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。     

1961—2020年长江源区降水变化特征分析

【目的】开展长江源区降水序列趋势及突变识别,为长江源区湿地生态保护、水资源开发利用等提供理论依据。【方法】以长江源区内具有代表性的8个气象站点即曲麻莱站、清水河站、玉树站、囊谦站、治多站、杂多站、沱沱河站和五道梁站为研究站点,基于1961—2020年有关气象资料,运用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall检验、滑动T检验等方法,识别与分析长江源区的降水序列变化特征。【结果】1) 1961—2020年,长江源区降水序列呈上升趋势,增加速率为0.809 mm·a^-1。2)长江源区春季和冬季降水量呈明显增加趋势,夏季和秋季降水量增加趋势不明显。3)当子序列为5时,长江源区降水序列于1970年发生突变;当子序列为7时,于1997年和1998年降水量发生突变,由下降变为上升趋势。4)当子序列为5时,长江源区8个研究气象站点降水序列在1961—2020年间均出现突变点;当子序列为7时,仅有曲麻莱站、清水河站、治多站、沱沱河站和五道梁站的降水序列在上述60年间出现突变点。【结论】1961—2020年长江源区降水总量增多,有关长江源区的气候变化防御工作亟需加强。     

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。     

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。     

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.     

固原市原州区近60 a降水变化特征分析

以固原市原州区1957—2016年的降水资料为基础,采用线性回归、M-K(Mann-Kendall)检验、累积距平曲线和滑动t检验的方法对原州区近60 a的年际和年内各时段的降水量进行变化趋势和突变分析。原州区多年年均降水量为439.6 mm,汛期和夏季降水量占比较大,分别达到72.8%和57%;冬季降水变差系数最大,最不稳定。通过线性回归法和M-K趋势检验法对降水量进行趋势分析:年、汛期和夏季降水量均呈下降趋势,下降速率分别为0.17、0.91、0.69 mm/a;春、秋、冬三季降水量呈上升趋势,上升速率分别为0.21、0.03、0.29 mm/a;除冬季外,其他各时段的趋势变化均未通过0.05的显著性检验。运用M-K突变检验、累积距平曲线和滑动t检验对各时段降雨的突变年份进行综合分析,年降水和汛期、秋季降水突变点相近,春、夏和汛期均在1991年发生突变,冬季降水在1979年有较为显著的突变。     

青海湖流域毗邻区气候变化对青海湖降水增加的影响研究

选取青海湖流域毗邻区7个气象站点,对1961—2010年的降水气候要素的变化趋势进行了分析,采用Mexhat小波方法对其进行了周期分析.为查明青海湖流域降水增加的水分来源方向,选取峰值阶段做青海湖流域内和青海湖流域毗邻区的降水变化进行相关分析.结果表明:研究区1961~2010年间年平均降水量均呈波动上升的趋势,其中毗邻区东南部的贵德和东北部的门源、北部的祁连降水量增幅较小,分别为0.5mm/10a、1.4mm/10a、6.8mm/10a,而西部的都兰和德令哈降水量增幅最大,降水量变化存在27a的主周期.青海湖流域降水增加与毗邻区降水变化的相关程度很高,相关性达到0.912,尤其南部兴海方位的降水变化对青海湖流域降水增加的关系最为密切,相关性达到了0.856.初步认为,青海湖流域降水量增加来自西南季风水汽源有关.     

近50年开封市降水变化特征的小波分析

利用Morlet小波分析了1961—2010年开封市年降水量距平的小波变化特征,揭示开封市降水量变化的多时间尺度结构.结果表明:开封市年降水量存在多时间尺度的周期变化特征,有6个特征明显的时间尺度,分别是1~2 a、3~4 a、5 a、7 a、9~12 a和15~18 a.其中5 a、7 a、9~12 a和15~18 a的时间尺度在整个时域内都很明显,年际尺度的主周期为7 a,年代际尺度主周期为10 a;开封市降水变化还表现出突变的特点;近50年来,开封市年降水量气候倾向率为6 mm/10 a,年降水量呈增多趋势,未来2~3年内年降水量将处于一个偏多期.     

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.     

秦淮河流域汛期气候变化及其对径流的潜在影响

采用小波分析法和Mann-Kendall非参数检验方法,分析了1961~2013年秦淮河流域汛期气温和降水序列的趋势和周期变化特征以及2000~2013年流域汛期气温、降水及径流的变化趋势。结果表明,近50多年来秦淮河流域汛期气温和降水都呈上升趋势;但只有气温的M-K检测结果通过了显著性检验,表明汛期气温变化显著,而降水变化不显著。汛期气温存在5、9和15 a的变化周期,汛期降水存在10、14、24 a的变化周期。2000~2013年流域汛期气温、降水和径流呈上升趋势;但其M-K检验结果均未通过显著性检验,表明近10 a来汛期气候变化不显著,且汛期径流变化也不明显。     

