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。     

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.     

近48a长江源区降水时空变化特征

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。     

鄂北岗地近50年气候变化特征

利用1961年～2010年鄂北岗地8个气象台站的气温和降水量资料,采用线性倾向估计法和M－K法,定量分析了近50年来鄂北岗地的气候变化趋势和特征,结果表明：鄂北岗地近50年来年代际间的气温变化幅度差别不大,年际平均气温呈上升趋势.季节变化特点是春、秋、冬三季气温上升趋势显著,夏季气温明显下降;近50年来鄂北岗地年代际降水经历了持续缓慢下降到缓慢回升的过程,总体上呈微弱上升趋势,年降水量在546.99 mm～1 191.11 mm之间波动,研究时段内并未发生突变现象,降水的季节变化中,夏、冬季降水量上升趋势明显,春季和秋季降水量下降趋势显著.     

陕西省近年NDVI变化及其与气候因子相关性分析

利用陕西省1980-2006年的97个气象站的逐月降水资料,分析陕西省1980-2006年均降水量的变化趋势,研究表明:陕西省1980—2006年降水量呈现下降趋势。降水量的线性回归线斜率为-0.5。从季节分析各季降水量的变化情况可以知道:春季降水量年际变化较大,夏季降水量值比较大而降水变化幅度较小,秋季降水量变化不明显,冬季降水量变化则与夏季相反。将陕西省分为陕南、陕北和关中三个区,分析各区的年际降水相对于整个陕西省年降水量的变化。陕南1980—2006年降水量呈现趋势为1983年-1999年陕南地区降水量略高于整个陕西省,其降水量波动与整个陕西省降水量波动情况大体一致;陕北1980—2006年降水量呈现趋势为1980—1989年和1995—1999年陕北地区的降水量变化呈现大幅波动,其他阶段降水量较平稳。     

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.     

三江平原建三江垦区降水时空特征分析

降水作为描述气候变化的关键指标之一,其分布规律对研究气候变化规律、减少洪涝灾害的损失、提高降水预测能力均有着重大意义.为揭示三江平原建三江垦区降水量的变化规律,基于垦区30年(1981~2010)的月降水量,采用线性趋势分析法对年降水量和季节降水量的变化趋势进行分析,并采用MannKendall(M-K)突变检验法对年降水量时间序列和季节降水量时间序列的突变特征进行分析,最后运用克里格插值对年降水量和季节降水量的空间变异特征进行剖析.研究结果表明:(1)线性趋势分析显示,对于研究区域的年降水量,总体上呈减少的趋势,且年际变化较显著;对于各季节降水量,夏季和秋季降水量呈显著的下降趋势,而冬季降水量上升趋势显著,春季基本无趋势变化;(2)M-K突变分析显示,年降水量总体无明显突变点,但1981~1999年间年降水量有微弱的上升趋势,1999年以后年降水量下降趋势明显;而该区域年际间各季降水突变点较多,说明季节降水量年际变化显著;(3)空间分析结果显示,建三江垦区年降水量空间变化规律由西南至东北呈逐渐增加的趋势,其中秋季和冬季降水量的空间变化规律与年降水量变化具有很好的一致性,尤其是秋季降水量具有明显的空间差异特征,但春季和夏季降水量空间差异变化相对较小.     

额尔齐斯河流域降水变化特征

选择额尔齐斯河流域4个气象水文测站(斋桑泊、塞米巴拉金斯克、鄂木斯克和塔帕)近70a(1936—2005年)的降水系列资料,采用5a滑动平均法、Mann-Kendall法、复Morlet小波分析法和R/S分析法分析这4个气象水文测站的降水变化特征。结果表明:这4个气象水文测站的年降水量呈现不同程度的上升趋势,其中鄂木斯克和塔帕存在显著的上升趋势;4个气象水文测站的年降水存在11~13a时间尺度的交替,表现出明显的周期特征,其次7~9a以及4a左右时间尺度的周期性也相对比较明显;Hurst值表明未来斋桑泊气象水文测站年降水量总体上将呈减少趋势,但反持续程度很弱,其余3个气象水文测站的降水量仍将呈上升趋势。     

河南四地区56年降水周期及空间分布研究

依据河南新乡、卢氏、郑州、开封四地区1955—2010年近56年的年降水资料,采用线性倾向估计、小波分析和Z指数方法,对河南四地区趋势性、相关性、周期性及旱涝情况进行了研究.结果表明:河南四地区的空间区域降水量总体呈现西少东多、南少北多的特点;降水第一主周期趋势基本保持一致,平均周期为18 a左右,随着时间尺度的变化,区域地理差异也随着小周期的波动逐渐凸显出来.     

Influence of aerosol on regional precipitation in North China

The possible anthropogenic aerosol effect on regional precipitation is analyzed based on the historical data of precipitation and visibility of North China. At first, the precipitation amounts from 1960 to 1979 are considered as natural background values in our study for relatively less intensive industrial activities and light air pollution during that period of time, then the region is divided into different subregions by applying the clustering method including the significance test of station rainfall correlations to the time series of 10-day mean rainfall amounts in this period. Based on the rule that the precipitation characteristics are similar in the same clustering region, the correlation of precipitation amounts among all stations in each region is thus established. Secondly, for the period from 1990 to 2005, during which, the economy had experienced a rapid development in this region, the variations of visibility at each station are analyzed. The stations with the absolute change in visibility less than 0.1 km/a are used as the reference stations, at which it is assumed that precipitation has not been seriously influenced by anthropogenic aerosols. Then the rainfall amounts of reference stations are used to estimate the natural precipitation values of the other stations in each clustering region. The difference between estimated precipitation and measured precipitation amount is thought to result from changes in anthropogenic aerosols. These changes in precipitation amounts caused by anthropogenic aerosols at each station are calculated using the 10-day mean rainfall values from 1990 to 2005. The analysis results obtained with this method are remarkable if it passes the significance test, and therefore, the suppression of regional precipitation over the region by anthropogenic aerosol is proved. It is found that this effect is most remarkable in summer. The influence of anthropogenic aerosols on convective precipitation possibly plays an important role in this season. Supported by National Basic Research Program of China (Grant No. 2006CB403706) and National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40475003)     

