千河流域近540 a来旱涝灾害变化规律研究

 通过收集整理千河流域1470-2009年旱涝灾害资料,结合滑动平均、累积距平,以及小波变换处理等方法,分析了千河流域近540 a来旱涝灾害变化规律。研究结果表明:千河流域旱涝灾害交替频繁,具有明显阶段性与周期性规律。通过11 a滑动平均和累积距平分析,可以将千河流域历史旱涝灾害分为3个阶段,在此基础上,又可分为7个明显的偏旱或偏涝时期。另外,由小波分析得出,千河流域近540 a来的旱涝灾害具有明显的周期变化,并且与太阳活动周期有着密切的联系。而且千河流域历史旱涝灾害的发生与我国西北地区,尤其是关中地区旱涝灾害发生规律具有明显的相关性。这对了解千河流域旱涝灾害发生规律和制订防灾减灾措施等具有重要的现实意义。     

利用旱涝县次建立历史时期旱涝指数序列的试验*

本文利用27万条自然灾害史料记载,整理出我国东部及南部85个地区的受灾县次记录,分析了这些记录的可靠性,建立了这些地区1471—1950年的旱涝指数序列,并以北京地区为例,详细说明了利用旱涝县次建立旱涝指数序列的过程,分析了这种方法的可靠性。     

时空序列预测分析方法在华北旱涝预测中的应用

论述场时间序列(时空序列)分析问题的提出以及理论基础,并在此基础上,根据状态空间重构理论和嵌入定理,参考单变量时间序列状态空间动力学预报模式,给出场时间序列的动力学预报方法的基本思想和预报思路,并尝试应用于我国华北地区5年、10年和20年尺度旱涝的长期预测试验中.初步的预测结果表明,场时间序列方法对其有一定的预测能力;我国华北地区5年及20年的旱涝等级为正常,近10年的旱涝等级为正常略涝.     

西安地区(380-1983年)旱涝气候变化

依据历史记载,采用最优分割法、功率谱分析及谐波分析等方法,建立西安(古长安)地区近1604年的旱涝指数气候序列,探讨该地区旱涝气候特征及旱涝变化规律,并与相邻地区作了对比.     

基于气象旱涝指数的旱涝急转事件识别方法

基于长江流域212个气象站点1961-2017年的日降水资料,借助标准化加权平均降水指数（SWAP）,结合多门槛游程理论,提出一种识别旱涝急转事件的新方法。方法应用于旱涝急转事件高发的长江流域,分别从典型站点旱涝事件分析、区域典型旱涝急转事件分析、旱涝急转事件时空分布规律分析等角度,探讨了长江流域1961-2017年旱涝急转事件规律。结论显示：①SWAP指数对于旱涝事件具有良好的识别能力。②聚类方法可聚合相似旱涝急转事件,2011年长江中下游旱涝急转事件中干旱事件占主导地位,持续时间远长于洪涝事件。③ 长江流域旱涝急转事件呈现明显的区域规律：上游发生频率较低,中下游偏高;此外,长江流域多数分区近期旱涝急转事件发生频率呈现上升趋势。研究结果表明,基于SWAP指数并结合多门槛游程理论的方法能够比较准确地识别旱涝急转事件,可进一步应用于旱涝急转事件的预测及评估中。     

530年来中国东部旱涝分区及北方旱涝演变

使用我国东部地区530年来100个站的旱涝等级序列作REOF分解,根据前7个旋转空间模上高荷载区分布,将中国东部地区分成7个旱涝气候区,即东北区、华北北区、华北南区、西北区、长江中下游地区、华南区及西南区.在分区基础上,着重研究了中国北方季风边缘地带旱涝演变特征.自1470年以来中国北方的旱涝存在明显的阶段性和区域性.16～17世纪上半叶,中国北方干旱频繁,尤其在东北区、华北南区及西北区普遍出现严重干旱.18～19世纪,华北北区干旱发生较多,东北区以涝为主;而华北南区及西北区旱涝交替发生,但变化幅度相对较缓.华北北区及华北南区分别在19世纪末及20世纪初突然从涝相气候跃变为旱相气候,这两地区的干旱持续近百年,是我国北方干旱最严重的地区.五百多年中,东北区、华北北区及西北区极端干旱呈现出相似的变化趋势,具有两头多而中间显著减少的特征;而华北南区一直是极端干旱多发区.中国北方各个旱涝气候区的旱涝具有多时间尺度的年代际振荡特征.4个地区的旱涝变化都存在20～30年时间尺度的周期振荡;除西北区外的三个地区的旱涝变化都存在70～80年时间尺度的周期振荡;东北区及西北区的旱涝变化存在40～50年时间尺度的周期振荡;另外,准10年时间尺度的周期振荡存在于华北北区和南区.     

