嫩江流域降水特征时空分布分析

基于嫩江流域17个气象站点1959—2010年逐日降水数据,选取降水量、降水日数和降水强度作为代表性指标,采用Mann-Kendall趋势检验法和线性回归法系统研究了嫩江流域降水的时空变化特征。结果显示:近51年来,①嫩江流域平均年降水量、夏季和秋季降水量分别以6mm/(10a)、4mm/(10a)和5 mm/(10a)的速率呈下降趋势,而春、冬两季降水量分别以2mm/(10a)和1mm/(10a)的速率增加;空间上,年降水量和季节降水量在流域上游多于下游。②嫩江流域平均年、夏季和秋季降水日数分别以1.5d/(10a)、1.1d/(10a)和1.2d/(10a)的速率下降,且上游下降较明显;春、冬两季降水日数则以0.1d/(10a)、0.7d/(10a)的速率呈增加趋势,且中游增加趋势明显;流域降水日数在年和季节尺度上均表现出上游多于下游的空间特征。③嫩江流域平均年降水强度、夏季和秋季降水强度分别以-0.018mm/(d·10a),-0.007mm/(d·10a)和-0.105mm/(d·10a)下降,而春、冬两季降水强度分别以0.051mm/(d·10a)和0.047mm/(d·10a)上升;空间上,年和春、夏、冬3个季节降水强度表现为流域上游弱于下游,而秋季降水强度在嫩江中游干流附近较大,其他地区降水强度较小。结果表明,在全球气候变化下,嫩江流域年和季节的降水特征在1959—2010年间均有不同程度改变,并呈现出明显的空间分布特征。     

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.     

两种统计降尺度模型在滦河流域的降水预估

选择滦河流域为研究区域,利用自动统计降尺度模型(automated statistical downscaling,ASD)和统计降尺度模型(statistical downscaling model,SDSM)对研究区域内未来3个时期(2011—2040年,2041—2070年,2071—2100年)的降水变化进行预估.结果表明:在未来时期,滦河流域的降水将发生明显变化,年均降水量整体呈上升趋势;ASD模型模拟的降水量大于SDSM模型的模拟值;降水量的变化幅度在不同季节差异较大,秋冬季节变化幅度大于春夏季节;降水量在空间分布上差异较大,滦河流域北部和西南部有明显增加趋势,中部地区变化较小,而东南部地区有减少趋势.     

山地新城降水时空演变规律分析——以重庆市渝北区为例

【目的】以重庆市渝北区为例探讨山地新开发地区的降水时空演变规律。【方法】运用线性回归法、Mann-Kendall法、小波分析法和反距离加权法分析了渝北区1979—2019年的降水时空演变规律。【结果】1) 渝北区年降水量倾向率为3.65 mm·a-1, 1979—1996年降水量变化平缓,1996—2014年降水量出现多个波谷和波峰,2014年后降水量又呈上升趋势。2) 降水量在春、秋季呈上升趋势,在夏季呈缓慢下降趋势,在冬季变幅不大;降水量在丰、枯水期呈上升趋势,且降水量上升趋势在丰水期强于在枯水期。3) 全年、丰水期降水天数起伏变化小,暴雨和大雨发生天数增加。4) 在22 a特征时间尺度上,降水量经历3个丰-枯转换期;在13 a特征时间尺度上,降水量经历4.5个周期的丰-枯变化。5) 年降水量在空间分布上呈西南向东北、东南部递增趋势,与春、冬季降水量空间分布规律相似;夏季降水量空间分布呈中心高值区域向四周递减趋势;全年降水以中雨为主,中雨天数的空间分布规律与年降水量的相似,而大、暴雨天数的空间分布与夏季降水量的相似。【结论】渝北区年降水量呈明显上升趋势,丰水期对降水的影响明显大于枯水期,今后由降水引发的城市积水事件可能增加;年降水量和中雨天数的最大值出现在该区东南部,大、暴雨天数的最大值出现在该区中部。     

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.     

