滇池流域近60年降水变化趋势及突变与周期分析

为了更好地揭示滇池流域的降水变化特征,基于滇池流域安宁、嵩明、晋宁、呈贡、昆明5个气象站近60年逐日降水量资料,采用线性回归、离差系数计算、Mann-Kendall检验、滑动t检验和Morlet小波分析等方法分析了滇池流域的降水变化特征.结果表明:1滇池流域年降水量总体呈不明显下降趋势,呈贡和晋宁两站年降水量下降趋势相对较为明显,年降水倾向率分别为-23.5 mm/10 a、-22.6 mm/10 a;2各气象站年降水量的年代际变化表现不同,在20世纪90年代滇池流域降水丰富,进入21世纪之后降水量逐渐呈减少趋势;3滇池流域各气象站年降水量的突变点年份不同,安宁站和晋宁站无突变点;嵩明站在20世纪60年代存在突变点,是降水量增加的开始;呈贡站突变年份为2011年,是降水减少的开始;昆明站突变年份为2009年,是降水减少的开始;4各气象站年降水量都存在三个时间尺度的周期变化,主导周期大致为3~10 a.     

天津市气候变化及其与城市化发展的关系

根据天津地区气象站近50年的气象数据,采用回归分析、滑动平均、Morlet小波变换和Mann-Kendall检验法研究天津地区气候要素的变化规律;采用趋势拟合与相关分析,研究近30年各气候要素与地区生产总值、城镇人口百分比、城乡居民收入差、全社会固定资产投资额等各项城市化进程指标的关系.结果表明：1）近50年来,天津地区年均气温增幅为0.35℃/（10 a）,呈极显著的上升趋势,年降水量减少趋势不明显,但其时间序列周期振动较明显,日照时数呈极显著的下降趋势;2）20世纪80—90年代初期为天津地区气温、日照时数和城郊温差、日照时数差的跃变年份;3）各项城市化进程指标分别与天津地区气温、日照时数有着极显著的正相关、负相关性,表明它们与天津城市热岛、暗岛的发展关系密切.     

近58 a南岳高山站气候变化特征分析

采用1953—2010年南岳高山站逐日气象资料,运用线性回归、突变分析和小波分析方法,对该站平均风速、气温和降水的气候变化特征进行了分析,并对与平均风速变化密切相关的气温和降水进行了年际变化特征比较.结果表明:1)年和四季平均风速均呈明显减小趋势,在20世纪90年代前后风速有由大到小的突变,年平均风速存在显著的准2 a和准4 a周期;2)年平均气温、最低气温、最高气温均呈明显升高趋势,气温存在显著的准2 a和准4 a周期,且于20世纪90年代中期前后气温有由偏低向偏高的突变;3)年降水量呈下降趋势,存在显著的准2 a和准3 a周期;4)风速与平均气温、最高气温和最低气温呈负相关关系,均通过0.01显著性检验,风速与降水的相关性没有通过显著性检验,但风速与降水的变化趋势在20世纪60年代中后期、70年代中期到21世纪初有较好的反相位变化.     

