龙泉驿地区降水的多尺度特征及集中性研究

针对强降水是龙泉驿地区滑坡泥石流等地质灾害产生的重要诱因的问题,通过趋势分析法、Morlet小波分析方法、统计分析等分析了龙泉驿地区降水整体趋势,年、季降水量及降水日数的多尺度变化特征,及月、旬、日降水的集中性特征。结果表明,龙泉驿地区年季降水量总体呈下降趋势,但2006年后降水量开始显示出增加趋势。年降水量显示出3年、9年左右的准周期震荡,降水13数周期震荡则比较复杂。2008年以后龙泉驿地区年、季降水处于丰水期,降水集中性显著,降水强度有增大趋势,夏秋季有发生地质灾害的可能性。可诱发龙泉驿地区地质灾害的主要降水时段和降水比重极值时段为7、8月,1980年代初中期降水集中性主要出现在7月份,1980年代中后期至2000年代主要出现在8月份。19--25旬是降水的集中性时段,而日降水高峰时段出现在0：00～7：00时段尤其是2：00～5：00时段。     

滇池流域降水时空变异特征分析

降水是区域水资源形成的主要影响因素,其时空变化趋势也直接影响着各种生态系统的结构、服务功能及空间分布与演变。降水时空变异分析是认识区域水资源形成与时空演变的主要手段和方法。本文利用滇池流域及周边雨量站逐月数据,采用回归分析、距平、空间相关性分析、Mann-Kendall检验、Co-kriging插值及交叉验证等方法,对1953-1987年和2007-2012年2个时序系列的时空变异特征分析结果表明：（1）1953-1987年春、秋和冬季降水量有升高趋势,夏季呈减少趋势,但各季节的增减趋势不显著,2007-2012年春、夏、冬季呈减少趋势,秋季为增加趋势,近期降水量明显有减少趋势;（2）1953-1987年流域降水量呈现增加趋势（11.12 mm/10a）,大致经历下降-上升-下降过程,2007-2012年流域降水量呈显著的锯齿状减少趋势,处于枯水期;（3）1953-1987年各时段的雨量主要呈现负相关性（不显著）,2007-2012年间呈现正相关性,通过LISA统计分析认为,空间异质性随地理位置和时间而变化;（4）年均降水量与雨季降水量的空间分布特征基本相似,出现2个降水高值区和2个低值区对顶分布态势。但在2007-2012年,降水量的高值范围有所减少,低值区范围相应有所扩大。     

近55年来澜沧江流域降水时空变化特征分析

本文利用澜沧江流域及周边共30个气象站点1960-2014年的逐月降水数据,采用气候倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析、Co-Kriging插值以及重心模型等方法,分析了澜沧江流域降水的时空变化特征。结果表明：① 分析时段内全区、北部和中部年降水量呈现增加趋势,南部年降水量出现减少趋势。春季全区、北部、中部和南部降水均呈增加趋势;夏季均呈减少趋势;秋季全区和南部降水呈现减少趋势,北部和中部呈增加趋势;冬季全区、中部和南部呈下降趋势,只有北部呈增加趋势。② 近55年来,全区包括北部、中部和南部年降水都存在近29年、近22年和5-10年左右的周期,这3个周期在分析时段内表现很稳定,具有全域性。全区、北部和南部还存在明显的13年左右的周期,中部1975年前和1995年后也存在13年左右的周期,北部1975年前存在明显的7-10年的周期,1995年后,7-10年的周期表现也比较稳定。降水量变化的第一主周期是近29年,第二主周期是近22年。③ 澜沧江流域多年平均降水量由南部向北部减少,流域南部降水最多,多年平均降水量在1200 mm以上,中部多年平均降水量处于800~1100 mm,北部多年平均降水量多小于800 mm,大部分在400~800 mm;澜沧江流域年降水重心和月降水重心都集中在中部,其中11月的降水重心迁移距离最大,向东南方向迁移了131.82 km。从季节来看,春季、夏季和秋季降水重心向东南迁移,冬季的向西北方向迁移,雨季降水重心相对比较集中,旱季降水重心相对 比较分散。     

