太湖流域61年来降水时空演变规律分析

基于太湖流域1951～2011年长系列降水资料,采用正交函数分解法、Spearman和Mann-Kendall非参数统计检验法、连续小波分析方法等,从空间分布、趋势性、周期性和突变性等方面系统剖析了61年来太湖全流域及各水利分区降水的时空演变规律。结果表明,太湖流域降水表现为两种空间分布类型,一类是年降水量振幅高值中心位于以市岭站为中心的浙西山区以及湖西区的长兴～宜兴一线,第二类表现为年降水量以湖区为分界呈南北相反的分布型态。61年来,太湖全流域和各水利分区年降水量、汛期降水量及年最大30日降水量均不存在显著的变化趋势,但具有较明显的丰枯周期。本文研究结果可为流域开展洪水资源利用、制订调度方案、应对气候变化提供科学依据。     

岷江流域汛期降水时空特征研究

利用岷江流域内15个站点1956～2001年降水资料,运用经验正交函数(EOF)分解、Morlet小波变换、Mann-Kendall秩次相关检验等方法,分析了降水的时空变化特征.结果显示:岷江流域降水年内分配极不均匀,年降水量70%以上集中在汛期(6～10月).西部高原降水年内分配呈双峰型,降水峰值出现在6月和9月,东部平原呈单峰型,峰值出现在7月和8月.对汛期降水经验正交函数分解的第一主分量显示东西反相变化,表明呈现西干东湿或西湿东干的格局特征.汛期降水时间上46年来呈下降趋势,且存在准2年、5～7年、14～15年的周期.     

北疆冬季降水的气候特征分析

基于新疆北部1961-2009年43站逐日降水资料,分析了北疆冬季降水的气候分布及时间变化特征.结果表明:北疆冬季降水存在明显的区域差异,北疆西部是降水量和降水日数最多的区域.相对夏季,冬季降水受地形影响规律不明显,这与两个季节形成降水的云物理微观过程的环境条件差异有关.冬季降水呈明显的增加趋势,其中小雪表现为减少趋势...     

珠江流域降水周期特征分析

运用小波分析方法,研究了珠江流域全年、汛期(4～9月)和非汛期(10～翌年3月)三种降水序列时间周期演变特征,结果表明:(1)珠江流域不同区域降水周期不一,大体可分成三个片区,周期尺度分别为6～8a、12～14a和20～21a;(2)珠江流域全年与汛期降水周期以年际变化为主,且两者降水周期分布一致;非汛期降水周期以年代际变化为主,与全年及汛期的降水周期差异较大。     

青海省近50年极端降水事件时空分布特征

基于线性倾向估计、小波分析、Mann-Kendall检验及空间插值等方法,对1962—2013年28个均匀分布在青海省内的气象站点数据近50 a(1962—2013年)极端降水事件的时空特征进行了分析。结果表明,在长期趋势上青海省极端降水事件呈上升趋势,其强度与频数变化分别具有28 a和15 a±的主周期,并且少数站点在20世纪90年代发生突变;青海省内的极端降水事件在空间上存在明显差异,整体呈自西向东逐渐增强的特征,极端降水事件在南部地区发生频率总体高于北部地区,东南部发生极端降水的频率最高;近50 a青海省内大部分地区极端降水事件的强度与频数均呈上升趋势,其中东北部地区极端降水事件的强度上升趋势较为明显,仅有东南端与西北端呈现下降趋势,极端降水事件频数的上升趋势由东南端及西北端分别向中部加强。     

陕西省降水时空分布与变化特征分析

基于陕西省1961—2005年97个县市的逐月降水资料采用经验正交函数分析(EOF)方法对降水空间分布进行研究;利用降水集度法表示降水的年内分异情况;并通过求各降水量场时间系数的变化趋势系数探讨降水时间变化特征。结果表明,全省降水呈南多北少的特点,主要有4种雨型,大部分地区降水呈季节性变化,降水量整体缓慢下降,季节上变化为春、秋下降,夏、冬上升。     

1962-2007年广东干湿时空变化特征分析

利用广东省74个气象站点1962-2007年的月降水与气温数据,计算多时间尺度的标准化蒸散发指数,采用旋转经验正交函数(REOF)、Mann-Kendall趋势检验和小波分析等方法分析广东近50年来的干湿时空变化特征。研究结果表明:① 广东20世纪70年代以来干旱发生事件随时间持续增多,空间范围扩展;② 根据REOF时空分解的前6个空间模态,可以将广东划分成6个干湿特征区域,分别位于珠江三角洲、韩江流域及东江流域上游、西江流域及北江中下游流域、粤东沿海区域、北江上游区域和粤西沿海区域;③ 广东干湿发展具有明显的东西部差异性,其中西江流域和北江中下游流域、雷州半岛为主的粤西沿海流域存在着显著的干旱趋势;④ 6个分区干湿变化普遍具有2~8年的振荡周期,但最强振荡周期有所差别。     

南水北调西线一期工程引水区和黄河上游区域气候特征分析

利用引水区和黄河上游地区25个站1951—2000年50 a的气温和降水逐日资料,分析了研究区域降水的时空分布特征;把引水区和黄河上游地区分成7个小区,利用小波分析的方法研究了各小区气温和降水的多时间尺度特征.结果表明:黄河上游和南水北调西线引水区夏、秋、冬三季降水以同步的变化为主,其次为黄河上游与引水区之间存在反位相的变化.春季降水主要表现为黄河上游与引水区之间存在反位相的变化,其次才表现为一致的变化.各区的气温均以同步升温为主.降水具准3 a和准22 a周期,气温的振荡周期主要是2~5 a的小周期和准11 a的周期.引水区和黄河上游地区近50 a来夏季的降水在一致变化的基础上也有着明显的区别.     

