近50年雅安降水变化特征及小波分析简

分析四川省雅安地区50年(1961—2010年)的年降水以及月降水资料的降水变化规律得出:雅安地区年降水总量与每年降水量≥0.1mm的日数有逐年减少的趋势;每年最大日降水总量呈增加的趋势;降水量的变化规律在80年代末期发生明显的变化;雅安地区夏季降水量最大占全年降水的58.2%;冬季降水量最小占全年降水的4.3%,其中月降水总量在8月份最多,在1月份最少;年降水量2年的周期变化特征最为明显.     

近50年雅安降水变化特征及小波分析

分析四川省雅安地区50年(1961—2010年)的年降水以及月降水资料的降水变化规律得出:雅安地区年降水总量与每年降水量≥0.1mm的日数有逐年减少的趋势;每年最大日降水总量呈增加的趋势;降水量的变化规律在80年代末期发生明显的变化;雅安地区夏季降水量最大占全年降水的58.2%;冬季降水量最小占全年降水的4.3%,其中月降水总量在8月份最多,在1月份最少;年降水量2年的周期变化特征最为明显.     

近48年长江源区降水时空变化特征分析

基于1966～2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明：(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

近48a长江源区降水时空变化特征

基于1966—2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明:①长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;②近48年长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;③长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;④长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;⑤长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

山地新城降水时空演变规律分析——以重庆市渝北区为例

【目的】以重庆市渝北区为例探讨山地新开发地区的降水时空演变规律。【方法】运用线性回归法、Mann-Kendall法、小波分析法和反距离加权法分析了渝北区1979—2019年的降水时空演变规律。【结果】1) 渝北区年降水量倾向率为3.65 mm·a-1, 1979—1996年降水量变化平缓,1996—2014年降水量出现多个波谷和波峰,2014年后降水量又呈上升趋势。2) 降水量在春、秋季呈上升趋势,在夏季呈缓慢下降趋势,在冬季变幅不大;降水量在丰、枯水期呈上升趋势,且降水量上升趋势在丰水期强于在枯水期。3) 全年、丰水期降水天数起伏变化小,暴雨和大雨发生天数增加。4) 在22 a特征时间尺度上,降水量经历3个丰-枯转换期;在13 a特征时间尺度上,降水量经历4.5个周期的丰-枯变化。5) 年降水量在空间分布上呈西南向东北、东南部递增趋势,与春、冬季降水量空间分布规律相似;夏季降水量空间分布呈中心高值区域向四周递减趋势;全年降水以中雨为主,中雨天数的空间分布规律与年降水量的相似,而大、暴雨天数的空间分布与夏季降水量的相似。【结论】渝北区年降水量呈明显上升趋势,丰水期对降水的影响明显大于枯水期,今后由降水引发的城市积水事件可能增加;年降水量和中雨天数的最大值出现在该区东南部,大、暴雨天数的最大值出现在该区中部。     

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...     

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.     

绍兴市近48年降水演变特征统计分析

选取绍兴国家气象观测站1961年1月至2009年2月逐月降水量作为降水分析基本资料,利用一元线性回归、小波变换和Mann-Kendall检验等统计学方法对绍兴降水季节变化和年际变化的特征进行了综合分析,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化趋势进行了预估.结果发现,绍兴市近48 a各个季节和年降水都存在多时间尺度特征,大尺度的周期变化中嵌套有小尺度的周期变化.春季降水以3～4 a年周期为主.并有准3 a周期向准4 a周期转变的趋势;夏季降水主要存在准4 a和准14 a周期变化;秋季降水主要存在准2 a和准12 a周期变化;冬季降水主要存在准4 a和准16 a周期变化:年降水主要存在准2 a和准4 a年际周期变化和准13 a年代际周期变化.绍兴春季和冬季降水突变不明显;夏季和秋季突变明显,突变点分别出现在1973年和1963年,而年降水突变不明显,不存在明显的突变期.夏季降水变化趋势和年降水趋势基本一致:夏季降水和年降水在时域上分布有很大的相似性,都具有准4 a周期变化.并全时域存在;夏季降水突变影响到全年降水的突变.根据绍兴夏季降水和年降水的主周期推测.2009年后的5～6 a绍兴年降水将相对偏多.     

