南京市近53年气温和降水量特征分析

基于南京站1960~2012年月平均气温和月降水量资料,利用滑动平均、小波分解、Mann-Kendall检验、Mexican Hat小波变换和R/S分析,对年平均气温和年降水量进行趋势分析、突变检验、周期分析,并对其变化趋势做了预测。结果表明,南京市近53年年平均气温有明显上升趋势(显著性水平α=0.01),在1996年左右发生突变,年平均气温存在16年的主周期,未来一段时间内气温将呈上升趋势;南京市近53年年降水量有增加趋势但不显著,近53年未发生突变,年降水量存在2年和18年的周期,未来一段时间内年降水量将呈增加趋势。     

南昌市主要气候要素变化特征及其预测

基于南昌市1951~2015年逐月降水和平均气温数据,借助不均匀系数、集中度分析降水年内分配特征,采用5年滑动均值法、Mann-Kendall分析法、Morlet小波变换法及R/S分析法等探讨了降水量和气温的趋势性、突变性和周期性,并预测了序列未来的演变趋势。结果表明,南昌市年降水量年内呈单峰分布,最大降水量出现在5月30日,总体呈不显著增加变化,1955、1992、2000年发生突变,存在22年的主周期及4年的次周期,降水未来将持续增加;南昌市年内温差大,月平均气温极值比为5.57,年平均气温总体呈显著上升变化,在1997年发生突变,存在23年的主周期及17、4年的次周期,年平均气温未来将呈继续显著上升变化趋势。     

陆浑灌区主要气象因素与作物需水量的演变特征分析

针对陆浑灌区极端天气频发的问题,利用陆浑灌区1951~2013年逐日气象资料,采用小波分析对灌区降水量、平均气温及作物需水量(ET0)进行一般趋势分析及多时间尺度周期分析,运用Mann-Kendall法对各气象要素进行突变检验。结果表明,陆浑灌区的年降水量呈下降趋势,其中秋季降水减少对灌区年降水量下降贡献最大;气温、ET0呈上升趋势,春季气温上升对灌区气温升高贡献最大,夏季ET0的增加对灌区ET0增加贡献最大;陆浑灌区气温突变点在1998年,ET0的突变点在1974、2012年,灌区降水量年际变化不稳定使得突变点较多,分别在1958、1981、1986年;气温与ET0的波动主周期高度一致,均为7、17、30年,说明气温对灌区ET0的贡献相对较大。     

西宁市1951~2015年气温及降水量变化特征

基于西宁气象站1951~2015年的逐月气温及降水资料,利用滑动平均法、线性倾向估计法、累计距平法、Mann Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法,分析了西宁市近65年气温及降水量的变化特征。结果表明,近65年来,西宁市年均气温及四季季均气温均呈上升趋势,其中年均气温及春冬季均温上升趋势达显著水平,冬季均温对年均气温变化的贡献最大;年均气温于1972年发生突变现象,其变化第1、2、3主周期分别为45、32、20年;西宁市年降水量及四季季均降水量均呈上升趋势,仅冬季降水量变化趋势达显著水平,夏季降水量对年降水量变化的贡献最大;年降水量于1992年发生了突变现象,其变化的第1、2、3主周期分别为45、32、18年。     

西宁市1951~2015年气温及降水量变化特征

基于西宁气象站1951~2015年的逐月气温及降水资料，利用滑动平均法、线性倾向估计法、累计距平法、Mann Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法，分析了西宁市近65年气温及降水量的变化特征。结果表明，近65年来，西宁市年均气温及四季季均气温均呈上升趋势，其中年均气温及春冬季均温上升趋势达显著水平，冬季均温对年均气温变化的贡献最大；年均气温于1972年发生突变现象，其变化第1、2、3主周期分别为45、32、20年；西宁市年降水量及四季季均降水量均呈上升趋势，仅冬季降水量变化趋势达显著水平，夏季降水量对年降水量变化的贡献最大；年降水量于1992年发生了突变现象，其变化的第1、2、3主周期分别为45、32、18年。     

东北地区夏季降水变化特征及预报模型的构建

基于东北地区27个测站1951～2010年夏季降水资料,采用10年滑动平均和逐步回归趋势分析法分析和预测了东北地区夏季降水量随时间的变化趋势,并通过单相关系数法研究了74项环流指数与东北地区夏季降水量的关系,发现西半球副高指数、极涡指数、东亚槽强度及编号台风与东北地区夏季降水量均存在很好的线性相关关系,据此建立了逐步回归预报模型,拟合和预报了东北地区夏季降水量.结果表明,该模型预报精度较高、结果可信.     