东南沿海地区近524年旱涝阶段的探讨

本文从近５２４年东南沿海地区旱涝等级历史序列研究该区域历史时期旱涝发生的时段、技续特征及其演变规律，并对本世纪末至下世纪初的长期旱涝趋势作出阶段预测。     

昆明1322年至2013年旱涝历史的重建

利用《云南省气象灾害史料》、《中国近500年旱涝分布图集》、《中国气象灾害大典云南卷》记载的昆明旱涝灾害资料,通过数学分析、旱涝指数化等级划分,重建昆明元代以来的旱涝等级序列,分析昆明1322年至2013年旱涝灾害发生的周期性变化,并对昆明旱涝灾害的发生原因进行了初步探讨。研究表明:1322年至2013年昆明692 a旱涝灾害频发,且以涝灾为主。小波分析结果指出昆明旱涝灾害具有显著的周期性,第一主周期39a,第二主周期11 a,第三主周期4 a。昆明692 a旱涝灾害分为3个阶段,其变化总体趋势是:先趋向于涝,后趋向于旱;2009年至2013年5年连旱是1700年以来旱趋势的发展。昆明旱涝灾害的发生与太阳活动、ENSO、季风气候和气候变化等自然因素密切相关。     

明清时期宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应

通过对明清时期宝鸡地区旱涝灾害资料的统计和整理,利用滑动平均、累积距平及小波分析等方法探讨分析了1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应。结果表明：① 1368-1911年,宝鸡地区共发生297次旱涝灾害事件,其中旱灾和涝灾分别发生191次和106次,占旱涝灾害发生总次数的64.31%和35.69%。② 宝鸡地区旱涝灾害具有较为明显的阶段性特征,1368-1644年为偏旱阶段,1645-1804年为旱涝灾害波动阶段,1805-1911年为偏涝阶段,整体上呈现出干旱—湿润期的交替特征。旱涝灾害在时间尺度上大致存在70年、110年和170年左右3个振荡周期,与太阳黑子活动周期相对应。③ 旱涝灾害具有显著的空间差异性特征。渭河流域以北、以东地区既是旱灾的多发区,也是涝灾的多发区。④ 明清时期宝鸡地区旱涝灾害链的相继发生是对全球气候变化的响应。18世纪60年代以来,全球气候环境变化导致极端旱涝灾害事件频繁发生。     

历史时期广东地区旱涝灾害与气候变化关系

通过对广东旱涝及冻灾史料的整理分析,采用相关分析、波谱分析等方法对历史时期广东旱涝灾害发生规律及其与厄尔尼诺事件、太阳活动的可能关系进行探讨。分析认为:1)从历史时期看,广东的湿润指数与其旱涝灾害的发生密切相关,寒冷指数越高(气温越低),旱涝灾害的发生越频繁。2)厄尔尼诺事件对广东整体旱涝灾害影响不大。3)在不同的历史时期,各指标序列具有相同或相似的周期。结合已有的研究认为,太阳辐射对气候的驱动可能是产生上述相同或相似周期的根本原因。4)对湿润指数的多尺度分析表明,自2000(±5)年广东地区开始进入偏旱期,偏旱状况将一直持续到2040(±5)年。从120 a尺度看,本世纪广东将处于偏涝阶段,预计2040(±5)年后将有较大强度的偏涝期出现,而且在未来几十甚至百年内旱涝变化幅度有增大的趋势。     