新疆博斯腾湖流域气温降水变化特征分析

分析了博斯腾湖流域近51 a气温降水变化特征,结果表明:1)近51 a博斯腾湖流域平原区平均温度以0.313℃/10 a的速度上升,高于整个南疆地区,与全疆变化一致;流域山区增温趋势较快,平均以0.328℃/10 a的速度增温,冬季增温显著,暖冬趋势明显;2)近51 a平原区降水以2.639 mm/10 a的速度增加,年际变化比较大,降水量的增加显著于温度的增加.流域山区年平均降水量以13.045 mm/10 a的速度增加,相关系数为0.387;3)温度和降水在平原区没有明显相关性,但在山区温度高时降水量大,温度低时降水量小,呈现明显的正相关;4)平原区温度和降水用Mann-kendall方法检验没有达到突变水平,山区温度在1997年发生了由低向高的突变,降水在1990年发生了由低向高的突变.     

近半个世纪来东莞降水的气候变化特征

对东莞近半个世纪来的春季、夏季、秋季、冬季、前汛期、后汛期、夏半年和全年各个季节的降水序列统计特征量计算、谱分析、趋势分析和突变分析.结果表明①东莞降水年内分布为双峰型,并具有明显的干季和湿季的季风降水特征,汛期降水量占全年的82%,东莞年降水为负偏低峰分布,夏季、秋季、冬季的降水为正偏高峰分布,春季、前汛期、后汛期降水为正偏低峰分布;②多数季节降水变化周期性不明显,冬季和汛期分别存在4.71和6.29 a的振荡周期,后汛期和连月降水具有明显的准两年的周期;③全年、后汛期和汛期降水具有较明显的的超长期变化下降趋势,其它各季节降水没有明显的超长期变化趋势;④东莞降水没有发生明显的突变.     

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.     

1987~2016年武汉市极端降水事件特征分析

基于1987~2016年武汉市及附近共5个格点的日降水量资料,选取5个极端降水指数Rx1day(单日最大降水量)、Rx5day(5日最大降水量)、R95p(极端降水量)、R20(大雨日数)、SDII(降水强度),采用百分位阈值法、气候倾向率法、滑动平均法和Mann-Kendall突变检验等方法,对武汉极端降水事件的时空变化进行了分析.结果表明:1987~2016年武汉市极端降水事件的阈值整体上呈中部小、周边大的空间分布特征.极端降水事件发生频次的高值中心位于南部,低值区为北部.频次年际波动大,呈微弱减少趋势,年代际频次则呈明显的逐年代递减的规律.极端降水指数的空间分布中,Rx1day和R95p的空间变化差异较大,而Rx5day, R20和SDII的空间变化差异较小.Rx1day与R95p变化趋势均为北部下降、南部上升;Rx5day则为南部下降、北部上升;所有地区的R20均呈下降趋势;只有位于西南部的SDII呈上升趋势,其他地区均下降.1987~2016年,极端降水指数年际波动剧烈,Rx1day,Rx5day和R95p波动幅度相似,且均呈微弱的上升趋势,R20和SDII波动幅度类似,均呈微弱的下降趋势,总体表明这30 a年间极端降水量随时间变化而增加,但是降水强度在减弱.     

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.     

