环渤海地区旱涝灾害与太阳黑子活动、ENSO关系的统计研究

深入研究环渤海地区旱涝变化特征,以期为制定防灾减灾政策,提高旱涝灾害应变能力提供参考。依据1961-2013年环渤海地区60个气象台站的逐月降水资料,采用Z指数确定旱涝等级及分布年份;运用频次分析法和Morlet连续复小波分别对旱涝灾害与太阳黑子活动、ENSO的统计关系进行详尽分析。结果表明:1 1961-2013年环渤海地区旱涝频发,且旱灾略多于涝灾。2黑子相对数与旱涝指数呈显著负相关性,与旱涝等级呈显著正相关性;旱涝灾害频率为黑子极大值年附近高于极小值年,且极大值年附近旱灾明显多于涝灾;黑子活动单周期内易发生旱灾,双周期内旱涝交替发生。3 ENSO强度与旱涝指数呈明显负相关性,与旱涝等级呈显著正相关性;旱涝灾害频率为EL Nino和LA Nina年基本一致,且EL Nino年旱灾明显多于涝灾。4太阳黑子活动与旱涝指数小尺度周期对应关系良好,即黑子活动平静期对应降水充沛期,黑子活动活跃期对应降水偏少期,故太阳黑子活动对旱涝交替有较大影响;ENSO事件与旱涝指数小尺度周期对应关系不太一致,存在交错现象,但ENSO事件对旱涝指数各尺度周期的下滑有较大影响。     

泾河流域1470-1979年旱涝灾害变化规律分析

对历史文献记载的泾河流域旱涝灾害进行系统的整理和分析,研究了该流域1470-1979年旱涝灾害的变化规律,讨论了旱涝灾害的产生与当地气候异常变化、太阳活动、地理特征以及人类活动的关系.研究表明:泾河流域过去510 a间旱涝灾害频发,且以旱灾为主;旱涝灾害的发生具有连续性、阶段性的特点,局部还存在同步性特点;流域旱涝灾害的发生频率与气候异常变化关系紧密,太阳黑子活动对该区域旱涝灾害的发生具有控制作用;同时泾河流域510 a间的旱涝灾害与该流域自然地理条件和当地人类活动之间的关系密不可分.研究对了解泾河流域旱涝灾害的发生规律和制订防灾抗灾措施等具有重要的现实意义.     

近57年来El Nino/La Nina事件对鄂尔多斯高原东缘气候的影响

根据1955年~2011年期间发生的El Nino/La Nina事件和鄂尔多斯高原东缘3个站点(兴县,绥德和榆林)的气象资料,利用统计分析的方法研究了1955年以来该区的降水量、温度、旱涝灾害与El Nino/La Nina事件之间的关系,揭示了El Nino/La Nina事件对鄂尔多斯高原东缘气候的影响.结果表明,鄂尔多斯高原东缘近57年降水量呈减少趋势而气温呈升高的趋势;厄尔尼诺年降水量比正常年平均降水量少87.6 mm,年平均气温比正常年高0.2℃;拉尼娜年降水量比正常年均降水量少22.3 mm,年平均气温比正常年低0.1℃,且其年降水量递减率和增温率略高于全国.厄尔尼诺事件对鄂尔多斯高原东缘降水量减少的影响和气温上升的影响要大于拉尼娜事件对鄂尔多斯高原东缘的影响.由小波分析可知,鄂尔多斯高原东缘降水变化在30 a尺度内存在2 a、8 a、20 a、27 a的变化周期,而气温变化在30 a尺度内存在3 a、5 a、7 a、29 a的变化周期.El Nino/La Nina事件对该区的旱涝灾害影响显著,旱灾年份出现厄尔尼诺的概率为63%,出现拉尼娜的概率为25%,厄尔尼诺年易于发生旱灾.     

