中国东部四季降水量变化空间结构的研究

利用观测资料和史料所重建的中国东部(110°E以东)71站1880—2004年的四季降水量序列,通过EOF分析得到了各个季节降水量空间分布的主要形态,并且按其特点分为两类,冬春秋季为一类,夏季为一类。利用重建的1880—1950年和观测的1951—2004年的500hPa高度场资料,分析了大气环流对各季降水异常的影响。结果表明,各季的降水异常分布形态与高空环流形势有很好的对应关系,并且近百年来这种对应关系比较稳定。最后研究了各季降水量空间结构的周期变化特征,结果显示各个季节降水量空间分布形态都存在高频的年际变化和低频的年代际变化。功率谱和子波分析表明,高频集中于2~4年、5~8年,而低频则集中在15年、20~25年、60年,共同代表了中国季节降水异常变化的主要周期。     

中国东部四季降水量变化空间结构的研究

利用观测资料和史料所重建的中国东部（110°E以东）71站1880?2004年的四季降水量序列,通过EOF分析得到了各个季节降水量空间分布的主要形态,并且按其特点分为两类,冬春秋季为一类,夏季为一类。利用重建的1880?1950年和观测的1951?2004年的500 hPa高度场资料,分析了大气环流对各季降水异常的影响。结果表明,各季的降水异常分布形态与高空环流形势有很好的对应关系,并且近百年来这种对应关系比较稳定。最后研究了各季降水量空间结构的周期变化特征,结果显示各个季节降水量空间分布形态都存在高频的年际变化和低频的年代际变化。功率谱和子波分析表明,高频集中于2～4年、5～8年,而低频则集中在15年、20～25年、60年,共同代表了中国季节降水异常变化的主要周期。     

气候变暖下山东省月尺度极端降水的时空变化特征

为揭示气候变暖背景下极端降水多尺度的变化规律，基于山东省国家气象站1961—2020年逐日降水量资料，利用百分位数相对阈值法分析月尺度极端降水事件的时空变化特征。结果表明：山东省极端降水事件主要出现在夏季7、8月，年频率均在40%以上；各地年频次大致自东南向西北递减。大部分地区极端降水年频次和极端降水量增加，除秋季外各季均增加，冬季增加明显。20世纪80年代中期之后，各地极端降水普遍增多增强，年际变化明显增大；夏季和冬季极端降水强度明显增强，其中，鲁中、鲁西南、半岛等地夏季每10 a增加10～20 mm,冬季各月增加20%～50%。可见，在气候变暖背景下，山东降水不稳定性普遍增加，更需加强暴雨洪涝、暴雪等灾害风险预警与防控服务。     

1960-2014年河南极端降水特征分析

基于河南1960-2014年17个气象台站日降水实测数据,采用线性趋势与分析方法,根据选取的9个极端降水指数,分析了河南省极端降水的时间演化和空间分布,探讨了影响极端降水的因素.结果表明:(1)河南极端降水指数多年均值的空间分布整体呈现由北向南连续干日数减弱、年总降水量和大雨暴雨日数增多,自西向东平均日降水强度增强的分布规律.(2)该区极端降水指数长期演变趋势存在一定的空间差异.大部分地区降水量减少,但发生干旱和大到暴雨的日数却增加;而河南东部地区的极端降水事件呈现增强趋势,南部地区则表现为减弱趋势.(3)极端降水指数具有明显的年际和年代际时间变化规律,整体表现为20世纪80年代早期偏多、90年代偏少、21世纪后又增多的特点.河南地区极端降水变化符合我国中部和北部地区极端降水整体呈减少趋势的研究结果;引起其变化的重要原因为异常大气环流所致.而由于极端降水事件本身的特殊性和复杂性,区域内极端降水事件的物理成因和机制还需要深入研究.     

