集合经验模态分解在陕西降水多尺度分析中的应用

根据1960—2009年陕西省陕北、关中、陕南3个地区的年降水量资料,利用集合经验模态分解方法进行了降水量变化的多时间尺度分析,探讨了影响陕西省3个区域降水量变化的因素。结果表明,在整个时间跨度,陕南地区"先升后降"的长趋势变化不同于陕北、关中地区保持递减的长趋势变化。尽管陕西省3个区域主要周期大小有一定的差别,但是都存在着10.5年左右的年代际周期,这个年代际周期与太阳黑子相对数11年的周期大致相同,说明了陕西省3个区域的降水可能受太阳黑子活动的影响。     

陕西省降水时空变化特征及资源化研究

基于陕西省1961—2005年97个县市的逐月降水资料,从年际和年内2个方面分别对陕北、关中、陕南及全省的降水时空分布规律做了统计分析,并利用非参数Mann-Kendall方法对降水的变化趋势做了检验分析.结果表明:陕南地区降水量丰富,而陕北地区较少,全省降水呈现南多北少,并且主要集中在5—10月份(夏秋季节)的特点,特别是陕北地区夏季降水量占全年降水量的56.3%.从资料研究可以看出,全省只有5个县的年降水量有增加的趋势,其中4个在陕南地区,其他92个县市都出现了不同程度的下降,其中陕北南部、关中和陕南西部的地区降水量每年平均减少3mm以上,降幅最大.从季节降水来看,春秋季3大地区的降水都有减少的趋势,夏季除陕北地区有小幅度的下降外都出现了增加的趋势,冬季都有小幅度的增加.从雨水资源化利用的角度来看,陕北地区可以充分利用土壤蓄集雨水,建立大型地下蓄水库以供城市用水;关中地区可以在黄土台塬区蓄存、下渗雨水,这将会对于台塬以下城市地下水水位恢复产生积极有效的作用;陕南通过水源涵养地建设和蓄水水库修建,收集利用雨水资源,减少污染,保护水源.     

陕西省降水时空变化特征及资源化研究

基于陕西省1961-2005年97个县市的逐月降水资料,从年际和年内2个方面分别对陕北、关中、陕南及全省的降水时空分布规律做了统计分析,并利用非参数Mann-Kendall方法对降水的变化趋势做r检验分析.结果表明:陕南地区降水量丰富,而陕北地区较少,全省降水呈现南多北少,并且主要集中在5-10月份(夏秋季节)的特点,特别是陕北地区夏季降水量占全年降水量的56.3%.从资料研究町以看出,全省只有5个县的年降水量有增加的趋势,其中4个在陕南地区,其他92个县市都出现了不同程度的下降,其中陕北南部、关中和陕南西部的地区降水量每年平均减少3nltn以上,降幅最大.从季节降水来看,春秋季3大地区的降水都有减少的趋势,夏季除陕北地区有小幅度的下降外都出现了增加的趋势,冬季都有小幅度的增加.从雨水资源化利用的角度来看,陕北地区可以充分利用土壤蓄集雨水,建立大型地下蓄水库以供城市用水;关中地区可以在黄土台塬区蓄存、下渗雨水,这将会对于台塬以下城市地下水水位恢复产生积极有效的作用;陕南通过水源涵养地建设和蓄水水库修建,收集利用雨水资源,减少污染,保护水源.     

基于TRMM降水数据的陕西省干旱分析

针对气象站点观测数据不能测量大范围区域降水量的情况,以陕西省为研究区,以其境内20个气象站点的实测降水量为"真值",采用一元线性分析法分别在月尺度和年尺度上验证TRMM 3B43(热带卫星降水数据)与实测降水量的一致性.以Pa指数(降水距平百分率)作为评价干旱的指标,分析2007—2016年陕西省干旱发生的分布情况.研究表明:TRMM 3B43能够较为准确的表示陕西省的降水量情况;陕西省的降水量分布大体呈现南多北少,且大部分降水集中在6—9月份,11月—次年3月降水量较少;陕西省存在较为明显的干旱化趋势;陕北地区干旱情况发生较为频繁,干旱发生频率在80%以上,干旱面积明显大于关中以及陕南地区.     

1957—2011年陕西省降水特征分析及趋势判断

采用距平分析法、极差分析法和小波分析法,结合GIS空间分析技术,详细分析了1957—2011年陕西省降水空间格局特征、年际变化特征、降水持续性特征和周期性特征,并根据持续性特征和主周期对陕西省未来降水趋势做出判断。研究结果表明:1陕西省年降水量空间分布随着纬度增高而减少,总体趋势表现为从东南向西北逐渐递减,南北差异悬殊。400 mm和800 mm等降水量线均有总体南移的趋向,这与近几十年来陕西省降水量持续减少有密切关系。2降水量年际变化震荡剧烈、稳定性差,年降水量线性倾向率为-9.7 mm/10a,年降水量和各个季节降水量变化均呈波动态势,春季和秋季波动剧烈,下降趋势明显。3季节和年降水量Hurst值都大于0.5,表明降水量未来变化将与过去的变化趋势一致,但不同地区和时间尺度的持续性有所不同。4降水量在不同时间尺度上存在明显的震荡周期,34或24年为其主周期。5陕西省未来2~3年仍处于多水期,但2015年以后将会进入少水期,这种状况最长会持续11年之久。因此,未来陕西省暖干化趋势将凸显。     

