北京市通州区1966-2016年降水特性研究

降水是最重要的天气要素之一,是城市水文循环关键组成部分.本文运用5a滑动平均、小波变换及MannKendall趋势检验方法,选取北京市通州区51a(1966—2016年)逐日降水资料,分析了通州区在年、季、月尺度上的降水特性.结果表明:年降水量以0.44mm·a-1的速率减少,且呈现出多个周期;降水量主要集中在夏季,占全年降水量的72.1%,且以2.33mm·a-1的速率减少,春季和秋季降水呈增加趋势,增加的趋势分别为0.36和1.12mm·a-1,冬季的变化趋势最弱,以0.03mm·a-1的趋势减小;月降水量主要集中在7和8月,占全年的50%以上,且分别以0.88和1.68mm·a-1的速率减少,降水量在12、1和2月没有变化的趋势.日降水量大于10和20mm的降水事件主要集中在夏季,降水时间减少是夏季降水减少的主因.     

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...     

1961—2018年安阳市大气降水资源变化特征分析

基于安阳气象站1961—2018年逐日降水量和气温等气象资料,采用高桥浩一郎陆面实际蒸散发经验公式、距平分析法、线性回归和Mann-Kendall检验等方法,计算分析了1961—2018年安阳市可利用降水资源变化特征.结果表明,安阳市降水资源分布不均,春、夏、秋三季的降水量、蒸发量和可利用降水分别占全年总量的96.44%、95.73%和97.92%,尤以5—9月最为集中,冬季占比很小.这58年中安阳市年可利用降水以-13.37 mm/10 a的速率减小.以季节划分,各季可利用降水均呈减小趋势,夏季减幅最大,倾向率为-7.96 mm/10 a;秋季和春季次之,分别为-2.95 mm/10 a和-1.86 mm/10 a;冬季最小,倾向率为-0.57 mm/10 a. 58年来安阳市年可利用降水及春、夏、冬季可利用降水无明显突变发生,秋季可利用降水于1962年发生突变.降水与可利用降水呈显著正相关,对可利用降水量起决定性作用,气温与可利用降水呈负相关.随着全球变暖,安阳市气温上升,安阳市可利用降水资源将持续减少.     

近50年商丘小麦玉米生长季降水量变化特征分析

利用商丘市8个气象站点1960年10月—2010年9月降水量资料,应用线性回归、Mann-Kendall等方法,对冬小麦、夏玉米生长季的降水量进行趋势分析、突变检验.结果表明:①冬小麦、夏玉米生长季的降水量线性变化趋势均不显著,冬小麦生长季的降水量以-1.522 mm/10 a在减少,夏玉米生长季的降水量以16.60 mm/10 a在增加.②冬小麦、夏玉米生长季降水量气候倾向率空间分布均为东部减幅大,西部增幅大,降水量东西间的差异均呈减小趋势.③冬小麦生长季的降水量没有明显的突变点,夏玉米生长季降水量的突变时间在2000年前后.④冬小麦生长季降水量基本能够满足冬小麦生长发育的需求;夏玉米生长季降水资源丰富,降水量时间分配与夏玉米生理需求基本一致.     

河南省商丘51年来气候变化特征分析

通过分析商丘国家基准气候站1961-2011年的季、年平均气温、降水量、日照时数、蒸发量、冬季负积温等资料,得出结果表明,商丘近51年来的气候变化特点是：温度年和春、秋、冬三季均呈上升趋势,年平均气温倾向率为0.166℃/10a,三季中以冬季增温最为显著,夏季温度则略有下降;年降水呈增多趋势,其倾向率为14.93 mm/10a;年日照时数、冬季负积温、≥35℃日数、≤-5℃日数均呈减少趋势,其倾向率分别为：-180.15 h/10a,-127.00 mm/10a,-11.84℃·d/10a,-2.27 d/10a,-3.81 d/10a;蒸发量分两个阶段分析,1961-2001年年及四季蒸发量均呈减少趋势,2002-2011年年和春季蒸发量呈上升趋势,夏、秋、冬三季呈下降趋势.     

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.     

