近56年来中国四季降雨事件演变特征的空间差异分析

全球气候变化背景下不同季节降雨及其贡献率的空间分异特征是学界关注的焦点问题之一。本文采用535个站点的日值降水数据分析了1961-2016年中国四季降雨的空间差异性。结果表明：①中国四季降雨雨量和雨日具有明显的“东南高-西北低”的空间分异特征,而中国四季降雨雨量和雨日贡献率的空间格局相比前者差异较大。②在变化趋势上,中国四季降雨雨量和雨日及其贡献率在冬季增加趋势最明显,夏季减少趋势最明显。在波动特征上,中国四季降雨雨量和雨日及其贡献率波动特征在冬季最大,夏季最小。③不同季节降雨雨量和雨日的差异表明季风边缘区是中国四降雨的重要分界线。四季降雨雨量和雨日贡献率的差异特征与前者相比差异较大。降雨贡献率有助于深化认识全球气候变暖背景下的降雨变化特征。     

1976—2020年弥河流域不同等级降雨时空分布特征

为了对弥河流域的降雨特征及未来演变趋势进行研究,基于流域15个气象站1976—2020年的逐日降雨数据,应用Mann-Kendall检验、反距离插值和重标极差(R/S)分析法,研究不同等级降雨量与降雨时间的时空分布特征,并探讨不同等级降雨对年降雨的影响以及流域未来降雨结构的发展趋势。结果表明：研究期内弥河流域年降雨量呈逐年增加趋势,除大雨外,其他等级降雨量呈增长态势,降雨时间总体呈减少趋势,仅中雨、暴雨时间呈增加态势;流域年降雨量从上游向下游呈递减趋势,与大雨、暴雨空间变化一致,年降雨时间与小雨时间空间分布格局一致;中雨对年降雨量的贡献率最高,为27.99%,小雨的发生率最高,为72.07%;相关性分析显示,流域年降雨量与降雨时间分别受暴雨降雨量、小雨时间的影响最大;流域暴雨降雨量、暴雨时间与年降雨量都表现出较强的持续性,未来变化趋势与过去相一致,降雨等级存在向暴雨转变的趋势。     

福建省台风降雨的小时尺度响应特征

基于近5 a登陆福建沿海地区的台风最佳路径,采集台风登陆地区在台风登陆前后3 d(总计7 d)1747个气象监测站的降雨时程数据.通过识别提取台风登陆区域的降雨特征,在小时时间尺度上,比较研究各登陆区域台风降雨雨型、累积降雨量时程响应特征、峰值降雨强度以及降雨的时间尺度特征.研究结论可为台风暴雨型滑坡灾变机理的数值模拟...     

基于特征分析的设计降雨过程分析与计算

设计降雨是工程水文计算的重要内容.为提高设计降雨的客观性及工程水文计算的区域适用性,选取河北省永年站1980—2018年逐小时降雨观测数据为研究数据,在分析其降雨年际、年内分布特征的基础上,以降雨量、降雨峰值、降雨历时、峰值比四个特征作为关键要素,采用以降雨量和降雨历时为变量的排频法,分别对永年站汛期、非汛期的典型降雨过程进行设计和分析.结果表明：永年站近39年降雨过程具有明显的丰平枯交替变化特征;汛期典型降雨过程的降雨量为16.5 mm、降雨峰值为6.2 mm、降雨历时为3 h、雨型为单峰靠后;非汛期典型降雨过程的降雨量为15.9 mm、降雨峰值为2.6 mm、降雨历时为10 h、雨型为单峰居中;汛期设计降雨过程具有历时短、峰值大、变化急且降雨量集中于后部的特点;非汛期设计降雨过程具有历时长、峰值小、变化缓且降雨量主要集中在中后部的特点.不同时期特点迥异的设计降雨过程较好地反映了区域降雨的时程特征,可为城市防洪排涝的计算、科学灌溉制度的制定提供参考.     

