"2016太湖大洪水"年景的雨情预测模拟

以分段法和细部特征法为基础,通过研究我国南方地区特大干旱事件对太湖流域气候周期性变化的影响,第一次实现了无锡站年际降雨序列旱涝趋势预测的仿真模拟,并且选择历史演变法完成了无锡站2016年度双月序列的雨情预测模拟及后期对比分析工作。研究表明,1978年和2013年我国南方地区出现了2次特大干旱事件,均为太湖地区气候变化的特征转折点;对太湖地区来说,强厄尔尼诺现象出现的第三年和第二年一样,都是严重洪涝灾害的高发期。     

太湖地区2020年洪水先兆特征与降雨预测模拟研究

以单要素年际序列分析为基础,采用多种方法对太湖地区2020年洪水的先兆特征进行总结,基本摸清了太湖地区旱涝转换的规律.研究表明,通过成因、频率和相似年景对比分析,可以从宏观上找到暴雨洪水发生的理论依据;通过历史演变法、分段法和细部特征法的研究,可以从无锡站年际降雨序列的微观变化中准确把握太湖地区2020年降雨大幅增长的趋势和数值预测的范围;太湖流域的气候与长江中下游地区基本同步,气候突变和非典型旱涝周期的研究,可以提升气候预测水平.     

台安站年际旱涝周期性分析与旱涝趋势预测模拟

为探索旱涝周期演化的自然规律,本文对比分析了台安站年际降雨序列水文特性在气象转折周期前后的变化趋势。结果显示:在1980年前后,台安站年际降雨过程线的内在特征与外观发生了突变,从而验证了特征随气候成因的不同而发生改变的猜想,并为气候转折期提供了强有力的理论支持。台安站年际旱涝周期性特征并未因人类活动的影响而发生改变,其时间序列与水文自然演变规律保持较好的一致性。分段法旱涝趋势模拟预测可以有效解决传统的旱涝无规律的定势思维和台安站旱涝周期性分析的难题。模拟预测旱涝趋势可为推进饶阳河流域中长期气候预测研究和水文预报提供一定的理论支持。     

吉林延边境内降水变化规律

文中以松花江流域延边境内14个雨量点资料,采用泰森多边形法对各计算区域进行了面雨量计算,运用5年滑动平均、Mann-Kendall检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt检验分析方法,对降水序列的年际变化趋势、突变时间点进行分析。发现松花江流域延边境内年际降水趋势变化不显著,无趋势变化,松花江各流域降水突变时间不显著,年际降水无突变发生。     

焉耆县1951—2010年分季节降水序列变化的小波分析

基于Meyer连续小波变换,分析了焉耆县60 a来降水的季节变化和年际变化,揭示了焉耆县降水变化的多时间尺度的复杂结构,研究了不同时间尺度下降水序列变化的周期(并确定了各序列中存在的主要周期)和突变点。结果表明,焉耆县年降水和各季节降水均呈现明显的周期特征,并存在两个时间尺度的多少交替:10~12 a和4~8 a,表现出明显的周期特征。     

历史演变法在清河水库中长期水文预报中的应用

清河水库采用历史演变法、周期分析外推法、平稳时间序列外推法等多种方法进行中长期水文预报。文中着重对历史演变法的原理进行分析和阐述,通过对三种预报方法进行误差分析,得出历史演变法使清河水库中长期水文预报过更接近实际值,对清河水库中长期水文预报结果起到关键性作用。     

50年来灞河流域降水变化特征分析

为了更加深入地了解灞河流域气候变化特征,利用灞河流域近50 a的降水观测数据,运用滑动平均法、R/S分析法、Mann-Kendall突变检验法及小波分析法分析了灞河流域年内、年际降水的变化趋势、突变时间及降水的变化周期。结果表明:1958—2012年降水呈波动下降趋势,未来几年降水仍然呈下降趋势;年内降水分配极不均匀,主要集中在7—9月份,春季和秋季降水呈明显下降趋势,夏季和冬季降水呈微弱上升趋势;四季降水Hurst指数均＜0.5,降水序列具有反持续性和负相关性;年降水有明显突变特征,突变时间为1989年,春、夏和秋季有明显的突变点,突变时间分别为1994,1979,1985年,冬季降水无明显突变点;年降水及四季降水序列的变化周期基本在22～29,13,4～8 a的时间尺度上浮动,不同尺度上周期性变化差异较大。     