1951—2017年丽江极端气温和降水事件的变化特征

为系统弄清丽江极端气温和降水事件的变化特征,基于丽江气象站1951—2017年逐日最高气温、最低气温和降水量资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和Morlet复小波的方法对16个极端气温指数和11个极端降水指数的变化趋势、突变和周期特征进行了分析.1)变化趋势分析表明:月最低气温极大值、月最低气温极小值、夏季日数、暖夜日数、暖昼日数、热日持续指数呈显著增加趋势,霜冻日数、冷夜日数、冷日持续指数、月平均日较差呈明显减少趋势,月最高气温极大值、热夜日数、作物生长期呈不显著增加趋势,月最高气温极小值、冷昼日数呈不显著减少趋势,冰封日数在研究期内均为0 d;极端降水指数日降水≥1 mm的降水日数呈显著减少趋势,特强降水量呈显著增加趋势,中雨日数、持续湿期、年总降水量、5日最大降水量均呈不显著减少趋势,大雨日数、强降水量、持续干期、1日最大降水量、降水强度均呈不显著增加趋势.2)突变检验分析表明:部分极端气温指数和降水指数的突变年份显著,大部分指数的显著突变年份集中在20世纪80年代至21世纪初,其余指数的显著突变年份在20世纪50至70年代,并且极端冷事件指数霜冻日数、冷夜日数和冷昼日数在显著突变年份后呈现减少趋势,而极端暖事件指数夏季日数、暖夜日数和暖昼日数在显著突变年份后呈现增加趋势,热夜日数在研究期内只有2015年为1 d,其余年份均为0 d.3)周期分析表明:极端气温指数除冰封日数外的15个指数存在2~6个准周期,介于3~56 a之间,存在1~3个主周期,介于10~56 a之间;11个极端降水指数存在4~6个准周期,介于4~56 a之间,存在1~3个主周期,介于12~56 a之间;部分极端气温指数或降水指数具有相同或相近的主周期.     

1960—2016年秦岭—淮河区域日照时数时空变化特征及影响因素分析

基于秦岭—淮河区域1960—2016年104个气象站逐日日照时数资料,应用趋势分析、相关性分析等方法,研究了秦岭—淮河区域日照时数年、月的时空变化特征与影响因素。结果表明:秦岭—淮河区域年日照时数呈显著减少趋势,平均降幅达到61.9 h/(10 a),受地形与经纬度的影响,年日照时数呈西南少、东北多的特点,受人类活动的影响,东部区域的下降幅度大于西部的;除春季日照时数下降变化不明显外,其他季节日照时数显著下降。20世纪90年代之前,相对湿度是影响日照时数的重要因素;20世纪90年代之后,影响日照时数的主要因素由相对湿度变为降水或气温,在秦岭—淮河区域内的4个省份的任何时段,降水和相对湿度都是影响日照时数的重要因素。     

云南孟定盆地1961—2008年蒸发量变化特征分析

采用线性趋势法、Mann-Kendall检验法、相关系数法等对孟定盆地48 a来蒸发量变化特征进行分析。结果表明,蒸发量减少趋势十分显著,倾向率为-31.35 mm/10 a,48 a来减少了150.5 mm。其中,雨季减少速率最大,为-26.6 mm/10a,春季其次,倾向率为-20.8 mm/10 a;年蒸发量10a、冬季9a、干季10 a的变化周期十分显著;除冬季呈微弱的突变增加外,年和各季均突破-1.96(α=0.05)的临界线,突变减少趋势十分显著;日照时数的显著减少和相对湿度的增加是蒸发量减少的重要原因。     

近43a潮州市蒸发变化特征及其影响因素

利用潮州市气象观测站1969—2011年蒸发量、平均气温、降水、总云量、平均风速、水汽压和相对湿度等资料,采用距平百分率、累积距平、Mann-Kendall、小波分析等方法,分析潮州市蒸发变化特征及其影响因素.结果表明:潮州市蒸发量在20世纪70年代和80年代最多,90年代最少,四季蒸发量的波动比较明显;突变检验表明,20世纪70年代日照时数出现突发性上升,但是没有出现明显突变点;通过对全年和季节蒸发量的周期分析,在比较显著的时间尺度上蒸发量目前处于偏多的时期;年蒸发量减少与平均气温增加关系密切,同时也和夏季日照时数的增加有一定关系.     