湖南省1961-2010年降雨侵蚀力时空变化特征研究

为准确定量评估和认识湖南省区域降雨侵蚀力的时空特征,利用1961～2010年湖南省21个雨量站的逐日降雨数据,采用降雨侵蚀力简易计算模型计算出不同地区的降雨侵蚀力,并通过反距离加权内插方法进行空间插值得到湖南省多年平均降雨侵蚀力的空间分布和年内季节分布,基于变差系数和气候倾向率两个指标分析了降雨侵蚀力的年际变化特征。结果显示：1）湖南省多年平均降雨侵蚀力在5 510.65～12 526.14 MJ?mm/(hm2?h?a)之间变化,具有明显的地域差异性,高大山脉地区的降雨侵蚀力明显高于其他地区。空间分布整体趋势是由西北、东部、南部向中部递减,在西北部、东部和南部边缘较大;侵蚀高值区分布在安化站、南岳站,低值区集中在东北部的南县站和西南部的武冈站;2）季节差异性显著,降雨侵蚀力集中在3-8月,侵蚀高值中心逐月由东南向西北移动,低值中心由西向东移动;3）气候倾向率和变差系数分别在-132.09～499.81 MJ?mm/(hm2?h?a)/10a和0.257～0.403之间变化,降雨侵蚀力年际变化总体上呈现线性增加并有向北转移的趋势,变差系数在空间分布上大致呈南北高南中间低的特点。研究结果可为湖南省的水土保持、农业和生态保护,以及灾害控制等工作提供科学决策依据。     

1981—2020年江西不同等级小时强降水的变化特征分析

利用江西省87个地面观测站1981—2020年逐时降水量资料，并对小时降水量≥20 mm/h的降水进行分级，对3个等级(20～30 mm/h、30～50 mm/h、≥50 mm/h)小时强降水次数的时空变化特征进行分析。结果表明:近40 a江西不同等级强降水发生频次均呈显著增加趋势，其中20～30 mm/h、30～50 mm/h等级小时强降水发生频次增加非常显著;不同等级小时强降水次数在21世纪00年代中期发生增加的突变;江西大部分观测站小时强降水次数呈增加趋势，其中江西中东部临川—丰城一带不同等级小时强降水次数增多趋势最为显著。     

流域与降雨特征对城区径流水质的影响

为了设计高效的面源污染控制设施,应用相关模型对当地的降雨径流水质模拟必不可少,这就对模型模拟结果的准确性和可靠性提出了较高要求。该文的研究从澳大利亚的4个城市流域雨水口采集雨水径流样品,并应用单变量与多变量相结合的数据分析方法对径流水质与其主要影响因素流域特征和降雨特征之间的关系进行分析。结果表明:相同的土地利用类型甚至不透水层面积比例仍然能产生不同的径流水质,同时发现悬浮颗粒物与氮、磷和有机碳的径流特性有所不同。研究结果也显示径流浓度和径流负荷受到不同降雨特征的影响,这些研究结果能够为径流水质模型方法的改进提供理论参考。     

汛期期间福建省山区小时降雨特征分析

利用福建省地形高程资料以及2018—2020年汛期期间的站点逐小时降雨数据,基于ArcGIS平台获取福建省地形地貌特点以及汛期时段内降雨量的总体分布特征,并筛选出具有代表性的山区区域降雨实测站点.在此基础上,通过Γ分布函数及地形因子与降雨的相关性分析,得到山区区域的小时降雨情况概率分布特征及地形因子对降雨的影响系数矩阵...     

北京市通州区降雨时空特征分析

利用1973 — 2018年通州区17个气象站的逐日降雨数据，统计小、中、大、暴雨4个等级降雨发生频次和降雨累积值，分析不同等级降雨空间分布特征；采用百分位阈值法、滑动平均法等方法，分析极端降雨阈值及时空演变规律. 结果表明:1）通州区降雨95%阈值范围为44.1~50.2 mm，99%阈值范围为74.5~93.5 mm，99%阈值更能体现极端降雨事件.2）99%阈值的极端降雨发生在6 — 9月，主要在8月上旬、7月下旬、6月底7月初. 宋庄镇北部和西集镇东部较易发生极端降雨事件；副中心范围内的张家湾镇北部和潞城镇西北部较易发生极端降雨事件.3）极端降雨发生的频次整体呈减小趋势，北部和东部呈上升趋势，西南地区呈下降趋势，在空间上有明显的分界线.4）西集镇东部极端降雨频次、极端降雨量和极端降雨量贡献率不仅处于较高值，而且年际变化呈上升趋势，应为重点关注区域.      

