降水极值的非平稳性特征及其重现期研究--以福建省为例?

变化环境下降水序列具有普遍的非平稳性.为深入探究降水极值的非平稳特征及其对极端降水重现期的影响,本文以福建省22个站点为例,针对表征降水序列非平稳特征的2个重要变量均值和方差,利用经验模态分解法(EMD)、Mann-Kendall趋势检验法分析了1960—2012年前汛期、后汛期降水极值序列非平稳特征;运用贡献分析法分析降水极值序列均值和方差变化对非平稳的降水极值确定性趋势的增量贡献;构建非平稳模型,基于均值、方差趋势探讨极端降水的重现期变化特征.结果表明:1)福建省前、后汛期降水极值序列非平稳性较强,前汛期闽西、闽北、闽中方差增加显著,部分站点方差变化对降水极值确定性趋势的增量贡献较大;后汛期全省降水极值均值普遍呈现增加趋势,对降水极值的确定性趋势起主导作用.2)福建省前汛期极端降水趋势增大的站点位于闽北地区,因为降水序列方差的线性增加趋势导致极端降水量显著增加;后汛期极端降水趋势增大的站点位于闽西和闽南2个区域,其中多数站点因为均值的增加趋势导致极端降水量增加,但是增加幅度平缓.3)降水序列方差的改变更加显著地影响了极端降水重现风险,变化环境下极端降水趋势和风险研究需充分考虑降水序列的非平稳性.     

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.     

Community Climate Model 3模拟夏季极端降水的初步分析

采用累积频率的统计方法和Community Climate Model 3(CCM3)模拟的10年逐日降水结果,分析了模拟的夏季极端降水事件的时空分布特征.结果表明,CCM3模拟的极端降水阈值的大值区主要在我国黄河和长江流域的上游、印度半岛及其邻近海域和孟加拉湾及其北部地区.CCM3能够模拟出我国长江流域极端降水量与极端降水日数显著增加的趋势.对极端降水平均强度、降水日数以及极端降水量与总降水量比值的经验正交函数(EOF)分析可知,我国大部分地区的极端降水基本呈现同相变化,且以长江和黄河中游地区较为显著.CCM3模式基本能够模拟出观测到的极端降水阈值与总降水、极端降水日数及其距平的高空间相关性.     

深井井点降水在洛阳洛河沿岸深基坑开挖中的应用

本文从深井井点降水的设计计算、井点布置、降水设备、施工工艺及施工中应注意的事项等方面介绍了深井井点降水在洛河沿岸深基坑开挖中的应用,指出深井井点降水技术是较实用、简便、经济有效的一种降水方法。     

软土地区基坑降水对下方越江隧道的影响

基于工程实际,采用有限元法并结合一维固结理论和三维渗流理论分析越江隧道上方基坑降水对其结构的影响,探讨了降水水位、抽水层次、降水时间及方式等因素对越江隧道沉降的影响.结果表明：基坑降水将造成下方越江隧道的沉降;降水深度与其沉降量呈线性变化关系;若抽取微承压水或延长降水时间,都将增加越江隧道下卧土的沉降量.控制隧道上方的基坑降水应采取坑内降水的方式.     

WRF和GLDAS降水数据在黑河上游山区流域的比较与分析

参考黑河上游4站点的观测数据,用包含多统计指标的全面评价方法评价了20042009年WRF制备的5 km,1 h降水数据和空间插值后的5 km,3 hGLDAS降水数据.结果表明两者对降雨的时空分布表现均优.WRF产生的<1 mm和>8 mm降水的总日数、总量更符合实际降水情况,但缺少1~8 mm的降水,春季降水峰值偏大,总降水日数偏少.GLDAS降水和观测的相关系数更高,但年降水量偏少;<1 mm降水日数、总量过多,>2 mm降水日数偏少,春季降水峰值过大.由此两组数据驱动模型模拟时,需考虑数据本身的特点,同时黑河流域仍迫切需要更精确的降水数据.     

