新疆地区近57年气象要素变化趋势分析及其与潜在蒸散发相关性研究

采用新疆地区吐鲁番和伊宁两个气象站1952-2008年气象要素资料,统计分析两站各气象要素在年尺度和季尺度的变化趋势,并应用M-K法对变化趋势进行显著性检验,选用P-M公式计算两站点潜在蒸散发量,从而定量分析两站各气象要素与潜在蒸散发的相关性,研究结果表明:两站的气温均呈现较为明显的上升趋势,M-K统计值分别为5.19和5.50,两站风速和日照时数均具有明显的下降趋势;两站各气象要素在不同季节变化趋势不同,其中两站在冬季气温具有较为明显的上升趋势,其M-K统计值分别为5.27和4.19;不同站点其气象要素和潜在蒸散发的相关性不同,其中伊宁站气温和日照时数与潜在蒸散发呈正相关性,风速和相对湿度呈负相关性,且气温与潜在蒸散发相关系数最大,为0.714;吐鲁番站气温与潜在蒸散发呈负相关性外,其他3个要素均呈现正相关性,且日照时数与潜在蒸散发相关系数最大,为0.459。     

流域水文气象变化趋势及相关性分析

采用Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析法,对松花江流域及水资源二级区1956-2010年的水文气象要素进行趋势分析,并采用Pearson相关系数方法,分析了研究区天然径流与气象要素之间的相关关系。趋势分析结果表明:松花江流域的气温呈显著上升趋势,降水呈不显著的减少趋势,日照时数、相对湿度和风速呈显著的减小趋势,潜在蒸散发呈显著增加趋势,天然径流深呈不显著的减少趋势。相关性分析结果表明,影响天然径流变化的主要因素是降水量,蒸散发变化也对径流有较为显著的影响作用,相对湿度减少和温度升高也在一定程度上通过对蒸散发的影响间接作用于径流变化。     

南宁站蒸发皿蒸发变化特性及成因分析

基于南宁气象站1954-2012年气象数据,采用距平法、Mann-Kendall检验法、突变分析法及相关分析法等方法分析了蒸发皿蒸发的变化趋势以及蒸发皿蒸发与其他气象要素（降水、气温、日照时数、风速、相对湿度等）的相关性,识别影响蒸发皿蒸发变化的主导因素。结果表明：1954-2001年期间,蒸发皿蒸发主要呈现下降趋势;日照时数与蒸发皿蒸发的相关性最高,其次为风速和相对湿度,说明影响南宁站蒸发皿蒸发变化的主要因素是日照时数、风速及相对湿度。     

基于两种SPEI序列的淮河流域干湿特征变化

基于FAO56 Penman-Monteith和Hargreaves-Samani两种潜在蒸散发计算方法得到了12个月尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),研究了1960—2016年淮河流域干湿时空变化特征以及两种SPEI序列对相关气象要素的敏感性。结果表明:两种SPEI序列均显示流域呈变湿趋势,温度距平值与SPEI负相关,与潜在蒸散发距平值正相关;空间上,流域西北和东部地区呈显著变湿趋势,中部地区为不显著变干趋势; SPEI去趋势后,流域的干湿变化斜率减小,去趋势过程不改变SPEI的趋势变化分布,只影响流域的干湿变化幅度;气象要素的趋势变化可影响流域干湿变化趋势和干湿等级,淮河流域干湿变化影响因素由强到弱顺序依次为温度、日照时数、风速和相对湿度。     

海河流域潜在蒸散发估算方法及其时空变化特征分析

根据1960—2012年海河流域45个站点平均气温、日照时数、相对湿度、风速等气象资料,选取了4个潜在蒸散发计算模型,以Penman—Monteith模型计算结果为依据,采用平均绝对误差和平均相对误差评估模型精确程度,并在此基础上研究海河流域潜在蒸散发的时空变异规律。结果表明：基于能量的模型最适用于估算海河流域的潜在蒸散发;从时间变化来看,海河流域1960—2012年潜在蒸散发总体上呈显著下降趋势,平均下降速率为2.04 mm?a-1,说明海河流域存在蒸发悖论的现象;潜在蒸散发在4个季节均呈现显著减少趋势,其中夏季减少幅度较大,冬季减少幅度最小。从空间分布来看,海河流域潜在蒸散发呈现从西北地区到东南地区阶梯式上升趋势,但大部分地区在1960—2012年时间范围发生潜在蒸散发减少现象,其中山前平原区减少趋势最为明显（<-1 mm/a）,可能主要受太阳辐射减少（即全球变暗）的影响;而太行山区北部高海拔地区潜在蒸散发呈现增加的趋势,可能主要受气温升高（即全球变暖）的影响。     

滦河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

以滦河流域5个气象站1957 -2008年的气象资料和4个水文站1956-2000年的天然径流资料为基础,采用Mann - Kendall非参数趋势检验法、累计距平法、滑动平均法等方法,分析了流域内气温、日照时数、降水量、相对湿度等主要气象要素以及径流量的变化趋势.结果表明:绝大部分气象站点的年均气温都表现出显著上升趋势,Kendall倾向度为0.28 ～0.43℃/10a;年日照时数均呈显著减少趋势,Kendall倾向度为3.32～8.21 h/a;降水量均呈减少趋势,但不显著,夏季降水量的减少趋势最为显著;相对湿度除承德气象站有显著增大趋势外,其他站点均呈现下降趋势,其中乐亭站达到显著下降水平;径流量均呈不显著减少趋势,潘家口水库水文站年入库径流量的Kendall倾向度为-1799万m3/a.     

