基于Z指数的福州市近51年旱涝时空特征分析

基于福建省福州市9个气象站1960年-2010年的逐月降水资料,在年和季节的尺度上计算了福州市各站点的Z指数及区域旱涝指数,并根据Z指数的划分等级分析福州市的旱涝情况,讨论51年旱涝灾害和季节性旱涝灾害的变化趋势.在此基础上,运用Arcgis的反距离权重插值法,分析其空间分布特征.结果表明:(1)近51年间,从旱涝灾害的年度性特征来看,福州市发生区域性干旱或洪涝均无明显的时间变化趋势特征;从季节性特征看,任何季节都可能出现旱涝灾害,与实际气象资料记载情况大体一致;(2)从福州市旱涝灾害的空间分布来看,年尺度上无论洪涝还是干旱福州市东北部都是发生频率最高的地区,季节尺度上西南地区发生季节性旱涝的频率最低,而沿海一侧发生季节性旱涝的频率较高.     

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.     

唐代宝鸡地区旱涝灾害时间变化特征

目的研究唐代宝鸡地区旱涝灾害发生的时间变化特征及其周期规律,以期为该区旱涝灾害的预测与防治提供科学依据。方法通过搜集整理唐代宝鸡地区旱涝灾害史料,重建宝鸡地区旱涝灾害等级序列,利用滑动T检验、红噪声频谱分析等方法,分析唐代宝鸡地区旱涝灾害的时间变化特征和周期规律。结果 (1)唐代宝鸡地区旱涝灾害具有明显的阶段性特征,总体上表现为先增加后降低再升高的变化趋势;(2)旱涝灾害等级序列在10和30 a尺度上突变参考点或突变区间分别有7个和2个;(3)唐代宝鸡地区旱涝灾害等级序列具有显著的193.3,13.8,7.2和2.4～6.0 a的变化周期。结论宝鸡地区旱涝灾害具有明显的阶段性特征,该特征可能受到太阳活动和厄尔尼诺等因素的影响。     

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.     

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.     

近50年我国北方地区旱涝的时空变化

利用我国北方 12个测站 195 1— 1999年 4— 9月的降水量资料 ,用Z指数变换计算旱涝等级 ,据此讨论北方地区 (35°～ 4 1°N)近 5 0a旱涝的时空变化 .结果表明 ,大体以 90°E和 10 5°E为界可将北方分 3个区域 .东部地区近 5 0a来干旱化趋势比较明显 ,特别在 2 0世纪 80年代中期以来 ,干旱次数异常增多 ;而西部则相反 ;中部呈现过渡特征 .我国北方地区旱涝的时空变化存在从西部向中部、东部逐渐转移的特点 ,每一阶段的旱 (涝 )从西部地区转移到东部地区大约需要十几年 .据此推测北方东部地区在 2 1世纪的头 10a将会出现偏涝的气候特点 .     

基于EOF与小波分析的松辽流域旱灾时空演变规律研究

准确掌握旱灾时空演变规律对旱灾防灾减灾具有重要意义.利用EOF对标准化降雨指数(SPI)做正交分析,得到松辽流域一年四季旱灾时间分布规律;同时,利用GIS技术与小波分析对松辽流域一年四季旱灾空间分布进行可视化及空间分布特征分析.研究结果表明:(1)从时间上表现为划分出三个震荡比较明显的时期;(2)从空间上春季旱灾具有东西向变化特征,东部与西部存在差异;夏季旱灾具有西南向东北走向,并且该特征的变化具有明显的6~12增减周期;秋季旱灾具有南北分异性,该分布差异强弱在1990年之前具有明显的4~8年周期震荡变化,1990年之后强弱变化周期不明显;冬季旱灾具有西北向东南的分异性,该分布差异强弱在1990年之前具有明显的6~10年周期震荡变化,1990年之后强弱变化周期变为2~6年,整体长期趋势为缓慢减弱趋势.研究结果可为当地旱灾防灾减灾及应急管理提供决策依据.     

特色小镇分布特征的多维度分析

以住建部公布的403个国家级特色小镇为研究对象,运用空间数量模型,从自然地理属性和社会经济属性2个维度分析特色小镇的分布特征.结果表明：从自然属性空间分布特征看,特色小镇以胡焕庸线为界,其东南部密集,西北部稀疏;空间分布类型为集聚型,在江苏、浙江两省交界处形成显著的高密度核心圈层.从社会经济属性空间分布特征看,经济发展水平、城镇化水平和人口规模呈现“高-高”集聚的特色小镇,主要集中在珠三角城市群、长三角城市群和环渤海城市群周围,而中西部地区大部分特色小镇社会经济属性整体水平有待提高;超过45%的特色小镇缺乏中心城市辐射.针对特色小镇空间分布存在的问题,应从空间差异化的视角对我国特色小镇的发展进行思考.     

中国降水场的时空分布变化

 分析了全国160个气象观测站51a(1951-03～2002-02)的月季降水量距平场的时空分布变化规律得出:我国降水空间分布的主要类型是南北分布;统计降水量的时间尺度越大,则降水量的空间分布尺度也越大;冬季降水的空间分布尺度比夏季大;夏季降水空间分布的年际变化比冬季大;春、夏季的降水空间分布变化具有较为显著的正相关关系;春季降水空间分布具有2.4～3.0a的显著周期存在,冬季降水空间分布也具有2.3～2.8a的显著周期存在.     