塔里木河干流区极端气温变化特征研究

为研究塔里木河干流极端气温的变化特征,利用新疆塔里木河干流6个气象站1962—2015年的极端气温资料,采用趋势分析、Mann-Kendall突变性检验和小波分析法研究塔里木河干流极端气温的变化趋势和周期性特征。研究结果表明:①塔里木河干流极端气温均呈现显著上升趋势,但不同河段气象站点测得的极端温度增温速度不同。极端高温的增温速度具体表现为:铁干里克阿克苏若羌轮台阿拉尔库尔勒。极端低温的增温速度表现为:阿克苏轮台库尔勒若羌铁干里克阿拉尔。②塔里木河干流不同河段的极端气温发生突变年份不同。极端高温发生突变年份具体为:上游段,1982年和2001年;中游段,1985年和1989年;下游段,1989年和1994年。极端低温发生突变年份具体为:上游段,1972年;中游段,1988年;下游段,1973年和1982年。③极端高温呈现2个增-减的周期性震荡,变化周期为20 a左右;极端低温也呈现2个增-减的周期性震荡,变化周期为18 a左右。整体来看,塔里木河干流不同河段在20世纪80年代中后期极端气温都出现了显著的周期性震荡。     

河北省康保县气候特征及变化分析

利用康保县1960～2018年逐日气温、降水量资料以及1960～2016年逐日日照时数、风速资料,采用气候倾向率法和M-K突变检验法对康保县气候变化特征进行分析和研究。结果表明:康保县年平均气温呈显著上升趋势(P0.01),倾向率为0.383℃/10a,2月和3月升温最快,在1993年发生突变;降水量波动较大,倾向率为1.09mm/10a,变化不明显;年日照时数呈显著下降趋势(P0.01),倾向率为-41.4h/10a,其中第二季度和第四季度降低较为明显,在1998年发生突变;年平均风速显著下降趋势(P0.01),倾向率为-0.37m/(s·10a),其中除7、8两月外风速均在3.29m/s以上。     

秦岭-黄淮平原交界带中东部近50 a气温变化特征分析

选取了交界带中东部1961—2006年的5个代表站点逐日气温资料,采用趋势系数、滑动平均等方法对年及各季气温变化特征进行诊断分析,并用Mann-Kendall对年平均气温时间序列可能的突变点进行了检测.结果表明,近50 a交界带中东部气温呈不显著上升趋势（0.086℃/10a）,其中长葛的气温倾向率为0.18℃/10a,是年平均气温倾向率的2倍.春、秋、冬3个季节的平均气温50年来呈上升趋势,冬季上升幅度较大,气温变化率为0.31℃/10a,明显高于春、秋2季的0.1℃/10 a和0.14℃/10 a,夏季的平均温度呈下降趋势,气温变化率为-0.22℃/10a.利用Mann-Kendall突变检验方法对年平均气温进行检验的结果显示,气温在1963年和1997年发生突变.     

通江碧溪流域降水径流趋势分析

基于线性倾向回归分析、Mann-Kendall统计检验方法、肯德尔(Kendall)秩次相关法和Spearman秩次相关检验等4种趋势分析方法,对通江碧溪流域1964-2011年的实测降水径流资料状态变化进行趋势分析。结果表明:1964-2011年间,降水径流整体上无明显变化趋势,但20世纪80年代后降水径流发生明显减少趋势,径流系数即降水径流关系整体上呈显著减小趋势,尤其80年代后减少趋势更显著。     

桂林市近50年降雨变化特征分析

利用桂林市1957-2007年月平均降雨资料,采用线性回归、Morlet小波分析和Mann-Kendall突变分析3种方法,分析了桂林市年降雨量、丰水期降雨量和枯水期降雨量的变化特征。用线性回归方法分析降雨量的增减变化趋势,表明桂林市降雨在近50年呈增加趋势,平均每10年增加19．9mm;通过Morlet小波分析降雨量的周期性变化规律,显示桂林市降雨存在20～25、12～14、6-7和2～4年周期变化规律;采用Mann-Kendall分析降雨突变性,发现在20世纪60年代、80年代初和90年代初桂林市降雨存在明显的突变现象。桂林市近50年降雨量的以上变化特征是多种因素综合作用的结果。     