1960—2017年中国北方气候干湿变化及其与ENSO的关系

基于中国北方424个气象站实测数据，应用FAO Penman-Monteith模型计算潜在蒸散（Potential evapotranspiration，ET₀），使用降水和潜在蒸散数据计算得到标准化降水蒸散发指数（SPEI），以此研究了1960—2017年中国北方干湿时空变化特征，分析了ENSO对北方气候干湿变化的影响。结果表明：中国北方干湿变化的线性趋势总体不显著，四季中春季和冬季变湿趋势明显。空间上，西北西部存在明显的变湿趋势，干旱化趋势主要发生在黄土高原、内蒙古东部和东北东部地区。全区各级干旱事件呈减少趋势，各级湿润事件呈增加趋势，其中以中等干旱的减少最为显著。西北西部中等干旱和极端干旱明显减少，东北北部和新疆部分地区极端湿润明显增加。全区四季3类干旱事件均表现为减少的趋势，3类湿润事件均表现为增加的趋势，西北西部四季3类干旱事件均呈减少趋势。ENSO对北方干湿的影响存在一定程度的滞后性。El Ni?o翌年气候湿润，La Nina翌年气候干旱。在年际和春季2个尺度上，SSTA与翌年SPEI存在显著的正相关关系。     

新疆气候“湿干转折”的信号和影响探讨

新疆是对全球变化响应最敏感地区之一,分析全球变暖背景下新疆干湿气候变化及其影响,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义。基于气象水文观测资料,对新疆区域干湿气候变化及其影响评估进行了探讨。结果表明：① 20世纪80年代中后期以来新疆气温升高,降水量增加,呈“暖湿化”特征;但1997年之后,干旱变化趋势、干旱频率、干旱发生月份等均有明显增加,导致70%以上的区域变干,新疆气候出现了从“暖湿化”向“暖干化”转折的强烈信号,即发生了“湿干转折”;② 新疆气候转折对区域生态和水资源造成明显的影响,归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）经历了先增后减的变化过程,1982—1997年植被趋于“变绿”,但1997年之后植被长势迟滞,土壤水分明显下降,生态逆转,生态负效应凸显;③ 新疆河流径流变化出现明显的区域差异,对干湿气候转折响应复杂,受冰雪融水对径流补给比例的影响,发源于天山的河流径流对区域干湿变化有正响应,但发源于昆仑山的河流径流响应不明显。研究结果表明气候“湿干转折”和极端气候事件加剧背景下新疆干旱化急剧增加,水循环系统和生态系统不稳定性加剧,相关成果可为区域干旱灾害防灾减灾和风险管理提供有价值的决策参考。     

我国历史时期冷暖年代的干旱型

中国历史时期的旱涝变化与冷暖变化是有联系的。冷的年代,我国的气候是西干东湿,而暖的年代则是西湿东干。     

帕默尔干旱指数在天山北坡典型绿洲干旱特征分析中的适用性

以天山北坡为实验区,采用2002-2008年精河、乌苏、石河子、蔡家湖4个气象站的气象数据,进行月的水分平衡及其各分量的多年平均值计算,然后计算各气候常数;基于气候常数计算气候适宜蒸散量、气候适宜补水、气候适宜径流量、气候适宜失水量,确定月正常气候所需的水量,即气候适宜降水量;进而计算水分距平,最终确定研究区的帕默尔干旱指数.对帕默尔干旱指数与本地的历史文献记录的实际干旱情况进行对比,验证了帕默尔干旱指数模式的可应用性,并得出了研究区内4站点的帕默尔干旱指数计算公式,根据该指数计算的结果与实际的旱情记录相符合.     

Interdecadal fluctuation of dry and wet climate boundaries in China in the past 50 years

Based on the mean yearly precipitation and the total yearly evaporation data of 295 meteorological stations in China in 1951–1999, the aridity index is calculated in this paper. According to the aridity index, the climatic regions in China are classified into three types, namely, arid region, semi-arid region and humid region. Dry and wet climate boundaries in China fluctuate markedly and differentiate greatly in each region in the past 50 years. The fluctuation amplitudes are 20–400 km in Northeast China, 40–400 km in North China, 30–350 km in the eastern part of Northwest China and 40–370 km in Southwest China. Before the 1980s (including 1980), the climate tended to be dry in Northeast China and North China, to be wet in the eastern part of Northwest China and very wet in Southwest China. Since the 1990s there have been dry signs in Southwest China, the eastern part of Northwest China and North China. The climate becomes wetter in Northeast China. Semi-arid region is the transitional zone between humid and arid regions, the monsoon edge belt in China, and the susceptible region of environmental evolution. At the end of the 1960s dry and wet climate in China witnessed abrupt changes, changing wetness into dryness. Dry and wet climate boundaries show the fluctuation characteristics of the whole shifts and the opposite fluctuations of eastward, westward, southward and northward directions. The fluctuations of climatic boundaries and the dry and wet variations of climate have distinctive interdecadal features.     

