黄河中下游与江淮流域的降水量和入渗深度关系分析

为深入挖掘和充分利用清代档案中雨分寸记载所反映的降水信息,并重建1736—1911年的降水量序列,文中仿照清代雨分寸的观测方法,在黄河中下游和江淮流域（105°E以东,30°-40°N）选取了10个具有气候和土质代表性的站点,开展了自然降水入渗实验,观测了降水量,降水强度,前期土壤含水量和降水入渗深度等参数。统计分析表明：降水量是影响入渗深度的主要因子,二者呈明显的正相关;且各因子对入渗深度的影响在黄河中下游和江淮流域均具有明显的区域差异。在此基础上,建立了各地降水量与入渗深度的关系方程,其中多数方程的方差解释量达60％以上,为利用清代雨分寸记载重建各地的降水量提供了定量关系模型。     

库姆塔格沙漠降水和大降水的时空变化研究

利用最靠近库姆塔格沙漠的4个气象站点1960-2014年的逐日降水数据和2008-2014年中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集,对库姆塔格沙漠年降水、年大降水和月降水、月大降水的年际变化分别做了对比分析,在此基础上运用中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集对库姆塔格沙漠平均月降水和大降水的空间分布进行了分析.结果表明,库姆塔格沙漠大降水主要集中在夏季,夏季大降水量占年总大降水量的80%.库姆塔格沙漠各月降水类型以"午后型"为主,大降水类型以"凌晨型"和"黄昏型"为主.库姆塔格沙漠及周边地区平均月降水量和大降水量的空间分布一致,一年中平均月降水量和大降水量最大值均出现在6月.春季、秋季和冬季,库姆塔格沙漠南缘阿尔金山存在一条呈东西向分布的降水量大值带;夏季,阿尔金山降水量大值带基本消失.     

滨海新区夏季降水的日变化特征

利用1970—2015年天津塘沽地面观测站逐小时降水资料,分析了滨海新区夏季降水日变化特征及其长期演变趋势。结果显示滨海新区降水量与降水频次均呈现"昼少夜多"的特征,后半夜到清晨是降水最为活跃的时段。降水量两个高值时段所对应的降水是由不同性质降水构成,清晨出现的降水量的最大峰值是由短时降水与持续性降水共同贡献,后半夜的降水量次大峰值主要由持续性降水贡献。40年来滨海新区的短时降水的降水量呈现增多趋势,长持续性降水的降水量呈现减少趋势,总降水量的减少与长持续性降水总体强度减弱有关。     

1965-2011年河北塞罕坝地区降水量变化规律的小波分析

采用Morlet复小波函数对河北省塞罕坝地区1965-2011年降水变化规律进行了小波分析,揭示了塞罕坝地区降水变化的多时间尺度特征.结果表明,47年来该地区月降水量、年降水量与生长季降水量距平值变化主要表现在两种尺度上:一种是4年左右的年际尺度振荡,这是经过高频滤波后的年际变化中的低频部分;另一种是18年左右时间尺度的年代际振荡.由于塞罕坝地区生长季降水平均占年降水量的83.1％,通常二者的变化趋势相同,但也不完全一致.由典型尺度小波系数过程线图可预测,2012-2015年塞罕坝地区的降水量仍然偏多,但距平值会减少.     

青海湖地区降水变化趋势和突变分析

采用Mann-Kendall及滑动T检验法,对青海湖地区五个气象站1960-2007年降水逐月观测资料进行了分析.结果表明：青海湖地区降水量年、夏季微弱上升,秋季微弱下降,春季变动存在地区差异,但年、季降水变动趋势并不明显;降水量最大偏少期为20世纪70年代中期至80年代中期,最大偏多期为80年代中后期,2004年后降水量呈增加趋势;除春季有两次较强降水突变信号外,年和其他季节的突变信号均弱.降水量变化表现出明显的地区差异.     