厄尔尼诺事件及其对我国夏季降水量时空分布的影响

为了探讨厄尔尼诺与我国夏季降水的关系,分析Nino指数的变化趋势和突变情况,解析1961—2016年历次厄尔尼诺事件的类型和强度特征,对我国月降水距平进行EOF分解,研究我国降水变率的空间分布和年际变化规律。重点研究2014—2016年厄尔尼诺事件的特征及其对2016年我国夏季月降水量时空分布的影响。研究表明:Nino指数和我国降水变率在厄尔尼诺事件发生期间波动较大,厄尔尼诺事件将影响我国次年夏季降水量的时空分布。其中,东部型厄尔尼诺事件峰期过后我国夏季降水呈现长江流域增加、淮河以北大部分地区及东南沿海地区减少的特征;中部型厄尔尼诺事件峰期过后,夏季降水呈现黄河流域及华南地区增加、长江流域减少的特征;混合型厄尔尼诺事件丰期过后降水增加的地区主要为黄河流域。     

十七世纪以来华北中部夏季降水的特征、趋势与影响

本文通过华北中部12务夏季降水曲线的主成分分析,得到代表大区域的夏季降水变化的PPC-1序列．分析显示十七世纪的开始,华北中部是比较湿润的,中叶出现较大的波动,而下半叶降水较为正常;十八世纪整体较为湿润;十九世纪以来,降水呈现下降趋势且年际变化显著增大．谱分析结果显示,夏季降水具有23．8年、8．6年、7．0年和2—5年的显著周期．在假定人类活动强度和其他控制因素不变的情境下,未来4JD年（2011—2050AD）,华北中部地区的夏季降水总体呈现显著下降的趋势．最后,通过分析降水变率与社会进程的时间耦合,认为近四百年来气候变化对中国农耕社会的稳定性具有显著影响．     

酒泉洪水河流域近31年降水量变化趋势分析

降水量是产生地表径流和补给地下水的主要来源,降水量的大小及变化间接反映一个地区的天然水资源状况。而且降水量的大小也是一个地区工农业发展的基础,降水量的变化直接对农业以及工业发展造成一定的影响。以洪水河流域31年降水资料（1976~2006年）为基础,对洪水河流域近31年来的降水进行分析并做出评价。得出结论为：近31年来洪水河流域降水量年内分布不均,降水基本平稳,年际变化较小,但总体有缓慢减少趋势。月降水量分析结果显示,大体遵循夏丰期变化系数小,冬枯期变化系数大的规律。一年四季降水量的变化不是很大,夏季降水量减少趋势明显。     

延安市1980—2010年气温和降水的年际变化特征

选取延安市及周边14个气象站点1980—2010年逐月气象资料,利用自然邻点插值法对气象站点数据进行空间插值,得到延安市的年均气温和降水量,利用趋势分析、小波分析和极端变化分析方法,研究延安市气温和降水量的变化规律。结果表明:1980—2010年间,延安市气候变暖,年际气温持续升高,每10 a递增0.71 ℃,幅度较大; 降水量呈小幅减少趋势,但年际波动较大。研究区气温和降水长周期变化规律存在很大的相似性,但5～10 a短周期变化差异明显,且震荡规律性减弱,相比而言,气温变化较降水量变化的稳定性强,变化规律更有序。     

近50年华北地区降水时空变化特征及突变分析

利用1965—2014年华北地区及其周边75个气象站点的日降水资料,采用一元线性趋势、9年滑动平均趋势、滑动t检验、Mann-Kendall检验、反距离空间插值(IDW)等方法,对华北地区四季降水的时空变化特征的研究及突变分析.结果表明:150年来,华北地区降水呈现小幅度下降趋势;春季降水量的减少率为11 mm/10 a.2春季降水量在1980年降水量显著增加,夏季和冬季的降水量没有明显变化,秋季降水量在1977年降水量显著增加.3华北地区降水空间差异性较大.春季和冬季的大部分站点的降水量都小于平均值.夏季降水量最大,空间上表现为东部多、西部少.     

近50年内蒙古多伦县气候变化特征分析

以1961～2005年多伦县气象站气象记录为主要数据来源,选取气温、降水量、蒸发量、干湿度等指标,采用常规统计分析方法,进行了年均和季度变化的时间序列分析.结果表明:多伦县年均气温趋于上升趋势,降水量波动较大,并且夏季降水量对全年降水量贡献最大.年均蒸发量总趋势是下降的,整体上比较稳定.干湿度趋于上升,呈现变湿润趋势.近50年来多伦县气候呈现增温增湿的趋势.     

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.     