重庆主城区近百余年降水的变化特征

利用1892—2009年重庆主城区降水资料,采用多种统计方法,分析了近百余年来重庆主城区年和四季降水的气候变化特征.结果表明:重庆市主城区近百余年来,年、春季、夏季和冬季降水线性变化趋势都不明显,都为略增多的趋势.秋季降水为显著的减少趋势,减少率为-6.7mm/10a,通过了0.01的水平置信度检验.年和四季降水的阶段性变化差异明显.年降水在近百余年未发生明显的突变.春季、夏季和冬季降水都发生过一次突变,分别发生于1915、1978、1956年,都突变为增加趋势.秋季降水第一次突变发生于1963年,突变为增加趋势;第二次突变发生于1974年,突变为减少趋势.周期分析表明近百余年来年降水存在3a左右的显著周期,春季降水存在7a和5a左右的显著周期,夏季降水存在3a和6a左右的显著周期,秋季降水存在2a左右的显著周期,冬季降水存在3a左右的显著周期.     

银川地区降水氢氧同位素变化规律分析

大气降水是区域水循环中重要环节,对于研究区域内水分循环、水分来源、水分转换等水文过程有重要意义.通过对银川地区降水中氢氧同位素特征随月降水量变化趋势进行分析,得出不同季节的降水水汽来源是影响银川地区降水同位素变化的主要因素,秋冬季节降水水汽主要来自于北冰洋地区,春夏季节降水水汽主要来源于印度洋、孟加拉湾及太平洋地区.区域内蒸发的水汽对降水的贡献及降水过程中的二次蒸发作用都使降水中重同位素富集.全年来看,银川地区降雨量效应不明显,但是夏季降雨量对降水中氢氧稳定同位素变化影响不容忽视.通过分析氘过量参数d随月平均降水量的变化趋势,辅助论证了不同季节不同水汽来源的降水是影响氢氧同位素变化的主要因素.     

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.     

1951-2015年太原市极端降水事件变化特征研究

根据太原市1951-2015年的逐日降水数据,选取8个极端气候指标,使用趋势分析法对太原市极端降水事件进行分析.结果表明:(1)1951-2015年太原市无降水天数、有效降水间隔频数、极端日降水量和极端降水频数指标呈增加趋势,其中无降水天数增速为5.5 d/10 a,有效降水间隔频数最近30 a增幅明显,极端日降水量和...     

基于宁夏人影作业情况的降水特征分析

分析2003—2015年宁夏人工影响天气作业情况。根据宁夏区域24个气象站1990—2015年日降水资料，用统计方法，对逐年降水量、月降水量、降水日和月雨型占比进行分析，研究26 a宁夏降水分布特征。结果表明,2003年以后，大部分月降水量、降水日数增加，小雨、中雨出现的概率增加，大雨和暴雨出现的概率减少。对宁夏人工增加降水作业效果评估具有一定的参考意义。     

云南降水量时空分布特征对气候变暖的响应

全球变暖对区域气候的影响研究是当今全球气候变化研究的重要内容之一.利用云南122个测站1961～2006年逐月降水量、气温观测资料及Hardley Center再分析资料,采用回归分析方法,分析了全球气候变暖背景下云南降水的时空变化特征,获得了一些有意义的结果:①近50年来云南降水量夏、秋减少,春、冬季增加,年降水减少;②云南年、四季降水有着明显年代际变化趋势;③相关分析发现,全球、北半球平均气温升高有利于云南春季、冬季降水增加,不利于夏季、秋季及年降水增加;④云南年降水量、春季降水、夏季降水及秋季降水都存在一个或多个显著性突变点,而冬季降水没有检测出突变点;⑤近50a来云南降水量变化也存在明显的区域分布特征.年降水量及秋季降水量基本为西增加东减少型,春季降水为全省一致增多型,夏季降水几乎为全省一致减少型,冬季降水滇西南减少其余大部增加.     