陕西降水的正态分布特征分析

目的 分析陕西月、季、年降水量的正态分布特征,为气候分析与预测中正确选用统计方法和统计模型提供依据,进而提高气候分析与预测能力.方法 应用偏度系数、峰度系数检验和χ2检验.对陕西82个测站1958-2007年月、季、年降水量的正态分布性进行检验分析.结果 表明陕西各测站年降水量基本遵从正态分布;大部分气象观测站夏季降水量遵从正态分布,部分观测站春季和秋季降水量遵从正态分布,有一半的测站冬季降水量遵从正态分布;4月份和7月份月降水量遵从正态分布的测站数较多,冬季月降水则多不遵从正态分布.渭河流域月降水量遵从正态分布的月份最多,陕北长城沿线降水遵从正态分布的月份最少.结论 陕西降水量遵从正态分布的测站具有明显季节变化和地域性,降水量偏度系数未能达到阈值标准是非正态分布的根本原因.     

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.     

我国东部典型城市年降水量和小时降水量特征分析

为探讨我国大城市降水的特征规律,利用1980~2012年6月1日至8月31日无缺测记录的北京(54511)、上海(58362)、广州(59287)三个代表站的逐小时降水资料,运用3年滑动平均法分析典型城市降水的时间分布特征;利用Γ分布函数建立概率分布模型,分析并对比三个典型城市的拟合特征。结果表明,北京、上海、广州从北向南平均降水量逐渐增大;在时间变化特征上,北京降水量呈现10年左右的波动,上海降水量无明显波动特征,广州市降水量呈现7年左右的波动。Γ函数拟合的概率分布,在一定程度上克服了样本频率代替概率不可避免的随机振荡对估计降水量概率分布的影响,用Γ分布函数概率密度推算得到的降水概率比较符合实际;Γ分布对较小量级小时降水的模拟能力比较弱,对大于5mm的小时降水模拟能力较强;三个典型城市小时降水阈值为20mm所对应的累积概率均在95%左右,因此北京、上海、广州这三个典型城市有一定概率发生较强量级的降水。     

桂林地区气温与降水量的时间序列预测模型

根据桂林地区2001～2010年各月平均气温和1987～2010年每年6月份降水量的实测数据,利用时间序列的季节指数法和线性外推法分别建立气温预测模型和降水量预测模型,再利用模型对桂林市2011年各月的气温和2011年9、11、12月的降水进行预测,得到比较理想的预测效果.     

乐亭县1975年～2009年气候变化特征分析

收集河北省乐亭县气象观测站点记录的气温与降水资料,利用数理统计软件和回归分析方法,对1975年～2009年的气候要素（包括气温和降水）的多年变化趋势、年代季变化趋势、季节性变化趋势进行了分析,阐述了个别年份的气温和降水量的突出变化．结果表明：随着全球气候变暖,1975年～2009年乐亭县平均气温呈明显上升趋势,尤其以冬季气温升高趋势较为明显．年均降水量变化不大,总趋势略有减少,但基本平衡,没有造成旱涝灾害．夏季降水量较均匀,占年均降水量的比例最大．个别年份全年总降水量略增多,如1977年、1985年和1994年降水量超过800mal．某些年份降水季节变化较大,出现明显的干湿季交替现象．     

甘肃陇中安家沟小流域日降水格局

利用1981-2009年生长季日降水资料,对陇中黄土高原安家沟小流域日降水格局及脉动特征进行研究.结果表明:生长季年均降水量为271.56 mm,年际变异系数为29.14%.降水事件以≤5 mm的降水为主,占全年降水事件的44.55%;≥10 mm的降水频率很低,但对年降水的贡献大,占降水总量的64.87%.0～10d降水间隔期(无降水日)所占比例最大,为年无降水期的87.03%;>10d降水间隔期呈增加趋势.近30年来,≤5 mm/d的降水呈下降趋势,而≥10 mm/d的降水略有上升,年内总降水日数与降水量均呈下降趋势.     

