基于标准降水指数的广西旱涝特征演变分析

利用广西地区74个气象站1961-2008年月降水资料,采用标准降水指数、Mann-Kendall检验、旋转经验正交函数(REOF)等方法,分析了广西地区近48年旱涝时空变化特征。结果表明:①广西旱涝呈阶段性变化,20世纪60年代、80年代中后期至90年代初期、21世纪以来旱涝灾害以干旱为主,70年代至80年代中期、90年代中后期的旱涝灾害以洪涝为主。②通过REOF对广西进行旱涝分区,根据前4个旋转空间模上高荷载区分布,广西可以大致分为桂东北、桂西北、桂东南和桂西南4大区域,各分区的极端旱涝变化总体上和全区保持一致性,但在某些时段不同区域之间重度旱涝存在一定的差异性。桂东北和桂东南地区重旱发生的频率大于其他地区,桂西南的重涝发生的频率大。     

中国西南地区近50年夏季降水的气候特征

利用中国西南地区103个气象观测站1961年1月1日-2010年12月31日的逐日降水量资料,采用旋转经验正交函数分解、突变分析、小波分析等方法对该地区近50年夏季降水的空间异常分布、演变规律、突变及周期特征进行了诊断分析.结果表明:西南地区近50年夏季降水标准化距平场可以划分为七个分区,并根据夏季降水的年代际变化特征将其归为五种类型,即明显增加型、缓慢增加型、平缓变化型、缓慢减少型和明显减少型.近50年夏季降水量在川东渝北和川西高原地区明显增加,而四川盆地则明显减少;贵北渝南和贵南桂北地区呈南北相反的缓慢增加(减少)趋势,云南地区呈东西相反的平缓减少(增加)趋势.夏季降水突变点多集中在20世纪70年代、90年代和21世纪初.且都存在一个准14年尺度的变化周期.     

东北地区夏季降水异常年份分析

利用1951—2012年间国家气候中心整编的中国东北地区月平均降水资料,分析研究中国东北地区夏季(5月—8月)降水异常年份.结果表明,1951—2012年间东北地区夏季降水没有明显的年代际变化,1969年为一个转折年份,在此之前东北地区夏季降水较气候态常年偏高;1970—2012年,东北地区夏季降水量低于平均水平.同时...     

热带气旋活动对我国大陆降水影响的统计分析

利用1950—2004年热带气旋降水和热带气旋强度资料分析我国大陆热带气旋降水特征的变化及其与热带气旋活动的关系.结果表明:自1950年以来,我国大陆热带气旋降水年总量具有显著的年际变化和年代际变化特点,20世纪50年代、60年代后期到70年代初期和90年代中期以来是降水的偏少期;60年代前期以及70年代中期到90年代初期为降水的偏多期.自20世纪50年代以来,平均过程降水面积具有线性减小的趋势,而平均过程降水强度具有线性上升的趋势,并自90年代中期以后,其年际振荡的幅度随时间而增强.我国大陆降水频数与西北太平洋热带风暴以上的热带气旋频数具有显著的正相关关系,而过程降水强度与西北太平洋热带气旋最大强度,特别是登陆热带气旋强度关系密切,它们表现出非线性关系.     

广东的降水分区

用广东省４７个测站１９５４～１９９３年各月降水标准化资料分别作按时间点分解的主分量分析,取各自前３个主分量作为分区的指标量,用相关系数——重心法作逐次系统聚类分析,作出各月的降水分区．在取同一临界相关系数的情况下,各月降水可分为３～５个区．１０月至翌年２月各月较５～８月的分区型式简单、规律性明显、分区数目少,而３和９月只分为３个区．各月各区域平均值、标准差、相对变率的计算分析表明这些基本统计量在各区的分布有较明显的差异和规律．用类似的分析方法,对冬半年（１０～翌年４月）、夏半年（５～９月）、全年（１～１２月）３个不同时段,以相应时段中各月方差贡献大于５％的主分量作为分区的指标,作出了相应的降水分区     

青海湖地区降水变化趋势和突变分析

采用Mann-Kendall及滑动T检验法,对青海湖地区五个气象站1960-2007年降水逐月观测资料进行了分析.结果表明：青海湖地区降水量年、夏季微弱上升,秋季微弱下降,春季变动存在地区差异,但年、季降水变动趋势并不明显;降水量最大偏少期为20世纪70年代中期至80年代中期,最大偏多期为80年代中后期,2004年后降水量呈增加趋势;除春季有两次较强降水突变信号外,年和其他季节的突变信号均弱.降水量变化表现出明显的地区差异.     

