北京天津地区近51a降水变化特征分析

以北京、天津两个气象站近51 a的日降水资料为例,采用Mann-Kendall法和小波分析法分析了两地区的降水变化特征.结果表明,近51 a来两地区年降水量与汛期降水量呈下降趋势,非汛期降水量呈上升趋势,并由两地区降水变化的趋势性和周期性可获得降水序列变化规律,也可为中长期水文预报提供依据,更可为水资源可持续开发提供参考.     

线性回归法建立城市空气PM2.5预报模型——以宝鸡市为例

采用线性回归法建立宝鸡市秋冬季节降水量较少的情况下PM2.5的预报模式,对各影响因子的相关性作了分析。分析结果显示PM2.5浓度与前日PM2.5浓度、气压、温度和风速的相关性较好,与相对湿度的相关性较差。采用5因子模型预报和4因子预报模型分别对3月份的PM2.5浓度进行预报,4因子预报结果更接近实测值。宝鸡市PM2.5预报模型在冬春降水量偏少的情况下采用4因子预报模型更为准确。     

我国西南地区气象要素变化特征及预测

基于我国西南地区112个测站1961~2012年的逐月降水和气温观测资料,采用趋势系数法、线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法、相关分析及逐步回归周期分析法等分析了我国西南地区近52年降水量和气温的时间变化特征,并在深入分析影响该地区年平均降水量的大气环流因子的基础上,建立了年平均降水量的多因子逐步回归周期分析预报模型,对当前及未来5年西南地区年平均降水量进行了预测。结果表明,西南地区年均降水量和秋季平均降水量呈显著下降趋势,年均降水量在2003、2009年出现突变,秋季平均降水量在1990年存在突变点;年均及四季平均气温都呈显著上升趋势且存在明显的突变点;副高、欧亚经向环流和极涡强度指数对我国西南地区年平均降水量影响较为显著;年平均降水量的多因子逐步回归周期分析预报模型的拟合预报合格率为100%,预测结果可信。     

基于TFPW-MK法的太湖流域湖西区降水时空变化分析

基于太湖流域湖西区13个雨量站近50年(1964~2013年)逐日降水量资料,采用TFPW-MK法分析该地区降水时空变化规律。结果表明,湖西山丘区年平均降水量为1 469mm,平原区为1 397mm;湖西山丘区汛期(5~9月)平均降水量高于平原区,分别为975、732mm;湖西区近50年各序列存在不同程度的自相关性,降水呈显著上升趋势(Z=1.36),其中湖西平原区降水呈极显著上升趋势(Z=1.66);湖西区汛期平均降水量占全年平均降水量的66%,汛期降水空间分布与全年降水空间分布基本吻合,均呈自西南向东北递减趋势;但湖西区近50年来全年与汛期平均降水量变化趋势并不完全一致,如东部小河新闸、宜兴、大浦口全年降水趋势为不显著减少,汛期降水趋势则为不显著增加;西南部茅东闸、平桥全年降水趋势为不显著增加,汛期降水趋势则为不显著减少。     

德州市降水量及气温变化趋势分析

选取德州地区实测的月平均降水、气温资料,利用降水不均匀系数、距平分析法、五年滑动平均法、小波分析法及相关水文统计学等一系列方法,对该地区降水量、气温特征及相应的变化趋势进行了研究分析。计算结果表明,德州地区年均降水量为560.2mm,主要集中于汛期6～9月;年及夏、秋、冬季降水量在1950～2010年整体呈现下降趋势;气温在1951～2010年整体呈现上升趋势,气温倾向率达0.176℃/10a,上升趋势明显,且与降水量的整体趋势相反。     

北京市降水年内分配特征量化研究

为合理开发和利用北京市水资源,根据北京站1951~2011年逐日降水资料,采用年内分配比例、降水集度PCI、集中度Cd、集中期D等指标分析了降水年内分配特征,借助线性倾向估计法、Mann-Kendall法和R/S分析法分析了年内各月、汛期、主汛期、年降水及其年内分配特征指标的变化趋势。结果表明,统计时段内年、汛期和主汛期降水及PCI、Cd和D均呈减小变化,递减速率依次为40.2 mm/10a、41.3 mm/10a、26.4mm/10a、1.560/10a、0.019/10a和0.898/10a,汛期、主汛期时段降水比例亦存在减小变化,降水年内分配过程渐趋均衡;降水呈显著的月际变化且年内高度集中,1960年代降水月际变化最强,2010年代最弱,1970年代降水年内最集中,2010年代最不集中;未来一段时间内,汛期降水将呈增加变化,年、主汛期降水及PCI、Cd、D及汛期、主汛期时段降水比例均呈减少变化,降水年内分配不均匀性和集中程度减小,最大日降水出现时间将会提前。     

