变化环境背景下连州市降雨变化特征分析

研究降雨在变化环境下的变化特征,对掌握区域气候变化背景及充分利用降雨等自然资源具有重要意义。论文基于广东省连州市1966～2015年降雨序列,采用Mann-Kendall突变检验法、滑动F、滑动秩和等综合分析序列的突变年,并以突变年为分界点提取变化环境下的降雨序列,采用气候倾向率、滑动平均和Mann-Kendall等分析变化环境下的降雨序列趋势特征,最后利用Morlet小波分析方法对变化环境下降雨序列的周期特征进行分析。结果表明:年降雨量序列于1992年发生突变,年降雨日数序列则于1984发生突变;变化环境下年降雨量总体呈现上升的趋势,每10 a上升幅度为54.96 mm,且趋势显著,而年降雨日数则相对稳定;受环境变化的影响,年降雨量序列存在6 a的主周期,而年降雨日数序列主周期则比较长,第一主周期长达30 a。     

1959-2013年珠江流域平均气温时空变化特征

根据1959-2013年珠江流域43个气象站点月平均气温数据,采用线性倾向估计、M-K突变分析和小波分析等方法分析了珠江流域平均气温的时空变化特征。结果表明:珠江流域在统计时间段的平均气温均呈上升趋势,且绝大部分区域上升显著(P0.05);年平均气温序列于1993年存在显著突变,其余时间尺度突变主要发生在20世纪90年代初期;年平均气温序列主周期为3.6 a,1963-1970年期间存在2.4~3.4 a的变化周期;1983-2008年期间存在2.8~4.4 a的变化周期。流域内年平均气温范围为10.68~22.60℃,平均值为19.50℃,从西部到东部总体呈增加趋势;绝大多数气象站点在不同时间尺度内的平均气温均呈上升趋势,其中珠江三角洲地区和东江流域受城市化影响平均气温上升尤为显著。     

变化环境下岩溶区流域径流变化特征研究

基于岩溶区流域—平塘站1963年至2014年的年径流深资料,采用线性趋势、滑动秩和检验和Morlet小波分析等方法研究了变化环境下平塘站径流深的趋势、突变和周期特征,并运用R/S分析法预测径流深未来的变化趋势。结果表明:近52a来平塘站年径流深和雨季径流深均呈现减少趋势,分别在1998年和2008年发生了突变,均存在第一、第二和第三主周期,分别为20a、6a和3a,在未来都有持续减少趋势;枯季径流深呈现微弱增加趋势,在1987年和1991年发生了突变,第一、第二和第三主周期分别为24a、9a和5a,在未来有持续增加趋势。     

鄱阳湖流域年降水量周期、趋势及响应特征分析

采用Morlet小波分析法和Mann-Kendall非参数统计法,分析1953—2010年鄱阳湖流域16个气象站年降水量序列的周期、趋势及突变特征,对比分析年降水量与年径流量的周期、趋势及突变特征,揭示年降水量与年径流量的响应关系。研究表明鄱阳湖流域年降水量序列存在3个主周期,分别为22a、7a、4a;1953—2010年鄱阳湖流域年降水量整体呈不显著的增长趋势,并在1992年发生显著性突变,置信度达95%;鄱阳湖流域年径流量的周期变化和趋势突变与年降水量在尺度范围、时间点位、空间分布以及显著程度均比较一致,显示鄱阳湖流域年降水量与年径流量之间在周期、趋势和突变方面存在显著的响应关系。     

近50年澄碧河流域降雨径流变化趋势及成因分析

为探讨岩溶区流域降雨径流变化特征,基于澄碧河流域1963年至2011年共49 a的降雨径流序列,运用Mann-Kendall方法、Hurst指数法和双累积曲线法分别进行趋势及突变分析、序列未来的趋势预测分析和降雨径流变化产生的影响分析,在此基础上,结合流域的历史及地质资料探讨降雨径流关系发生变化的成因。结果表明:①流域降雨量的年际、汛期以及非汛期序列均呈现显著增加的趋势,且年降雨量的突变年为1986年,而径流量的非汛期序列却呈现显著减少的趋势,并在1990年发生突变;②流域的降雨径流相关关系发生了变化,流域水资源量减少达到12亿m~3/a;③流域内降雨径流的变化是由人类活动、喀斯特岩溶性的地质构造特征和降雨分布特点导致的。     