1991—2020年南靖县气候特征和干旱化趋势分析

基于漳州市南靖县国家气象站1991—2020年的逐月降水量和气温资料,通过线性倾向估计法及计算标准化降水—蒸散指数(SPEI),对近30年南靖县降水、气温变化及干旱化趋势进行分析。结果显示,1991—2020年南靖县气候呈现暖干化发展态势,降水量以87mm/10a的速率减少,冬季、春季和夏季降水量均呈减少趋势,其中夏季减少最显著,减少的速率达91mm/10a,秋季降水以30 mm/10a的速率呈上升趋势;年平均气温以0.3℃/10a的速率逐年增高,四季的平均气温均呈上升趋势,夏季和秋季上升趋势显著,上升速率分别为0.3℃/10a和0.5℃/10a;干旱强度以0.16/10a的速率在增强,干旱月数呈增加趋势,干旱强度和月数均随年代际呈逐步增强的趋势。     

1987~2016年武汉市极端降水事件特征分析

基于1987~2016年武汉市及附近共5个格点的日降水量资料,选取5个极端降水指数Rx1day(单日最大降水量)、Rx5day(5日最大降水量)、R95p(极端降水量)、R20(大雨日数)、SDII(降水强度),采用百分位阈值法、气候倾向率法、滑动平均法和Mann-Kendall突变检验等方法,对武汉极端降水事件的时空变化进行了分析.结果表明:1987~2016年武汉市极端降水事件的阈值整体上呈中部小、周边大的空间分布特征.极端降水事件发生频次的高值中心位于南部,低值区为北部.频次年际波动大,呈微弱减少趋势,年代际频次则呈明显的逐年代递减的规律.极端降水指数的空间分布中,Rx1day和R95p的空间变化差异较大,而Rx5day, R20和SDII的空间变化差异较小.Rx1day与R95p变化趋势均为北部下降、南部上升;Rx5day则为南部下降、北部上升;所有地区的R20均呈下降趋势;只有位于西南部的SDII呈上升趋势,其他地区均下降.1987~2016年,极端降水指数年际波动剧烈,Rx1day,Rx5day和R95p波动幅度相似,且均呈微弱的上升趋势,R20和SDII波动幅度类似,均呈微弱的下降趋势,总体表明这30 a年间极端降水量随时间变化而增加,但是降水强度在减弱.     

乌江中下游流域极端降水频数和强度浅析

利用1987—2017年乌江中下游流域思南、德江、沿河三站国家站逐日降水数据,采用95位百分位法定义极端降水事件发生阈值,运用统计学方法分析乌江中下游流域极端降水事件频数和强度的特征,基于MK非参数检验方法对极端降水事件频数和强度长期变化趋势进行检验。研究近31年乌江中下游流域三站极端降水频数和强度的特征与关系,结果表明,乌江中下游流域思南、德江、沿河近31年来发生极端降水事件阈值分别为31.5 mm、31.2 mm、33.5 mm,平均极端降水频数分别为7.6 d、8.1 d、7.5 d,平均极端降水强度分别为52.3 mm/d、53.4 mm/d、55.3 mm/d,近31年来三站发生极端降水事件的频数和强度总体有上升的趋势,日降水量大于100 mm的极端降水事件主要集中出现在6月和7月,典型极端降水事件年发生概率为45%。     

1956-2000年开封市气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法和气候倾向率对1956-2000年开封市气温、降水量和径流量资料进行分析,研究开封市气候变化及其对水资源的影响.结果表明:近45年来开封市气候倾向率为0.175/10a,春季、秋季、冬季的气温呈现上升趋势,其中冬季升温最为明显,其气候倾向率为0.391/10a,夏季呈缓慢降温趋势,其气候倾向率为-0.067/10a;降水量的年代变化有两个阶段,从1956年到1980年代之间共减少了156.92mm,1980年代到1990年代之间是增加了22.00mm,四季降水中夏季和秋季降水量呈负趋势,春季冬季呈正趋势;径流和降水量在年际变化上表现出大致但并不严格的一致性.     

黄土高原极端降水变化及其对植被覆盖度影响

全球变暖背景下,黄土高原极端降水事件频发,对社会经济及植被生态产生了重要影响,研究黄土高原极端降水变化特征及其对植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)影响,可为生态环境保护和区域可持续发展提供科学支撑。基于2000—2020年黄土高原64个气象站点逐日降水数据和MODIS NDVI数据,采用趋势分析、相关分析等方法,分析了黄土高原地区极端降水和FVC时空变化特征及极端降水对FVC的影响。结果表明：2000—2020年黄土高原地区总降水量P_RCPTOT、中雨日数R_10mm、大雨日数R_20mm、强降水日数R_25mm和降水强度S_DII均呈显著上升趋势(P<0.05),区域西部和北部强降水总体增加,但区域南部呈干旱化。2000—2020年黄土高原FVC总体呈显著上升趋势(P<0.05),集中分布在区域中东部,占区域总面积的32.00%;显著下降趋势主要分布在南部少部分地区,仅占区域总面积的4.91%。2000—2020年黄土高原地区F...     

