中国东部四季降水量变化空间结构的研究

利用观测资料和史料所重建的中国东部(110°E以东)71站1880—2004年的四季降水量序列,通过EOF分析得到了各个季节降水量空间分布的主要形态,并且按其特点分为两类,冬春秋季为一类,夏季为一类。利用重建的1880—1950年和观测的1951—2004年的500hPa高度场资料,分析了大气环流对各季降水异常的影响。结果表明,各季的降水异常分布形态与高空环流形势有很好的对应关系,并且近百年来这种对应关系比较稳定。最后研究了各季降水量空间结构的周期变化特征,结果显示各个季节降水量空间分布形态都存在高频的年际变化和低频的年代际变化。功率谱和子波分析表明,高频集中于2~4年、5~8年,而低频则集中在15年、20~25年、60年,共同代表了中国季节降水异常变化的主要周期。     

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.     

近百年高低层大气环流的演变特征及其与中国降水变化的关系

 分析了101 a北半球低层和高层大气环流(包含四大涛动及W,C,E 3种环流型、副高强度)的演变特征,并讨论了大气环流因子的年际和年代际变化与中国降水的关系.结果表明,无论是高层还是低层大气环流特征随时间尺度的不同而不同,最显著的变化是7 a以下的年际变化.低层因子的年际变化比对流层因子明显;对流层因子的气候基本态的变化比低层因子明显.SO是低层因子中发生年际变化的强信号,NPO是低层因子中时间尺度28 a以上变化的强信号.副高是对流层中发生年际变化的强信号,E型环流是对流层中时间尺度28 a以上变化的强信号;中国近百年的降水量变化有显著的小于3.5 a,3.5~7 a,7~14 a的周期变化;中国降水和高、低层大气环流因子之间存在明显的同时相关和滞后相关关系.同时相关中,影响中国降水的主要因子为:W,NPO,SO;滞后相关中,影响中国降水的主要因子为:W,NAO,AO,E.     

大连地区主汛期降水异常的气候特征分析

运用几种诊断分析方法对大连地区1961～2000年主汛期降水异常的气候特征进行了分析,结果表明：大连地区降水的季节变化明显,主汛期7-8月的降水量占全年总降水量的51．2％;它的异常演变基本代表了其旱涝变化特征;主汛期降水异常的年际和年代际变化明显,突变点在1967年,存在10a的显著年代际周期和3．1a的显著年际周期;主汛期多雨年相对集中在20世纪60年代,而90年代少雨年相对较多．     

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。     

中国降水场的时空分布变化

 分析了全国160个气象观测站51a(1951-03～2002-02)的月季降水量距平场的时空分布变化规律得出:我国降水空间分布的主要类型是南北分布;统计降水量的时间尺度越大,则降水量的空间分布尺度也越大;冬季降水的空间分布尺度比夏季大;夏季降水空间分布的年际变化比冬季大;春、夏季的降水空间分布变化具有较为显著的正相关关系;春季降水空间分布具有2.4～3.0a的显著周期存在,冬季降水空间分布也具有2.3～2.8a的显著周期存在.     

长寿区50年来气候变化特征分析

利用长寿凤城观测站1959～2008年的气温、降水量资料,采用滑动平均、趋势分析等方法探讨了长寿气温和降水量的年际和年代际变化特征。     

夏季江淮流域暴雨的特征及与旱涝的关系

基于1954-2004年全国743站降水资料和NCEP/NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征.结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期.通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50%左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大.本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是:1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送.富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明湿的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水.     

夏季江淮流域暴雨的特征及与早涝的关系

基于1954--2004年全国743站降水资料和NCEP／NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征．结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期．通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50％左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大．本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是：1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送．富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明显的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水．     

华北夏季降水年代际变化与东亚夏季风、大气环流异常

利用华北夏季降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,对华北夏季降水、东亚夏季风年代际变化特征及大气环流异常进行研究,发现一些有意义的结果:华北夏季降水变化存在明显的8a、18a周期,东亚夏季风变化18a、28a周期性比较明显,二者年代际变化特征明显,但华北夏季降水变化和东亚夏季风变化的周期不完全一致.华北夏季降水量变化在60年代中期发生了突变,东亚夏季风变化在70年代中期发生了突变.华北夏季降水与东亚夏季风变化存在很好的相关关系,强夏季风年,华北夏季降水一般偏多,弱夏季风年,华北夏季降水一般偏少,但又不完全一致.东亚夏季风减弱是造成华北夏季降水减少的一个重要因素,但不是唯一因素,华北夏季降水减少还与环流异常密切相关.在地面上,青臧高原地区、华北地区气温下降造成华北低压系统活动减少,不利于降水.在850 hPa层上,东亚中纬度的西南季风和副热带高压南部的偏东风、西北部的西南风异常减弱,使得西南气流输送水汽很多难以到达30°N以北的地区,而副热带高压西部外围偏东南、偏南气流输送到华北地区的水汽也大量减少,水汽不足造成华北夏季降水偏少.在500 hPa高度场上,80年代欧亚遥相关型表现与50年代相反,变为欧洲( )、乌拉尔山(-)、中亚( )形势,这种环流使得乌拉尔山高压脊减弱,贝加尔湖至青藏高原高空槽变浅,纬向环流表现突出,不利于冷暖空气南北交换.同时在500 hPa气温场上,80年代,西伯利亚至青藏高原西北部的冷槽明显东移南压到蒙古至华北地区,锋区位于华北以东以南位置,使得华北地区冷暖空气交汇减少,降水也因此减少.华北夏季降水减少是由于东亚夏季风减弱和大气环流异常造成的.     