基于质心分析的我国降水时空演变特征研究

通过引入年内唯一的特征时间点——年降水质心时间,即年降水过程线和时间轴间面域几何质心的时间轴投影,解决了频域规律识别不能反映降水事件发生时间的难题。根据年降水质心时间的时域、空域、频域规律,定量识别出我国降水时空演变规律。研究认为:(1)质心时间对大雨及以上等级降水发生时间的响应较为敏感;(2)空间变化规律与主雨季峰值降水时间的空间分布较一致,从西北至东南呈现"早-晚-早"规律;(3)时间序列多为纯随机过程,且非随机特性以周期性为主,趋势性以提前趋势为主,非随机性站点显著聚集于华中、华北地区;(4)年内各等级的时间分布不一致,大雨及以上等级发生时间晚于其它等级,微雨等级降水年内分布最不稳定;(5)年内降水愈不均匀的地区,年际变异愈加显著,即该区域年内主要降水过程的时间分布愈加不稳定。     

中国多尺度不同量级极端降水发生率非平稳性研究

利用中国1951—2014年728个气象站点日降水数据,采用核估计技术、Cox回归模型、泊松回归和广义可加模型(GAMLSS)等全面分析了不同阈值条件下基于超阈值(POT)抽样的中国极端降水发生率非平稳性特征。研究表明:(1)西北部极端降水发生率在年际上分布最不均匀,阈值的增加导致不均匀程度和范围加深和扩展。西北部和东南部年际尺度极端降水发生率呈显著上升趋势,可能引发更严重的洪涝灾害;中部和东北部则相反,极端降水频率趋于减弱;(2)基于Cox回归模型的分析表明,厄尔尼诺/南方涛动(SOI)、北大西洋涛动(NAO)、印度洋偶极子(IOD)和太平洋年代际涛动(PDO)等气候指标均为影响不同区域年内尺度极端降水发生率的显著气候因子,年内尺度极端降水发生率在很大程度上依赖气候指标的变化,呈现出非平稳性特征;(3)除西北部外,其他大部分区域极端降水年发生次数没有展现过于离散的特征,然而阈值的增加导致出现过于离散特征的倾向愈益明显。当太平洋年代际涛动(PDO)和厄尔尼诺/南方涛动(SOI)处于正相位且越大时,中国西部和中部年极端降水发生次数将随之增加,东北部则相反。气候指标与850 hPa的回归关系表明风向及携带的水汽量则可能是气候指标影响极端降水频率的因素。     

近56年岷江降水时空演变特征分析

研究利用克里金插值法、线性趋势法、Mann-Kendall检验法、累积距平法和Morlet小波分析法分别对岷江的降水空间分布、降水时空变化趋势、突变点以及周期性进行了分析。结果表明,岷江的年降水量基本高于500 mm,大体呈现出随地势从北到南降水增多的局面,大部分地区汛期降水量占全年降水量的70%以上;近56年ATP表现出了显著的下降趋势;ATP和RX_(5 d)时间序列存在多个突变年份,ATD突变年份在1991年左右;岷江的ATP时间序列演变过程中32 a尺度周期震荡最强,ATD和RX_(5 d)时间序列最强主周期均为28 a左右。     

太子河流域降水演变特征浅析

文章以太子河流域本溪水文站1952—2014年降水数据为依据,综合应用气候倾向率分析、模比系数差积曲线对太子河流域降水量多年变化特征进行了研究,分析出本溪水文站降水量变化趋势;汛前、汛期降水量演变特征,为本溪水文站乃至太子河流域的中长期降雨预报奠定基础。     