黄土高原中部降雨量时空分异特征研究

根据黄土高原中部1981-2008年的58个观测站的月降雨量资料进行趋势变化及季节分配特征分析,结果表明,黄土高原中部年均降雨量在空间上呈现明显的梯度变化,从东南部向西北部逐渐减少,中部降雨量多年来持平.四季降雨量均在减少且平均降雨量变化存在明显的季节性差异,其中夏季降雨量减少趋势最明显,整体呈现下降趋势,干旱化趋势十...     

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.     

Changes in mean and extreme climates over China with a 2°C global warming

Based on a 153-year (1948-2100) transient simulation of East Asian climate performed by a high resolution regional climate model (RegCM3) under the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A1B scenario, the potential future changes in mean and extreme climates over China in association with a global warming of 2℃ with respect to pre-industrial times are assessed in this study. Results show that annual temperature rises over the whole of China, with a greater magnitude of around 0.6℃ compared to the global mean increase, at the time of a 2℃ global warming. Large-scale surface warming gets stronger towards the high latitudes and on the Qinghai-Tibetan Plateau, while it is similar in magnitude but somewhat different in spatial pattern between seasons. Annual precipitation increases by 5.2%, and seasonal precipitation increases by 4.2%-8.5% with respect to the 1986-2005 climatology. At the large scale, apart from in boreal winter when precipitation increases in northern China but decreases in southern China, annual and seasonal precipitation increases in western and southeastern China but decreases over the rest of the country. Nationwide extreme warm (cold) temperature events increase (decrease). With respect to the 1986-2005 climatology, the country-averaged annual extreme precipitation events R5d, SDII, R95T, and R10 increase by 5.1 mm, 0.28 mm d -1 , 6.6%, and 0.4 d respectively, and CDD decreases by 0.5 d. There is a large spatial variability in R10 and CDD changes.     

Projected changes in climate extremes over China in the 21st century from a high resolution regional climate model (RegCM3)

Based on a consecutive simulation of the 21st century conducted by RegCM3, changes in climate extremes over China are investigated, following abasic validation of the model performances in simulating present climate. The model is one-way nested within the global model of CCSR/NIES/FRCGC MIROC3.2_hires. A total of 150-years (1951-2100) transient simulation is carried out at 25 km grid spacing under the IPCC SRES A1B scenario. The indices of the extremesincludes SU (summer days), FD (frost days), GSL (growing season length) for temperature, SDII (simple daily intensity index), R10 (no. of days with precipitation 10 mm/d), and CDD (consecutive dry days) for precipitation. Results show that the model can reproduce both the spatial distribution and the values of the present day annual mean temperature and precipitationwell, and it also shows good performances in simulating the extreme indices. Following the significant warming, the indices of SU and GSL for warm events will increase while the indices of FD for cold events will decrease over China. Heavy precipitation events as measured by SDII and R10 show an general increase over the region, except the decrease ofR10 in the Northeast and central Tibetan Plateau andless change or decrease of it along the middle and lower reaches of the Yangtze River. Decrease of drynessas measured by CDD over northern part of China while increase of it over the Tibetan Plateau, Sichuan Basin and other places in southern China are simulated by the model. This leads to the less change of the regional mean CDD in the time series in the 21st century unlike the other indices, which show clear trend of change following the time evolution.     

近20年黄土高原干旱变化特征及其影响因素

为促进黄土高原农业和生态环境可持续发展,基于2001—2020年MODIS蒸散产品和气象站点数据,利用作物缺水指数(crop water stress index, CWSI)、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和偏相关分析等方法,探讨了黄土高原干旱变化特征及其影响因素。结果表明：(1)年际上,2001—2020年黄土高原CWSI呈显著线性下降过程,下降速率为0.005 8 a^-1(P<0.01)。干旱程度呈先减(2001—2018年)后增(2018—2020年)过程;(2)空间上,CWSI以减少趋势为主,显著减少趋势占区域总面积91.24%,其中青海、甘肃、宁夏、陕西南部地区CWSI下降速率较快;(3)黄土高原CWSI与气温以负偏相关关系为主,显著负偏相关占区域面积的7.78%,集中分布于青海东部、山西南部和河南北部;与降水以负偏相关关系为主,显著负偏相关占区域总面积60.88%,集中分布于黄土高原西南部和东部地区。气温升高背景下,降水增加促使黄土高原实际蒸发显著增加、潜在蒸发不显著减少,导致CWSI显著下降。研究结论认...     

