城市化建设对广州夏季降水过程的影响

城市化造成城区下垫面的热力学、动力学特性以及大气成分发生显著变化,从而对降水过程产生显著影响。基于广州市近30年土地遥感数据,分析了该市城市化历史进程,并用城区上风向、城区和城区下风向1984~2015年夏季逐时降水资料,分析了城市化建设对城区及周边降水过程的影响,结果表明:(1)城市化对城区和下风向降水过程产生显著影响,对城区上风向降水过程作用不明显;(2)与城市化前期对比,城市化后期城区和下风向夏季降水总量、降水日数、降水强度和极端降水等指标均发生明显变化,具体表现为城市化后期大雨以上级别降水明显增加,强度增大,极端降水向短历时演化,过程雨量分布更加集中。     

气象因素对大气降水中有机酸浓度的影响

低分子有机酸是对流层大气的重要组成成分,采用离子色谱法测定了贵阳市大气降水中的有机酸浓度.结果表明,气象因素是影响贵阳市大气降水中有机酸浓度的重要因素.其中,降雨系统对雨水中有机酸浓度的影响显著.大气有机酸主要是在降雨初期进入降水并被清除的,降雨初期对大气有机酸的清除量占总清除量的50%-70%.随着降雨的进行,雨水中的有机酸浓度逐渐降低,降雨后期略有升高,大降雨量对雨水中有机酸浓度起稀释的作用.雷雨和台风雨中有机酸浓度明显偏低,降雪中有机酸浓度也远远低于雨水中有机酸浓度,暗示贵阳市雨水中有机酸主要是在云下过程进入降水的.天气因素是通过影响大气中有机酸浓度进而影响雨水中有机酸浓度的,如气温对雨水中有机酸浓度的影响远没有降雨量明显.不同来源气团雨水中有机酸浓度明显不同,其中以北面方向气团降水中有机酸浓度最高,与我国内陆大气污染较重有关,而源于海洋方向的东南气团雨水中有机酸浓度最低.     

海流兔河径流量年内分配及变化趋势分析

采用不同方法对黄河中游典型风沙滩河流海流兔河19572007年的径流资料进行了分析。采用年内分配不均匀系数法分析表明,海流兔流域径流年内分配均匀,集中度低。应用Mann-Kendall秩次检验法,证明年径流序列存在明显下降趋势。而同时期的降雨量不存在显著的趋势,且降水年内分配十分不均,主要集中在夏季的79月,冬季少雨。利用情势变化指数法（RSI）分析得到海流兔河年径流变化的几个阶段分别为19571967年、19681988年、19892000年、20012007年。通过对比降水资料和径流资料的变化趋势和年内分配,发现降水对径流变化的影响不明显。     

北京地区近53年最大1小时降雨强度的时空变化规律

北京市50多年以来的城化化发展、土地利用变化和人口膨胀对区域短历时降雨的时空变化有显著影响.采用北京市27个代表性雨量站1956～2008年的最大1h降雨量实测数据,分析了北京市53年来短历时降雨量的时空分布和变化规律.结果表明,53年来北部、西部地区最大1h降雨量呈增加趋势,而东部和南部地区变化趋势不明显.从空间分析来看,东部和南部地区是两个短历时暴雨中心,东部地区的降雨量最大,其次是南部的降雨量,中心城区为易出现极端暴雨的区域,北部地区和西部地区降雨量较小.     

珠江三角洲地区近30年降雨变化趋势及其与气溶胶的关系

基于珠江三角洲地区1980~2010年0.5°×0.5°经纬度网格的逐月降水资料,利用Mann-Kendall秩次相关法,对珠江三角洲地区近30年的降雨趋势特征进行了分析。研究表明:珠三角地区2~4月降雨量存在显著下降趋势,而6~9月降雨量有显著的上升趋势。从气溶胶的角度对这种趋势产生的原因进行了分析,针对珠三角地区2~4月和6~9月不同的降雨类型,提出气溶胶物质的增多在一定程度上抑制了2~4月锋面雨的形成,而对6~9月台风雨的产生也存在可能影响的假设,并从降雨机制上进行了解释。     

云南石林喀斯特露石径流输出及其影响因素探究

喀斯特露石具有重要的生态功能,但关于露石承接降水后的石面径流及其影响因子研究仍然很少.本实验选择云南石林的石漠化、人工林、原生林生态系统,布设露石径流收集装置,收集并测量不同降雨事件后的露石石面径流,测定露石承接降水面积和粗糙度.结果表明:(1)在3.92 mm到72.31 mm的降雨范围内,露石承接降雨量与露石径流量间存在极显著的正相关关系.(2)降雨量,林冠覆盖,露石粗糙度均影响露石径流输出.降雨量与露石径流深成显著正相关关系;石漠化生态系统的露石承接降雨量和露石径流输出显著高于两类林地;露石径流输出随露石粗糙度的增加而减小,两者间存在显著的负相关关系.(3)石漠化生态系统的降雨-露石径流转换系数为0.483,显著高于人工林生态系统的0.434和原生林生态系统的0.413,但两类林地的差异性仅在降雨量为小雨时显著.多因素影响下的喀斯特露石径流具有高度异质性,其将对土壤水分、养分异质性与生物多样性的形成产生重要影响.     