我国极端降水过程频数时空变化的季节差异

利用我国586个气象测站的逐日降水资料,在对每个站点极端降水过程阈值进行科学界定的基础上,揭示了近45年我国年和各季极端降水过程频数的线性变化趋势及其年际、年代际变化特征.结果表明：我国年和季节极端降水过程频数主要为趋势性变化,不同地区不同季节趋势性变化差异显著,极端降水量在降水总量的趋势变化中占主导地位 长江中下游、西北地区北部和西南地区西部年极端降水过程频数呈现趋势性增加,而我国华北等地区呈现趋势性减少,并且主要反映的是夏季的特征 年和季节极端降水过程频数具有明显不同的年际和年代际变化特征 我国各季极端降水过程时空变化异常型明显不同,但与极端日降水的时空变化是一致的.     

西北区降水时空特征分析

利用中国西北五省９０个测站１９６０－１９９０年历年月降量资料,采用ＥＯＦ、ＲＥＯＦ、波谱地 水量的空间特征、变化规律进行了诊断分析,结果表明：西北区年降水的主要空间异常型表现为全区一致的多雨或少雨型,这是西北区的第一气候特征,西北区降水异常区域大致可划分为８个区,７０年代中后期后８０年代初是近３０年来西北区水较明显的一个转折期,高原东侧区的降水仍然存在着准３年周期变化。     

0-1测试方法在吉林省降水混沌识别及分区中的应用

0-1混沌测试方法是一种可直接作用于时间序列的二元混沌识别方法,不需要相空间重构。首次将0-1测试方法引入到吉林省月降水序列混沌识别,对通过平稳性检验的29个气象站1958年-2011年月降水时间序列数据进行了混沌识别。结果表明各站月降水序列均表现出混沌特性,且渐近增长率K的空间插值结果具有明显的区间差异,全省可分为东部高值区、西部次高区、东南中值区和中部低值区。分区结果很好地反映了吉林省降水地域分布特征和变化类型,表明K值在一定程度上能够反映系统的混沌度,为降水系统的时空规律研究提供了新的途径和方法。     

1960—2018年河南省降水时空变化特征及重心

河南省是中国粮食生产核心区,研究其降水时空变化特征对于防治旱涝灾害、保障粮食生产具有指导意义.基于河南省112个气象站1960—2018年降水量资料,利用Mann-Kendall法、滑动T检验、小波分析等方法对河南省站点及分区降水变化趋势、突变点和周期性进行了分析,并利用重心模型、标准差椭圆等方法分析了河南省降水重心分布特征.结果表明:1960—2018年期间,河南省的112个站点中,67.9％站点降水量呈下降趋势,32.1％呈上升趋势,全省各站点气候倾向率主要位于-28～24 mm/10 a;河南省5个分区年降水量中,仅豫东地区年降水量呈上升趋势,各分区存在不同时间尺度的变化周期,在整个研究时域内经历了2.5次左右丰-枯交替循环变化;河南省降水重心分布在许昌市许昌县和漯河市临颍县一带,近59 a降水重心有明显向东移动趋势.     

The interdecadal trend and shift of dry/wet over the central part of North China and their relationship to the Pacific Decadal Oscillation （PDO）

Based on monthly precipitation and monthly mean surface air temperature (SAT),the dry/wet trends and shift of the central part of North China and their relationship to the Pacific Decadal Oscillation (PDO) from 1951 to 2005 have been analyzed through calculating surface wetness index (SWI). The results indicate that there was a prominent drying trend and an abrupt change in the analysis period. A per-sistent warming period with less precipitation from the mid and late 1970s to present was found,and a shift process exists from the wet to the dry in the central part of North China during 1951-2005. The transition is located in the mid to late 1970s,which should be related to the shift variation of large-scale climate background. The correlation analysis has brought about a finding of significant correlativity between PDO index (PDOI) and SAT,precipitation and SWI in this region. The correlation exhibits that the positive phase of PDOI (warm PDO phase) matches warming,less precipitation and the drought period,and the negative PDOI phase corresponds to low SAT,more precipitation and the wet period. The duration of various phases is more than 25 years. The decadal variation of sea surface temperature (SST) in the North Pacific Ocean is one of the possible causes in forming the decadal dry/wet trend and shift of the central part of North China.     

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.     

1998—2020年三峡库区最大1h降水的时空变化特征

以年、月最大1 h降水强度及其发生时间为指标,采用趋势检验、周期分析、经验正交函数和降水过程综合强度评估方法,分析了1998—2020年三峡库区最大1 h降水的时空变化特征。结果表明：库区年最大1 h降水发生时间有每隔约10 a前移至汛前的现象,主汛期7月最大1 h降水强度有8 a的循环周期;与2010年以前比,2010年后的库区强降水落区表现出自上游向坝址迁移的走势;若最大1 h降水强度相近,则降水持续时间长、覆盖范围广的降水过程,综合强度更高,对防洪安全影响更大。     

夏季青藏高原东部热源异常与环流场和降水的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站点的月平均降水资料,选取了2008年9月四川汶川地区特大暴雨实例,分析并验证了夏季青藏高原东部热源异常和中国局部降水异常的关系。结果表明:1夏季高原东部热源偏强会引起500h Pa风场能量偏大,其能量大值区与强降水区域分布相对应;2夏季高原东部热源偏强会引起南亚高压偏东偏强,从而引起西太副高西伸,使得水汽源源不断的向降水区域输送;3夏季高原东部热源异常时,通过加热场-高度场-降水场的同期及滞后效应,进一步影响到中国局部地区的降水异常。     

