期为27 a和9 a.高温热浪频次、持续时间和强度的空间分布特征相近，呈西多（强）东少（弱）趋势，流域西南部形成高值中心，东北部为低值中心.从变化趋势来看，流域西部热浪频次、持续时间和强度呈减少（弱）趋势、东部呈增多（强）趋势.     

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.     

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．     

1644～1911年四川汶理茂地区洪涝灾害与ENSO关系分析

通过对清代历史文献资料的整理分析,重建了1644¹911年四川汶理茂地区洪灾与ENSO事件的等级序列;并探讨了其发生规律、周期等特征。运用统计分析、卡方检验及功率谱分析等方法,对得到的数据进行了综合分析。结果表明:16441911年四川汶理茂地区洪灾与ENSO事件的等级序列;并探讨了其发生规律、周期等特征。运用统计分析、卡方检验及功率谱分析等方法,对得到的数据进行了综合分析。结果表明:1644¹911年汶理茂地区洪涝灾害共计45次,约每6年有一次洪灾发生。其中轻度洪灾10次,占洪灾总数的22.2%;中度洪灾22次,占洪灾总数的48.9%;大洪灾13次,占28.9%;中度以上洪灾比例高达77.8%。洪灾表现出明显的阶段性,清代早期洪灾频次较少,后期洪灾激增。洪灾显著性周期有3年,4年,6年和20年,其中20年为第1主周期。ENSO事件与洪灾关系显著。ENSO冷暖事件转换时气候波动大,洪灾等气象灾害多发。气候变得更加湿润,年降水增多是引发洪灾的气候大背景。     

近50年吉林省干湿指数时空分布特征分析

采用桑斯维特在气候分类法中定义的干湿指数,结合趋势系数分析、小波分析、M-K检验等统计方法,对吉林省近50年气候干湿变化状况进行了分析,结果表明:吉林省表现出4次相对的干湿交替,即20世纪60年代的偏湿润期,70年代的相对干旱期,80年代的偏湿润期,90年代中后期以后的偏干旱期;存在10～15 a和3a的变化周期,突变发生在1979- 1980年;在空间变化上表现出湿润区范围不断扩大,半湿润区显著缩小,半干旱区范围略有扩大的特点.     

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.     

1980—2022年白龙江流域气候变化特征研究

基于1980—2022年白龙江流域的气温、降水,运用线性分析、小波分析、M-K突变检验分析,研究该流域的气候时空变化特征,研究表明：（1）1980—2022年白龙江流域的气温与降水的整体均为上升趋势,气候呈暖湿化,且上游气候呈暖湿化比中下游明显。（2）气温周期变化存在2个较为明显的峰值,分别为23 a、27 a,27 a为第一主周期;降水周期变化存在4个较为明显的峰值,分别为4 a、10 a、15 a、26 a,26 a为第一主周期。（3）1980—1996年气温变化趋势呈上升-下降-上升的波动变化趋势,1997—2022年呈显著上升趋势;1980—1993年降水变化趋势呈波动状,1994—2017年呈减少趋势。     

明清时期河南省干旱灾害时空变化特征

干旱是我国自然灾害中发生最频繁,最严重的一种气象灾害,对农业生产生活造成了严重的损失.当前已有学者对我国明清时期华北、华中、江南地区的干旱灾害进行较多的研究;而关于河南省的干旱灾害的研究,尤其是干旱灾害等级的划分标准和时空变化特征仍鲜有报道.基于此,通过对历史资料的收集和整理,对明清时期(公元1368-1911年)河南省干旱灾害的等级划分与时空变化特征进行研究.结果表明:(1)明清时期河南省共发生轻度旱灾115次、中度旱灾86次、重度旱灾7次,特大旱灾29次;(2)在时间分布上,干旱灾害年际变化呈现波动性,同时与"小冰期"有较好的对应关系;(3)在空间分布上,干旱灾害发生频次呈现出西北部较多,东南部较少的特征.其研究结果对探索未来气候变化规律提供新的视角.     

明代开封地区洪水灾害规律研究

通过对大量历史资料的整理、分析和计算，对明代开封地区洪水灾害做时间和空间上的特征分析，同时借助红噪声分析软件Redfit35，对洪水灾害的发生周期进行了研究，总结了明代开封地区洪水灾害发生的时空规律．结果表明，明代开封地区洪水灾害发生频次为2．94a／次．其中轻度水灾、中度水灾、大水灾、特大水灾发生频次分别为34．5a／次、6．73a／次、9．52a／次、39．43a／次．该区主要为河决型水灾，占水灾总次数的51．55％，河溢型水灾占水灾总次数的24．74％．水灾发生的频繁性和严重性与黄河逼近有极大的关系．明代早期和中期洪水灾害发生频繁，明代晚期洪水灾害明显减少．1390、1450、1460、1490、1520、1540、1550年代为水灾极端频发年代，1380、1410、1480、1500、1580年代为水灾极端严重年代。在开封地区5个县市中，开封市发生的洪水灾害最多，特大水灾、大水灾和中度水灾都主要发生在开封市．明代开封地区的洪水灾害具有周期性，其2～8a的周期说明明代开封地区洪水灾害的发生与低纬海洋——大气活动之间可能存在着某种关联，91．7a、46．1a、17．2a年周期形成的机制有待于进一步研究．     

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.     