中国北方地区人类活动对地表水资源的影响研究

以中国北方地区黄河、海河、辽河、松花江流域为研究区域,基于长期水文观测数据,就人类活动对不同时空尺度（包括日、月、年、10年）地表水资源的影响及河川径流演变的驱动力进行了定量分析。结果表明,无论从自然流域的角度还是从行政区域的角度来说,中国北方河川径流都减少的趋势;除气侯变化的影响之外,河道外用水量的增加是导致中国北方地区实测径流减少的直接原因;干旱、半干旱地区人类活动对河川径流的影响程度强于湿润地区,主要表现在小流量出现的频率增大,20世纪八九十年代相同量级的降水量产生的径流量较五六十年代减少20％－50％。     

近50a葫芦河流域气候变化特征

根据静宁、秦安两站的水文气象资料,分析了葫芦河流域近50a气候变化特征.采用Mann-Kendall法分析,结果显示近50a气温总体呈上升趋势,降水量呈下降走向.利用Meyer小波及Morlet小波分别分析并相互检验校正葫芦河流域年均气温及年降水量的主要变化周期,其中:年平均气温普遍存在30a以上,22,12~14,10a左右的中长周期以及4～7,2～3a的短周期,而年降水量存在30a以上,20,12~14,10a左右的中长周期以及6～8,2～4a的短周期.近50a葫芦河流域河川径流的变化主要受当地降水波动的影响.     

济南市降水特征时空演变规律分析

以济南市为研究对象,采用中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法和Sen‘s坡度法,对济南市各区域1979-2015年城区、山区及平原区域降水特征的时空演变规律进行了分析.结果表明: 1)1979-2015年济南市年平均降水量为643.4mm,丰水年与枯水年常交替出现,年际变化幅度大,年平均降水量呈波动型增长,但增长趋势并不明显; 2)济南市年降水量空间分布呈由西南向东北阶梯型递减的特征,且其分布特征与地形关系密切,南部山区降水普遍大于北部平原地区,空间分布极不均匀; 3)济南市夏季降水集中,约占全年降水量的60%以上,且紧邻主城区的南部山区夏季降水量高达494.6mm,故主城区遭受山洪灾害的风险较大; 4)近37年济南市平原区和主城区汛期降水量呈增加的趋势,山区汛期降水量有所减少,但降水量变化程度不显著.      

山东可利用降水量时空分布特征及其对气候变暖的响应

利用山东省31个气象观测站1961—2008年的月平均气温和月降水量资料,依据高桥浩一郎的路面蒸散发经验公式和水量平衡关系计算得到山东可利用降水量,分析了山东可利用降水量的时空分布特征及其对气候变暖的响应．结果表明：1）近48年来,山东年及四季可利用降水量总体上均呈减少的趋势,特别地,年可利用降水量减少显著．2）山东可利用降水量除冬季年代际变化不明显,年际变化明显外,其余季节和年可利用降水量都存在明显的年代际及年际变化．3）从区域分布来看,山东年及四季平均可利用降水量基本上呈现由西北向东南逐渐增加的分布趋势;全省大部地区年及四季可利用降水量呈减少趋势,特别地,鲁西北和半岛部分地区年和夏季可利用降水量减少显著．4）在全球气候偏冷期,山东四季及年可利用降水量均偏多;在全球气候偏暖期,除冬季略偏多外,其他季节和年可利用降水量均偏少．     

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。     

酒泉市肃州区近55a的气候变化特征、突变与周期分析

利用1951-2005年酒泉市肃州区气象观测站平均气温和降水量资料,运用多年趋势线、5a滑动趋势线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和小波分析等方法对肃州区气候变化的主要特征、突变特点和周期特征进行分析.结果表明:近55a来,肃州区年平均气温呈明显上升趋势,年降水量呈微弱减少趋势.年平均气温和年平均降水量均有明显的突变,前者突变年份在1992年,后者突变年份较多,以1995年最显著.Morlel小波及其功率谱分析表明,年平均气温和年平均降水量的变化周期具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构.其中,年平均气温存在21a和7.14 a(P≤0.16)的优势周期,年降水量存在21a,10.87a,9.09a和6.41a(P≤0.1)的显著周期,且中长期优势周期一致,中短周期不同.     

陇南嘉陵江流域年降水量空间结构的趋势面分析

降水趋势分布受地理位置、海拔高度及植被分布的影响显著,研究时应充分重视这种影响,本文利用陇南嘉陵江流域多年平均降水量资料,对区域内年平均降雨量进行趋势面分析,建立流域年降水量空间结构的趋势面方程,利用matlab绘制曲面图并运用ArcGIS趋势面分析模块对降水量空间结构的趋势进行分析,分析结果为相关工作研究者提供快速、直观的科学依据.     

近50ａ来南疆气候变化对可利用降水量的影响

选择1951~2006年逐月降水和温度资料,计算出南疆年平均蒸发量及可利用降水量.在详细分析了50 a来南疆地区降水、气温、蒸发及可利用降水量变化特征的基础上,采用逐步回归周期分析法对降水、气温和可利用降水量进行了模拟,并对未来5 a上述要素进行了预测.结果表明,20世纪70年代以后南疆地区的温度、降水和蒸发变化基本呈上升态势,可利用降水量却呈现出偏多和偏少交替的波状变化特征.这说明气候变暖,可利用降水量不一定增多,未来5 a南疆地区可利用降水量将可能减少.