岳城水库控制流域暴雨洪水的时程分布规律及分期划分研究

从两个方面全面分析了岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律:一是根据实测水文资料,通过统计暴雨日数,典型历时年最大降水量、年最大洪峰流量和5日洪量在各旬出现的频率,对流域暴雨洪水时程分布特性进行了多方面的综合分析;二是通过对流域所处地区暴雨形成的天气成因分析,为前述的统计分析结果提供必要的成因基础.还利用旬平均降雨量的相对系数来确定汛期的起止时间.分析结果表明,岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布具有比较明显的变化规律,其中有一个时期暴雨洪水出现的次数多、量级大,主汛期特征显著,汛期可以划分为3个分期,即前汛期、主汛期和后汛期.     

基于MIKE 11的北京市典型区域降雨径流特征研究

以北京城市化发展区凉水河大红门闸控制流域为典型区域,在分析区域20世纪80年代到2000年后下垫面变化特征的基础上,结合区域同时期的降水和径流资料,采用MIKE11软件中的UR-BAN模块构建流域降雨径流模型,以流域模拟流量和实测流量拟合效果最佳为原则,利于多场次的实测降水进行降雨径流的模拟分析,研究区域城市化发展对水文特性变化的影响。     

淮河流域降雨时空变化研究

降雨量及其演变规律是表征区域水资源天然禀赋条件的重要内容,直接影响区域水生态系统的健康、区域供用水平衡以及水资源开发利用活动。为充分了解近年来淮河流域降雨变化情况,本研究利用1956—2020年淮河流域141个雨量代表站逐年降雨量资料,对降雨时空变化特征开展研究。研究表明：（1）淮河流域降雨量呈现显著的波动下降趋势,年均降幅约0.55 mm;(2)不同时期降雨量的周期性特征差异显著,具体表现为7年尺度的次周期逐渐消失、2年尺度主周期逐渐加强;（3）地区间降雨分布不均、降雨变异系数Cv差异较大,其由南向北,降雨量由高于1 600 mm逐渐递减到不足600 mm、Cv指标则由0.17增长到0.34左右。     

新疆阿勒泰地区人工增水效果评估

利用1960-2015年新疆阿勒泰地区7个气象观测站的日降水量资料和中国气象数据共享网提供的2014-2015年中国地面时降水0.1°×0.1°格点数据集,初步评估了阿勒泰地区人工增水效果。结果表明,人工增雪使阿勒泰地区冬季平均降雪量增加了20.80 mm,冬季降雪量占全年降水量的比例也由15.50%提高到22.39%。同一时期年平均降水量增加了39.47 mm,有一半以上来自冬季增雪量。人工增雨使阿勒泰地区夏季平均降雨量增加了16.59 mm,增雨率为4%,夏季增雨不如冬季增雪效果明显。     

滨江流域降水时空演变规律分析

降水是水循环的关键环节,直接影响着径流过程和可利用水资源量的时空分布,关系到区域水资源安全和可持续发展。为了探讨气候变化下华南湿润区典型小流域降水时空演变规律,利用珠江流域北江一级支流滨江流域内及其邻近共10个站点近47年日降水量观测资料,采用非参数统计方法Mann-Kendall(M-K)趋势检验和Mann-Whitney-Pettitt(MWP)检定方法,对年、汛期/非汛期、年日最大和年月最大降水量进行分析。结果表明:滨江流域多年平均降水量呈北少南多分布,主要与区域气流走向及流域地形有关;年降水量总体呈现减少趋势,其中流域南部呈显著减少趋势,北部呈不显著减少趋势,其主要是汛期(4~9月)降水量减少,非汛期(10~翌年3月)降水量变化不大;年日最大和年月最大降水量均呈减少趋势。流域南部年降水量和汛期降水量在1983年发生了显著性变异;流域北部年最大日降水量和年月最大降水量分别在1987年和1985年左右发生显著性变异。     

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。     

黑龙江流域洪峰水位特征分析

黑龙江流域地跨中、俄、蒙三国,沿岸地区洪水灾害频繁,在一定程度上制约了当地国民经济的发展。因此,有必要对流域的洪峰水位变化特征进行分析,为流域水资源管理提供可靠依据。结合SPSS对相邻两站的洪峰水位进行相关分析,相邻两水位站的相关系数均较大,成极显著相关,且有非常显著的统计学意义。经回归分析得出相邻两站间洪峰水位均成线性关系,且不包含常数项。降水量对洪峰水位影响分析表明,最大洪峰雨量的影响最为显著,其次是汛期雨量,相关关系最不显著的是年降水量。     

