深圳市雨岛效应分析

采用长序列、高分辨率的降水、气温和不透水面数据,选取13种极端气候指标,基于Mann-Kendall（M-K）/Sen氏坡度检验、Pettitt检验和Pearson相关分析法,综合分析了1979—2017年深圳市城市化对气温和降水的影响,揭示其雨岛效应．结果表明:深圳市不透水面积由1985年的58.24 km2（占比2.92%）增加到2017年的932.4 km2（占比46.68%）,城市化发展主要集中在西部城区;城市化对气温有较为显著的影响,西部城区的气温指标相对于东部郊区增加显著,且与不透水面呈现正相关关系;深圳市表现出一定程度的雨岛效应,场次降水次数呈现降水时间<9 h增多、>10 h减少的趋势,场次降水强度呈现增强的趋势;西部城区的降水指标相对于东部郊区均呈增加趋势,与不透水面呈现较为显著的正相关关系,且深圳市降水中心有向西部城区转移的趋势．      

深圳市降水特征时空演变规律分析

采用中国区域地面气象要素数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法、Sen's坡度法、Morlet复小波分析法并结合极端降水指标,对深圳市1979—2015年降水量的时空演变规律进行了分析.结果表明:1)1979—2015年深圳市年平均降水量为1 841.28mm,最大主周期为10a,呈现不显著减小趋势.年降水量表现出西多东少、南多北少的空间分布特征.2)西部城区夏季降水和东部郊区相近,春、秋、冬季降水多于东部郊区,且汛期和非汛期降水量都多于东部郊区.3)极端降水时间和雨量南部多于北部、中西部地区多于东部,且极端降水整体呈现降水历时变短、场次降水强度变大的趋势,西部城区表现更为显著.4)西部城区年降水量、汛期降水量和极端降水指标都呈现不显著增加趋势,而东部郊区呈现不显著减小趋势,表现出一定的雨岛效应.     

北京地区降水年际变化及其城市效应的研究

用北京地区20个站近41年(1960—2000年)年降水资料讨论了北京地区年降水量大尺度年际变化特征及局地年降水距平的城市效应,主要结论有:(1)北京地区年降水量具有大尺度变化特征,其倾向率为-1．197／10a,相当于近41年北京地区年降水量减少了27．82 mm;(2)局地年降水距平百分比在城区附近为正距平中心,形成城市雨岛,其强度以0．6621%/10a增加,城市雨岛的年际变化与北京地区年降水量的年际变化趋势相反;(3)城市雨岛的变化还与天气过程强弱有关．当天气过程强(涝年)时,北京市区雨岛增强,当天气过程弱(旱年)时,北京市区雨岛消失．     

江西高速公路沿线极端降水特征分析

以江西省高速公路为例,利用2013-2015年江西省高速公路交通事故资料、1958-2017年江西省89个国家气象观测站cimiss逐日降水观测资料,系统地研究了江西省高速公路极端降水特征。结果表明:2013-2015年江西省高速公路交通事故夏季和冬季较多,交通事故与雨量成正相关,当降水增多时,交通事故显著增多。分析发现江西省高速公路极端降水各指标在不同路段分布呈现显著的差异,R95p在杭瑞高速东段最高,其次是沪昆线西部;极端降水频次分布表现为总体一致型和南北差异型,前者极端降水载荷向量大值区出现在杭瑞高速、德昌高速、沪昆高速东段南昌至上饶段,这些高值路段是极端强降水异常的敏感路段;后者极端降水载荷向量大值区位于江西省北部沿江地区。极端降水阈值在丘陵和平原地区较高,山区较低;极端降水存在年际变化的特征,20世纪90年代中期存在一个突变,突变后降水极值升高,由极端降水造成的交通事故频发。为进一步研究高速公路典型极端降水成因,对极端降水路段进行了敏感性划分,主要有3个典型的极端降水频次敏感路段,分别为德昌-沪昆东型、寻全-厦荣型、泰井-沪昆西型,研究成果可为提高江西省高速安全运行能力和交通专业气象服务水平提供一定的参考。     

嘉陵江流域极端气温和降水时空变化特征分析

基于嘉陵江流域11个气象站点1960-2016年逐日气温和降水数据,分析极端气候指数的时间变化和空间分布趋势规律.研究结果表明:夏天日数(SU)、暖夜日数(T N90p)、热夜日数(TR)、暖昼日数(TX90p)、最低气温极大值(TNx)、最高气温(TXx)呈显著增加趋势,而霜冻日数(FD)、冷夜日数(TN10p)、连...     