密云水库流域降雨径流侵蚀力时空分布研究

降雨是引起土壤侵蚀的主要动力因素,而降雨侵蚀力是引起土壤侵蚀的主要动力因子.对于降雨侵蚀力时空分布规律的定量研究是进行土壤侵蚀颅报的基础.以密云水库流域地区 10个雨量站2000～2004年逐日降雨资料为基础,依据有关降雨侵蚀力的计算方法,估算该不同地区的降雨侵蚀力,并在ArcInfo软件支持下对所得结果进行时空分布规律的分析.结果表明:(1)在空间分布上.密云水库流域多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由东向西递增.(2)降雨侵蚀力的月分布情况与降雨量的月分布情况大致相一致.且月R值的年内变化显著.     

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.     

Changes of climate extremes of temperature and precipitation in summer in eastern China associated with changes in atmospheric circulation in East Asia during 1960–2008

Climate extremes and changes in eastern China are closely related to variations of the East Asian summer monsoon and corresponding atmospheric circulations.The relationship between frequencies of temperature and precipitation extremes in China during the last half century is investigated using Singular Value Decomposition analysis.During 1980-1996,there was a typical pattern with fewer hot days and more precipitation extremes in the northern part of eastern China,and more hot days and fewer precipitation extremes in the southern part.This geographic pattern tended to reverse after 1997,with fewer hot days and more extreme precipitation days south of the Yangtze River and vice versa to the north.Differences in atmospheric circulation between the former and latter periods are presented.We conclude that a mid-level anomalous high/low,upper-level anomalous easterlies/westerlies over the north/south of eastern China,a weakened East Asian summer monsoon and associated upper-tropospheric center of cooling(30°N,110°E) are all favorable for the changes in frequencies of temperature and precipitation extremes.     

三峡山地不同坡位土壤水分的时序变化研究

土壤水分是维持森林生态系统可持续的重要因子,降水作为土壤水分最主要的补给来源,定量认识两者的关系对深入了解土壤水分入渗及产流汇流等生态水文效应和区域水平衡至关重要.该文采用时间序列法分析了2018年—2019 年三峡山地大老岭林区典型小流域土壤含水量和降水之间的相关关系,结果表明：1) 研究区降水过程无显著自相关性,而土壤含水量呈现高度自相关性,且随时间尺度缩小不断增强;2) 降水量与土壤水分含量同消同涨,两者之间存在协相关关系,月尺度上土壤含水量与降水相关性较弱,日尺度上二者相关性呈明显的“单锋型”,小时尺度上降水序列和土壤水分序列相关性在降雨事件发生后2～4 h最显著;降雨72 h后,各深度土层相关系数差异明显减小.3) 在不同时间尺度下,不同深度土层土壤含水量与降水的协相关性变化趋势表现出较强的一致性,随土壤深度增加,土壤含水量与降水的相关性降低,且水分变化对降雨滞后性增加.4) 不同坡位土壤水分与降水的协相关性差异显著.坡下土壤含水量对降水的响应强烈,而坡上两者相关系数偏低.5) 土壤水分序列与降水序列协相关性在不同时间尺度有所差异,小时尺度和天尺度两者协相关性较为显著且均随着时间推移呈先增大后减小的特征,而月尺度两者相关性则表现为随滞后时间距增加而单调递减趋势.     

江淮流域梅雨期雨量的变化特征及其与太平洋海温的相关关系及年代际差异

运用相关分析和滑动相关方法,分析了江淮流域5个代表站1903-2000年梅雨期雨量的变化特征及其与太平洋海温的相关关系及年代际差异.结果表明,江淮地区梅雨期雨量在近百年来存在明显的年际和年代际变化特征.通过分析梅雨期雨量与太平洋海温的年代际相关特征发现,江淮流域梅雨期雨量与前期及同期太平洋海温关系密切,前一年冬季及梅雨期东北太平洋海温与江淮流域梅雨期雨量负相关,在热带东太平洋的Nino1 2区两者正相关显著,同年春季西太平洋部分海域海温与江淮流域梅雨期雨量正相关.从年际相关分析发现,前一年冬季太平洋海温与梅雨期雨量正相关,同年春季以及梅雨期两者相关不明显.通过分析年代际差异发现,江淮流域梅雨期雨量与前期及同期热带太平洋关键区海温的21a滑动相关存在显著的年代际差异,这种差异与海温的21a滑动平均的年代际冷暖背景关系密切,热带太平洋海温关键区前一年冬季冷海温背景下,梅雨期雨量同海温正相关显著,同年春季暖海温背景下,两者之间负相关显著,而江淮流域梅雨期雨量同中国近海海温之间(从冬季到梅雨期)维持显著的正相关,与该区海温冷暖背景的关系则并不明显.     