东江流域降水场时空分布特征分析

选取东江流域57个测站的45年月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解的方法,对东江流域降水场的时空分布进行了研究.结果表明:东江流域冬季降水场在全流域上具有大尺度特征,而夏季降水场局部性较为明显;降水空间分布特征随时间变化而改变,其中以夏季变化最大,冬季变化最小;东江流域降水空间分布的年际变化中只有秋季存在显著周期.     

西风带和南亚季风对三江源雨季水汽输送及降水的影响

为了进一步明确西风带和南亚季风对三江源流域的水汽输送作用及对流域降水的影响,利用ERA-20C再分析数据集对三江源流域1948-2010年雨季水汽通量场进行经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,EOF）分解,得到可表征西风带和南亚季风水汽输送在三江源流域强弱关系的经验正交函数模态及指标,揭示当西风带和南亚季风分别控制流域时的水汽输送和降水分布规律。结果表明:西风带控制流域水汽输送时,流域内部水汽输送方向为由西北向东南,西风带和南亚季风在流域南边界附近汇集,流域东部及南部（澜沧江源区大部,黄河源区东部）降水显著增加;南亚季风控制流域水汽输送时,流域内部水汽输送方向为由南向北,两支水汽输送路径在流域以北汇集,流域北部（长江源区大部,黄河源区偏北部）降水显著增加。西风带和南亚季风的水汽输送均对三江源流域具有重要作用,两支水汽输送路径分别控制流域时可引起流域内部不同区域降水的显著增加。     

华北地区大气降水稳定同位素特征与水汽来源

选取华北地区的包头,石家庄,天津,太原IAEA/WMO/GNIP大气降水的氢氧同位素组成的资料,分析了华北地区降水稳定同位素的时空分布特征及其影响因素.研究表明:华北地区降水中的δ18O值都表现出明显的“夏高冬低”的季风气候特征,夏季表现雨量效应,冬季温度效应明显;华北各地区降水线方程与全国及全球降水线相比,斜率和截距都偏小,揭示了华北地区降水是在非瑞利条件下进行的,并且除天津外,其他地区稳定同位素特征还受到降水过程中局地水汽循环的影响;d值总体表现出冬高夏低的季节变化特征,说明了冬季风和夏季风期间降水的水源区蒸发条件不同.     

南水北调西线工程区降水特征分析

利用30个站的1965-2000年日降水资料,分析了南水北调西线工程区的降水气候特征、降水过程特征和降水极值特征.结果表明:该区多年平均降水量为520.5 mm,年降水量等值线呈东北-西南向分布,由西北向东南递增,半干旱区和湿润地区年降水量的分界线在该区沿玉树-清水河-大武-河南-合作-临洮一线分布;降水过程大部分大于5 d,降水集中在3 d左右,过程降水量可分为纬向类和斜向类两种,斜向类占大多数,其中斜向类又可分为西北-东南向、东北-西南向两种,以西北-东南向的发生较多.降水中心由西北向东南方向移动,或中心变动不大,但范围先加大后减小.在所有降水过程中,一日最大雨量出现在壤塘的频率最高,其次为若尔盖和临洮;3 d最大降水量最频繁发生在临洮,其次为壤塘和若尔盖.18次过程降水极值分布与多年的年降水量大值区相对应.1965年、1984年、1992年过程降水偏弱,1981年、1989年、1999年过程降水偏强.     

我国东北地区冬季降水和东亚冬季风的关系研究

利用1961-2011年我国东北地区(包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部)的冬季降水资料,分析了东北地区冬季降水量的时空分布和冬季降水日数的时空分布,对比分析了东亚冬季风对我国东北地区冬季降水的影响. 结果表明：东北地区冬季降水量和降水日数分布有明显的区域差异,以内蒙古东南部、辽宁西北部、吉林西部、黑龙江西南部为低值中心,外围辽宁东部,吉林南部,黑龙江东部、中北部、北部,内蒙古东北部等地区为高值区;冬季降水量年际变化呈增加的线性趋势,1980年代中期以后冬季降水量的高值和低值都有明显的增大;年降雪日数年际变化呈线性增加趋势. 1948-2011年东亚冬季风强度指数的结果表明,东亚冬季风呈明显的线性减弱趋势,弱东亚季风主要集中在20世纪80年代中期以后,除内蒙古东南部等少数区域外,我国东北大部分地区的冬季降水量都和东亚冬季风呈负相关. 对应地,东北地区冬季降水量增大,年际变化的幅度变化增大,降水日数增量较小,这可能与东北地区冬季极端降水天气和干旱天气增加有关. 在东亚范围内,我国东北地区冬季降水多年200 hPa U风增强、500 hPa高压减弱、850 hPa东海南风增强,冬季降水少年则相反.     