近百年高低层大气环流的演变特征及其与中国降水变化的关系

 分析了101 a北半球低层和高层大气环流(包含四大涛动及W,C,E 3种环流型、副高强度)的演变特征,并讨论了大气环流因子的年际和年代际变化与中国降水的关系.结果表明,无论是高层还是低层大气环流特征随时间尺度的不同而不同,最显著的变化是7 a以下的年际变化.低层因子的年际变化比对流层因子明显;对流层因子的气候基本态的变化比低层因子明显.SO是低层因子中发生年际变化的强信号,NPO是低层因子中时间尺度28 a以上变化的强信号.副高是对流层中发生年际变化的强信号,E型环流是对流层中时间尺度28 a以上变化的强信号;中国近百年的降水量变化有显著的小于3.5 a,3.5~7 a,7~14 a的周期变化;中国降水和高、低层大气环流因子之间存在明显的同时相关和滞后相关关系.同时相关中,影响中国降水的主要因子为:W,NPO,SO;滞后相关中,影响中国降水的主要因子为:W,NAO,AO,E.     

近50年浙江沿海地区降水变化特征分析

基于1971—2020年浙江沿海地区38个气象站点的逐日降水资料，运用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall检验等方法，对该地区近50年的降水变化特征进行了系统分析.结果表明：浙江沿海地区的降水量、极端降水强度及极端降水天数均呈现上升趋势；北部、中部沿海地区的降水量的年代际变化特征均呈现“少→多→少→多”的变化过程，而南部沿海地区则呈现“少→多”的变化过程；突变性检验的地区差异明显，北部沿海地区年降水量的突变现象出现在2013年，中部沿海地区出现在1973年和2012年，而南部沿海地区在20世纪70—80年代存在多个突变点；研究区的极端降水格局主要受热带气旋等因素的影响.该结果可以为浙江沿海地区的防灾减灾、海岸资源管理等提供科学依据和决策参考.     

陕西省近年NDVI变化及其与气候因子相关性分析

利用陕西省1980-2006年的97个气象站的逐月降水资料,分析陕西省1980-2006年均降水量的变化趋势,研究表明:陕西省1980—2006年降水量呈现下降趋势。降水量的线性回归线斜率为-0.5。从季节分析各季降水量的变化情况可以知道:春季降水量年际变化较大,夏季降水量值比较大而降水变化幅度较小,秋季降水量变化不明显,冬季降水量变化则与夏季相反。将陕西省分为陕南、陕北和关中三个区,分析各区的年际降水相对于整个陕西省年降水量的变化。陕南1980—2006年降水量呈现趋势为1983年-1999年陕南地区降水量略高于整个陕西省,其降水量波动与整个陕西省降水量波动情况大体一致;陕北1980—2006年降水量呈现趋势为1980—1989年和1995—1999年陕北地区的降水量变化呈现大幅波动,其他阶段降水量较平稳。     

新疆阿克陶县近50年日照时数的变化特征分析

依据新疆阿克陶县气象站1960—2009年逐月日照时数以及与日照变化相关的水汽压、降水、云量等资料,利用气候统计方法分析了阿克陶县近50年日照时数年代际、年际和各季的气候变化特征及其变化原因.结果表明,近50年来阿克陶县的年、季日照时数均呈减少趋势.各季减少的气候倾向率不同,减少幅度最多的是夏季,最少的是春季.相关分析得出降水是影响阿克陶县日照时数变化的主要因子.     

1960-2013年黄淮海平原极端降水时空变化特征

基于黄淮海平原1960-2013年51个气象站逐日降水数据,计算了4个极端降水指数,利用线性回归、小波分析和Mann-Kendall趋势分析等方法,分析了黄淮海平原极端降水的时空变化特征以及其与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的关系.研究结果表明,近54年黄淮海平原极端降水指数呈波动降低趋势,20世纪60年代表现出明显的减少趋势,90年代中后期开始呈上升趋势.除极强降水量(R99p)以外,其他3个指数在近54年的时间尺度上都存在2~3a的显著周期.在空间格局上,极端降水表现为明显减少趋势的站点主要位于河北省和山东省西北部地区,而河南省、安徽省和江苏省北部地区的站点具有增加的趋势.在20世纪80年代到90年代初,ENSO指数与极端降水指数呈显著负相关关系.研究结果可以为解决黄淮海平原水资源短缺等问题提供一定的理论依据.     