大型基坑降水流线方程的求解与降水设计

基坑降水原理是基于井的渗流理论，大型基坑的降水不同于一般工程，其降水效果和经济性对工程建设十分重要。运用渗流理论对大型基坑降水进行合理的分区、降水计算和系统设计，建立井点降水的渗流曲线方程，以较好判断降水区内任一点的水位，从而合理布置井点，科学确定大型基坑施工降水方案。     

考虑多维评价体系的降水集合预报

为满足水库智能运行调控对高精度实时降水预报的需求,提出了基于多维降水预报评价体系的降水集合预报方法．首先,建立涵盖云微物理、积云对流及长/短波辐射等多物理参数的中尺度数值天气预报模式;然后,引入误差指标、偏差评分、准确度指标等评价指标,提出了融合降水分级、降水量及降水时空分布维度的降水预报综合评价方法．以梅江流域典型降水事件为例,结合多尺度降水预报评价结果对集合预报模型进行了检验．结果表明：当构建降水集合预报模型时,将多维降水预报评价体系优选出的参数化方案组合作为集合预报成员,集合预报具有更好的预报稳定性,减小了模式预报误差．     

贵州降水混沌特性的空间分布及影响因素

贵州地区旱涝灾害频发,为深入研究贵州地区降水特征,运用0-1测试方法对贵州省33个雨量站不同时间尺度下降水序列值进行了混沌识别及降水混沌特性的空间分布特征研究,并研究高程与纬度对贵州降水混沌特性的影响。结果表明:贵州地区降水在旬、月、双月与季尺度下均具有明显的混沌性,且随时间尺度的增大而降低;降水混沌特性的空间变化特征总体上呈东北高西南底的特点,反映出贵州北部地区与西南部地区的降水特征具有明显差异,且气候条件是决定降水混沌特性变化的主要因素;高程与降水混沌特性负相关,在双月、季尺度下的相关系数分别为0. 68、0. 74;纬度与降水混沌特性呈正相关,在双月、季尺度下相关系数分别为0. 43、0. 49。该结果可为研究降水系统的时空变化规律提供参考。     

建筑工程施工降、排水技术探讨——以中山市“汇美豪庭”小区为例

基坑降水影响工程的工期及安全,降水的成功与否直接关系到工程的质量和施工进度。从管井降水原理、管井设计、管井施工三方面介绍了管井降水技术。针对工程基本概况,对管井降水设计及施工要求作了探讨,阐述了管井施工中存在的问题及解决方法,证明了基坑管井降水方案的经济性与合理性。     

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。     

基于Poisson分布的降水模型及其在潮白河密云水库上游流域的应用

为了描述降水的时空分布特征,在降水发生次数为Poisson分布的前提下提出了3种降水模型。该3种Pois-son矩形脉冲模型分别假设了降水历时为瞬时分布、指数式分布和Pareto分布。利用潮白河密云水库上游流域16个雨量站1980—2008年的降水资料,率定了3个模型的参数;在此基础上,得到潮白河密云水库上游流域降水特征(降水强度、降水频率)的时间变化趋势与空间分布规律。以降水历时瞬时分布的白噪音Poisson矩形脉冲模型为例,流域日均降水场次约0.18场/d、次雨深约为8mm。结果表明:该流域时间上在过去近30a降水量无显著变化,降水频率呈下降趋势,降水强度呈增加趋势;空间上降水量和降水强度自东南向西北逐渐减弱,降水频率则无显著空间规律。这3种模型中,白噪音型和Pareto型更适用于潮白河上游流域的降水分析。     

TIGGE模式在淮河水系史河流域的应用

为了提高淮河水系史河流域降水预报的精度,对TIGGE模式降水预报校正方法进行了研究。基于TIGGE的ECMWF、KMA、JMA、UKMO、CMA等 5个模式2015—2017年汛期在史河流域的降水预报数据和雨量站实测降水资料,采用降水预报的均方根误差指标和在确报率、空报率和漏报率评价指标基础上提出的降水预报三率综合评价指标,对各模式在1~7 d预见期内的预报精度进行综合评价,采用2种非线性方法RBF及ν-SVR对TIGGE的5个降水预报模式进行非线性集合预报校正,并与线性方法BREM法进行了比较。结果表明:TIGGE的5个模式中,JMA模式的降水预报精度最高,其次是ECMWF和UKMO,实时降水预报校正ν-SVR法明显优于BREM法和RBF法;实时降水预报校正ν-SVR法提高了TIGGE模式降水预报的精度。     

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.