西北干旱区近50年气候变化特征与趋势

20世纪后期全球增暖趋势越来越明显,受全球增暖的影响,西北地区的气候也将受到不同程度的影响。选取了西北干旱区1951～2000年的21个代表站点气温、降水量资料,采用趋势系数法对西北干旱区近50年气温和降水变化进行分析,找出各分区的变化趋势。结果表明:近50年西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10 a),1986年后气温明显升高;柴达木盆地和新疆北部升温较大;各季都有增温趋势,贡献最大的是秋冬两季。降水变化有增加的趋势(3.2 mm/10 a),年降水量贡献最大的是夏季;各区降水都有增加,其中新疆北部降水增加最多。西北干旱区近50年气温升高趋势是南北高,中间低;降水量增加趋势从东南向西北呈现递增的格局。     

1954-2014年云南省降水变化特征与潜在的旱涝区域响应

本文基于云南省1954-2014年32个气象站点逐月降水量资料,采用线性倾向估计法、径向基函数空间插值法、小波分析法、R/S分析法、Z指数法,分析了61年的云南省降水序列、旱涝情态的时间特征和空间格局。结果表明：在此期间除春季外,其余各季节降水量均呈现减少态势,年降水量总体以8.1 mm/10 a的速率减少,并且在未来一段时间内将保持减少趋势。多年平均降水量由云南省南部的西双版纳州向西北部的丽江市-迪庆州一带逐步减少;年降水量存在准2 a、准6 a、准8 a、准18 a、准28 a的周期性特征,且以准28 a为主周期;干旱化趋势增加速率较快（K_L=0.359）,印证了降水减少态势,洪涝化趋势减小速率相对较慢（K_I= -0.071）;旱灾易发地区主要涉及5个州,分别为迪庆州、德宏州、西双版纳州、红河州、楚雄州;洪涝易发地区涉及3州2市,依次为怒江州、大理州、文山州、普洱市及邵通市。     

陕西近40年气候变化特征的分析

利用陕西96个台站近40a气候资料，通过对气温和降水两个基本气象要素变化特征进行全面分析，得到陕西气候变化的一些特征。（1）近40a来，陕西平均气温在经历了20世纪60年代后期的低温后，从80年代中期开始有明显的上升趋势，陕北西部上升幅度最为明显；冬季平均气温明显上升，夏季平均气温有明显的降低趋势；极端气温明显上升，特别是90年代以后极端最低气温上升明显。（2）陕西平均年总降水量波动略有减少，自20世纪90年代以后冬季降水量增加明显，夏季降水量减少，尤其是关中西部增加明显。（3）年平均气温、季平均气温变化存在以1985年为跃变点，这次跃变比全国晚5～7a，比西北地区提前1a。     

四川芦山“4.20”地震区降水分布及变化特征研究

利用四川芦山"4.20"地震区15个气象站1961~2012年的逐日降水观测资料和统计诊断方法,较为细致的分析了芦山地震区52年来多时间尺度降水分布及变化特征。结果表明,(1)芦山地震区年降水量平均为1265.3mm,远高于全国和四川省平均年降水量,震区降水量呈明显的东高西低的空间分布特征,在1965年、1972年、2000年左右存在突变点,2000年后降水量呈较为明显的减少趋势,降水量年代际下降率为35mm/10a,年降水量主要存在8~14a的周期振荡,该尺度周期主要存在于20世纪70年代至21世纪初,特别在12a表现较为明显。(2)根据芦山地震烈度划分的三级影响区的降水分布表现为不同的气候特征。累计大-暴雨日数的极大值出现的时间受地形和位置的影响有一定的区域差异,40%以上的大雨日数集中出现在7下旬至8月中旬,各站均在7月第6侯达到最大,暴雨日数也呈一定下降趋势和周期性特征。文中提供的详实的多尺度降水分布和变化特征资料,对于芦山震区利用天气气候规律规划和实施灾后重建有着重要基础指导作用。     