柳江流域大型底栖动物群落结构及其与水质因子的关系

以柳江流域23个点位为例,研究了不同水文季节(3月和6月)水质因子(DO、COD_Mn、NH₃-N、As、Hg、Cd、Pb)对底栖动物群落结构的影响,2次调查共鉴定出底栖动物4门7纲16目54科68属(种),种类相似系数为83.76%,物种丰富度表现为枯水期略高于丰水期,底栖动物优势种在枯、丰水期分别有4种和2种,具有明显的季节演替. DCA和TWINSPAN分析结果显示:柳江流域底栖动物群落结构在时空分布上存在一定差异,主要表现为枯、丰水期均有3个不同的底栖动物类群大致依次分布在该流域干流及支流的源头、中上游及下游,群落内指示物种呈现出由清洁种逐渐过渡到耐污种的变化. 指示物种分析结果(ISA)显示:在枯水期,共有8种底栖动物能作为柳江源头和大环江上游群落的指示种,分别为四节蜉属(Baetis sp.)、锯形蜉(Serratella sp.)、溪泥甲一属(Zaitzevia sp.)、短脉纹石娥属(Cheumatopsyche sp.)、蜗虫(Dugesia sp.)、朝大蚊属(Antocha)、摇蚊属(Chironomus sp.)和细蜉属(Caenis sp.),其他类群无显著指示种;在丰水期,共有5种底栖动物能作为群落划分的指示种,其中,方格短沟蜷(Semisulcospira cancellata)、钉螺(Oncomelania sp.)是柳江中上游的指示种,汉森安春蜓(Amphigomphus hansoni)、河蚬(Corbicula fluminea)、卷扁螺(Gyraulus compressus)是柳江下游的指示种. CCA分析结果显示:COD_Mn和DO是枯、丰水期均对柳江流域底栖动物群落分布有重要影响的水质驱动因子,而重金属因子(Cd、Pb、Hg)在枯水期对底栖动物分布影响较大, NH₃-N在丰水期对底栖动物分布影响较大.     

近60年玛纳斯河径流变化规律的分析

玛纳斯河是该流域绿洲生存的命脉,流域上游山区形成的径流是供给中下游平原及绿洲区的重要水源。本文根据玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1955-2010年系列径流资料,利用Mann—Kendall非参数统计检验和小波分析方法对近60年玛河径流年内、年际变化特征进行分析。结果表明：玛纳斯河径流年内分配极不均匀,主要集中在6-8月,在季节分配上,夏季径流量最丰,其次是秋季,冬季径流最小;径流年际变化大,径流变化具有明显的周期性及阶段性,丰枯时期显著,并存在32年、10年左右的主周期;近60年玛纳斯河径流量总体呈增加趋势,而且在1995年发生突变,即从1995年玛纳斯河开始趋于丰水趋势。     

近48年长江源区降水时空变化特征分析

基于1966～2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明：(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

渭河流域近50年来气候变化趋势及突变分析

基于渭河流域1958—2008年的主要气象数据,采用Mann-Kendall和R/S方法,对渭河流域降水和气温2个要素的时间序列进行趋势分析,在此基础上采用Mann-Kendall法对其突变点进行检验.结果显示:1)渭河流域年均气温在时间上呈现出明显上升的趋势,其中春季、秋季、冬季的上升趋势非常显著;在空间上则表现为中游地区气温最高;从整个流域Hurst指数分析看,未来渭河流域年平均气温仍将持续升高,但变异程度不显著.2)渭河流域的年降水量在时间上呈现出一定的减少趋势,其中春季和秋季降水显著减少,冬季降水量增加;在空间上表现为从上游到下游逐渐增加;从Hurst指数看,渭河流域的降雨序列处于弱变异状态,未来的降水变异不显著.3)对渭河流域近50a的气温和降水进行突变分析,大部分站点气温突变出现在20世纪90年代,之后显著变暖,与突变前相比较有明显差异;降水量突变点较多,每个年代都有不同程度上的突变,20世纪60年代和90年代尤为显著.     

1951—2014年淮河流域降水量时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月降水量数据为研究对象,运用线性趋势、累积距平、小波分析及空间分析等方法,分析了降水量时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年、春、夏和秋季降水量呈不显著减少趋势,冬季降水量则具有不显著增加趋势.(2)春、秋和冬季易发生旱涝灾害,夏季降水量变化控制年降水量变化.(3)年降水量具有准2a和6a振荡周期.(4)东南部年和四季降水量多于西北部,这与我国年和四季降水量分布模式一致.(5)空间上,年和四季降水量变率中,年和夏季最大,降水量减少区域呈半环状包围降水量增加区域;整个流域冬季降水量几乎没有变化.     