紫坪铺水库入库径流年际变化特征分析

研究紫坪铺水库入库径流特征,对于充分发挥水库综合效益、保障都江堰灌区和成都市用水安全具有重要意义。基于岷江上游紫坪铺水文站1937~2016年的年径流资料,尝试采用Mann-Kendall法、Pettitt法、Morlet小波分析法检验径流量时间序列,并据此综合分析了紫坪铺水库入库径流年际变化特征。结果表明:1937~2016年紫坪铺径流量总体上呈下降趋势,并且存在5 a、13 a、24 a左右变化的显著周期性。建议在进行中长期年径流预报时采用13 a做建模数据依据;同时,由于年径流量在1949年发生了突变,因此应尽量避开1949年,以免影响预报精度。     

东营市气温和降水历史特征分析及预测

采用东营市1956—2019年64年的历史实测气温和降水数据资料,利用距平法、滑动平均法、线性回归法、M-K趋势及突变检验等方法对其气温和降水的历史特征及变化进行了分析。参考CMIP5全球气候耦合模式模拟地表温度数据,对东营市未来2020—2100年的气温和降水进行了预测。结果表明东营市在过去64年内存在气温显著升高,在1988年前后发生显著突变,近几年气温明显偏高;降水量年际分布不均,但不存在显著变化也无显著突变;预测本世纪东营市气温将持续升高,极端降水会有所增加,洪涝与干旱的风险也将增大。     

渭河流域气候要素演变特性分析

以渭河流域21个气象站1960-2010年的年降水、年潜在蒸散及年均气温为研究对象,通过气候倾向率法、Mann-Kendall法、累积距平法和小波分析法对各气候要素的演变特性进行了分析。结果表明:151 a来该流域年降水以1.55 mm/a线性趋势减少,年潜在蒸散以0.37 mm/a线性趋势增加,年均气温变化幅度不大,且3种气候要素的变化趋势均不显著;2年降水分布东多西少,南多北少,呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势;年潜在蒸散在东西向呈现出南北带状相间分布的规律;年均气温分布东高西低,南高北低,呈现出由东南向西北逐渐降低的趋势;3年降水突变点为1972、1976和1985年;年潜在蒸散突变点为1962、1968和1974年;年均气温突变点为1977年;4年降水、年潜在蒸散及年均气温序列均有17 a和28 a周期。     

长江流域降水集中突变特征及其遥相关因子分析

降水时域集中特征研究对流域抗旱防涝至关重要。基于长江流域1960～2020年气象站点降水数据计算降水集中度(PCD)与集中期(PCP)指数，采用滑动t检验、交叉小波变换与小波相干分析等方法，检测降水集中指数序列突变点，分析突变前后降水集中程度时空变化特征，并揭示降水集中指数对遥相关因子的响应。结果表明：(1) PCD与PCP突变节点约为1988年，突变前后PCD和PCP空间上皆大致呈由东南向西北递增的趋势，突变后流域年内降水分配趋向于均匀坦化且集中期提前。(2) PCD、PCP与太平洋年代际振荡(PDO)、北极涛动(AO)、厄尔尼诺(ENSO)、太阳黑子(SS)存在共振周期，其中PDO和ENSO与PCD和PCP共振相互作用更加显著，表明该遥相关因子可能是导致长江流域降水特征突变的重要因素之一。研究成果可为长江流域灾害防治、生态保护、水资源管理等工作提供技术支撑。     

黑龙江省八五三农场近50a降水特征分析

为揭示黑龙江省八五三农场降雨量的变化规律,利用农场近50a(1959-2010年)的月降水量,通过线性趋势分析法、滑动平均法、累积距平法、年际极值比、Mann-Kendall(M-K)突变检验法,分析了农场年降水量和季节降水量的变化趋势及其突变点。研究结果表明:(1)八五三农场的年降水量在研究时段内,总体上呈减少的趋势,且年际变化较显著;对于各季节降水量,夏季下降趋势比较明显,冬季上升趋势显著,春季和秋季基本无趋势变化;(2)M-K突变分析显示,年降水量突变趋势明显,存在1986年和1999年2个突变点;而该区域四季降水突变点较多,其中春季和冬季上升趋势明显,夏季和秋季的下降趋势较明显。     