红河流域降水量的时空变异特征

 利用红河流域52个观测站的43a日降水资料,针对年、湿季和干季降水量和降水倾向率等统计量,采用ArcMap的反距离加权插值法进行插值与分类处理,生成了红河流域年、湿季和干季降水量的空间分布图,实现了气候趋势特征指数的空间化处理.对红河流域年、湿季和干季降水量等的时空分异特性进行综合分析得出:43a来,红河流域年降水呈现上升趋势,空间上主要表现为除了元江干流中下游、盘龙河北部和东北部有下降趋势外,其它地区都呈上升趋势;湿季和干季间降水量变化趋势差异较大,相对于年降水量空间分布而言,湿季具有下降趋势的地区扩大到整个流域中部,而干季降水量在整个流域几乎都呈上升的趋势;因出现在干季降水量有所增加,而在雨季的降雨量有所减少,因而降低了干旱和洪灾的发生机率.     

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.     

华南季节干旱及连旱特征分析

 利用1951-2006年实测降水量资料,通过统计方法分析了华南各季节降水量的时空变化及季节干旱特征。结果发现,各季降水量总体上在华南区域空间尺度上有显著的同号变化关系。华南夏季降水量的距平幅度增大,并有增多的长期趋势;秋季降水量则有距平幅度减弱的长期趋势;冬春季降水量的逐年变化存在显著的同相关系。华南秋季发生干旱的频数较其它季节高;春－夏连旱频数较其它季节连旱事件频数要低。     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

天津地区大气降水中氢氧稳定同位素特征及影响因素研究

依据国际原子能机构(IAEA)提供的天津地区1988~2001月降雨和同位素资料,分析了该地区大气降水的稳定同位素的组成和变化以及主要影响因素.天津大气降水线与我国东部季风区的局地大气降水线方程较为接近.大气降水同位素组成变化中的温度和降水效应较小,主要受季风以及季节水汽来源不同的影响,有显著的季节效应.     

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。     

2009-2011年中国西南五省的降水异常

针对2009年开始的我国西南地区大旱, 选择云南、广西、四川、重庆、贵州5个省份作为研究区域, 利用西南五省126个气象站1970-2011年逐日降水数据, 计算并分析西南五省2009-2011年逐旬的降水变率情况。结果表明这3年中西南五省大部分时间降水变率都为负, 即降水量比往年少, 而且从10月至来年3月是降水量减少最严重的时期, 这几个月正好是西南地区的干季, 干季更干的状况加剧了此次旱灾的危害程度。旱情的发生在空间分布上有一些规律, 基本上都是广西先出现旱情, 然后扩展到云南、四川, 结束时也是广西首先得到缓解。此外, 通过环流参数相关分析, 发现西南五省降水受到西太平洋副高以及西藏高原气压场的影响, 不同的环流参数影响的地区和时间不尽相同。     

基于EOF分析华南前汛期降水的时空分布特征

基于广西、广东、湖南和福建62个台站1979—2005年的前汛期平均总降水量,利用EOF分解方法,分析了华南前汛期降水的时空分布特征和时间分布特征.EOF分解显示前3个方差贡献比例为54.74%;第一特征向量场空间分布均为正值,方差贡献比例为32.49%,说明华南前汛期平均总降水量变化具有一致性,但是各特征向量场之间的差异明显;第一时间系数的变化等同于华南前汛期降水量距平的变化;第二、第三时间系数的变化有明显的年际变化特征.     

我国北方干旱的时空分布特征分析

通过对北方干旱和半干旱地区时间序列的降雨、径流等资料研究,采用降雨距平百分率和分时段多年降雨空间分布分析方法,进一步了解我国北方降雨,径流与干旱空间变化的全貌,并据此对北方各主要地区的干旱情况进行了分析,为全面掌握、研究和预测北方干旱和生态环境的演变发展奠定基础。