沂沭泗流域降水变化特征分析

分析区域降水变化特征可为区域水资源可持续开发利用提供科学依据、为防汛抗旱提供科技支撑。以沂沭泗流域为例,利用1960~2011年日降水资料和Mann-Kendall趋势检验法研究了该流域降水变化特征。结果表明,该流域降水量主要集中在汛期;20世纪70~90年代降水量相对较少,其他时期相对较多;降水量、有效降水特征量和极端降水特征量均具有减少的趋势,其中降水频率和年最大连续有效降水日数减少趋势显著。     

多源卫星降水数据在瓯江流域的适用性分析

为利用卫星降水数据开展流域水文模拟预报,基于瓯江流域内94个雨量站1998~2013年逐日降雨量数据,分析了多源卫星降水数据(TMPA、RT、CMORPH和PERSIANN)在该地区的适用性。结果表明,PERSIANN数据精度最低,其次为CMORPH和RT,TMPA数据精度最高,其中PERSIANN和CMORPH数据低估了实际降水量,而RT和TMPA略高估了降水量;梅汛期和非汛期的精度高于台汛期,月时间尺度降水量的精度高于日时间尺度。各卫星降水数据中,TMPA和RT数据在中雨级别下精度最高,对小雨和大雨级别的降水分别存在低估和高估现象,而PERSIANN和CMORPH数据对所有量级下的降水均存在低估现象;随着雨量的增加,卫星降水的误报率均有不同程度的增加。     

统计降尺度法在黄河源区未来降水变化分析中的应用

利用统计降尺度方法对黄河源区的未来气候变化中可能产生的降水变化进行了模拟分析,采用黄河源区的10个水文站点共41a的日降水资料为预报量,以NCEP再分析资料和英国HadCM3模式的大气变量为预报因子,研究了黄河源区月降水的降尺度方法。结果表明:采用建立回归关系和逐步线性回归分析方法可很好地选出有效的预报因子;SDSM模型可有效模拟黄河源区月降水过程,但SDSM模型对降水模拟的量值偏小;在2021～2050年间,黄河源区的降水将会出现一个较大变化,夏季降水呈上升趋势,降水集中于8月附近,上半年降水减少更易发生干旱,下半年发生极端降水事件的频率增加更易发生洪水。     

基于气象因子的汛期径流预报模型

针对现有汛期径流预报方法的缺陷,从物理成因出发,采用投影寻踪方法从74项大气环流因子中筛选出影响汛期总径流量的主因子,结合汛期前期降雨量进行相似分析获取相似年份,构建基于气象因子的汛期径流预报模型。以长江流域关键断面汛期来水预报为例开展了模型的实例研究,结果表明,该模型考虑了气象因子对长期径流变化的影响,对汛期总径流量的预报以及汛期月径流预报的精度均高于门限回归模型,是汛期径流预报的一种行之有效的方法。     

1960~2013年云南省降水时空变化特征分析

鉴于分析云南省降水时空变化特征对该地区旱涝灾害预警和水文模型研究具有重要意义,基于云南省29个气象站点1960~2013年的逐日降水资料,采用滑动平均、线性倾向估计、Mann Kendall突变检验、滑动t检验和普通克里格插值等方法分析了该地区降水变化特征、降水变化趋势及空间分布情况。结果表明,年际降水量以7.7 mm/10a的幅度逐渐减少,在2008年发生突变;空间分布不均,整体由东北向西南呈带状递增分布,并形成2个孤岛状的降水集中区。夏、秋、冬三季降水量均逐渐减少,春季增加;季突变时间存在差异性;夏、秋两季空间分布情况与年际类似,春季自南向北逐渐减少,冬季自中部分别向东南和西北呈带状递增分布,同时还具有自南向北呈带状递减分布的特征。     

水文预报因子选择中两种不同方法的对比分析

鉴于合理选择预报因子和预测方法是提高中长期水文预测准确性的重要环节,以青海省西宁市为例,采用单相关系数法和相关概率法对气温和降水资料进行相关性分析,并在此基础上进行线性和非线性回归预测。结果表明,在给定95%置信度条件下两种相关性分析方法均通过检验,气温和降水线性相关显著,可将气温作为预报因子进行降水预测,但线性回归预测结果不理想,而采用最小二乘支持向量机的非线性方法预测结果较理想。     

1961~2018年嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961~2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为9541 mm,并以3.9 mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯; 降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1 mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