彭阳县1975—2019年降水变化规律分析

为了掌握气候变化背景下宁夏彭阳县降水变化规律,提高该地区的水资源利用效率以及农业发展水平,采用气候倾向率、M-K突变检验法、Sen’s坡度法、R/S法、滑动t检验法、小波分析法等方法,对彭阳县1975—2019年逐日降水数据进行变化规律分析。结果表明：彭阳县近45 a年平均降水量为459.87 mm,降水量变化较为平稳;除夏季之外,年内各时段的降水量均呈不显著增加趋势,并且未来5 a左右年降水量、夏季降水量将呈下降态势;多个研究时段的降水量在20世纪90年代发生突变,且2009年的突变较为显著;年降水过程存在多时间尺度的周期性变化,以12 a为第1主周期,9 a为第2主周期。此研究成果对彭阳县水资源优化配置及农业可持续发展具有重要的参考意义。     

宁夏引黄灌区气候变化特征分析

以8个气象站1955~2003年的气象观测数据为基础,研究该时段内宁夏引黄灌区的气候变化趋势,利用Mann-Kendall突变检验法,分析了灌区气候变化的阶段性和突变性特点.结果表明:从20世纪80年代中期开始,灌区经历了一个缓慢的增温过程,尤其是冬季平均气温发生显著突变;蒸发量从1955年开始出现了持续稳定的降低,且近3 a减少趋势明显;降水量变化呈现出先降后升的现象;ET0在1990年左右出现了明显的升高趋势.     

1960—2010年山西朔州市气候变化及其突变分析

根据朔州市6个地面气象站1960—2010年降水、气温资料,利用折线图、距平图、趋势图、滑动平均、气候变率及统计图表等,对朔州市51 a来气候特征进行具体分析.结果表明:1)51 a来朔州市年降水量总体呈减少趋势,气候倾向率为-6.21 mm/(10 a),减少速度低于全国和山西水平,多雨年集中在20世纪60—70年代,少雨年则比较分散;四季降水量的变化趋势有所不同,夏季降水呈减少趋势,其他季节的降水呈现增加趋势,表明朔州市年降水减少主要是夏季降水减少所致;年、季降水均没有显著突变.2)51 a来朔州市年平均气温以0.285℃/(10 a)的速率波动上升,上升速度显著高于全国和山西水平,20世纪90年代以来这种趋势尤为明显,四季平均气温均为增暖趋势,但增温幅度差异较大,冬季最为明显,增速为0.5℃/(10 a),表明朔州市气候变暖是四季气温增加所致;年和季节的平均气温均存在由低向高的显著突变.3)以20世纪90年代中期为界,将朔州市气候分为冷、暖2个阶段,前为冷期,后为暖期.     

1961-2014年石家庄地区降水量的时空变化特征

利用石家庄地区5个代表站1961—2014年的逐日降水资料,采用多种统计分析方法,分析了石家庄地区降水量的时空变化特征,结果表明石家庄地区年降水量从20世纪70年代开始下降,80年代达到最低,90年代有所增加,但也没有明显的上升趋势,21世纪初又开始下降.20世纪70年代降水量的减少春季和秋季贡献最大,80年代降水量的减少和90年代降水量的增加主要是夏季的贡献.石家庄地区年降水量起伏较大,1963年降水量最多,为1 038.4 mm,2014年最少,仅为276.2 mm.近54年石家庄年降水量在波动中呈现下降趋势,线性趋势为-11.0 mm/(10 a),但下降趋势并不明显.石家庄北部年降水量呈上升趋势,市区及东部、南部和西部年降水量均呈下降趋势,变化趋势均不明显.近54年,石家庄春季降水量呈上升趋势,线性趋势为0.9 mm/(10 a),夏季、秋季和冬季降水量均呈下降趋势,线性趋势分别为-11.9,-1.1和-0.3 mm/(10 a),上升或下降趋势均不明显.夏季降水减少是导致石家庄年降水减少的主要原因.石家庄四季降水量变化趋势的空间分布具有明显的季节特征和区域特征.石家庄四季降水量均存在显著周期变化.     