唐代宝鸡地区旱涝灾害时间变化特征

目的研究唐代宝鸡地区旱涝灾害发生的时间变化特征及其周期规律,以期为该区旱涝灾害的预测与防治提供科学依据。方法通过搜集整理唐代宝鸡地区旱涝灾害史料,重建宝鸡地区旱涝灾害等级序列,利用滑动T检验、红噪声频谱分析等方法,分析唐代宝鸡地区旱涝灾害的时间变化特征和周期规律。结果 (1)唐代宝鸡地区旱涝灾害具有明显的阶段性特征,总体上表现为先增加后降低再升高的变化趋势;(2)旱涝灾害等级序列在10和30 a尺度上突变参考点或突变区间分别有7个和2个;(3)唐代宝鸡地区旱涝灾害等级序列具有显著的193.3,13.8,7.2和2.4～6.0 a的变化周期。结论宝鸡地区旱涝灾害具有明显的阶段性特征,该特征可能受到太阳活动和厄尔尼诺等因素的影响。     

1951-2011年ENSO事件对秦岭-淮河地区旱涝灾害的影响分析

选用1951-2011年秦岭-淮河地区气象站点数据资料,研究年平均降水量和年平均气温的时空变化特征,探讨ENSO事件对旱涝灾害的影响.结果表明:①秦岭淮河地区淮河平原比秦巴山地的年平均降水量下降速率快,分别为-7.9 mm/10 a,-5.7 mm/10 a,淮河平原比秦巴山地的年平均气温上升速率快,分别为0.15℃/10 a,0.09℃/10 a;且年平均降水量在1980 s发生突变且呈现出下降的趋势,年平均气温在1960 s发生突变且呈现出上升的趋势;②El Nino事件导致降水减少,且在滞后3个月时最明显,其相关系数为-0.73;La Nina事件导致降水增多,且在滞后4个月时最明显,其相关系数为0.75;El Nino事件导致气温升高,且在滞后1个月时最明显,其相关系数为0.77;La Nina事件导致气温下降,且在滞后2个月时最明显,其相关系数为-0.67;③ENSO事件与旱涝灾害关系显著,有11次旱灾与El Nino事件同期发生,有8次涝灾与La Nina事件同期发生,且ENSO事件导致旱涝灾害程度更大,最严重时分别为极旱和极涝.     

1960—2015年岷江上游松潘县降水变化与旱涝灾害

利用岷江上游松潘县等站点的降水观测资料,分析1960—2015年间松潘县的降水变化特征,并基于SPI指数及其旱涝等级划分标准,采用M-K突变检验、功率谱及小波分析、R/S趋势分析等方法,探究岷江上游区降水规律、旱涝灾害及成因等问题.结果表明:1960—2015年松潘县降水序列的气候变化倾向率是1.09 mm/Da,年降水量总体上呈现不显著的增加趋势,存在约5.75、8.5和10～15 a的震荡变化周期.2013年松潘县降水发生突变,转为增多趋势.近55 a松潘地区旱涝频繁发生,1960—1969年、1984—2012年是少雨干旱期,但是1990年以后旱涝频率增大.1970—1983年是多雨洪灾多发期.2013年以来洪灾多发.夏季风活动强弱是引发旱涝灾害的主要成因,在年降水距平值变化显著的年份都有较大旱涝灾害发生,降水过度集中时也会出现洪灾.未来几年本区降水仍是增多趋势,加上极端气候事件多发等多重因素叠加影响,洪灾发生概率增加.     

1644-1911年云贵地区旱涝灾害的周期特征以及对太阳黑子活动的响应

为探究历史时期气候灾害特征及影响因子,建立了清代1644-1911年云贵地区的旱涝指数序列,采用滑动t检验和总体经验模态分解（EEMD）分析了清代云贵地区旱涝灾害的突变特征和多时间尺度周期性特征,研究表明：清代云贵地区旱涝指数整体较平稳,呈现先明显增加后减少,然后趋于平稳,清末又明显增加的趋势,旱涝指数序列具有多个跃变点,且具有显著的2.8 a和6.6 a年际周期,13.0 a和40.2 a的年代际周期.由旱涝灾害年次和年均县次比的空间分布图发现,其具有同旱同涝的空间分布特征.由于13.0 a的周期与太阳黑子相对数序列的周期接近,故采用交叉小波分析着重探究了太阳黑子活动对云贵地区旱涝变化的影响,发现云贵地区旱涝指数序列同太阳黑子相对数序列在3~6 a的时间尺度具有强凝聚性共振周期.     

