华北地区水汽含量及降水量分布特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和气象中心站点资料对华北地区水汽含量与降水量的分布特征进行了分析.结果表明:华北地区水汽含量和降水量的分布规律一致,即夏季水汽含量高降水量大,冬季水汽含量低降水量小;降水量的分布不仅受水汽含量的影响同时也受到水汽输送的影响;多年来华北地区水汽含量和降水量均呈减少的趋势,水汽含量的减少是降水量减少的主要原因.     

近50年来细河流域降水量的时空变化

为合理利用区域降水资源,依据细河流域5个雨量站点近50年(1966~2015年)的降水观测资料,结合线性倾向法、累积距平法分析了细河流域近50年来降水量的变化趋势;再采用Mann-Kendall法分析其降水量的突变现象;最后采用空间插值法分析其空间分布特征。结果表明,细河流域降水量主要集中于夏季,占全年降水量的83%;从季节变化趋势看,5站的四季变化趋势各有不同,但冬季大部分站点呈上升趋势变化;根据Mann-Kendall检验计算,细河流域降水量平均Z值为0.659,降水量随时间呈上升趋势变化,且5个站点均有突变点;空间分布亦不均匀,整体呈由东南向西北减少的趋势。研究结果为该区降水量管理提供了科学依据。     

淮河流域旱涝年水汽输送特征分析

基于1951~2007年6~8月逐日NCEP/NCAR再分析资料,计算了淮河流域夏季旱涝年的整层水汽输送通量及散度,以揭示旱涝年相对于正常年的异常水汽输送特征。结果表明,淮河流域洪涝年与干旱年的异常水汽输送通量及散度场均呈反相位变化,洪涝年降水的偏多得益于西南水汽输送的增强和向北输出水汽的减弱及整层水汽输送通量散度辐合,而干旱年降水的偏少是西南水汽输送减弱、大量异常水汽向北输出及整层水汽输送通量辐散共同作用的结果。     

珠江流域水汽输送特征分析

基于NCEP/NCAR逐日再分析资料及同期逐日降水数据,分析了珠江流域1981~2010年多年平均状况下水汽含量、水汽输送通量和水汽输送通量散度特征,并与流域降水分布特征做了对比分析。结果表明,多年平均水汽含量与年降水量空间分布较为一致,均从西北向东南逐渐增大,而降水时空分布更为复杂;水汽输送季节变化特征具有过渡性和周期性,与水汽输送通量散度变化特征相一致,与降水的季节变化相对应。     

裂隙岩体水汽场湿度季节变化规律研究

裂隙岩体水汽场湿度指标是裂隙岩体水汽场性质的一个重要组成部分。通过在河南省宜阳市锦屏山四个季度(2015～2016年)的野外监测,得到春、夏、秋、冬四个季节裂隙岩体水汽场温湿度监测数据,研究了裂隙岩体水汽场湿度季节变化规律。结果表明,横向上,在裂隙岩体浅部区域(孔深小于50cm),湿度季节变化规律为春季到夏季增大,夏季到冬季持续减小,冬季到春季增大;在裂隙岩体深部区域(孔深大于80cm),湿度季节变化规律为春季到秋季持续增大,秋季到冬季减小,冬季到春季增大。纵向上,春季、夏季、秋季裂隙岩体内水汽在水汽分压作用下由岩体上部向下部运移;冬季水汽在水汽分压作用下由岩体下部向上部运移。     

西北地区近地面水汽特征及其与区域蒸发关系

针对现有水文循环要素研究中较少关注近地面水汽的问题,以西北地区为例,应用NCEP/NCAR再分析资料分析了水汽垂直分布特征,采用趋势分析法研究了近地面水汽分布特征及其与区域蒸发的响应关系。分析结果界定了西北地区的近地面水汽层,水汽空间分布受地形地势影响十分显著,近50年来近地面水汽含量呈减少的趋势,并与区域蒸发量的变化呈正相关关系,蒸发量减少是造成近地面水汽含量减少的主要因素。     

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。     

塔里木河流域降水特性时空分析

基于塔里木河流域及周边29个站点1980～2004年日降水资料分析了降水量时空变化规律,采用Mann-Kendall检验法研究了流域降水量的变化趋势.结果表明,该流域降水稀少且分布不均,主要集中于夏季,空间分布由东南向西北逐渐增加,在西北部边缘形成一个相对丰水带,且在丰水带上的降水量增加较为显著,而接近沙漠腹地地区的降水则呈减少趋势.     

