华北地区热带气旋降水量的气候诊断

利用1950～2002年热带气旋降水量资料,对华北地区由热带气旋引起的降水进行了分析．结果表明,华北地区热带气旋降水量的空间分布很不均匀,平均山东半岛东部最大,向西具有减少的趋势,这种趋势与热带气旋降水频数相一致,地形的影响使降水量的空间分布复杂化．对于热带气旋过程降水量的大小,地形的影响更为重要,从河北东部经西部到河南南部沿着燕山南麓和太行山东麓分布着大的过程降水中心,此外,受热带气旋影响的最西站点随年代向东偏移．热带气旋降水量季节变化表现为8月最大,10月最小;年际变化明显,具有显著的2～3年振荡周期：年代际变化表现为20世纪50,60和70年代相差很小,80年代后具有明显减少的趋势．各区域热带气旋降水量的年际和年代际变化显示,华北西部的山西和北部的内蒙减少的趋势最强．     

广义相加模型在乌江夏季径流预报中的应用

基于前期冬季海温指数,构建具有4个非线性指数和9个线性指数的广义相加模型(GAM),对乌江流域洪家渡夏季径流进行了模拟与预测,利用5种评估指标,包括最小信息准则(AIC)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、概率空间线性误差(LEPS)和线性相关(r),评估GAM和广义线性模型(GLM)模拟效果。结果表明:在AIC、RMSE和LEPS评估指标上,GAM的模拟效果与实测值相比均小于GLM,在线性相关系数上显著大于GLM。因此,GAM的模拟效果明显优于GLM。利用留一法交叉验证对洪家渡夏季径流分别进行了GAM和GLM预测,结果表明,GAM与实测数据的相关系数提高到0.41,相对误差小于30%的预测值达到60%以上,特别是在洪家渡典型洪水年中,GAM的预测误差仅在10%左右,在典型干旱年中,GAM的预测误差小于10%,GAM的预测结果比GLM明显改善。因此,考虑了径流量与预报因子的非线性关系,在径流预报中使用GAM进行建模,能够有效改善线性回归模型的模拟效果和预测精度。     

三峡大坝建设前后对长江上游径流联合分布影响的分析

以三峡工程蓄水运行的 2003 年为分界点，利用长江上游流域寸滩、武隆、宜昌3站1951—2016 年的月径流资料，利用Copula函数，定量分析了三峡水库蓄水前后对长江上游多站径流的联合分布的影响. 研究结果表明:1）三峡水库建设前后，无论2个还是3个站的径流联合分布均发生了变化. 其中，寸滩–宜昌2站联合分布没有变化，但分布函数的参数略有减小；武隆–宜昌的联合分布从Gaussian Copula转变为Gumble Copula型；寸滩–武隆–宜昌的3站联合分布由Gumble Copula变成Gaussian Copula型. 2）三峡建库后，在相同的概率水平下，3站对应的径流量均比建库前明显减少；在相同重现期下，3站对应的径流量同样比建库前明显减少，其中，宜昌站径流减小率最大，寸滩次之，武隆最小. 这表明三峡建库后，对坝下宜昌站径流的影响高于三峡大坝上游的寸滩、武隆2站.      

华北地区1972年和1997年干旱特征及其影响系统分析

利用华北地区实测的月降水量资料,美国NCAR/NCEP 850 hPa的矢量风5、00 hPa和850 hPa的位势高度等再分析资料,分析了华北地区1972年和1997年这2个干旱年干旱的空间分布、强度分布和持续时间,以及西太平洋副热带高压变化、季风进退和欧亚大气环流异常情况.结果表明:1972年是季风正常年,但该年亚洲大陆高压偏强且持续存在、西太平洋副热带高压持续偏弱,导致了干旱的发生与持续;而1997年由于持续偏强的亚洲大陆高压、持续偏弱的季风和西太平洋副热带高压造成该地区严重干旱.     

华北地区1901～2002年气候变化强度的演变

利用英国East Anglia大学研究部1901～2002年高分辨率的格点月平均气温和月降水量资料,以及华北地区104个气象观测站1957～2002年的实测月降水量和月平均气温资料,从100a,50a和20a共3个时间尺度详细分析了华北地区潜在蒸发量、降水和气温的趋势变化特征以及气候变化强度的演变规律.结果表明,华北地区的气候变化在百年尺度上经历了由弱到强的变化过程,最近20a(1981～2002年)的气候变化强度是近百年来最强的时期,气候变暖、干旱化趋势加重,潜在蒸发量上升,将会导致华北地区水资源供需矛盾更加突出.     

淮河流域极端降水特征及不同重现期降水量估计

基于淮河流域25个气象站的逐日降水量资料,分析了极端日降水量、极端最大过程降水量和最大持续降水日数3个极端降水指标的时空变化特征,利用广义极值理论估算了重现期降水量.结果表明:在空间上,半湿润气候区有更强极端降水过程,而湿润气候区降水极端性偏小;在时间上,降水偏多的年代,极端降水量和极端降水过程更多,降水偏少的年代,极端降水指标数值偏小;重现期时间尺度存在临界点,在临界点以下,各站重现期降水量都会明显增大,超过临界点,淮河流域上游和南部重现期降水量变化很小,而中游、下游和北部重现期降水量增大明显.     

华北地区动力和热力蒸发量特征研究

选用1957~2002年的气象观测资料,对华北地区5个分区动力和热力蒸发量的季节、年际变化规律,动力和热力蒸发量之间的差异,动力和热力蒸发量对总蒸发量的贡献以及近20年全球变暖背景下华北地区动力和热力蒸发量的变化趋势进行了分析.结果表明,华北各个区域动力和热力蒸发量的年、季变化规律有明显差异,动力蒸发量的季节变化呈双峰特征,而热力蒸发量则呈单峰变化.动力蒸发量和热力蒸发量的年和季节序列线性变化趋势有明显差异,在全球变暖的背景下,这种差异明显变大.年平均热力作用对总蒸发量的贡献大于动力作用,不同季节这种规律有所不同,温暖季节热力作用对总蒸发量贡献较大,寒冷季节动力作用大于热力作用(华北4区除外).