隰县花期霜冻特征及一次极端冻害分析

统计临汾市隰县1981～2020年梨果花期(4月份)0 cm月地温最低值霜冻强度和霜冻次数作为历史资料,利用气候倾向率、M-K、小波分析等方法对霜冻资料进行详细分析,结果表明：近40年来隰县花期霜冻日数各年代之间存在较大差异,整体上呈现出减少的趋势,其气候倾向率为-0.5d/10a;花期年最强霜冻等级以重霜冻为主,多数出现在4月上旬;1982年～2020年M-K突变检验中,花期年最强霜冻没有出现明显的间断点,显著增强的阶段主要集中在90年代,近几年呈现出波动增强的特点;小波周期中,花期年最强霜冻存在4 a～5 a、6 a～8 a、14 a～16 a、28 a～30 a等4个周期,但主周期为16a,及次周期29a,目前应主要关注7a周期;2018年4月6-7日的强冷空气位居近40年4月上旬的第五位,前期气温异常偏高、日照充足,处盛花期的玉露香与强冷空气叠加,是产生强冻害的主要原因.     

基于小波变换和M-K检验的灰霾长期变化研究

采用线性倾向估计、正交分解、小波分析和突变分析等方法,对近40 a十堰市灰霾变化规律进行了分析。结果表明,十堰灰霾日数12月最多,最少为7—9月,秋冬两季占全年灰霾日总数的70%以上。年灰霾日数总体呈明显的上升趋势,气候倾向率达5.9 d/10 a。尤其是20世纪90年代后,呈急剧上升的趋势。年灰霾日数变化可分为5个阶段,其中20世纪90年代中后期和21世纪初是灰霾的两个急剧上升阶段。全年灰霾平均天数为23.3 d。灰霾日数区域分布为丹江口最多,其次为郧县,最少为房县。灰霾具有显著的年际和年代际变化特征,存在8 a的显著年际周期,灰霾突变时期出现在2002年。     

陕西省1961年～2011年气温和降水变化趋势及突变分析

利用陕西省20个气象站台1961年～2011年的月降水量和月平均气温数据,采用线性趋势法、Mann-Kendall法、累积距平法和Morlet小波分析等研究方法,对陕西省近51年来的气候变化趋势和突变现象进行研究分析.结果显示：近51 a来,陕西省年均温呈现出显著上升的趋势,其气候倾向率为0.203℃/10a,在1988年～1989年左右发生了由低温到高温的气温突变;其年均温的增长率呈现出南北高、中间低的趋势,增温幅度表现为南北强、中间弱的特点.陕西省年降水量呈现出波动下降的趋势,其变化速率为－13.491 mm/10a,在1985年年降水量发生了由多到少的突变;年降水量的下降速率呈现出由南往北逐渐增加的趋势.Morlet小波分析表明,陕西省年均温存在24a左右的强显著周期,此外还有9 a和4 a的小尺度变化周期;年降水量存在24 a左右的强显著周期,还有8 a和3 a的小尺度的变化周期.通过以上分析,近51 a陕西省总体气候呈现明显的暖干化趋势.     

安徽省分地形小时极端降水气候分布特征

使用安徽省1979—2015年国家级站点小时降水量资料,对安徽省小时极端降水的气候分布特征进行分析.结果表明:①安徽省极端降水阈值由东北向西南呈现出"+-+"三极分布,淮北北部地区的极端降水阈值较大,但发生概率稍低;而大别山区和江南西部山区极端降水频次和极端降水量均较强;②安徽省各站年均极端降水频次为4.25次/a,单站年均极端降水量为127 mm/a,极端降水频次、极端降水量和极端降水比率有明显的上升趋势;③将安徽省站点分为山地区域、山地北部过渡区以及平原和丘陵区域.其中,极端降水频次在山区最高,平原和丘陵地区最少;而小时极端降水量在平原和丘陵地区最高,日变化幅度大;④安徽省极端降水大多发生于午后至晚间,过渡带地区极端降水频次集中度最高,日变化最显著.不同地形区域内,极端降水较少的时段差异较大,自南向北极端降水减弱且单日内的时段逐渐后移.     

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。     

中国北方农牧交错带全新世环境演变的若干特征

我国北方农牧交错带是环境变化的敏感地区之一.全新世以来,根据本区的沙地形成、演化和湖泊演化对比,得知近1万a来有过四五次较大的气候波动;自3000a以来干湿频率有加强的趋势。本地带具有准2000a周期及准22、准38、准83、准102和准400a周期,为预测未来环境变化提供依据,为制定开发规划时参考。