乌江水系典型小流域年径流序列变化规律及周期特征分析

小流域河川径流序列的变化规律及周期特征分析,对小流域水利工程建设、水资源开发利用等具有重要的现实意义。基于乌江吊水岩冲沟1961—2014年天然径流序列,通过基尼系数、累积距平法、Mann-Kendall法、Morlet小波分析法等方法分析研究了年径流序列的年内分配、趋势特征、突变特征及周期特征。结果表明:吊水岩冲沟年径流年内分配大部分相对合理,部分径流年内分配差距较大;吊水岩冲沟年径流量呈不显著减少变化;年径流量丰枯转变频繁,突变多发生于1992—1998年;年径流量存在明显周期特性,第一主周期为23 a,次周期为17、6 a。研究成果可为小流域水资源开发利用提供依据。     

绍兴市近48年降水演变特征统计分析

选取绍兴国家气象观测站1961年1月至2009年2月逐月降水量作为降水分析基本资料,利用一元线性回归、小波变换和Mann-Kendall检验等统计学方法对绍兴降水季节变化和年际变化的特征进行了综合分析,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化趋势进行了预估.结果发现,绍兴市近48 a各个季节和年降水都存在多时间尺度特征,大尺度的周期变化中嵌套有小尺度的周期变化.春季降水以3～4 a年周期为主.并有准3 a周期向准4 a周期转变的趋势;夏季降水主要存在准4 a和准14 a周期变化;秋季降水主要存在准2 a和准12 a周期变化;冬季降水主要存在准4 a和准16 a周期变化:年降水主要存在准2 a和准4 a年际周期变化和准13 a年代际周期变化.绍兴春季和冬季降水突变不明显;夏季和秋季突变明显,突变点分别出现在1973年和1963年,而年降水突变不明显,不存在明显的突变期.夏季降水变化趋势和年降水趋势基本一致:夏季降水和年降水在时域上分布有很大的相似性,都具有准4 a周期变化.并全时域存在;夏季降水突变影响到全年降水的突变.根据绍兴夏季降水和年降水的主周期推测.2009年后的5～6 a绍兴年降水将相对偏多.     

闽西地区近30年降雨侵蚀力变化分析

利用闽西地区18个气象站30 a的日降雨资料为基础,计算全省的降雨侵蚀力.并采用统计分析、空间分析和M-K突变分析等方法对闽西地区降雨侵蚀力的时空变化特征进行分析.结果表明:从年降雨侵蚀力来看,降雨侵蚀力的年变化呈上升趋势;从季节变化趋势来看,降雨侵蚀力在夏季和冬季呈上升趋势,而春季和秋季降雨侵蚀力呈下降趋势,但降雨侵蚀力上升或者下降均不显著;闽西地区30 a内降雨侵蚀力变化表现为变率突变,R值年际间变化较大,降雨侵蚀力空间分布不均,总体表现为由西北部向东南部递减.     

1950—2019年闽江下游径流量变化特征分析

为探究闽江下游径流演变趋势,应用MK法和Morlet小波分析相结合的方法,对闽江下游竹岐站1950—2019年长序列径流量数据进行分析。结果表明：闽江下游多年径流量呈微弱上升趋势,季节变化大,春夏径流量呈下降趋势,秋季呈上升趋势;前三季变化趋势均不显著,冬季径流量则呈显著上升。多年径流量突变发生于2015和2017年,春季突变年份出现在1955年,秋季为1996和2001年,冬季则是2001和2006年;多年径流量存在32a、12a,8a的主要周期,汛期径流量第一主周期为32a,第二主周期为12a,第三主周期为5a,非汛期第一主周期为25a,第二主周期为5a,第三主周期为52a。研究成果加深了闽江下游径流演变规律的理解,可为闽江下游水资源利用提供理论参考。     