济南市1961～2000年夏季降水和气温变化趋势分析

气象资料分析发现,济南20世纪60、80年代夏季降水量明显下降,70、90年代夏季降水量略呈上升;夏季气温60年代末期到70年代呈下降变化趋势,80年代呈上升趋势,尤其90年代上升最为明显,这与全球气温不断上升吻合.对比看出,济南与山东夏季气温在60年代末的显著下降相一致,济南夏气温升高时间比山东省有所提前,但90年代的显著升温与山东省相一致的.     

乌江中下游流域极端降水频数和强度浅析

利用1987—2017年乌江中下游流域思南、德江、沿河三站国家站逐日降水数据,采用95位百分位法定义极端降水事件发生阈值,运用统计学方法分析乌江中下游流域极端降水事件频数和强度的特征,基于MK非参数检验方法对极端降水事件频数和强度长期变化趋势进行检验。研究近31年乌江中下游流域三站极端降水频数和强度的特征与关系,结果表明,乌江中下游流域思南、德江、沿河近31年来发生极端降水事件阈值分别为31.5 mm、31.2 mm、33.5 mm,平均极端降水频数分别为7.6 d、8.1 d、7.5 d,平均极端降水强度分别为52.3 mm/d、53.4 mm/d、55.3 mm/d,近31年来三站发生极端降水事件的频数和强度总体有上升的趋势,日降水量大于100 mm的极端降水事件主要集中出现在6月和7月,典型极端降水事件年发生概率为45%。     

2007—2020年四川省极端降水的时空演变特征

近年来四川省极端降水频发造成了巨大的经济和人员损失,充分了解极端降水的变化规律对管理和减轻极端降水所造成的损失有重要意义.?利用四川省2007—2020年145个气象台站逐日降水资料,选择了6个极端降水指数分析四川省极端降水的时空演变特征.?结果表明,在空间上,各极端降水指数数值在川东北和盆地西部地区最大,其变化趋势也...     

柳州市热岛效应与干岛效应

通过对柳州市区与郊区气象站历年地面气象观测资料进行对比分析,揭示柳州市热岛效应和干岛效应的特征及其规律,探讨柳州市热岛效应与干岛效应的形成与变化的原因,以便为有关部门进行城市规划等提供科学依据。     

未来极端降水预估研究进展

全球气候变暖各地极端气候事件频发,自然环境和人类生产生活受到重大影响,极端气候事件的变化发展及未来预估工作亟需开展,尤其是极端降水的变化与生活生产更是密切相关.该文在全球变暖大背景下基于未来各种排放情景,对极端降水的定义、预报方法以及演变趋势的研究成果进行归纳总结,以为后续研究提供参考.     

近60年淮河流域极端降水和极端温度时空变化特征

基于1962—2019年间淮河流域149个站的气象数据,选择10个典型极端降水指标,12个极端温度指标,运用M-K趋势检验、相关性检验等方法,研究淮河流域降水和温度时空变化特征。结果表明：1)极端降水空间分布由东南向西北逐渐减小;时间序列上,多数极端降水指标呈微弱下降趋势,仅RX1day、CWD、R95P和R99P呈微弱上升趋势。2)极端温度空间分布上,多数极值指标自北向南逐渐升高,仅TXx自西向东逐渐降低;极端暖指标中SU25自西向东逐渐降低,TR20自北向南逐渐升高,其余指标分布规律不明显;极端冷指标中仅FD0、ID0自南向北逐渐升高;时间序列上,极值指标和极端暖指标呈上升趋势,极端冷指标呈下降趋势;极端冷指标下降的幅度高于极端暖指标增加的幅度,二者演变趋势对气候整体变暖的影响表现为同向一致性。3)极端降水指标与大部分极值指标、极端暖指标呈正相关;与大部分极端冷指标呈负相关。     