汉江黄金峡以上流域社会经济-生态-水文的变化规律分析

在人类活动和气候变化的影响下,人类社会系统和水文系统的关系日益紧密并形成一种动态反馈机制,在跨流域调水的水源区综合治理与保护的背景下,流域的社会经济-生态-水文也在发生改变。以汉江黄金峡以上流域为研究对象,采用回归分析、Mann-Kendall非参数检验模型、突变检验等方法分析经济-生态-水文因子的变化规律,应用灰色关联度分析径流变化量与经济指标主成分、生态因子的关联度。结果显示:总人口在2003年发生突变,反映农业发展的因子——耕地面积和粮食总产量在2000年发生了由下降到明显下降的变化,其增长率在2004年发生由下降到上升的变化;反映社会经济发展的因子在2006—2008年间发生了上升到显著上升的变化,其增长率均在生态治理期间呈显著下降趋势;林草地覆盖率呈显著上升趋势,在2007年发生由下降到上升的突变;黄金峡的年径流量整体呈显著下降趋势,在1990年发生突变。汉江生态综合治理对反映社会经济发展水平的因子的增长具有减速的作用,林草地覆盖率和黄金峡的年径流量分别由治理前的不显著增加趋势变为治理后的显著增加趋势,不显著减少趋势变为不显著增加趋势。黄金峡以上流域的经济发展规模指标、农业发展指标和生态因子与黄金峡的年径流变化量的关联度分别为0.690、0.878、0.539,其中农业发展对黄金峡径流量的影响最为明显。     

Study on the Change of Extreme Events of High-temperature and Heavy-Precipitation in Shanxi Province in Recent 48 Years

利用山西68个台站逐日最高气温、降水等资料,采用百分位值极端事件定义方法和Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,研究山西1961-2008年极端高温和极端强降水事件的变化特征。结果表明：1961年以来,山西极端高温日数呈显著增加趋势,趋势为5.9 d/10 a,20世纪90年代中期以前变化趋势不明显,1997年以来增多趋势显著。与此同时,极端强降水事件趋于减少。极端高温事件在2001年发生了突变,2001年以后极端高温事件显著增多。极端高温日数有3～4 a,8～12 a及30 a的周期,极端强降水日数有准3 a,6～10 a及准16 a的周期。极端高温事件的增加与气候变暖有密切联系,Nino_3区海温、欧亚地区的纬向环流及西太平洋副热带高压（下称西太副高）对极端高温事件有很大影响,当Nino_3区海温偏高、纬向环流偏强、副高面积偏大、位置偏西时,容易导致极端高温日数偏多。极端强降水的发生则与东亚季风和Nino_3区海温有密切联系,当季风强盛、Nino_3区海温偏低时,往往引起极端强降水事件增多。     

基于小波和MK检验的董志塬年降水量分析

为了研究董志塬降水规律特征,预测年降水量变化趋势,应用Mann-Kendall(MK)检验和Morlet小波变换对董志塬1959—2016年的年降水量进行分析。结果表明:董志塬年降水量呈不显著增加趋势;年降水量存在突变性,突变起始年份分别为1962年、1970年、1985年、1995年、2003年、2009年,突变年份间隔为10年左右;年降水量主要受2年、4年和8年的尺度周期波动影响,第一主周期为8年;年降水在整个研究的时域上丰水期与枯水期交替变化明显,以8年为周期,年降水量呈现上升下降周期性变化规律。     

张家港市年径流量变化及其对气候变化的响应分析

为提高气候变化环境下水资源的应对能力,根据张家港市1960—2012年年径流量、年降水量和年均气温资料,采用线性倾向分析法、滑动平均法、Mann-Kendall法和滑动t检验法分析了年尺度下的径流量、降水量、气温的变化规律,从趋势性和突变性的角度分析了年径流量对年降水量和年均气温的响应规律.结果表明:张家港市年径流量和年降水量呈不显著增加趋势,年均气温呈明显增加趋势;降水量是影响张家港市径流量的最主要的因子,年降水量与年径流量相关系数达到0.848,通过了信度99%的显著性水平的检验,年降水量增加则年径流量显著增加;年均气温与年径流量存在相关性,年均气温升高则年径流量减少,但趋势不显著;相对于年均气温,年降水量突变对年径流量突变作用更为明显,年径流量突变与年降水量突变的年份均为1988年.