黑河中上游地区最高、最低气温非对称变化的时空特征分析

运用气候倾向率、趋势系数法、复值Morlet小波及Mann-kendall突变检测等方法,对黑河中上游地区1960-2009年最高、最低气温非对称变化的时空特征进行了分析．结果表明,近50a来,年和四季的平均最高、最低气温均呈明显增温趋势,最低气温空间上表现为由西北向东南方向依次递增,最高气温在流域东部和西南部为强增温区．年平均最高气温变化的突变点为1994年,最低气温变化的突变点为1989年．黑河中上游地区最高气温年变化具有明显的14a振荡周期,而最低气温主振荡周期为12a．     

近65年桂林市降雨侵蚀力变化特征与周期演化

采用Sen’s斜率估计法、Mann-Kendal趋势分析法、M-K突变检验法和Morlet小波变换对1951—2015年桂林市降雨侵蚀力进行特征分析、趋势估计、突变检验和周期分析。结果表明:近65年桂林市降雨侵蚀力呈不显著增大趋势,年际变差系数为0. 19,为中等程度变异; 20世纪90年代侵蚀力最强,80年代侵蚀力最小;年降雨侵蚀力自1968年以后呈增大趋势,分别在1968、2002和2015年发生了三次突变;雨季侵蚀力控制着年降雨侵蚀力的趋势;降雨侵蚀力存在34 a、56 a、12 a和3 a左右的周期。     

香日德河流域近53年ET_0变化特征

为了研究香日德河流域潜在蒸散量(ET_0)变化规律及其未来发展趋势,采用流域两个气象站1961—2013年的气象数据,利用联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith模型,计算了流域的月、年潜在蒸散量(ET_0),分析了香日德河流域ET_0变化特征。结果表明:流域年ET_0值呈现缓慢增加趋势,线性增长速率为0.43 mm/a;ET_0的年际变化表明其是一个"增加—降低—增加"的变化过程;由Mann-Kendall检验表明ET_0在21世纪初发生了一次突变;由Morlet小波分析发现,流域ET_0在24~30 a较大尺度上的周期最为明显,历经了7个"偏大—偏小"交替循环变化,主震荡周期为28 a,平均周期为18 a左右。根据主周期变化特征,可推测2014年到2020年左右潜在蒸散量将一直处于高值期。     

南昌市1961-2007年气温变化趋势及突变分析

利用南昌市1961-2007年历年平均地面气温数据,运用滑动平均、小波分析和Mann-kendall非参数检验方法分析了南昌市1961-2007年的气温变化趋势及突变特征。结果表明:南昌市1961-2007年平均气温增温趋势较明显,线性倾向率为0.2℃/10 a。年平均气温存在准24 a、14 a、6 a的周期震荡,其中24 a、6 a准周期为主周期,在2002年左右南昌市气温发生突变,气温开始迅速升高。     

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.     

川渝地区雾霾时空分布特征及影响因子分析

利用1981-2014年川渝地面气象观测资料,分析了川渝地区雾霾的时空分布特征及影响因子,结果表明:川渝地区雾日变化总体呈下降趋势,两种雾日观测资料的倾向率分别为-6d/10a和-8.2d/10a,研究时段内未出现突变点,80年代到90年代初,雾日变化周期以2~4a为主,21世纪后以8~10a为主.霾日总体趋势与雾日变化相反,呈上升趋势,倾向率为8.2d/10a,1997年开始发生突变,90年代变化周期以2~4a为主,2000年后4~10a周期变化较显著.在对雾霾与风速和空气相对湿度的关系讨论中发现,整个川渝地区雾与风速的变化趋势一致,与相对湿度呈正相关;霾与风速的变化趋势相反,与相对湿度呈负相关.     