嘉陵江不同区域场次洪水输沙规律

对于雨洪河流,河流年输沙量主要来源于1场或几场高强度暴雨洪水过程,开展流域次洪输沙规律研究对认识流域水沙变化特性、提升流域产输沙的预测能力具有重要意义。利用嘉陵江流域小河坝站、罗渡溪站、武胜站及北碚站的历年场次洪量与输沙量资料,基于径流侵蚀功率理论和M-K分析等方法,系统分析了嘉陵江不同区域的次洪输沙特性。结果表明:嘉陵江流域汛期洪量和输沙量主要来自于嘉陵江干流;嘉陵江不同区域场次洪量均呈不显著减少趋势,次洪输沙模数（输沙量）总体呈显著减少趋势,但小河坝站2013—2020年次洪输沙模数（输沙量）呈显著增加趋势;随着径流侵蚀功率的逐渐增加,各区域不同时段的次洪输沙模数（输沙量）的变幅逐渐减小;嘉陵江干流区武胜站场次洪水输沙过程受人类活动影响最大、渠江罗渡溪站次之、涪江小河坝站最小;受汶川地震及强降雨等影响,小河坝站和北碚站2013—2020年次洪输沙量较1999—2012年有一定程度增加,但北碚站增幅小于小河坝站。     

The evolution analysis of flood and drought in Huai River Basin of China based on monthly precipitation characteristics

Based on the daily precipitation data of 38 weather stations in the Huai River Basin from 1961 to 2010, this study used SPI index, P-III curve to determine the flood/drought years, under what situations for droughts and floods easily happen, and to analyze the evolution law of flood and drought during inter-annual and intra-annual based on the characteristic of monthly precipitation. The results showed that: (1) annual rainfall of the Huai River Basin presented decreasing trend, maximum rainfall appeared from June to August, and multi-year average precipitation increased gradually from north to south; (2) the variation of monthly precipitation during flood years was more severe than other typical years, and precipitation in drought years showed nearly 50 % decline compared with normal years; (3) high rainfall of flood years was mainly caused by the increase in rainfall in flood season, and the strategy of flood control and drought relief was “short-term flood prevention and long-term drought relief”; (4) while precipitation of most months in drought year was reduced, the relevant strategies “annual basin-wide of long-term drought prevention” should be carried out; (5) combination events of floods and droughts occurred frequently. Persistent drought dominated in spring and summer while droughts and floods that happened alternately were mainly in summer and autumn.     

北极海冰对长江流域主汛期降雨的影响

针对极地冰雪显著影响中低纬气候的事实,利用1979-2017年长江流域116站降水资料和美国国家冰雪数据中心海冰资料,通过奇异值分解等统计学方法,研究北极海冰对长江流域主汛期降水的影响及可能的机制,结果表明:冬春季节,巴伦支海和鄂霍次克海海冰面积偏多、波佛特海海冰面积偏少时,主汛期长江上中游干流、汉江上游和雅砻江降水偏多;北极群岛、楚科奇海和拉普捷夫海以北海域海冰面积偏多时,主汛期两湖水系降水偏多,嘉陵江上游、汉江上游降水偏少;反之亦然。可能的机制为冬春季关键区海冰变化通过影响湍流热通量引发大气能量波动,这种波动以大气波列形式向东亚传播,影响东亚地区夏季的大气环流和水汽输送,从而间接影响长江流域主汛期降水。应用多元回归法,以关键区海冰面积作为预测因子建立4个流域内主汛期降水趋势预测模型,模型对预报区降水的定量预测有明显的波动,但对预报区总体的降水趋势有较好的预测效果。     