长江三角洲极端降水趋势及未来情景预估

观测资料显示,1951-2000年长江三角洲年降水和极端降水年际差异较大,但没有呈现显著线性变化趋势.利用ECHAM5/MPI-OM模式与实测降水数据比较发现,该模型能较好的模拟年降水和极端降水变化.2001-2050年,IPCC3种不同CO2排放情景下,年降水与极端降水变化并不一致,年降水都出现明显的下降趋势,但极端降水却增加显著,尤其中等排放情景下,2020s年代年降水量锐减,但极端降水迅速增加,说明未来长江三角洲洪涝和干旱发生的几率更高,极端气候造成的危害将更严重.     

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.      

济南市降水变化特征分析及其与土地利用变化的关系

为了探讨区域土地利用类型变化与降水之间的关系,提取济南市1980s—2005年土地利用数据,通过土地利用转移矩阵分析土地利用类型的动态变化情况.利用Mann-Kendall、Pettitt以及滑动t-检验3种方法对近60年来济南市47个雨量站降水数据进行趋势分析和突变检验,分析突变年前后降水量、降水时间、暴雨强度等指标变化特征.结果表明:济南市1980s—2005年间土地利用结构变化较大,大量农田向聚落转移,湿地水体增幅明显;济南市多年平均降水量由东南向西北呈阶梯型递减,聚落密集区大多处于降水量相对较少区域,山区年降水量普遍高于平原地区,且各雨量站所在区域汛期降水量均占全年降水量70%以上;济南各地年降水量和汛期降水量总体呈上升趋势,在1989年左右发生突变,降水量不断增大,降水时间逐渐增多,同时大雨到大暴雨出现概率增大;与其他地区相比,市区年内降水愈发集中,出现大到暴雨的概率显著增加,汛期城市受洪涝灾害威胁更大,这与土地利用变化特别是城市化密切相关.     

标准化降水指数在新疆极端干旱事件中的应用

利用1961-2008年新疆49个气象观测站逐月降水量计算相应标准化降水指数(SP I),利用RPCA模态分析的方法研究新疆极端干旱的气候特征.结果表明:1961-2008年新疆极端干旱面积率总体处于减小趋势;20世纪80年代以前极端干旱面积率较大,基本在20%以上;80年代后在10%左右;2000年后极端干旱面积率有增加的趋势;M-K突变检验表明,极端干旱突变出现在20世纪70年代中期.新疆北部是极端干旱发生频率最高的区域,利用主成分旋转法可将新疆极端干旱分为3个区域:北疆区(代表站为石河子观测站)、南疆区(代表站为柯坪观测站)和东疆区(代表站为七角井观测站).依据极端干旱年的定义,1961-2008年新疆极端干旱年份分别是1962-1965,1967-1968,1973-1979,1982,1984-1985,1991,1995和1997年,其中强极端干旱年分别是1962,1974-1975和1997年,相应年份极端干旱的站数远远超过该时段平均值.     

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.     

基于DFA方法的珠江流域极端降水阈值研究

 流域极端降水事件发生频率低、样本少,其阈值定义存在定义方式不统一、方法多样等不确定性和无规则性问题。论文以珠江流域为研究区域,系统总结了绝对临界值法、百分位值法、极值分布拟合法在确定流域极端降水阈值存在的不确定性问题,并尝试运用DFA方法,研究探讨了该方法在确定流域极端降水阈值的物理机制及其适用条件。研究表明, DFA方法以系统动力学为基础,通过分析极端降水事件对降水时间序列长程相关性的影响,由此寻求流域极端降水阈值,能较好反映流域降水序列的统计效应和物理背景,比较适合流域极端降水阈值分析。     