楚雄州汛期极端降水时空分布特征

利用1961-2010年中国地面降水日值格点数据集,采用百分位阈值、小波分析和MK检验等方法,对楚雄州汛期极端降水的时空分布特征进行了分析.结果表明:1极端降水阈值、极端降水总量及极端降水强度的空间分布具有一致性,呈现由东北-西南连线分别向西北及东南部递减,东北-西南一线呈现由东北及西南两端向中部递减的趋势;极端降水日数呈现出由南部及东北部向北部及西北部递减的趋势.2极端降水总量及极端降水日数具有较为显著且一致的年际波动特征,而极端降水强度年际波动特征不明显.3极端降水总量及极端降水强度均呈不明显上升趋势,而极端降水日数无明显变化.4极端降水总量、极端降水日数及极端降水强度均存在25年左右的主震荡周期,且极端降水总量与极端降水日数周期变化较为一致.     

陕西省降水时空变化特征及资源化研究

基于陕西省1961-2005年97个县市的逐月降水资料,从年际和年内2个方面分别对陕北、关中、陕南及全省的降水时空分布规律做了统计分析,并利用非参数Mann-Kendall方法对降水的变化趋势做r检验分析.结果表明:陕南地区降水量丰富,而陕北地区较少,全省降水呈现南多北少,并且主要集中在5-10月份(夏秋季节)的特点,特别是陕北地区夏季降水量占全年降水量的56.3%.从资料研究町以看出,全省只有5个县的年降水量有增加的趋势,其中4个在陕南地区,其他92个县市都出现了不同程度的下降,其中陕北南部、关中和陕南西部的地区降水量每年平均减少3nltn以上,降幅最大.从季节降水来看,春秋季3大地区的降水都有减少的趋势,夏季除陕北地区有小幅度的下降外都出现了增加的趋势,冬季都有小幅度的增加.从雨水资源化利用的角度来看,陕北地区可以充分利用土壤蓄集雨水,建立大型地下蓄水库以供城市用水;关中地区可以在黄土台塬区蓄存、下渗雨水,这将会对于台塬以下城市地下水水位恢复产生积极有效的作用;陕南通过水源涵养地建设和蓄水水库修建,收集利用雨水资源,减少污染,保护水源.     

山东可利用降水量时空分布特征及其对气候变暖的响应

利用山东省31个气象观测站1961—2008年的月平均气温和月降水量资料,依据高桥浩一郎的路面蒸散发经验公式和水量平衡关系计算得到山东可利用降水量,分析了山东可利用降水量的时空分布特征及其对气候变暖的响应．结果表明：1）近48年来,山东年及四季可利用降水量总体上均呈减少的趋势,特别地,年可利用降水量减少显著．2）山东可利用降水量除冬季年代际变化不明显,年际变化明显外,其余季节和年可利用降水量都存在明显的年代际及年际变化．3）从区域分布来看,山东年及四季平均可利用降水量基本上呈现由西北向东南逐渐增加的分布趋势;全省大部地区年及四季可利用降水量呈减少趋势,特别地,鲁西北和半岛部分地区年和夏季可利用降水量减少显著．4）在全球气候偏冷期,山东四季及年可利用降水量均偏多;在全球气候偏暖期,除冬季略偏多外,其他季节和年可利用降水量均偏少．     

全球变暖背景下极端降水变化率与气温的响应关系

以中国整体为研究区,基于1960—2013年520个气象站逐日降水和气温数据,选取极端降水变化率(α)和饱和水汽压变化率(β)2个指标,定量分析了极端降水与全球变暖之间的内在联系.结果表明:全球变暖背景下我国整体上极端降水呈现增加的趋势,α和β分别为6.4%·℃-1和9.3%·℃-1,且α更接近理论值(约7%·℃-1),β与平均气温存在指数定量化关系.在此基础上,根据平均气温的不同将我国划分为9个对照组,进一步分析其空间差异,结果表明:α和β在空间上存在显著的正相关关系(r=0.63),具体表现为平均气温较高的地区,α和β值也较大.证明了饱和水汽压随温度的变化率可以从大尺度上解释极端降水增加的空间变化特征.     