基于ITPCAS数据集的三江源区气候因子时空变化特征分析

利用三江源区23个气象站实测资料对ITPCAS数据集在三江源区域的适用性进行检验,并利用ITPCAS数据对三江源区1979～2015年气候因子的时空变化特征进行分析。结果表明,ITPCAS数据集精度较高。时间上,三江源区气温与降水均有不同程度增加趋势,气温倾向率为0.6℃/10a,降水变化率为14.79mm/10a;空间上,气温呈现从东南到西北递减的趋势,气温变化率差异较大,既有增幅区又有减幅区,其中秋季气温变化率最大(0.04～0.16℃/a),夏季最小(-0.04～0.06℃/a);降水表现为随纬度增加由东南向西北递减的变化特征,研究区年均降水变化率为-9.73～10.95mm/a,大部分地区呈上升趋势,夏季降水变化率较大(-7.95～6.01mm/a),冬季降水变化率较小(-0.35～0.72mm/a)。     

近50年中国最大1 d降水量变化趋势分析

为了解气候变暖对极端降水的影响,根据1960～2009年气象站实测降水量资料,采用Mann-Kendall趋势检验、线性趋势和反映序列持续性的Hurst指数,分析了四季中国西部、北方和南方三个区域最大1 d降水量的变化特征,并探讨了20世纪80年代前后中国四季最大1 d降水量的变化趋势。结果表明,近50年来西部四季最大1 d降水量均呈增加趋势,北方仅冬季呈上升趋势,南方则冬、夏两季增加,春、秋两季减小;相对80年代前,80年代后冬季三大区域、夏季西部和南方及秋季西部最大1 d降水量有所增加,春、秋季北方和南方则减少;各区域四季最大1 d降水量时间序列具有明显的持续性,即未来最大1 d降水量变化趋势将与近50年的变化趋势保持一致,且持续时间西部最长,北方次之,南方最短。     

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。     

黄河干流、鲁东南和鲁西北地区水资源丰枯互补关系

鲁西北地区水资源贫乏,对黄河水的依赖性强;鲁东南地区水资源丰富,出境水量较大,具有较大的水资源开发利用潜力。随着黄河上中游地区用水量的增加,黄河进入山东境内的水量有减少趋势。为缓解鲁西北地区水资源供需矛盾突出的状况,以鲁西北的德州市为例,采用Copula函数法构建了二维、三维联合分布模型,分析了黄河干流来水以及鲁东南、鲁西北地区降水的丰枯遭遇概率及丰枯互补可行性。研究结果表明,黄河、鲁东南及鲁西北地区水资源具有一定丰枯互补性,可为山东省水资源合理配置提供理论依据。     

海河流域极端降水时空变化规律及其与大气环流的关系

为了解海河流域极端降水时空变化规律,基于海河流域40个气象站1960～2016年逐日降水资料,采用线性回归、M-K趋势检验法、Pearson相关性分析法,分析了海河流域近57年来10个极端降水指数的时空变化及其与大气环流的相关性。结果表明,除了持续干期(CDD)和持续湿期(CWD)外,大多数极端降水指数多年平均值在空间上呈自东南向西北减少的分布规律,CDD呈现自北向南减少的规律,CWD呈现自东南向西北增加的规律;在时间变化上,所有极端降水指数均呈下降趋势,只有最大一日降水量(RX1day)的下降趋势显著;在空间变化上,除中雨日数(R10mm)和降水强度(SDII)呈上升趋势的站点与呈下降趋势的站点个数相同外,多数站点各极端降水指数呈下降趋势;除CDD与其他极端降水指数相关性较弱外,各极端降水指数的变化具有较好的一致性;除CWD外,极端降水指数与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)现象关系密切,而AO(北极涛动)和NAO(北大西洋涛动)是CWD变化的重要因素。研究成果对于海河流域水灾害防治及水资源配置有重要意义。     

基于标准降水指数的河南省干旱时空演变规律分析

基于河南省17个气象站1960~2010年的月降水资料,采用标准降水指数（SPI）统计分析了年尺度和季尺度的SPI干旱指数,探讨了不同时间尺度下不同干旱等级的时间演变趋势及空间分布特征。结果表明,河南省年尺度干旱总体上呈增加趋势,不同年代呈现不同的变化趋势;季尺度干旱表现为春旱和秋旱的干旱强度和干旱站次比均呈增加趋势,而夏旱和冬旱有所减缓,在当前气候变化背景下,河南省干旱整体上呈现对农业生产不利影响加重的趋势。在区域上,河南省北部易发生干旱,但干旱程度较低,而南部和西南部相对易发生严重干旱和极端干旱。