基于Z指数的福州市近51年旱涝时空特征分析

基于福建省福州市9个气象站1960年-2010年的逐月降水资料,在年和季节的尺度上计算了福州市各站点的Z指数及区域旱涝指数,并根据Z指数的划分等级分析福州市的旱涝情况,讨论51年旱涝灾害和季节性旱涝灾害的变化趋势.在此基础上,运用Arcgis的反距离权重插值法,分析其空间分布特征.结果表明:(1)近51年间,从旱涝灾害的年度性特征来看,福州市发生区域性干旱或洪涝均无明显的时间变化趋势特征;从季节性特征看,任何季节都可能出现旱涝灾害,与实际气象资料记载情况大体一致;(2)从福州市旱涝灾害的空间分布来看,年尺度上无论洪涝还是干旱福州市东北部都是发生频率最高的地区,季节尺度上西南地区发生季节性旱涝的频率最低,而沿海一侧发生季节性旱涝的频率较高.     

邵阳县旱涝变化特征

根据1960~2008年近49年的邵阳县单站月降水资料,利用Z指数旱涝指标,对邵阳县单站的年和各季节进行了旱涝分析,结果表明:Z指数旱涝指标能较好地反映邵阳县近49年来的旱涝演变情况,邵阳县降水旱年有11年,出现频率为22.4%,涝年有14年,出现频率为28.6%,旱涝相间特征明显.年降水量呈上升趋势,增加速率为14.5 mm/10a,向洪涝化趋势发展.四季的Z指数变化趋势不同,冬、夏季的变化呈上升趋势,为洪涝增强趋势且明显;春、秋季是下降趋势即干旱增强趋势但不明显.近49年来邵阳县发生季节性旱涝频率较高,各季旱涝灾害具有频繁性、旱涝相间性及连续性.旱涝灾害是影响农作物的主要因素之一,分析结果对旱涝趋势预测和防灾减灾具有参考作用.     

关中地区旱涝灾害研究

采用关中地区渭南杨刘村、西安肖家村和宝鸡九龙泉3个观测站20世纪50－70年代气温、降水资料和90年代旱涝灾害资料，分析了该地区旱涝灾害的类型、发生规律及其与降水、气温之间的关系。结果表明，春旱、春夏连旱、秋旱、夏涝、夏秋涝是关中地区主要的旱涝灾害类型；旱灾的发生具有10年左右的周期，涝灾的发生具有5年左右的周期；50－70年代关中地区涝灾偏多，气温偏低；冬季偏寒常易出现来年夏旱，冬季偏暖常易出现来年夏涝；90年代的旱灾增多，尤以秋旱为特征。     

东北区旱涝灾害特征分析及趋势预测

利用东北区1751～2000年旱涝灾害资料,分析了该区近250年来旱涝灾害演变的特征.根据气象因素和旱涝灾害的关系,引入了转移概率、太阳黑子相对数和厄尔尼诺方法,导出了未来旱涝灾害预报的方法和公式,对该区2001～2010年旱涝灾害趋势作了预测.结果显示,20世纪东北区旱涝灾害较以前都有所加重,尤其是干旱灾害.2001～2010年东北区会出现2次以上的干旱和1～2次的洪涝灾害,且2007年左右是发生洪涝灾害的危险期.该项研究为东北区实际防灾、减灾工作提供了参考.     