特色小镇分布特征的多维度分析

以住建部公布的403个国家级特色小镇为研究对象,运用空间数量模型,从自然地理属性和社会经济属性2个维度分析特色小镇的分布特征.结果表明：从自然属性空间分布特征看,特色小镇以胡焕庸线为界,其东南部密集,西北部稀疏;空间分布类型为集聚型,在江苏、浙江两省交界处形成显著的高密度核心圈层.从社会经济属性空间分布特征看,经济发展水平、城镇化水平和人口规模呈现“高-高”集聚的特色小镇,主要集中在珠三角城市群、长三角城市群和环渤海城市群周围,而中西部地区大部分特色小镇社会经济属性整体水平有待提高;超过45%的特色小镇缺乏中心城市辐射.针对特色小镇空间分布存在的问题,应从空间差异化的视角对我国特色小镇的发展进行思考.     

我国北方干旱的时空分布特征分析

通过对北方干旱和半干旱地区时间序列的降雨、径流等资料研究,采用降雨距平百分率和分时段多年降雨空间分布分析方法,进一步了解我国北方降雨,径流与干旱空间变化的全貌,并据此对北方各主要地区的干旱情况进行了分析,为全面掌握、研究和预测北方干旱和生态环境的演变发展奠定基础。     

东北地区建国以来洪涝灾害时空分布规律研究

东北区尤其是松辽流域洪涝灾害频繁,是全国主要的洪涝灾害发生区之一.利用东北区1950—1990年洪涝灾害相关资料,以暴雨引起的洪涝灾害为研究对象,根据洪水灾害的发生学理论,从自然和人文两个方面分析了东北地区洪涝灾害的形成原因;在此基础上统计分析了建国以来东北地区洪涝灾害发生的时空特点和分布规律,并提出了东北区减轻或避免洪涝灾害的主要相关措施.     

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.     

淮河干流污染物分布及变化规律

为了研究淮河干流水体和沉积物中总磷(TP)、沉积物中重金属的沿程分布规律和时空变化特征,于2014—2017年采集淮河干流(正阳关—洪泽湖)19个断面的水样和沉积物样品,分析各采样时段干流各断面水样和沉积物中TP、沉积物中重金属砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)等污染物的浓度和分布,探讨河道流量、温度等因素对水体及沉积物中TP、重金属时空分布的影响。结果表明:水体、沉积物中TP和沉积物中重金属浓度汛前大于汛后;水体中各形态磷浓度汛中沿程分布较汛前、汛后更均匀;流量、温度是影响TP和重金属分布的主要原因。     

清代江苏省干湿空间特征分析

利用K-means聚类算法和GIS组件ArcGIS Engine,开发了基于连续时间序列的空间数据挖掘系统,对江苏省清代时期的干湿空间特征进行分析,提取了干湿特征空间分布特征。通过聚类分析,计算涝旱权重比值,得知不同年代,涝旱权重比值不同。且两类中不仅同时存在较大值或者较小值的一致特征,也同时存在第一类较大值而第二类较小值,或者相反的特征。不同的涝旱权重比值反映干湿不同的空间分布特征。这对于了解江苏省旱涝灾害发生规律和制定防灾减灾措施等具有重要的现实意义。     

Meridional seesaw-like distribution of the Meiyu rainfall over the Changjiang-Huaihe River Valley and characteristics in the anomalous climate years

Although Meiyu rainfall has its in-phase spatial variability over the Changjiang-Huaihe River Valley (CHRV) in most years, it is distributed in some years like a seesaw to the north and south of the Changjiang River, when the precipitation tends to be nearly normal throughout the valley, which would inevitably increase difficulties of making short-term prediction of the rainfall. For this reason, EOF analysis is made on 15 related stations’ precipitation from June to July during 1951─2004, revealing that the EOF2 mode shows largely a north-south seesaw-like pattern, and thereby classifying Meiyu patterns into two types: "northern drought and southern flood (NDSF)" and "northern flood and southern drought (NFSD)". Afterwards, the authors investigated ocean-atmospheric characteristics when these two anomalous types occured using the NCEP reanalysis (version 1) and the extended reconstructed SSTs (version 2). The results show that in the NDSF years, the low-level frontal area and moisture convergence center lie more southward, accompanied by weaker subtropical summer mon- soon over East Asia, with the western Pacific subtropical high and 200 hPa South Asia High being more southward. Both the Northern and Southern Hemisphere Annular Modes are stronger than normal in preceding February; SST is higher off China during boreal winter and spring and the opposite happens in the NFSD years. Also, this seesaw-form Meiyu rainfall distribution might be affected to some degree by the previous ENSO event.     

1998—2020年三峡库区最大1h降水的时空变化特征

以年、月最大1 h降水强度及其发生时间为指标,采用趋势检验、周期分析、经验正交函数和降水过程综合强度评估方法,分析了1998—2020年三峡库区最大1 h降水的时空变化特征。结果表明：库区年最大1 h降水发生时间有每隔约10 a前移至汛前的现象,主汛期7月最大1 h降水强度有8 a的循环周期;与2010年以前比,2010年后的库区强降水落区表现出自上游向坝址迁移的走势;若最大1 h降水强度相近,则降水持续时间长、覆盖范围广的降水过程,综合强度更高,对防洪安全影响更大。     

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.