1957—2011年陕西省降水特征分析及趋势判断

采用距平分析法、极差分析法和小波分析法,结合GIS空间分析技术,详细分析了1957—2011年陕西省降水空间格局特征、年际变化特征、降水持续性特征和周期性特征,并根据持续性特征和主周期对陕西省未来降水趋势做出判断。研究结果表明:1陕西省年降水量空间分布随着纬度增高而减少,总体趋势表现为从东南向西北逐渐递减,南北差异悬殊。400 mm和800 mm等降水量线均有总体南移的趋向,这与近几十年来陕西省降水量持续减少有密切关系。2降水量年际变化震荡剧烈、稳定性差,年降水量线性倾向率为-9.7 mm/10a,年降水量和各个季节降水量变化均呈波动态势,春季和秋季波动剧烈,下降趋势明显。3季节和年降水量Hurst值都大于0.5,表明降水量未来变化将与过去的变化趋势一致,但不同地区和时间尺度的持续性有所不同。4降水量在不同时间尺度上存在明显的震荡周期,34或24年为其主周期。5陕西省未来2~3年仍处于多水期,但2015年以后将会进入少水期,这种状况最长会持续11年之久。因此,未来陕西省暖干化趋势将凸显。     

福州市极端气候变化趋势研究

基于1951-2013年福州市逐日气象数据,通过Morlet小波转换分析和Mann-Kendall趋势法,计算了3个极端气温指数(日最高气温的极高值(TXx)、日最低气温的极低值(TNn)和暖昼日数(TX90))和4个极端降水指数(日降水量≥50 mm天数(R50mm)、日降水强度(SDII)、极端降水量(R95)及最大5日降水量(RX5d))的变化趋势.结果表明:极端气温指数呈显著上升趋势,而极端降水指数增强趋势不明显.TXx和R50mm均表现出强烈的18 a振荡周期,TX90和SDII、R95及RX5d于20世纪80年代后均存在23 a振荡周期;极端气候指数于80年代中后期以来中小周期越来越明显.所有极端气候指数以80年代为转折点,呈现明显的年代际变化;未来福州市极端气温上升趋势仍将继续,应警惕高温风险;极端降水事件增加趋势短期内亦不会减缓,旱涝灾害防范工作不能懈怠.     

气候变化对亚热带—暖温带过渡区信阳冬小麦生育期的影响

选择地处中国亚热带和暖温带生态地理分界线(秦岭—淮河)的信阳地区,利用1992-2012年信阳冬小麦从播种到各生长发育期大于0℃活动积温数据和1951-2013年气温、降水量月值数据,主要运用Morlet小波分析方法,分析信阳地区冬小麦在出苗、分蘖、返青、拔节、抽穗、乳熟六个生长发育阶段的活动积温和气温序列的多时间尺度变化规律.信阳地区近60a的增温速率达到0.18℃/10a,平均气温变暖幅度约为1.1℃,上世纪90年代中期开始增温较为显著;信阳地区近60a的降水量变化较为平稳,没有明显的增减趋势,降水变率为20%;这些特征与中国及全球同期的变化特征较为相似.信阳地区近60a冬小麦各生育阶段大于0℃活动积温时间序列和气温时间序列都存在着明显的多尺度震荡周期,存在着复杂的多重时间尺度的嵌套结构;各生育阶段积温时间序列存在着2a为周期的高频震荡和4~6a为周期的低频震荡,这些尺度的震荡周期信号强弱不等.研究对提高气候敏感区冬小麦产量、降低病虫害风险及应对旱涝等极端气象灾害有一定的现实意义.     

1956—2011年金沙江下游梯级水电开发区降水变化特征分析

基于金沙江下游梯级水电开发区10个气象站1956—2011年的逐月降水资料，运用线性倾向估计法、Morlet小波分析法和R/S分析法对多年降水和季节降水变化及其趋势、周期和持续性特征进行分析。结果表明:研究区1956—2011年降水量呈波动式下降趋势，降水倾向率为-1.338 mm/a；季节降水中除春季呈微小上升趋势外，夏、秋和冬季均呈下降趋势，且空间差异明显；夏、秋季的降水量占全年的81.1%，尤以夏季为主导，占57.4%；年降水存在1~2 a、4 a 、8 a 、14 a和31 a的周期变化规律，其中8 a的周期尤为明显，通过90%置信水平检验；研究区降水序列总体上存在明显的Hurst现象，具有持续性特征，未来降水仍会维持减少趋势。     