基于SPI的山西省近55年旱涝灾害时空演变特征

旱涝灾害,每年都会给人类社会造成巨大的损失,并对人类的生存,社会的发展造成严重威胁.本文利用山西省15个气象站点1960年~2014年每个月降水观测资料,采用了SPI指数、Mann-Kendall检验法、线性倾向率、EOF和REOF等方法,并且用Arc GIS软件,对近55年来干旱和洪涝在时间与空间上的演化特点进行了分析.结果表明:(1)总体上,在每个阶段,山西省的旱涝变化表现出阶段性变化的特征:干旱在1960年~1975年,1981年~2001年较为频繁,1976年~1980年没有发生干旱事件,在21世纪以后干旱事件的频率较低.山西省涝灾在20世纪60年代到70年代初期最多.但在70年代中后期到90年代末基本没有发生洪涝事件,并且在21世纪发生洪涝事件发生的频率也比较低.总体来看,旱涝灾害于21世纪后减少.(2)山西省近55年的旱涝灾害总体上向旱的方向发展,SPI12在20世纪60年代波动较大,在其他年代整体上表现为下降趋势.(3)由于旱涝的区域变化不同,山西省被分为3个区域,即:晋北地区,晋中地区,晋南地区,在分析后得知,3个地区与全省的干旱与洪涝趋势表现出大致相同的状况,但是在一些年份3个区域与全省表现出差异.(4)被划分的3个区域的旱涝变率与全省有较一致的变化规律,在20世纪60年代时达到最大,但在21世纪后旱涝变化率整体较小.     

清代珠江流域旱涝灾害变化特征与R/S分析

在整理清代1644-1911年的历史文献资料的基础上,统计了珠江流域以及各个子流域的旱涝灾害发生频次.利用滑动平均、小波分析等方法研究了清代珠江流域的旱涝灾害演变趋势和周期;通过R/S分析计算Hurst指数,预测未来旱涝变化特征,并通过近50年的气象降水资料计算的SPI指数对预测结果进行验证.结果表明:清代珠江流域洪涝灾害的频次整体高于干旱灾害的频次,其中1695年、 1860年和1894年既发生了流域性干旱也发生了流域性洪涝;旱涝频次的主要振荡周期为32～34 a;珠江流域未来的干旱、洪涝灾害整体变化将与过去的变化趋势一致,且流域洪涝序列的Hurst指数比干旱序列的Hurst指数更为接近1.0,说明清代珠江流域洪涝序列的趋势延续性比干旱序列更强.     

大气降水环境下玉米生长期旱涝频率及防御对策

以作物生长期内供需水量比作为作物旱涝等级指标,通过对聊城市1961—2010年玉米生长期内的大气降水统计资料的分析,明确了鲁西平原地区玉米生长期内大气降水的多寡对夏玉米正常生长的影响,确定了符合玉米生长期的旱涝年景评价指标.根据旱涝指标,明晰了玉米生长期内的旱涝变化频率特征:旱涝灾害频繁,50 a中玉米生长期内出现干旱32 a,出现频率为64%.雨涝年6 a,出现频率为12%.干旱和雨涝年的频率为76%,即在大气降水环境下,玉米生长期内发生旱涝的概率大于十年七遇;作物生长期内旱涝频率各年代逐渐增大,作物因旱涝受灾呈现出明显加重的趋势,对农业生产和粮食安全的威胁愈加突出,对生态农业建设构成较大威胁.结合作物生长期内大气降水的多寡导致的旱涝频繁的特征,提出了做好抗旱涝防减灾工作的对策.     

陕西省1470—2012年旱涝灾害时空分布特征及演变趋势分析

旱涝灾害是陕西省发生频率最高的自然灾害,研究其时空分布特征及演变趋势对区域防汛、抗旱减灾具有重要意义。本文基于陕西省1470—2012年的旱涝灾害史料,结合累积距平法、滑动平均法、功率谱分析和小波分析等方法,分陕北、关中、陕南三个地区对其旱涝灾害进行研究。结果表明,543年来,陕北发生旱灾最频繁,陕南发生涝灾最频繁,关中发生极旱最频繁,且整个区域持续涝灾发生的可能性高于旱灾。区域旱涝等级变化具有明显的阶段性和周期性。在近30年的时间尺度上,陕北处于偏旱期,关中、陕南处于偏涝期。     