Interdecadal fluctuation of dry and wet climate boundaries in China in the past 50 years

Based on the mean yearly precipitation and the total yearly evaporation data of 295 meteorological stations in China in 1951-1999, the aridity index is calculated in this paper. According to the aridity index, the climatic regions in China are classified into three types, namely, arid region, semi-arid region and humid region. Dry and wet climate boundaries in China fluctuate markedly and differentiate greatly in each region in the past 50 years. The fluctuation amplitudes are 20-400 km in Northeast China, 40-400 km in North China, 30-350 km in the eastern part of Northwest China and 40-370 km in Southwest China. Before the 1980s (including 1980), the climate tended to be dry in Northeast China and North China, to be wet in the eastern part of Northwest China and very wet in Southwest China. Since the 1990s there have been dry signs in Southwest China, the eastern part of Northwest China and North China. The climate becomes wetter in Northeast China. Semi-arid region is the transitional zone between humid and arid regions, the monsoon edge belt in China, and the susceptible region of environmental evolution. At the end of the 1960s dry and wet climate in China witnessed abrupt changes, changing wetness into dryness. Dry and wet climate boundaries show the fluctuation characteristics of the whole shifts and the opposite fluctuations of eastward, westward, southward and northward directions. The fluctuations of climatic boundaries and the dry and wet variations of climate have distinctive interdecadal features.     

近600年来巢湖流域旱涝灾害研究

基于历史文献中的水旱灾害记录,重建巢湖流域1370~1988年旱涝灾害等级序列,并进行连续功率谱分析。结果表明:近600多a来,巢湖流域涝灾和旱灾发生的频率几乎相当,平均为2.28~2.40 a一遇;但特大涝灾和大涝灾的频率远高于特大旱灾和大旱灾。巢湖流域水旱灾害存在准周期的变化,主要为:2~3、7~10 a,这与长江中下游的洪涝灾害变化步调基本一致。自然气候因素和人类活动对环境演变的影响是今后进一步研究的主要方向。     

近半个世纪中国西北干湿演变及持续性特征分析

 利用1960-2007年中国西北地区248个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化干湿指数,从年际演变、季节内变化以及持续性特征等方面较系统地揭示了近半个世纪来西北地区的区域性干湿演变事实,结果表明:在温度与降水双重因子驱动下西北地区的干湿演变特征同降水单一要素驱动下的干旱特征存在明显的差异,说明气候变暖对西北干旱化趋势的贡献程度比较显著;自20世纪90年代后期以来,西北各分区每年异常干旱月份发生概率呈增多趋势,而异常湿润月份发生概率除了北疆地区外,其它分区近10 a异常偏少,这种现象在西北东南部表现得尤为突出。从四季干湿变化来看,冬季表现为湿润化趋势,而春、夏、秋三季呈现出了干旱化趋势。另外西北东南部、青海高原东侧以及南疆地区自20世纪90年代以来,很少出现过持续性湿润事件,而持续性干旱事件却明显多于90年代以前,而且持续性干旱的最长持续时间长,强度大,北疆地区和青海高原48 a来持续性干湿事件发生频次、强度以及持续时间没有明显的趋势变化,而青海高原地区相比其它区域持续性干湿事件偏少,强度偏弱,最长持续时间也偏短。     

The extreme dry/wet events in northern China during recent 100 years

Using monthly precipitation and monthly mean temperature, a surface humid index was proposed. According to the index, the distributed characteristics of extreme dryness has been fully analyzed. The results indicated that there is an obvious increasing trend of extreme dryness in the central part of northern China and northeastern China in the last 10 years, which shows a high frequency period of extreme dryness; while a low frequency period in the regions during the last 100 years. Compared with variation trend of the temperature in these regions, the region of high frequent extreme dryness is consistent with the warming trend in the same region.     

中国近代北方极端干湿事件的演变规律

Using monthly precipitation and monthly mean temperature, a surface humid index was proposed. According to the index, the distributed characteristics of extreme dryness has been fully analyzed. The results indicated that there is an obvious increasing trend of extreme dryness in the central part of northern China and northeastern China in the last 10 years, which shows a high frequency period of extreme dryness; while a low frequency period in the regions during the last 100 years. Compared with variation trend of the temperature in these regions, the region of high frequent extreme dryness is consistent with the warming trend in the same region.