淮河流域TRMM多源卫星降水产品精度评估

不同的地区卫星降水产品的预报能力差别较大,因此需对卫星降水产品进行精度评估。基于淮河流域26个气象站的降水数据,采用统计方法评估了2001~2011年热带降水观测计划(TRMM)最新一代降水产品3B42V7和3B42RTV7在中国气候过渡带淮河流域的适用性。结果表明,两种降水产品均存在高估现象,3B42V7的性能优于3B42RTV7,两种产品夏季性能明显优于冬季;3B42V7与3B42RTV7年降水量几乎均高于地面观测年降水量,3B42RTV7年降水量的估算性能比3B42V7差,两种降水产品在湿润年的性能优于干旱年;除在小降水事件(0~1mm)发生概率明显低外,3B42RTV7、3B42V7与站点降水发生频次的趋势几乎一致,且全年优于汛期。降水强度25mm/d时,两种降水产品会高估降水量,对25mm/d的降水事件会低估,两种降水产品的趋势一致且相差不大;汛期3B42V7对降水强度25mm/d的降水事件拟合较好。与3B42RTV7相比,3B42V7有稍高的确报率、临界成功率及较低的错报率;TMPA产品对小雨或弱降水的确报率较高,对强降水尤其是25mm/d以上的降水错报率高达70%以上。     

东北地区夏季降水变化特征及预报模型的构建

基于东北地区27个测站1951～2010年夏季降水资料,采用10年滑动平均和逐步回归趋势分析法分析和预测了东北地区夏季降水量随时间的变化趋势,并通过单相关系数法研究了74项环流指数与东北地区夏季降水量的关系,发现西半球副高指数、极涡指数、东亚槽强度及编号台风与东北地区夏季降水量均存在很好的线性相关关系,据此建立了逐步回归预报模型,拟合和预报了东北地区夏季降水量.结果表明,该模型预报精度较高、结果可信.     

老哈河流域降水变化特征分析

在降水变化趋势分析基础上,结合模比离差系数累积曲线及统计学方法分析了流域降水的时空变化特征.结果表明,老哈河流域降水存在较大的时空变异性,流域降水量有逐年增加趋势,雨日有逐年减少趋势,降水量和雨日呈正相关性;流域降水量由西南往东北明显递减,雨日分布为上下游偏大、中游偏少;流域降水量随地面高程的增加而显著增加,高程每增加1 km降水量平均增加116 mm.     

嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961～2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为954.1mm,并以3.9mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯;降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

广西近50年降水结构时空变化特征分析

为研究广西地区汛期降水结构的时空变化特征及趋势,基于1962~2012年广西83个国家级地面气象站逐小时降水观测资料,采用Mann-Kendall分析法、ArcGIS的空间分析技术研究了广西年降水量及不同历时降水的发生率和贡献率的趋势变化及空间分布规律。结果表明,近50年来,除桂北、桂中、桂西北气候区外,其他气候区的年降水量序列均呈上升趋势,降水峰值主要分布在桂南和沿海气候区;降水发生率和降水历时大致呈逆相关,贡献率随降水历时变化趋势则不明显;大部分地区短历时降水发生率、贡献率均呈下降趋势,10h以上降水事件的发生率、贡献率均呈上升趋势。     

莆田市1956~2012年降水量及径流变化分析

基于莆田市1956~2012年降水及径流资料,采用ARCGIS空间分析、线性倾向估计、滑动平均、累计距平、Mann-Kendall突变检验法及小波分析,对莆田市降水及径流变化特征进行了全面分析。结果表明,该地区降水空间分布不均,整体呈西北山区向东南沿海递减,年降水量整体呈增长趋势,但变化不显著,气候倾向率为13.5mm/10a,降水突变点为1961、1996年,存在25、20、8年周期变化;径流深地带分布趋势与降水量分布相似,多年平均径流深呈上升趋势,但不显著,变化倾向率为17.3mm/10a,突变点为1989年,存在20、25、12年周期性变化。     

辽西北地区45年来降水量变化趋势及其空间差异

辽西北地区是辽宁省的重点旱区。选取该地区39个雨量站1966~2010年的逐月降水资料,在分析该地区年、季降水量基本空间分布特征的基础上,采用线性倾向法分析其全年及各季降水量的长期变化趋势,并分析该趋势在空间上的差异性。结果表明,辽西北地区降水量季节分配不均,夏季占全年降水量的2/3;春、秋季多雨中心位于黑山县、新民市,冬季北移,夏季位于南部的绥中县和兴城市;全区春、冬季平均降水量呈增加趋势,夏、秋季呈减小趋势;年际变化上,春季降水距平高频振荡明显,夏季与年降水距平变化相似,秋季有尺度较长的丰枯周期,冬季降水量负距平年份较多,常连续出现;年降水量线性倾向与年降水量空间分布呈显著负相关,由东南向西北递增;季降水量空间分布为东南—西北分异,而其线性倾向值则以东—西分异为主。