全新世寒冷事件与气候变化的千年周期

在统计10000aBP以来我国每百年中寒冷事件记录的频率的基础上,分析了寒冷事件的时间分布特点和频率序列的功率谱.结果表明,10000aBP以来的冷暖变化在500,1000和1300a的周期是明显的.其中,两个相邻寒冷事件的平均时间间隔与500a周期相对应,间隔一个事件的两个寒冷事件之间的平均时间间隔与1000a周期相对应.而包括一长(400～800a)一短(100～200a)两个寒冷时段的一个气候旋回与1300a左右的周期相对应.为千年周期的存在提供了进一步的证据.     

530年来陕北气候变化与东部地区关系分析

目的 研究陕北地区历史旱涝变化、气温变化及与东部地区的关系，对保护和治理陕北地区生态环境提供可靠依据。方法 利用我国500多年旱涝资料及50a气温资料，运用功率谱方法及小波分析法分析陕北及其东部地区历史上发生的旱涝周期及气温变化。结果 不同地区530a来均呈旱涝交替变化，且存在一定的周期性。从上世纪80年代中后期陕北开始进入偏暖少雨期，气温具有13a，2～4a左右的周期。结论 陕北历史旱涝存在明显的阶段性变化，气温变化具有周期性，异于其他地区。     

明清时期嘉陵江上游地质灾害时空演变特征

从古至今,嘉陵江流域地质灾害频发,严重威胁人们的生产生活安全。通过对历史文 献及地方史志的整理分析,运用小波分析法,对明清时期嘉陵江上游地质灾害发生的频次、等级、 周期性、成因等进行了定量分析。结果表明：记载的明清时期嘉陵江上游地质灾害共246次,其中 59.35%为小型灾害,24.80%为中型灾害,15.85%为大型灾害;总体有3个较明显的周期变化规律, 分别是3~9 a、10~23 a和25~32 a,其中在10~23 a的准3次震荡最为显著;地质灾害的空间分布明显 不均匀,甘肃省内发生的频率最高,这与嘉陵江上游在甘肃省内的面积最大有关。     

1970年以来湖北省气候变化与旱涝灾害响应分析

湖北省是中国亚热带地区的内陆省区,具有气候变化响应的特殊性。依据湖北省分布较为均匀的17个气象站点1970-2013年的逐月气温和降水数据,运用线性回归、插值分析、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析和标准化降水指数SPI等数理分析统计方法,对湖北省近44年来气候变化的时空分异规律以及旱涝灾害响应特征进行分析,结果显示:(1)近44年来,湖北省年降雨量呈减少趋势,其减少的速率为16.16 mm/10a,年平均气温呈波动上升趋势,其上升的速率为0.30℃/10a,整体呈暖干化趋势;(2)通过对年均温做Mann-Kendall突变检验后发现,湖北省气温在1994年前后发生突变,之后呈现出较大幅度的增温趋势;(3)就旱涝灾害来说,湖北省旱涝灾害频繁,中度、重度和极端旱涝灾害发生频率高达31.8%。研究证明:在暖干化趋势的背景下,湖北省气候变化响应体现出显著的阶段性特征,具有特殊性,其旱涝灾害也因气候变化体现出周期性干湿变化规律,当前几年正处于偏干旱阶段,旱灾较多。     

长江中下游地区梅雨与旱涝的关系

利用1736-2000年长江中下游地区梅雨期长度、梅雨量和旱涝等级资料,分析了近300年以来梅雨与旱涝的关系.从逐年的对比结果看,有64%的年份梅雨期长短(或梅雨量多少)与旱涝变化一致,即梅雨期越长,梅雨量越大,气候易偏涝,反之易偏旱;另有36%的年份二者变化并不一致.但从年代际尺度看,二者的变化趋势基本一致.此外,功率谱和小波分析表明:长江中下游地区梅雨和旱涝等级均存在2-7 a,20 a及40 a左右的周期,这可能与E1-Nino-南方涛动及太平洋年代际振荡等发生的周期模态存在关联.