基于大气环流因子的西南地区干旱预测模型及应用

为了有效识别西南地区干旱发生的前兆环流信号,基于标准化降水指数(SPI)和环流特征量月值数据,考虑致旱因子与区域干旱的非线性关系,对满足不同线型的非线性因子作线性化处理,筛选出通过显著相关检验的预报因子,基于多元线性回归方法建立了四种西南地区秋季干旱预测模型,比较了四种模型的估计值与西南地区实际干旱指数值。结果表明,在1961~2004年的模型率定期,四种回归模型均通过了显著性水平为0.01的F检验;非线性模型对2005~2012年验证期的干旱试报成功率高于线性模型,且成功预测了2005、2007、2009年的三场西南地区秋季干旱,预见期长达6个月,对数模型对西南秋季干旱预测效果较其他模型更稳定;欧亚及亚洲经向环流、大西洋及北非副高、北半球极涡和西藏高原位势高度等均为西南致旱的显著强信号。非线性因子处理方法适用于西南地区干旱预测建模,且具有潜在应用前景。     

淮河流域可利用降水量特征及其影响因子分析

通过滑动平均和小波分析的方法分析了1951～2006年淮河流域可利用降水量的演变趋势和变化特征,采用相关分析及逐步回归法挑选了7个与淮河流域可利用降水量关系密切的大气环流因子,并分析了其对可利用降水量的影响.结果表明,近十几年淮河流域的可利用降水量呈周期为2～3 a的震荡;副高、极涡指数、欧亚纬向环流对淮河流域的可利用降水量影响较大.所得结论可为有关部门决策提供参考.     

华北地区可利用降水量特征分析

选择华北地区1951～2010年的降水和气温观测资料,采用高桥浩一郎公式计算蒸发量及可利用降水量,利用累积距平、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波变换等方法对华北地区近60年可利用降水量的时间变化特征进行了分析,并分析了影响华北地区可利用降水量的大气环流因子。结果表明,华北地区的年可利用降水量和夏季可利用降水量呈减少趋势,年可利用降水量存在周期性变化,突变发生在1974年;副高、极涡指数、大西洋欧洲环流型和登陆台风等对华北地区可利用降水量的影响较为显著。     

查干湖保护区气象要素演变规律及可预报性分析

了解查干湖的气象演变规律对湖区保护具有十分重要的意义。选取乾安站为代表站,采用多尺度变化趋势分析、Mann-Kendall检验及加权的马尔可夫模型等方法,从线性变化趋势、突变点检测及气象要素可预报性等角度,分析了查干湖自然保护区1957~2011年共55年系列年平均气温、年降水量及年蒸发量等气象要素的统计特征和演变规律。结果表明,查干湖自然保护区年平均气温和年蒸发量系列具有较强的状态持续性,其基于统计方法具有较好的可预报性,而年降水量随机性较强,近年来查干湖呈现出干旱化的趋势,这将加剧区域水资源和生态环境的严峻形势。     

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。     

塔里木盆地西缘山地降水量变化特征研究

基于塔里木盆地西缘山地1960~2015降水量数据,采用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、线性趋势分析、多项式拟合、移动平均、Morlet小波函数和滑动t检验(MTT)等方法分析了其降水变化趋势、变化过程、变化周期和突变情况。结果表明,塔里木盆地西缘山地以夏秋降水为主,年降水量和四季降水量在波动中整体呈上升趋势,其中年降水量、夏秋季节降水量递增速率快、趋势显著,这些变化将加大防洪压力,必须引起重视;年降水量、四季降水量存在准4、8、12、28年周期波动,但模方系数变化较大,表明年降水量和不同季节降水量波动周期的主控因素不同,不同时段降水量波动周期的主控因素也不同;年、春季、夏季、秋季和冬季降水突变点分别为1985、1977、1986、1997、2000年,突变前后降水量平均值变化明显。研究结果对于防洪防汛、水资源合理利用及山区或河流上游修建水库设计具有一定借鉴价值。     