川中丘陵区参考作物蒸发蒸腾量近60 年变化成因研究

利用FAO-56 Penman-Monteith方法计算川中丘陵区4个代表站点1954—2010共57年逐月的参考作物蒸发蒸腾量（ET0）,分析ET0和各气象因子的变化趋势,采用贡献率分析法和偏相关系数分析法研究ET0近60年变化的成因。结果表明：ET0呈下降趋势;温度呈显著上升趋势;相对湿度呈显著下降趋势;日照时数和风速呈极显著减少趋势;川中丘陵区气候在近60年来趋向暖干化。日照时数和风速减少对ET0变化的负贡献率分别为-5.403%和-2.054%;相对湿度减少和温度增加对ET0 变化的正贡献率分别为2.085%和0.562%;负贡献大于正贡献使ET0下降。因此,日照时数和风速减少是引起ET0近60年下降的主要原因。偏相关系数分析法得到的ET0变化成因与贡献率分析法得出的结论一致。     

祁连山区气候变化对黑河出山径流的影响

以黑河上游流域为研究区,依据祁连山区4个气象站的逐月实测气象资料及莺落峡水文站逐月径流资料,采用Penman-Monteith方法计算了潜在蒸散发量,采用线性回归以及Mann-Kendall趋势检验等方法研究了降水、潜在蒸散发、气温及径流的年、季变化趋势,运用弹性系数法分析了降水、气温和潜在蒸散发变化对黑河出山径流的影响。结果表明:(1)黑河流域气候水文要素的总体年际变化为年降水量和气温均呈显著升高趋势,潜在蒸散发量呈不显著增加趋势,出山口莺落峡水文站径流量呈显著增大趋势;(2)祁连山区降水量、气温和潜在蒸散发量是影响黑河流域出山径流量的主要气象因子,径流与降水在年和季节尺度上都存在显著相关关系,其中祁连山区秋季降水量与莺落峡站径流量的相关性最为显著,春季气温与径流量呈正相关,气温升高促进了冰雪消融,进而增大径流量,潜在蒸散发量特别是夏季蒸散发量增大对降水量增大造成的年径流增大起到了一定的削弱作用;(3)祁连山区降水量增加1%将使莺落峡站径流量增加约0.74%,祁连山区气温升高1%将使莺落峡站径流量增大约0.16%,祁连山区潜在蒸散发量增加1%将导致莺落峡站径流量减少约1.75%。     

北京市潜在蒸散发量的时间序列变化特征分析

区域蒸散发是一个地区气象和农业生产的重要水分指标。现采用彭曼公式计算潜在蒸散发,研究了北京市1960年-2011年潜在蒸散发及其影响因素的变化趋势,并对研究区潜在蒸散发时间序列变化进行了多尺度周期性分析。研究结果显示,潜在蒸散发线性变化趋势为每年增加0.54mm,利用Mann-Kendall检验得到区域蒸散发增加趋势不明显,并且无突变点;气温升高,降水量下降导致蒸散发量增加,日照时数下降导致蒸散发量下降;总体上,气温和降水量对北京地区蒸散量影响更大。对北京地区蒸散发进行多尺度周期分析,发现该地区在14a、11～12a、5～6a上存在周期特征,各信号频率分布的时间域及其强度也存在着差异,而且近15年周期特点不同于历史上以往的时期。     

海河流域潜在蒸散发估算方法及其时空变化特征

根据1960-2012年海河流域45个站点平均气温、日照时数、相对湿度、风速等气象资料,选取了4个潜在蒸散发计算模型,以Penman-Monteith模型计算结果为依据,采用平均绝对误差和平均相对误差评估模型精确程度,并在此基础上研究海河流域潜在蒸散发的时空变异规律。结果表明:基于能量的模型最适用于估算海河流域的潜在蒸散发;从时间变化来看,海河流域1960-2012年潜在蒸散发总体上呈显著下降趋势,平均下降速率为2.04mm/a,说明海河流域存在蒸发悖论的现象;潜在蒸散发在4个季节均呈现显著减少趋势,其中夏季减少幅度较大,冬季减少幅度最小。从空间分布来看,海河流域潜在蒸散发呈现从西北地区到东南地区阶梯式上升趋势,但大部分地区在1960-2012年时间范围发生潜在蒸散发减少现象,其中山前平原区减少趋势最为明显(-1mm/a),可能主要受太阳辐射减少(即全球变暗)的影响;而太行山区北部高海拔地区潜在蒸散发呈现增加的趋势,可能主要受气温升高(即全球变暖)的影响。