河西走廊内陆河流域极端降水特征分析

水资源是维持内陆河流域复合生态系统的重要纽带.大气降水作为流域水资源的重要来源,其时空分布及强度变化会对流域生态水文过程有着重要影响.本文以河西走廊内陆河流域19个气象站1960—2012年逐日降水资料为基础,构建了最大1d降水量、最大连续5d降水量和非常湿天降水总量等极端降水指标,通过采用多种极值概率分布模型探讨研究区极端降水指标在频次、强度和贡献率方面的变化,从而为分析极端降水对流域生态水文过程的影响提供科学依据.结果表明,基于GEV最优概率分布模型,得出研究区超过5年一遇的最大1d降水量、最大连续5d降水量、非常湿天降水总量近年来发生次数有所增加,尤其是2000年以后增加更为明显;研究区极端降水强度在2000年以后也明显增强;在极端降水量对年降水总量的贡献率方面,近年来石羊河流域总体呈现增加趋势,黑河流域上游呈现增加趋势、中游和下游以下降趋势为主,疏勒河流域上游和下游呈现增加趋势,中游则以下降趋势为主.     

1965-2013年黄土高原地区极端降水事件时空变化特征

基于黄土高原地区52个气象站点1965-2013年逐日降水数据,辅以一元线性趋势分析、相关分析、Mann-Kendall检验及反距离加权插值(IDW)等方法,本文分析了黄土高原地区极端降水事件时空变化特征.结果表明:1)时间上,持续性指标和强度指标中除降水强度(SDⅡ)外均呈现减小的趋势;绝对指标和相对指标中除R10 mm降水日数(R10 mm)外,其他指数均呈现增加的趋势,但均未通过0.05显著性水平检验.2)空间上,就持续性指标来看,连续无雨日数(CDD)增加趋势最大的位于区域Ⅲ,连续降水日数(CWD)和年降水总量(PRCPTOT)在区域Ⅱ的北部的增幅最大;强度指标中,1d最大降水量(RX1 day)和5d最大降水量(RX5 day)在区域Ⅱ的中部和北部增幅最大,SDⅡ增幅最大的地区主要集中在区域工和区域Ⅱ的北部地区;绝对指标中,R10 mm、R20 mm降水日数(R20 mm)和R25 mm降水日数(R25 mm)的趋势变化呈由南向北增加的趋势;相对指标中,异常降水日数(R95p)和极端降水日数(R99p)增幅最大的地区主要集中在区域Ⅱ.3)CDD与经度、纬度呈显著的负相关,年降水总量(PRCPTOT)、R10 mm和R25 mm与纬度呈显著正相关,其他极端降水指数与经纬度和海拔高度的相关性不显著.4)主成分分析的结果表明2类极端降水指数的总贡献率达到80.73％,除CDD外,其他极端降水指数与PRCPTOT均具有良好的相关性,且均通过了0.01显著性水平检验.5)Hurst指数结果表明黄土高原地区CDD、SDⅡ、R10 mm、R20 mm和R25 mm极端降水指数变化均呈反向变化特征,其他极端降水指数呈同向变化特征.     

1987~2016年武汉市极端降水事件特征分析

基于1987~2016年武汉市及附近共5个格点的日降水量资料,选取5个极端降水指数Rx1day(单日最大降水量)、Rx5day(5日最大降水量)、R95p(极端降水量)、R20(大雨日数)、SDII(降水强度),采用百分位阈值法、气候倾向率法、滑动平均法和Mann-Kendall突变检验等方法,对武汉极端降水事件的时空变化进行了分析.结果表明:1987~2016年武汉市极端降水事件的阈值整体上呈中部小、周边大的空间分布特征.极端降水事件发生频次的高值中心位于南部,低值区为北部.频次年际波动大,呈微弱减少趋势,年代际频次则呈明显的逐年代递减的规律.极端降水指数的空间分布中,Rx1day和R95p的空间变化差异较大,而Rx5day, R20和SDII的空间变化差异较小.Rx1day与R95p变化趋势均为北部下降、南部上升;Rx5day则为南部下降、北部上升;所有地区的R20均呈下降趋势;只有位于西南部的SDII呈上升趋势,其他地区均下降.1987~2016年,极端降水指数年际波动剧烈,Rx1day,Rx5day和R95p波动幅度相似,且均呈微弱的上升趋势,R20和SDII波动幅度类似,均呈微弱的下降趋势,总体表明这30 a年间极端降水量随时间变化而增加,但是降水强度在减弱.