气候变化对黄河源区水文情势的影响

在CMIP5多种GCM模式和VIC模型基础上,结合水文指标法(IHA)和趋势分析法,研究了未来气候变化对黄河源区水文情势的影响。结果表明,黄河源区的年降水和年平均气温在未来时期(2036~2065、2070~2099年)总体上呈现显著增长趋势,各季气温增幅相当,然而降水季节变化存在较大差异,夏季降水较秋冬季节增长更为显著;黄河源区的汛期径流量呈增加趋势,剩余月份呈减小趋势,该趋势在冬季尤为显著;年极端最小径流有减小趋势,年极端最大径流有增加趋势,可能会对部分鱼类繁殖等产生影响,不利于水生生物的生存。     

皖北地区旱涝演变及急转特征

根据皖北及其周边的16个气象站点1961～2013年每日降水数据,利用SSPI指数和夏季长周期旱涝急转指数,分析了皖北年降水量时空变化、旱涝发生频率的空间分布特征及旱涝急转规律。结果表明,皖北的年降水量呈微弱的减少趋势,呈现出从西北向东南递增的趋势;皖北干旱与洪涝在不同时间尺度下分布较为均匀,呈现出反复交替出现的情况。从时间尺度看,秋季为旱涝高发时期;从空间尺度看,淮北、宿州、蚌埠为秋季干旱高发区,阜阳、宿州为春季洪涝高发区;旱涝急转事件均为旱转涝事件,在2000年之后旱涝急转事件具有更高的发生频率,占53年中旱涝急转次数的40%。     

基于可变模糊评价模型的长江上游气象干旱评价

为全面评价长江上游流域的气象干旱状况,利用该流域1953~2012年的气温、降水资料,选取标准化降水指数(SPI)、连续无雨日(CDD)、相对湿润度指数(M)3种气象干旱指标,建立可变模糊数学模型,并应用Mann-Kendall检验法和小波分析方法分析了该流域长期气象干旱的时空变化特征。结果表明,流域气象干旱程度总体呈加重趋势;季节上冬、春连旱较为严重,秋旱有显著加重趋势,预计今后出现秋、冬、春连旱的可能性大;气象干旱存在20年左右的长周期以及6~8年左右的短周期;年际及季节空间分布规律均为自东向西逐渐加重。研究成果可为深入认识区域长期气象干旱演变特征提供参考,对西南等地区的抗旱减灾工作具有重要意义。     

黑河上游水文气象要素变化规律分析

为揭示气候变化对干旱地区水文气象要素的影响,在对黑河上游莺落峡站以上地区1960~2010年平均气温、年平均径流、年平均日照时数、年降水及年平均相对湿度资料进行线性趋势分析的基础上,采用M-K非参数统计检验对其显著性进行判断,运用小波变换探讨了各序列的多时间尺度变化特征,并采用R/S法分析了流域各序列的持续性,估算各项指标的Hurst指数以定量估计未来序列的变化趋势。结果表明,该地区降水、气温和径流均呈上升趋势,相对湿度和日照时数均呈下降趋势;径流、降水、相对湿度和日照时数具有一致的主周期和次周期;黑河上游径流成分由降雨和融雪径流组成,同时受降雨和气温的影响。     

澄碧河流域极端降水变化分析

根据广西岩溶区澄碧河流域1963～2014年逐日降水资料,结合百分位计算法定义极端降水阈值,在此基础上,采用线性趋势、Mann-Kendall、Morlet小波分析及Pearson相关系数等方法分析了极端降水指数演变规律及其与年径流的关系。结果表明,极端降水量、极端降水日数和极端降水比率呈上升趋势,10年上升率分别为2.3mm、0.034d、0.7%,极端降水强度呈下降趋势,下降率为-0.02mm/(d·10a),经Mann-Kendall趋势检验,上升和下降趋势均不显著;经过多种突变检验法综合诊断,极端降水量和极端降水强度的突变年份为2009年,极端降水日数和极端降水比率的突变年份为1976年;各极端降水指数周期演变特征基本一致,第一、二主周期分别为28、15年,且丰枯交替明显;极端降水量与年径流的相关性最强,极端降水强度与年径流的相关性最弱。