华南地区前后汛期极端降水事件对比分析

根据1961-2014年华南地区50个测站的逐日降水量资料,采用改良后的百分位法定义了华南地区前后汛期的极端降水,并运用小波分析、SVD等统计方法分析了华南地区的前、后汛期极端降水事件的时空变化规律以及可能影响原因。结果表明:近54 a来,华南地区前、后汛期极端降水都有明显的年际变化,极端降水指数都呈上升趋势,但是变化周期不同,分别具有3~5 a和6~8 a的显著的变化周期;华南地区前、后汛期的极端降水指数的空间分布存在差异,前汛期在广西东北部和广东中部极端降水指数较大,后汛期在华南沿海地区极端降水指数较大。造成前、后汛期上述差异的可能因素是:(1)大气环流和前冬海温异常变化可能是影响华南前汛期极端降水的重要因素。前汛期由于南海夏季风的爆发,强盛的西南气流由南向北输送暖湿气流,同时北方冷空气延伸至华南地区,冷暖空气在华南中北部交汇,对流旺盛,易于发生极端降水;前汛期前冬季赤道太平洋海温异常增暖特别是中东太平洋的增暖,为华南地区前汛期降水偏多创造了有利条件;(2)后汛期极端降水的主要原因是局地海温增加,对流旺盛,西北太平洋和南海热带气旋的增多,在华南沿海地区易出现极端降水。     

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.     

气候变化对长江源区土壤水分影响的预测

采用线性回归法对长江源区2011—2021年土壤水分含量年际变化趋势进行分析,采用t检验法对长江源区2011—2021年平均气温和降水量变化与土壤水分含量变化间的相关性分析,并采用CMIP5全球气候模型的3种情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）下耦合SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型,预测长江源区未来（2022—2100年）土壤水分年际、年内变化趋势.结果表明,长江源区2011—2021年土壤水分整体呈减少趋势,年平均气温和降水量与土壤水分变化具有明显的相关性（P<0.05）. 3种RCPs气候情景下,21世纪末期（2081—2090年）土壤水分含量较21世纪中期（2041—2050年）减少,4—9月土壤水分占全年土壤水分占比较21世纪中期降低.土壤水分年际间波动较大,在50%～500%之间变动,土壤水分年内分布不均匀,1—5月土壤水分增加,6—12月土壤水分递减,1—2月土壤水分变化趋势相对平稳,年内各月份土壤水分含量差别较大.在3种RCPs气候情景下,长江源区未来土壤水分存在明显减少趋势,应加强长江源区土壤水系保护.     

通辽市中等以上降水总量的时空变化分析

利用通辽市七个站53a（1959—2011年）逐日降水量资料进行中等以上降水总量的时空变化特征分析.结果表明,地区平均和各地Rj≥10.0波动性大,而且各地差异较大,共同点是均为减少趋势,其中地区平均和库伦的减少趋势在0.05显著性水平以上,倾向率分别为-13.0mm/10a和-19.0mm/10a,开鲁通过了0.10水平检验,其余地区不明显;各地均符合赫斯特现象,且Hurst指数均大于0.5,预计未来将维持减少趋势,其中大沁他拉Hurst指数最大,未来维持减少趋势较强劲,库伦最小,其余在二者之间;阶段性明显,F值超过了0.001极显著水平,53a经历了多水—少水—多水—少水四个阶段;突变情况各地有较大差异,地区平均在1992年发生了突变,突变前后平均值相差37.8mm,科尔沁发生了两次突变,库伦、保康、鲁北发生了一次突变,其余三地未发生突变;地区平均值有三个周期,最明显周期为52a,次周期为4.33a,三周期对应2.17a.     

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4．7l和6．29a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。     

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.     

近54年来玉溪市气候变化特征分析

利用线性趋势函数、滑动平均、Mann-Kendall突变检测分析法及方差分析外推法等,分析了玉溪市1960-2013年温度及降水的变化趋势和特征.结果表明:近54年来玉溪市气候变化呈现温度升高及降水量减少的暖干化趋势,温度增加速率为0.26℃/10a,降水减少速率为19.08 mm/10a.1994年发生增温突变,年降水量在2009年发生了由多向少的突变.干季温度增温率强于雨季,且干季降水量增加的幅度没有雨季降水量减少幅度大.21世纪以来是近54年来玉溪市温度最高且降水最少的一个阶段,尤其在2009-2013年降水持续偏少,致使玉溪市出现"四连旱".玉溪市1960-2013年期间,温度周期变化不明显,而降水量存在准18a和7~8a的周期振荡.     

1961-2016鄱阳湖区降水变化特征研究

依据1961-2016年鄱阳湖区11个站点实测降水数据,通过距平分析、线性回归、小波分析和功率谱分析等方法,分析了鄱阳湖区降水量的年内与年际特征。结果表明:鄱阳湖区多年平均降水量为1 538.34 mm,其年内降水分配不均,主要集中在春夏两季,且湖东多于湖西,湖南多于湖北;鄱阳湖区旱涝出现频率相当,偏涝年份多于偏旱年份,其丰水期和少水期以20余年周期交替出现;鄱阳湖区年降水量以4-7 a、11-13 a和22 a的周期波动,这与厄尔尼诺和太阳黑子活动的周期一致;鄱阳湖区年降水量呈增加的趋势,幅度为31.71mm/10a,其中湖南区增速最大。     

江汉平原降水变化趋势的气候分析

利用江汉平原1958年～2004年各气象站点降水量资料,对近47年来江汉平原降水量变化趋势进行了分析.结果表明:江汉平原绝大部分地区年降水量变化表现为明显的增加趋势,降水倾向率为5.7～78.9 mm/10a.江汉平原平均年降水量则呈明显的增加趋势,年降水量以39.9mm/10a的速率增加,尤其是20世纪90年代增幅较大.平原夏、冬季降水均呈增加趋势,春、秋季降水则呈减少趋势.另外,60年代和70年代旱年较多,而80年代以来涝年较多,且有增加的趋势.