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。     

深圳PM2.5浓度变化趋势及其月尺度预测方法

基于深圳市环境监测站的PM2.5浓度数据以及深圳市国家气候观象台发布的月度气象监测公报,研究了2012年至2019年深圳市PM2.5浓度的变化规律,分析了PM2.5浓度与月尺度气候要素的关系,并利用多元线性回归分析法建立了PM2.5月均浓度的预测模型。结果表明：2012年至2019年深圳PM2.5浓度呈明显下降趋势,PM2.5浓度有季节性特征,干季(1~3月及10~12月)PM2.5浓度比较高,也是PM2.5污染防控的重要时段。月降水日数、月降水量以及月平均温度与PM2.5浓度的负相关较明显,偏北风频率与PM2.5浓度呈显著正相关,可一定程度上帮助预判月均PM2.5浓度。与前人研究结果相反,月平均相对湿度与PM2.5浓度呈显著负相关。包含气象因素项以及PM2.5浓度项的月平均PM2.5浓度预报模型拟合度较高,偏北风频率、月平均相对湿度是对月平均PM2.5浓度影响最大的气象因素。利用深圳市2020年数据对模型进行检验,结果证明方程对于月平均PM2.5浓度的预报有一定适用性,可较好预报PM2.5浓度月增量。     

洞庭湖表层水温变化特征及其对气候变化的响应

根据洞庭湖城陵矶站1991-2019年月平均水温和气温的同步资料,基于线性趋势分析和小波分析方法,系统地研究气温与水温的年内变化、年际变化趋势及周期性特征,并探讨水温变化对气温、降水和风速变化的响应关系.结果表明,多年平均水温与气温的年内变化规律相似,1-8月为升温期,9-12月为降温期;近29年,洞庭湖年平均水温和气...     

额尔齐斯河流域气候特征及变化趋势分析

选取额尔齐斯河流域斋桑泊、塞米巴拉金斯克、鄂木斯克、托博尔斯克4个代表站1948~1995年实测逐月降水与气温资料,利用距平分析法、5年滑动平均法、坎德尔秩次相关检验法及相关水文统计方法对流域内气候特征及变化趋势进行了分析.结果表明:额尔齐斯河流域年均降水量在200~500mm之间,主要集中于夏、秋两季,下游降水较上游丰富,但年际变化下游小于上游;年及四季降水量在1948~1995年期间整体呈上升趋势;流域年均气温自上游到下游逐渐降低,但年际变化逐渐增大,流域年均气温多年来总体呈上升趋势.     

我国东北地区主要城市气温和降水量序列的多尺度分析

根据1961~2010年东北地区35个主要城市站的逐日气温及降水资料,采用线性拟合、小波变换、经验正交函数分解、Mann-Kendall突变检验和R/S分析等方法,分析了我国东北地区主要城市的气温和降水的变化。结果表明:近50年东北主要城市年平均气温呈上升趋势,其中20世纪80年代后期至90年代初增温幅度最大;城市气温变化存在明显的16a尺度年代际变化周期和(7~8)a、4 a和准2 a尺度的年际变化周期,其中4a尺度的低频振荡能量最强;城市化进程对气温变化影响显著。东北地区主要城市的年降水量减少趋势明显,其中20世纪60年代中期至80年代初降水减少幅度最大;年总降水变化存在准2 a、4 a和(9~10)a尺度的年际变化周期,其中4 a和(9~10)a振荡能量最强;夏季出现特涝的概率大于特旱,大涝的几率小于大旱;同时7月份是东北局部特大洪涝或干旱的多发时段。     

河套灌区近50年气候变化特征及趋势分析

以河套灌区为研究区,收集、整理和分析了河套灌区由西向东的磴口、杭后、临河、五原、前旗5个区域近50年的气候资料:包括降水量、气温、日照总时数、无霜期、平均风速、蒸发量等,分别运用线性趋势法、Mann-Kendell法和小波分析等手段,研究了该地区不同时段、不同区域的气象因子的趋势性、突变性和周期性.结果显示:近50年来灌区年平均气温呈逐年上升的趋势,并且通过了M-K显著性检验.50年间增温幅度约为2℃,各月极端气温差约为41℃,且各月气温呈明显的升高趋势,突变点为1990年;灌区年降水量在波动中呈微弱增加的线性趋势,增加总量不足10mm;而灌区年蒸发量自2000年以来呈现出明显的增加趋势,增加的蒸发量体现在春季的2、3、4月份;灌区年平均风速有明显的降低趋势,突变点为2000年;年日照总时数有变短、年无霜期有增加趋势,但二者变化趋势并不明显.