华南季节干旱及连旱特征分析

 利用1951-2006年实测降水量资料,通过统计方法分析了华南各季节降水量的时空变化及季节干旱特征。结果发现,各季降水量总体上在华南区域空间尺度上有显著的同号变化关系。华南夏季降水量的距平幅度增大,并有增多的长期趋势;秋季降水量则有距平幅度减弱的长期趋势;冬春季降水量的逐年变化存在显著的同相关系。华南秋季发生干旱的频数较其它季节高;春－夏连旱频数较其它季节连旱事件频数要低。     

我国降雨变化趋势分析

为分析气候变化背景下我国降雨的变化趋势,将Mann-Kendall秩次相关检验、Spearman秩次相关检验等方法相结合,对1951—2008年全国长序列站雨量资料1d,3d雨量极大值和年平均降雨量变化趋势进行了显著性分析,并探讨了其空间分布.结果表明:西北地区降雨在1 d,3d极值,总量上变化趋势都较为明显,且有增加的趋势,而南方特别是东南诸省降雨在极值、总量上变化都不显著.     

Some evidence of drying trend over northern China from 1951 to 2004

The surface wetness index, Palmer drought sererity index and the retrieval of soil moisture over China were calculated using monthly precipitation and monthly mean surface air temperature. Based on the contrast analysis of the variation of the above three indices and precipitation, the dry/wet spatio-temporal pattern of northern China in the last 54 years was revealed, and the evidence of drying trend over northern China was analyzed, especially. The results show the following four facts: (1) The drying trend is the main characteristic of the eastern part of Northwest China and the central part of North China since the 1980s and it was enhanced in the last 15 years mainly due to the precipitation decrease and the temperature increase; (2) During the last 54 years, there was only one dry/wet shift at the interdecadal scale occurring in the eastern part of Northwest China and the central part of North China in the late 1970s, which was related to 1977/1978 global abrupt change, whereas there were three shifts in Northeast China, one was in the mid 1990s and the other two were in 1965 and 1983, respectively; (3) Unlike the variation trend of other subregions of northern China, the western part of Northwest China is currently located in a relatively wetting period, which is weak-ened due to the temperature increase; (4) The extreme drought frequency is obviously increasing in the eastern part of Northwest China, the central part of North China and Northeast China since the 1980s, which is closely related to the precipitation decrease and temperature increase in these subregions.     

Long-term trend and abrupt events of the Holocene Asian monsoon inferred from a stalagmite δ18O record from Shennongjia in Central China

The middle-Holocene was a period of profound cul- ture transitions: the Neolithic culture around Central China[1], Mesopotamia[2] and India[3] all mysteriously collapsed around 4 ka . It is plausible that this civiliza-tion collapse can be contributed to …     

中国藏北高寒生态遥感植被变化及成因分析

 利用NOAA/AVHRR-NDVI遥感数据研究了近20年藏北高寒生态系统植被变化趋势,发现藏北植被覆盖呈现出东部高,西部低的态势;依次是农作区和森林区>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠草原。空间分布显示NDVI显著增加或减少的区域分布在地势比较低的东部和中部地区的森林区和高寒草甸区,在海拔较高的西部地区的高寒荒漠草原NDVI变化趋势处于轻微变化或无变化。分析造成植被变化的气候原因（温度、降水,风）和人为原因,认为不同区域植被动态变化的主导因素不同;藏北东部地区,植被变化受人类活动因素影响比较显著;中部地区,同期气候条件有所改善,植被覆盖呈增加趋势,年平均最低温度和降水对植被生长具有正效应,而风力和辐射减少引起该区植被蒸散下降也有利于植被生长。藏北地区西部为无人区,不受人类活动太大的影响,因而藏北西北部的植被变化可能更多的表现出藏北高原植被的自然变动。     

Regional difference of aridity/ humidity conditions change over China during the last thirty years

Scientists have found that the global average surface temperature has increased by 0.6±0.2℃ since the late 19th century based on various evidence[1]. From the 1980s, temperature has experienced the most rapid warming to an extent of abrupt change statistically[2,3]. Global warming has attracted extensive attention from multiple depart-ments and has been an important issue related to global politics. Many scientific communities have made great efforts on climate change research and global env…