湖北省降水量分布特征与蒸发力的初步研究

本文利用湖北省85个气象观测站的降水、日照、水汽压、气温、相对湿度等资料,计算了各站降水量和蒸发力的年、季、月值,并分析了它们在全省的分布和变化特征。     

近40年云南省极端降水时空变化特征分析

为了研究云南省降水及极端降水变化趋势,基于1979—2019年云南省气象站点日降水数据及十种极端降水指标,采用M-K突变检验、小波分析及Hurst分析等方法,对近40年内降水及极端降水的变化趋势及空间格局进行探讨。结果表明：1979—2019年云南省年降水整体呈下降趋势,降水总量下降最大倾向率达到-24.52mm/10a,存在24年、9年及其他变化尺度,干旱半干旱区突变显著性最强。在空间变化趋势中,强降水量在湿润区出现快速下降,倾向率达到-5.161mm/10a。其他极端降水事件频率、强度及极值出现不同程度下降;Hurst指数均小于0.5,显示未来各地区间极端降水频率、强度指数变化趋势将会减弱;降水总量能够较好的指示其他极端降水指标变化,相关性达到0.8,降水强度其次,相关系数达到0.7,且均通过0.01显著性检验。研究结果能够为科学研究极端降水趋势变化机制提供依据。     

开封市近60年温度和降水年际变化分析

研究基于开封市1951—2010年逐日气温和降水量资料,采用滑动平均、趋势分析和Yamamoto检验法,探讨了开封近60年的气候变化特征.结果表明:研究时段内开封市年及四季平均气温均呈上升的趋势,年平均气温在1993年发生了一次突变,其后气温达到一个更显著的增暖时期,21世纪头10年是开封市近60年以来的最高温期.开封市年及各季降水量除秋季外均呈上升趋势,以夏季降水增多最为明显,研究时段内无明显的突变过程.开封市未来几年气候存在着向暖湿变化的可能性.     

Interannual variation of annual precipitation and urban effect on precipitation in the Beijing region

The large scale character of the interannual variation of precipitation and the urban effect on local annual precipitation anomaly are investigated in this paper based on the 1960-2000 annual precipitation observations at 20 stations in the Beijing region.The results show that:the annual precipitation in the Beijing region possesses the large scale variation character with the linear trend of-1.197/10 yr,which corresponds to a total reduction of 27.82 mm in annual precipitation in the 41 years;the local annual precipitation anomalies(percent of the normal 1960-2000)show a positive center near the urban area,i.e.urban precipitation island(UPI),whose intensity increases with the linear trend of 0.6621%/10 yr,opposite to the interannual trend of large scale precipitation over the Beijing region;changes in the UPI are also associated with the intensity of synoptic processes of precipitation,and when the synoptic processes are strong(wet years),the intensity of UPI strengthens,while the synoptic processes are weak(dry years),and the UPI disappears in the Beijing region.     

华南季节干旱及连旱特征分析

 利用1951-2006年实测降水量资料,通过统计方法分析了华南各季节降水量的时空变化及季节干旱特征。结果发现,各季降水量总体上在华南区域空间尺度上有显著的同号变化关系。华南夏季降水量的距平幅度增大,并有增多的长期趋势;秋季降水量则有距平幅度减弱的长期趋势;冬春季降水量的逐年变化存在显著的同相关系。华南秋季发生干旱的频数较其它季节高;春－夏连旱频数较其它季节连旱事件频数要低。     

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。     

济南市降水特征时空演变规律分析

以济南市为研究对象,采用中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法和Sen‘s坡度法,对济南市各区域1979-2015年城区、山区及平原区域降水特征的时空演变规律进行了分析.结果表明: 1)1979-2015年济南市年平均降水量为643.4mm,丰水年与枯水年常交替出现,年际变化幅度大,年平均降水量呈波动型增长,但增长趋势并不明显; 2)济南市年降水量空间分布呈由西南向东北阶梯型递减的特征,且其分布特征与地形关系密切,南部山区降水普遍大于北部平原地区,空间分布极不均匀; 3)济南市夏季降水集中,约占全年降水量的60%以上,且紧邻主城区的南部山区夏季降水量高达494.6mm,故主城区遭受山洪灾害的风险较大; 4)近37年济南市平原区和主城区汛期降水量呈增加的趋势,山区汛期降水量有所减少,但降水量变化程度不显著.