近50年商丘小麦玉米生长季降水量变化特征分析

利用商丘市8个气象站点1960年10月—2010年9月降水量资料,应用线性回归、Mann-Kendall等方法,对冬小麦、夏玉米生长季的降水量进行趋势分析、突变检验.结果表明:①冬小麦、夏玉米生长季的降水量线性变化趋势均不显著,冬小麦生长季的降水量以-1.522 mm/10 a在减少,夏玉米生长季的降水量以16.60 mm/10 a在增加.②冬小麦、夏玉米生长季降水量气候倾向率空间分布均为东部减幅大,西部增幅大,降水量东西间的差异均呈减小趋势.③冬小麦生长季的降水量没有明显的突变点,夏玉米生长季降水量的突变时间在2000年前后.④冬小麦生长季降水量基本能够满足冬小麦生长发育的需求;夏玉米生长季降水资源丰富,降水量时间分配与夏玉米生理需求基本一致.     

鄂北岗地近50年气候变化特征

利用1961年～2010年鄂北岗地8个气象台站的气温和降水量资料,采用线性倾向估计法和M－K法,定量分析了近50年来鄂北岗地的气候变化趋势和特征,结果表明：鄂北岗地近50年来年代际间的气温变化幅度差别不大,年际平均气温呈上升趋势.季节变化特点是春、秋、冬三季气温上升趋势显著,夏季气温明显下降;近50年来鄂北岗地年代际降水经历了持续缓慢下降到缓慢回升的过程,总体上呈微弱上升趋势,年降水量在546.99 mm～1 191.11 mm之间波动,研究时段内并未发生突变现象,降水的季节变化中,夏、冬季降水量上升趋势明显,春季和秋季降水量下降趋势显著.     

近60年天津海岸带地区降水与气温的演变规律

天津海岸带地区生态环境较为脆弱,水资源短缺日益严重,其中春旱问题突出.因此,探讨该区年和春季降水量与气温的长期演变规律具有重要意义.基于1961—2018年降水与气温数据,根据气象行标当候(5 d)划分春季(10～22℃),利用线性趋势、小波分析和小波相干性分析该区降水量与气温的长期演变规律.结果表明:①年降水量总体呈下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/(10 a),而春季降水量总体上无显著变化趋势;年和春季平均气温均呈上升趋势,表明该区气候总体上呈"暖干化"趋势.②年降水量时间波动主周期为23 a,比气温和春季降水量主周期(27 a)缩短4 a;降水与气温的不同步可能导致气温高的年份春季降水少,加剧了春旱问题.③年降水量与平均气温在1995年前为负相关,3～5 a周期区间内春季降水量比气温在1985—1995年和2005—2010年落后1 a左右,年和春季降水与气温在全年和春季尺度上均为非线性的耦合关系.④春季植物生长关键期(3—4月份)降水量无显著变化,但气温却升高,这可能影响植物生长对水分潜在的需求,进而降低作物产量.     

灰色系统理论在徐州地区气象干旱预测中的应用

干旱是气象灾害中最频发的一种,对国民经济和生态环境会产生重大影响.气象干旱是干旱的基础类型,对其适时预测分析有助于当地的灾害预防.根据徐州1960～2005年的降水资料,运用灰色系统理论,构建了不同响应时间(年和4季)的徐州地区气象干旱灰色预测模型GM(1,1).将模型进行统计检验并预测2006～2020年徐州气象干旱可能发生的年份,结合2006～2010年徐州降水量及无降水日记录对预报结果验证.结果表明,该理论模型的预测结果合理可信,2010～2020年间徐州地区干旱可能发生的年份为2015,2017,2020年,此结果可为徐州农业灌溉决策服务和管理提供一定参考.     

基于Mann-Kendall法和小波分析的降水变化特征研究——以重庆市沙坪坝区为例

以重庆市沙坪坝区1959-2008年50年的日降水资料为基础数据,以Mann-Kendall法和小波分析为主要研究方法,分析了沙坪坝区的降水变化特征.结果表明:近50年来沙坪坝区年降水量和汛期降水量成上升趋势,但变化不显著,非汛期降水量有较显著的上升,将有助于解决区域水资源在时间尺度上供需不平衡问题;年内分配的年代际变化分析表明,该地区年内分配极为不均,汛期多年平均降水量为843.9mm,约占年平均降水量的77%;根据年降水和汛期降水的小波方差图的比较可知,年降水的变化在很大程度上受汛期降水变化的控制.     