1543—2001年北疆区域年降水量变化特征分析

征,同时200 a左右的周期变化特征也较为明显,且不同历史时期的周期变化特征存在明显差异.突变检验表明,均值突变尺度在50～100 a尺度上更为明显,公元1613-1643年,1731-1792年的突变表现为年降水量的增加,而公元1669-1712年的突变则表现为年降水量的减少;方差突变则以18世纪80年代最为明显.     

南水北调西线引水区与黄河上游降水过程的水汽特征分析

利用NCEP再分析资料,分析了南水北调西线引水地区和黄河上游的可降水量、水汽通量、水汽通量散度和该区域的流场.结果表明:在5~9月间,该地区可降水量7月最大,其次为8月、6月、9月,最小为5月;水汽通量主要从南边界获得,北边界存在较稳定的强度不大的净收入,西边界不太稳定,会出现负收入.研究区域上空600 hPa水汽通量主要为辐合,风场散度对水汽通量散度的贡献最大;向研究区域输送的水汽在低层既有直接从孟加拉湾输入,又有从孟加拉湾经中南半岛北部绕过来的,而高层则基本从孟加拉湾直接输入.     

西北与华北地区现代降水变化趋势的对比

利用研究区内国家级气象站观测资料,分析1951~2013年降水变化趋势。其结果表明:西北与华北地区年均降水呈"东多西少"的空间格局;西北地区降水呈明显增加趋势,以青海及新疆西部较为显著,华北地区降水呈减少趋势,两地区降水趋势增加与减少的变化在104°E附近地区过渡;西北地区降水增加趋势起始于1980年代中期,华北地区降水减少趋势起始于1980年代初期;两地区降水变化"反(错)位相"特征在降水量累计距平百分比指标上表现明显。采用REOF方法,结合地理位置和地形等因素,西北与华北地区可分为6个降水子区域,各子区域及其之间的降水变化更详细体现出"反(错)位相"特征的情况,这种特征可能受到近几十年亚洲季风变化的影响。     

Variability of East Asian Winter Monsoon in Quaternary Climatic Extremes in North China

In order to examine high-frequency variations of East Asian winter monsoon in Quaternary climatic extremes, two typical loess–paleosol sequences in the Chinese Loess Plateau were investigated. Sandy layers in the loess deposits, the “Upper sand” and “Lower sand” (layers L9 and L15, respectively), which represent a high-resolution record of paleomonsoon changes, have been sampled at intervals of 5–6 cm from sections at Luochuan and Xifeng. The grain size and magnetic susceptibility was measured for all samples. The grain-size results (a proxy of winter monsoon strength) indicate that the winter monsoon strength fluctuated on a millennial timescale during cold climatic extremes, with climatic events of a few hundred to a few thousand years. However, the winter monsoon was relatively stable during warm periods. The magnetic susceptibility signal (a proxy of summer monsoon intensity) is practically constant over the same period. This is tentatively explained by the assumption that the summer monsoon intensity was too low to be recorded in the magnetic susceptibility signal. The intensified winter monsoon events show periodicities in a range of 1000 to 2770 yr, with a dominant cycle of approximately 1450 yr. The detection of this oscillation in older glacial stages strongly suggests that it may be a pervasive cycle of the cold climatic phases of the Quaternary. Millennial-scale variations of the winter monsoon may be caused by instability of the westerly jet, which is determined by temperature differences between the polar and the equatorial regions.     

North American Trends in Extreme Precipitation

An analysis of extreme precipitation events indicates that there has been a sizable increase in their frequency since the 1920s/1930s in the U.S. There has been no discernible trend in the frequency of the most extreme events in Canada, but the frequency of less extreme events has increased in some parts of Canada, notably in the Arctic. In the U.S., frequencies in the late 1800s/early 1900s were about as high as in the 1980s/1990s. This suggests that natural variability of the climate system could be the cause of the recent increase, although anthropogenic forcing due to increasing greenhouse gas concentrations cannot be discounted as another cause. It is likely that anthropogenic forcing will eventually cause global increases in extreme precipitation, primarily because of probable increases in atmospheric water vapor content and destabilization of the atmosphere. However, the location, timing, and magnitude of local and regional changes remain unknown because of uncertainties about future changes in the frequency/intensity of meteorological systems that cause extreme precipitation.     

苏北沿海地区降水量的统计分析

通过对苏北沿海盐城站降水量的统计分析,验证了其降水量雨型为P-Ⅲ型分布。同时,根据盐城站实测降水资料,对其降水量特征值、年际变化、年内分配进行分析计算,并探讨降水量变化规律,为盐城市水资源调查评价和水资源规划提供参考。