临汾市近60年来气候变化特征分析

本文对临汾市气象观测站1954年~2013年的气温和降水资料,利用回归分析、小波分析、趋势分析法分析了临汾市近60年来的气候变化特征.分析结果表明:(1)近60年来,临汾年平均气温变化于10.98℃~15.18℃.临汾市年平均气温总体呈现出增长的趋势,线性倾向率为0.358℃/10 a,高于我国平均气温增长率,说明临汾市增温幅度较大,尤其是近30年来增温速率更为明显.2005年后年平均气温略呈下降的趋势.年内气温变化存在较为明显的季节差异,各季气温均呈增长趋势,夏季增温率最小,春秋两季要略大一些,冬季增温最为明显;(2)近60年来,临汾市总降水量在277.9 mm~798.6 mm之间波动,并表现出明显的降低趋势,线性倾向率约为-19.564 mm/10 a,气候变干较为明显.年内降水量变化存在明显的季节差异,春、夏、秋三个季节降水量均表现出降低的趋势.降低幅度从大到小依次是夏季、秋季和春季.其中夏季降水量减少是临汾市变干的主要原因,而冬季降水则表现出缓慢的增长趋势;(3)近60年,临汾市降水量表现出4 a~5 a和2 a的周期特征,而温度周期信号不明显.     

安徽省分地形小时极端降水气候分布特征

使用安徽省1979—2015年国家级站点小时降水量资料,对安徽省小时极端降水的气候分布特征进行分析.结果表明:①安徽省极端降水阈值由东北向西南呈现出"+-+"三极分布,淮北北部地区的极端降水阈值较大,但发生概率稍低;而大别山区和江南西部山区极端降水频次和极端降水量均较强;②安徽省各站年均极端降水频次为4.25次/a,单站年均极端降水量为127 mm/a,极端降水频次、极端降水量和极端降水比率有明显的上升趋势;③将安徽省站点分为山地区域、山地北部过渡区以及平原和丘陵区域.其中,极端降水频次在山区最高,平原和丘陵地区最少;而小时极端降水量在平原和丘陵地区最高,日变化幅度大;④安徽省极端降水大多发生于午后至晚间,过渡带地区极端降水频次集中度最高,日变化最显著.不同地形区域内,极端降水较少的时段差异较大,自南向北极端降水减弱且单日内的时段逐渐后移.     

1960-2013年黄淮海平原极端降水时空变化特征

基于黄淮海平原1960-2013年51个气象站逐日降水数据,计算了4个极端降水指数,利用线性回归、小波分析和Mann-Kendall趋势分析等方法,分析了黄淮海平原极端降水的时空变化特征以及其与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的关系.研究结果表明,近54年黄淮海平原极端降水指数呈波动降低趋势,20世纪60年代表现出明显的减少趋势,90年代中后期开始呈上升趋势.除极强降水量(R99p)以外,其他3个指数在近54年的时间尺度上都存在2~3a的显著周期.在空间格局上,极端降水表现为明显减少趋势的站点主要位于河北省和山东省西北部地区,而河南省、安徽省和江苏省北部地区的站点具有增加的趋势.在20世纪80年代到90年代初,ENSO指数与极端降水指数呈显著负相关关系.研究结果可以为解决黄淮海平原水资源短缺等问题提供一定的理论依据.     

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.     

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.     

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.     

天山北坡不同海拔气候变化规律研究

基于天山北坡不同海拔高度4个典型气象站56 a的气象数据,通过数理统计方法,分析和讨论了天山北坡垂直气候变化趋势和特征,研究该区域气候变化响应的垂直分异过程.结果表明:(1)天山北坡气温总体呈上升趋势,海拔高度越高气温增长越明显.高海拔区域全年增温,低海拔区域冬季增温最明显.1984年天山北坡各站点同时出现温度低值.(2)天山北坡降水总体呈上升趋势.低海拔降水增量大,随着海拔的增加,增湿的趋势略有减少,且冬季降水量增加明显.(3)随着时间和海拔变化,气候突变差异明显.     

肃北气候变化特征分析

利用肃北县1973~2009年气温及降水资料,分析了该地区的年平均气温、年降水量、四季平均气温、以及各季节的降水变化特征。结果显示,近37年肃北县的年平均气温显著增加,降水量逐年略有下降的趋势,变化趋势系数为-0.32。四季当中,冬季、夏季增温趋势最明显,由于极端气温与平均气温相比变化较大,所以,气温异常升高以及气温骤降都会产生各种灾害性天气;降水量在年内分布不均匀,夏季最多,春季3~4月降水量增幅最明显,可能是导致肃北县山区雪灾出现较多的主要原因。