场次降水与日降水差异对比

基于我国中东部18个气象站逐分钟降水数据,整理得到日降水与场次降水资料,统计日降水与场次降水的对应关系,并对比不同级别降水量的差异;同时,基于全国811个气象站08:00-20:00与20:00-08:00逐半日降水数据,按气象站(20:00-20:00)与水文站(08:00-08:00)2种日界标准整理出2套日降水资料,分析降水日界对日降水资料的影响.结果表明:大部分场次降水过程发生在同1日或者跨1日;场次降水量均值、90百分位、95百分位以及最大值4个指标的计算结果分别为日降水对应指标的1.2、1.2、1.3和1.5倍;将日降水资料计算得到的10、20、50、100a一遇重现期降水量分别乘以转换系数1.39、1.42、1.44和1.45,可与基于场次降水资料计算所得结果相当.气象站和水文站降水日界对大暴雨及其以下级别雨日数无显著影响,但对特大暴雨级别,气象站雨日数显著多于水文站;长江流域、珠江流域及西北大部,气象站标准重现期日降水量普遍大于水文站标准,而东南沿海地区、华北北部和东北北部,水文站标准重现期日降水量普遍大于气象站标准.      

1470年以来广东地区降水量的定量重建及其探讨

根据近500年旱涝等级资料结合实测降水资料,通过相关函数分析和聚类分析等方法重建了1470年以来广东地区的降水量序列.文中介绍了定量重建历史时期降水量序列的方法及其可行性、可靠性,并对重建序列进行了初步的分析.研究表明,针对历史时期降水量重建而提出的相关-聚类-赋值法能够较有效地对历史时期的降水量进行定量重建.1470年以来广东地区主要经历了13次降水量转变时期,1860年以来降水量虽然一直在起伏中波动,但总的来说以负距平为主.周期分析揭示了广东地区的降水量变化具有5~7年、11年、19~22年以及53年左右的变化周期,其中某些周期可能与太阳活动以及海-气相互作用有关.     

1961—2017年郑州夏季降水日变化规律分析

利用郑州气象站1961—2017年逐小时降水资料,采用平均小时降水量、降水频次、降水强度、降水贡献率、降水发生率、降水历时及强降水等级等指标,分析了57年郑州夏季6—8月降水日变化规律.结果表明:①郑州夏季降水量和降水强度的日变化表现出明显的凌晨、傍晚和上午10时"三峰"结构,主峰出现在傍晚18时;而降水频次表现出凌晨1时至上午9时的单峰结构.②夏季降水量和降水强度日变化在上午10时呈现的峰值是由8月份降水贡献的,6—7月在该时段并未表现峰结构.③郑州各历时降水发生率随降水历时的增加呈对数递减趋势,而贡献率则呈先降低后增加的趋势.④郑州降水以1～5 h短历时为主,频发于傍晚和清晨前后,贡献率则以7～24 h历时为主,频发于凌晨下半夜至早晨.⑤强降水频发于凌晨和傍晚,三级频次最多,二级次之,一级最少;降水贡献率则相反.     

郑州市夏季降水的变化特征

利用1955—2011年郑州市夏季降水日逐分钟降水量,对郑州市降水日的降水量及其场次的年内和年际变化进行分析.结果表明:郑州市1981—2010年夏季降水量场次及其降水量平均分别为42.7场和8.4 mm,二者均有显著的变化趋势,气候倾向率分别为-2.2场/10a和0.56 mm/10a.郑州市场次降水平均持续时间和实际维持时间具有显著的线性相关关系.不管用场次降水量最长持续时间与其对应降水量的关系,还是利用场次最大降水量与其对应持续时间的关系,均表明随着时间的延长,降水量的数值会增加,反之依然.