北运河流域近57 a降水量趋势变化及突变特征分析

北运河流域属于北方典型缺水性流域,研究流域降水趋势变化及其突变特征对于区域水资源优化配置及生态流量保障均具有重要意义。本文利用北运河流域1960—2016年降水数据,运用线性回归法、滑动平均分析和累积距平法分析了流域内降水量的变化趋势,利用滑动t检验、Mann-Kendall突变检验法和Pettitt法进行了降水序列突变分析,并采用小波分析法分析了降水量的周期性特征。分析表明:(1)北运河流域年内降水分布不均,年际降水上升下降交替出现,多年平均降水量总体上出现微弱减少变化。(2)流域降水量空间分布上表现为中游区域降水量相对较多,上游山区和下游平原地区次之。(3)流域降水量在1996年前后出现较明显的突变特征,突变时间节点与海河流域大区域格局变化具有一致性。(4)流域存在3个不同尺度的"丰-枯"变化周期,其中以8～17 a时间尺度的6次振荡表现最为稳定和显著,第一主周期为13 a。     

太湖地区2015年主汛期雨情展望及后期对比分析——以无锡站为例

选择历史演变法和分段法,围绕降雨极值出现后的序列特征变化对太湖地区代表性雨量站展开分析,回避了繁琐的资料统计过程,按时完成预测任务,并且取得了较好的成果。研究表明,无锡站降雨资料不但在太湖流域具有较高的代表性,在国内也具有一定的代表性,可以很好地反映我国降雨带的南北转移情况;无锡站6月降雨量出现特大峰值后,对7月的影响是负相关、降雨正常偏少,对8月的影响则是正相关、降雨偏多;暖冬对无锡站汛期降雨的影响是5月和9月偏少、8月偏多,冷冬的影响正好相反。同时,总结了区域降雨的变化规律,可为防汛工作提供技术支撑与参考。     

太湖地区2015年主汛期雨情展望及后期对比分析——以无锡站为例

选择历史演变法和分段法,围绕降雨极值出现后的序列特征变化对太湖地区代表性雨量站展开分析,回避了繁琐的资料统计过程,按时完成预测任务,并且取得了较好的成果。研究表明,无锡站降雨资料不但在太湖流域具有较高的代表性,在国内也具有一定的代表性,可以很好地反映我国降雨带的南北转移情况;无锡站6月降雨量出现特大峰值后,对7月的影响是负相关、降雨正常偏少,对8月的影响则是正相关、降雨偏多;暖冬对无锡站汛期降雨的影响是5月和9月偏少、8月偏多,冷冬的影响正好相反。同时,总结了区域降雨的变化规律,可为防汛工作提供技术支撑与参考。     

黄河流域典型三级区蒸发序列非一致性分析

为研究蒸发序列非一致性,增强水文频率计算的稳定性,以黄河流域典型三级区蒸发序列为研究对象,以GAMLSS模型为基础,选择黄河流域5个典型水资源三级区,引入时间t作为解释变量进行参数拟合,分析各三级区年、汛期、非汛期蒸发序列的非一致性特征。采用Kendall法进行趋势检验,Mann-Kendall法和5 a滑动T检验法进行突变检验。分析结果表明:(1)伊洛河、三门峡—小浪底区间、花园口以下干流区间的蒸发序列突变较为明显,大夏河与洮河、湟水蒸发序列的突变存在一定的差异;(2)5个三级区不同时间尺度的蒸发序列以Generalized Gamma为最优分布的最多,Logistics的最少;(3)5个三级区不同时间尺度的蒸发序列除部分序列外,均与时间t成负相关,大部分蒸发数据均包含在置信水平为5%和95%的置信区间内,表明不同时间尺度的蒸发序列的GAMLSS模型拟合效果较好;(4)5个三级区蒸发序列非一致性特征较为明显,以花园口以下干流区间年、非汛期蒸发序列的非一致性特征最为明显。