华山树轮代用降雨量的演变特征分析

利用中国华山树轮重建的中国北部和中部1600—1988年近400年4—7月的降雨代用资料,运用R/S分析,MHF小波变换方法,对中国北部和中部1600—1988年近400年4—7月的降雨量进行了分析,并对时间域内极端多雨值和极端少雨值也进行了分析。分析结果表明:近400年来,华山树轮代用降雨资料4—7月的降雨量整体比较稳定,极端多雨值序列和极端少雨值序列都有明显的减小趋势;华山树轮代用降雨资料4—7月的降雨量的有较弱的持续性,极端多雨值序列和极端少雨值序列都有较强的持续性;在整个时间域上,华山树轮代用降雨资料4—7月的降雨量具有明显的2a、19a和75—76a的振动周期,其中19a为主时间周期,且在长时间尺度上,目前正处于降雨偏少阶段。     

降雨空间分布的模糊熵聚类分析

为了提高降雨量插值精度,充分挖掘降雨变量信息,利用模糊熵聚类分析算法,对流域内雨量站进行模糊熵聚类研究,通过基于可能性分布和距离判定的聚类有效性函数确定模糊熵系数和聚类数,从而得到模糊聚类结果,改进原有的插值方法。以淮河流域蚌埠站以上区域99个雨量站雨量数据,分别在一般情况下和模糊熵聚类情况下做交叉验证,结果显示,模糊熵聚类分析在反距离平方插值法中对降雨精度有所提升。     

台北地区冬季降水相似预报试验

为研究相似预报技术在低纬度地区的应用问题,利用典型相关分析方法,对台北冬季降水与降水发生前12h西风带上游关键区各高度层气象要素场的相关性进行了分析,定量化地确定了台北冬季降水的预报因子。在此基础上,根据综合相似离度构造多级相似方法,建立了台北冬季有无降水的预报模型;同时利用该模型对1995年冬季降水作了试报。结果表明,该模型可以综合考虑因子相关问题,预报效果较好。     

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。     

Lambert冰川流域东西两侧大气降水的化学特征

1992～1993年,中国科学家参加了澳大利亚南极考察队对Lambert冰川流域西侧的考察,1996年起中国南极考察队对Lambert流域东侧进行了多次考察.本文基于以上考察的研究成果,对Lambert冰川流域东西两侧大气降水的化学特征进行了对比研究.结果表明:Lambert冰川流域东西两侧在1932～1992年,各种离子均有较大的年际变化和年代际变化,东侧过去60年来海盐离子浓度呈现升高趋势,而西侧则呈现下降趋势,可能反映了东西两侧水汽输送能力存在明显的差异.同时,对东西两侧雪冰中的离子浓度进行了EOF分析,表明Lambert冰川流域东西两侧降水中的化学成分主要来源于海盐传输、中低纬度远距离传输和高纬地区局地来源.     

热带气旋“桑美”和“碧利斯”降水特征的对比分析

为了分析"桑美"和"碧利斯"云系中的对流发展特征,利用NCEP(the national centers for environ-mental prediction),对TBB(Temperature of brightness blackbody)高分辨率资料进行2次过程输送通道的对比分析并计算了垂直积分的水汽通量矢量.结果表明:2006年夏季发生在前后不超过一个月的2个热带气旋过程"碧利斯"和"桑美"的特征有着十分显著的差异,"碧利斯"主要受异常活跃西南季风和南海季风的影响,水汽输送强度大,产生了持久的、大范围强降水."桑美"主要受东亚副热带季风的影响,水汽输送强度仅为"碧利斯"的一半,其登陆后东亚副热带季风明显减弱,造成了降水集中、持续时间短的特点.     

超纯铁素体不锈钢中TiN夹杂析出的热力学分析

为了控制TiN夹杂对材料性能的不利影响,对TiN在超纯铁素体不锈钢冶炼和凝固过程中析出的热力学条件进行分析。结果表明,在Cr含量为16%～23%的条件下,超纯铁素体不锈钢的最佳钛含量为0.1%～0.3%;当w（Ti）=0.3%时,将w（N）控制在0.004 6%以下才能避免在液相区中生成TiN夹杂;超纯铁素体不锈钢凝固过程中钛的富集程度稍低于氮;凝固末期残余液相中[Ti]和[N]的浓度分别提高到其初始浓度的2.5倍和3.2倍;随着钢液的逐渐凝固,凝固前沿温度和凝固前沿钛氮平衡浓度积下降,凝固前沿钛氮实际浓度积升高;降低钢中氮含量能推迟TiN析出时间,使TiN夹杂在凝固末期形成,可减小TiN夹杂尺寸,减少其析出数量。     

1958—2007年吉林省降水量的时空分布特征

利用吉林省21个气象站1958—2007的逐日降水资料,采用EOF、REOF、小波分析等方法,研究了近50年来吉林省降水资源的异常空间结构及时间演变规律.结果表明:吉林省年降水异常在空间上主要表现为整体一致的变化特点,同时还存在南北和东西的较大差异;旋转载荷向量场反映出4个降水异常区,即:南部山区、东部山区、西部平原区和中部地区;各分区在10a的周期上表现一致,4a左右的振荡周期最强,且吉林南部山区和东部山区年际降水变幅较小,西部平原区年际降水变幅较大.