云南省雨季降水量变化的区域特征分析

 用EOF,REOF方法对1961～2002年云南省124个测站雨季降水的时空分布、演变规律及各区域的降水特征进行了诊断分析.结果表明:大范围区域降水的一致性是云南雨季降水的主要特征,其次为东、西反向变化以及东南、东北反向变化空间异常分布型态;云南雨季降水存在着7个主要的异常区域:滇中以东区,滇南区,滇西北区,滇中以西区,滇西南区,滇东南区,滇东北区;除滇东南区之外,其他各区在20世纪90年代末期雨季降水都有增多的趋势.     

河西走廊内陆河流域极端降水特征分析

水资源是维持内陆河流域复合生态系统的重要纽带.大气降水作为流域水资源的重要来源,其时空分布及强度变化会对流域生态水文过程有着重要影响.本文以河西走廊内陆河流域19个气象站1960—2012年逐日降水资料为基础,构建了最大1d降水量、最大连续5d降水量和非常湿天降水总量等极端降水指标,通过采用多种极值概率分布模型探讨研究区极端降水指标在频次、强度和贡献率方面的变化,从而为分析极端降水对流域生态水文过程的影响提供科学依据.结果表明,基于GEV最优概率分布模型,得出研究区超过5年一遇的最大1d降水量、最大连续5d降水量、非常湿天降水总量近年来发生次数有所增加,尤其是2000年以后增加更为明显;研究区极端降水强度在2000年以后也明显增强;在极端降水量对年降水总量的贡献率方面,近年来石羊河流域总体呈现增加趋势,黑河流域上游呈现增加趋势、中游和下游以下降趋势为主,疏勒河流域上游和下游呈现增加趋势,中游则以下降趋势为主.     

气侯转型对玛纳斯河流域径流的影响及其变化趋势

针对气候转型,根据近50年玛纳斯河上下游气象、水文资料,采用5年滑动平均、模比系数差积曲线、线性趋势等方法,分析了气候转型对玛纳斯河径流的影响。结果显示：玛纳斯河流域50年以来的气温呈上升趋势,平均气温增长率为0.38℃.10年-1,降水量也呈增长趋势;由于气温、降水增加趋势明显,导致1987年以后玛纳斯河径流呈增长趋势,洪水和洪灾发生的频次增加,这表明玛纳斯河流域气侯的变化已出现由暖干向暖湿转型的强劲信号,预计玛纳斯河的丰水期可能持续至2050年。     

长江流域年降水量的空间特征和演变规律分析

为获取长江流域年降水量的时空变化特征,对长江流域年降水量进行了空间分区和时间演变分析.根据长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年降水量资料,采用经验正交函数和旋转经验正交函数对长江流域年降水量的空间变化特征进行分析,并计算了1960~2005年年降水量的线性演变规律,利用奇异谱分析方法来检测区域降水量发生突变的情况.结果表明,长江流域年降水量主要有3种空间分布型、8个降水变化敏感区域.8个敏感区域中,汉江流域、岷江-嘉陵江源区、乌江流域南部年降水量呈减少趋势,其中岷江-嘉陵江源区减少最为显著,年降水量每10年减少27.1 mm;洞庭湖-鄱阳湖地区、鄱阳湖流域南部、太湖流域、金沙江流域中部、云南地区年降水量呈增加趋势,其中金沙江流域中部年降水量显著增加,年降水量每10年增加17.7 mm.存在降水突变的地区有5个,下游的太湖流域发生最早,时间为1977年,上游云南地区最晚,为1998年.长江流域年降水量有比较明显的空间区域特征,各个区域年降水量的时间演变规律也不一致.     

陇南嘉陵江流域年降水量空间结构的趋势面分析

降水趋势分布受地理位置、海拔高度及植被分布的影响显著,研究时应充分重视这种影响,本文利用陇南嘉陵江流域多年平均降水量资料,对区域内年平均降雨量进行趋势面分析,建立流域年降水量空间结构的趋势面方程,利用matlab绘制曲面图并运用ArcGIS趋势面分析模块对降水量空间结构的趋势进行分析,分析结果为相关工作研究者提供快速、直观的科学依据.