海南岛松涛水库流域降雨侵蚀力的时空变化趋势

在海南松涛水库流域及其周边25个雨量站点1960—2015年的逐日降雨数据的基础上,计算了各站的降雨侵蚀力,同时,采用统计和反距离权重等方法分析了该流域降雨侵蚀力的时空变化趋势,结果表明:多年平均降雨侵蚀力的范围为1.27×104~2.19×104MJ·mm/(hm2·h),平均值为1.62×104MJ·mm/(hm2·h),该值与该流域的多年平均降雨量呈极显著相关(相关系数为0.693,P0.01),其空间分布规律与多年平均降雨量基本一致,即从北到南总体上呈先递增后递减的趋势;降雨侵蚀力随纬度的增加而增加,但随经度的增加而减小;在该流域的春、秋、非汛期,降雨侵蚀力的变化趋势均不显著,没有发生显著性突变,而在年、夏季、冬季及汛期,降雨侵蚀力的变化则很显著,其中,非汛期的降雨侵蚀力呈下降趋势,其余时段均呈上升趋势;该流域多数站点的降雨侵蚀力呈上升趋势,老村、牙阜和阜类的多数时段呈显著上升趋势,这些地区面临水土流失的风险较大;在分析年降雨侵蚀力时发现,1970年发生了显著突变;该流域降雨侵蚀力的变化周期为3.5年,震荡周期为5~16年.     

莆田市年雷暴日时间序列的小波分析

利用莆田市气象局1960—2012年的年雷暴日数作为观测资料,采用Morlet函数作为小波函数,分析了莆田市年雷暴日数的多时间尺度变化特征。结果表明:莆田市区的年雷暴日数存在着18~32年、8~17年以及4~7年的周期变化;30a的时间尺度震荡最强,为莆田市雷暴日变化的第一主周期;22a时间尺度次之,为第二主周期。莆田市年雷暴日总趋势在局部轻微下降的前提下,在未来3~5年内将处于一个偏多期。     

安徽省近50年降水时空变化分析

利用安徽省17个气象站1957-2012年逐日逐月降水资料,选用克里金插值法、MannKendall突变检验和小波分析、重标极差法等方法,探究安徽省年季降雨特征及时空变化.结果表明:(1)在时间上,近56年来,安徽省全年降水量总体呈现增加趋势,降水的年代际变化特征较为明显;(2)在空间上,全省降水总体呈现由东南向西北递减的趋势,区域差异明显;(3)安徽省季节平均降雨的突变检验发现,春季降雨没有发生突变,夏季降雨变化在1975年到1990年的区间内存在多个突变点,秋季平均降雨于1990年前后发生少雨突变,冬季平均降水突变以1996年最为明显,2010年达到显著性水平;(4)从小波变换系数实部等值线图和小波方差分析法可得13a和28a是安徽省年平均降水的主周期;(5)全省各站点年均Hurst值均大于0.5,具有长期相关性,但各站点差异较大,各地区降水增加趋势不均衡,多数站点夏季Hurst值在长时间尺度上具有较强的相关性特征.     

1980—2022年白龙江流域气候变化特征研究

基于1980—2022年白龙江流域的气温、降水,运用线性分析、小波分析、M-K突变检验分析,研究该流域的气候时空变化特征,研究表明：（1）1980—2022年白龙江流域的气温与降水的整体均为上升趋势,气候呈暖湿化,且上游气候呈暖湿化比中下游明显。（2）气温周期变化存在2个较为明显的峰值,分别为23 a、27 a,27 a为第一主周期;降水周期变化存在4个较为明显的峰值,分别为4 a、10 a、15 a、26 a,26 a为第一主周期。（3）1980—1996年气温变化趋势呈上升-下降-上升的波动变化趋势,1997—2022年呈显著上升趋势;1980—1993年降水变化趋势呈波动状,1994—2017年呈减少趋势。     

淮河上中游年径流变化特性分析

基于淮河干流上游、中游4个水文站1951-2010年径流资料,采用累积距平、mann-kendall非参数检验法对淮河径流年际变化的趋势性及突变型进行研究;采用小波分析法对淮河径流变化特征进行研究,讨论淮河流域不同时间尺度下的丰、枯交替变化周期规律.研究结果表明:淮河流域径流量年纪丰枯变化剧烈,年径流序列在1956年均出现突变,1956-1961年、1975-1979年、1991-1995年处于下降趋势,2001-2008年处于上升趋势;在第1主周期27年尺度上,年径流量共经历了3个丰、枯水期变换,平均变换周期为17年左右.