中国西北干旱区过度灌溉绿洲的水分收支特征研究

基于水分收支平衡原理, 观测2012年生长季张掖绿洲的水分收支分量动态特征, 探究灌溉对绿洲水分收支的影响。结果表明: 1) 无降水及灌溉时, 绿洲内40~100 cm深度的土壤含水量高 0~20 cm的土壤, 强降水事件对0~20 cm的土壤含水量影响较大, 而灌溉事件对 0~100 cm的土壤含水量有明显影响; 2) 无降水及灌溉时, 绿洲的日均蒸散发(ET)为2.83 mm/d, 降水事件后3日蒸散发量为降水之前的 1.16倍, 灌溉事件之后2日蒸散速率为灌溉之前的1.88倍, 说明灌溉对绿洲的蒸散发影响更为显著; 3) 绿洲生长季水分收支收入项(降水和灌溉, P+I)中, 灌溉占89.7%, 水分支出项主要为深层渗漏(DP), DP/(P+I)为81%; 4) 2012年生长季绿洲灌溉需水量为213 mm, 实际灌溉量比灌溉需水量多出474 mm, 远远超出所需, 水资源浪费严重。     

1965-2013年黄土高原地区极端降水事件时空变化特征

基于黄土高原地区52个气象站点1965-2013年逐日降水数据,辅以一元线性趋势分析、相关分析、Mann-Kendall检验及反距离加权插值(IDW)等方法,本文分析了黄土高原地区极端降水事件时空变化特征.结果表明:1)时间上,持续性指标和强度指标中除降水强度(SDⅡ)外均呈现减小的趋势;绝对指标和相对指标中除R10 mm降水日数(R10 mm)外,其他指数均呈现增加的趋势,但均未通过0.05显著性水平检验.2)空间上,就持续性指标来看,连续无雨日数(CDD)增加趋势最大的位于区域Ⅲ,连续降水日数(CWD)和年降水总量(PRCPTOT)在区域Ⅱ的北部的增幅最大;强度指标中,1d最大降水量(RX1 day)和5d最大降水量(RX5 day)在区域Ⅱ的中部和北部增幅最大,SDⅡ增幅最大的地区主要集中在区域工和区域Ⅱ的北部地区;绝对指标中,R10 mm、R20 mm降水日数(R20 mm)和R25 mm降水日数(R25 mm)的趋势变化呈由南向北增加的趋势;相对指标中,异常降水日数(R95p)和极端降水日数(R99p)增幅最大的地区主要集中在区域Ⅱ.3)CDD与经度、纬度呈显著的负相关,年降水总量(PRCPTOT)、R10 mm和R25 mm与纬度呈显著正相关,其他极端降水指数与经纬度和海拔高度的相关性不显著.4)主成分分析的结果表明2类极端降水指数的总贡献率达到80.73％,除CDD外,其他极端降水指数与PRCPTOT均具有良好的相关性,且均通过了0.01显著性水平检验.5)Hurst指数结果表明黄土高原地区CDD、SDⅡ、R10 mm、R20 mm和R25 mm极端降水指数变化均呈反向变化特征,其他极端降水指数呈同向变化特征.     

1951—2014年淮河流域降水量时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月降水量数据为研究对象,运用线性趋势、累积距平、小波分析及空间分析等方法,分析了降水量时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年、春、夏和秋季降水量呈不显著减少趋势,冬季降水量则具有不显著增加趋势.(2)春、秋和冬季易发生旱涝灾害,夏季降水量变化控制年降水量变化.(3)年降水量具有准2a和6a振荡周期.(4)东南部年和四季降水量多于西北部,这与我国年和四季降水量分布模式一致.(5)空间上,年和四季降水量变率中,年和夏季最大,降水量减少区域呈半环状包围降水量增加区域;整个流域冬季降水量几乎没有变化.