1981-2013年气候因子变化对西藏拉萨河径流的影响

采用1981-2013年西藏拉萨河流域2个气象站降水量、气温、蒸发量的实测数据,以及拉萨水文站径流序列资料,分析拉萨河流域降水、气温变化及其对径流量的影响.结果显示:近33 a来,拉萨河流域降水量呈增多趋势,冷季增多趋势显著,倾向率达到3.51 mm·(10a)^-1;年、季平均气温、平均最高、最低气温呈显著增高趋势.平均气温倾向率年尺度为0.58℃·(10a)^-1、暖季0.42℃·(10a)^-1、冷季0.74℃·(10a)^-1;年、季蒸发量呈显著减少趋势,倾向率达到年127.7 mm·(10a)^-1、暖季82.2 mm·(10a)^-1、冷季45.5 mm·(10a)^-1.20世纪80年代降水量偏少、气温偏低、蒸发量大,是一个比较寒冷干燥的时期;90年代降水增多、气温增高、蒸发量减少,到21世纪初,降水、气温均达到各年代最高值,蒸发量为各年代最小,拉萨河流域进入一个相对温暖湿润的时期;拉萨河径流量年际变化较小,其变化趋势与降水、气温基本一致,20世纪80年代径流量最小,之后逐年代增大,21世纪初,年、季径流量达到各年代最大.1983年全流域出现的干旱少雨天气,导致20世纪80年代拉萨河年和暖季径流略偏枯,其他时段年、季径流无明显的丰枯变化,处于一个比较平稳的状态;拉萨河流域降水量的大小直接影响着径流量的大小,且暖季降水在拉萨河年径流的形成上起主导作用;气温的显著升高和人类活动对下垫面条件的改变,削减了降水量增多、蒸发量减少对径流形成的有利影响.     

Magnification of Flood Disasters and its Relation to Regional Precipitation and Local Human Activities since the 1980s in Xinjiang,Northwestern China

Analyses of flood disasters were conducted using 1950–2001 data on the flood-damaged areas of cropland, the annual number of flood disasters and the direct economic losses in Xinjiang. There is an increasing trend in flood disasters in Xinjiang during the second half of the 20th century, especially since the mid-1980s. Results of a non-parametric Mann–Kendall test on the cropland-flooded index time series revealed an abrupt change in the mid-1980s. The reasons are discussed with respect to changes in annual precipitation and regional human activities, by correlating cropland-flooded area to annual precipitation and three socio-economic parameters (population, cropland area and GDP). The correlation coefficients between the flood-damaged area and the annual precipitation during the periods 1961–1998 and 1987–1998 were substantially higher than during the period of 1961–1986. The correlation coefficients between the flood-damaged area and the three human activity parameters, however, were relatively high for the whole period of 1961–1998, but generally not significant for the 1961–1986 and 1987–1998 periods, separately. These suggest that the occurrence of flood disasters could be mainly induced by local human activities before the mid-1980s, and thereafter mainly by abnormal precipitation in Xinjiang. Meteorological and hydrological records showed that the number of heavy rainfall events and the frequency of rainstorm flood disasters increased since the 1980s. In addition, siltation of reservoirs and loss of flood control structures are partly responsible for the increase of flood-damaged area. These results suggest that the increasing trend in flood disasters in Xinjiang since the middle 1980s could be attributed, at least in part, to an increasing trend in annual precipitation.     

1961-2013年新疆不同时间尺度降水量的气候特征及其历史演变规律

利用新疆1961-2013年资料完整的89个气象观测站降水量资料, 应用数理统计、线性趋势、突变、小波分析等方法, 对新疆降水量的时空分布和变化特征以及突变性、周期性特征进行了分析. 结果表明: 新疆年降水量空间分布极不均匀, 大值区分布主要在天山山区及其两侧; 降水集中出现在春末至夏季, 其中, 7月在全年所占比例最大. 新疆及其各分区年降水量与降水量距平百分率均呈显著增加趋势, 不同于中国大部分区域同期呈显著减少或无明显线性变化趋势的现象, 增加速率与年降水量有关, 同时年际波动及阶段性变化明显; 四季降水量增加趋势的显著性不如年降水量, 空间分布上年和四季降水量均表现为大部分地区呈增加趋势, 且增加趋势冬季 > 夏季 > 春季 > 秋季. 新疆及天山山区年降水量在1987年发生了突变, 北疆在1984年发生了突变, 而南疆在1981-1986年期间发生了突变; 新疆及北疆年降水量具有3 a、6 a、8 a、11 a、18 a的波动周期, 天山山区存在6 a与10 a的震荡周期, 南疆波动周期为5 a、8 a、18 a, 四季降水量也存在不同的波动周期.     

黄河源区雨季降水与汛期径流量重建及其千年尺度下的演变特征

黄河源区年内降水集中, 洪水风险大, 重建源区雨季降水和汛期径流量对于提高径流预报预测精度及防洪防灾具有重要科学意义和应用价值。本文利用黄河源区及周边筛选的16个树轮年表, 采用嵌套主成分层次贝叶斯回归模型, 估算参数后验分布替代固定值以考虑不确定性, 重建了黄河源区过去1 160 a的雨季降水; 提出了基于年径流的分类占比回归模型, 以考虑汛期径流量与年径流量的一致性, 将黄河源区汛期径流量展延至公元159年。结果表明: ①嵌套主成分层次贝叶斯回归模型的误差缩减值(E_R)和有效系数(E_C)评价指标值均显著高于0, 分类占比回归模型的E_R和E_C值最高分别达0.90和0.88, 重建结果可靠性较高; ②即使在千年尺度下, 1979—1985年亦是较为不寻常的汛期高径流量时期。