济南泉域岩溶水动态特征及有关问题讨论

济南泉域岩溶水补给来源主要为大气降水渗入和河流渗漏，排泄方式主要为人工开采和泉水排泄，总体向北径流，多年平均补给量为70×104m3／d。1987～1996年间济南泉域岩溶水动态受降水影响极为明显：1987～1990年枯水期由于降水量少，水位呈下降趋势，1990年枯水期市区水位达到历年来最低点，为20．8m±；1991～1996年降水相对充沛，岩溶水水位总体呈上升趋势，1996年丰水期市区水位为十几年来最高值，达到29．4m。受人工开采量增加的影响，近十年泉域岩溶水水位较70年代以前明显下降，泉流量变小。济南市区岩溶水与西郊炒米店断裂（带）以东地区岩溶水联系密切，为此，加大峨嵋山水厂开采量或在炒米店断裂以西地区增加开采量不会对市区水位产生明显影响。     

贵州高原1960-2016年降水变化特征及重心转移分析

利用贵州高原34个气象站1960-2016年共57 a的降水资料,基于协同克里金法、Mann-Kendall趋势检验法、气候倾向率、重心模型等方法分析了贵州高原降水在不同时间尺度下的时空分布规律以及降水重心的转移趋势。结果表明：① 贵州高原多年平均降水量呈现南多北少特征。在南部与东部存在3个多雨中心,分别位于西南暖湿气流的北上通道（兴义-安顺一带）、苗岭山脉的迎风坡（都匀-独山一带）以及武陵山脉的迎风坡（铜仁–松桃一带）;少雨区位于乌蒙山脉背风坡的威宁–毕节一带。② 1960-2016年降水量年代变化呈现出波动性,2010s的降水变异性最大,1990s的降水变异性最小;年际变化较为剧烈,呈不显著减少的趋势,在空间上呈现中部西部减少、东部增加的趋势;降水季节差异显著,春季、秋季降水显著减少,夏季、冬季的降水不明显增加;各月降水变化情况不同,1、3月降水增加最明显,4月降水下降最明显。③ 降水重心呈西南-东北向分布,有明显的东移趋势。贵州高原降水量的减少可能与西南季风的减弱有关。研究结果对贵州地区水资源配置及洪涝灾害预防具有重要意义。     

中国西北地区植被NDVI的时空变化及其影响因子分析

利用GIMMS/NDVI数据分析了中国西北地区1982-2006年植被NDVI时空变化特征及其影响因子。近25年来,中国西北地区年均植被NDVI增速为0.5%/10a,并存在明显的空间差异。天山、阿尔泰山、祁连山、青海的中东部等地区植被NDVI显著增加;青海南部地区、陕西和宁夏交界地区、甘肃部分地区,以及新疆部分地区的植被NDVI下降。从不同植被类型看:林地、草地和耕地的年均NDVI都在提高。研究表明:中国西北地区植被NDVI变化是各种自然和人为因素综合作用的结果。植被NDVI与气温、降水的年际变化整体上都呈弱的正相关。但与其年内变化则都呈显著的线性关系,当月均温量超过20℃时,植被NDVI呈下降趋势;当月降水量在0¹00mm期间,植被NDVI随降水线性增长,当月降水量超过100mm之后,不再有明显的增长趋势。农业生产水平提高和植被生态建设等人类活动对西北地区植被NDVI增加有重要影响。     

东北区域水汽收支的变化及其与降水的关系

为了明确东北区域水汽收支变化及其与降水的关系,利用1970～2010年NCEP/NCAR逐月平均分析资料、国家气象信息中心提供同期的气象站逐日降水实况资料,对东北区域夏半年（5～9月）区域水汽收支的年（年代）际变化及其与降水的关系、降水偏多（少）年的水汽输送特征进行研究.研究结果表明：（1） 1970年代水汽异常输送主要来自华北地区;1980年代,水汽异常输送主要来自蒙古东部和日本海;1990年代,水汽异常输送主要来自鄂霍次克海;2000年以后,水汽异常自东北区域向西南方向输送.总体而言,1970～1990年代区域内的水汽增加,2000年以后区域内水汽明显大幅度减少.（2）东北区域水汽总收支与夏季降水相关性较好,相关系数可达0.79,通过99％的信度检验,南、北边界的水汽输送对该区域的夏季降水有显著影响.（3）东北地区降水偏多年,西北太平洋上的水汽明显增强;降水偏少年,西风带和西北太平洋的水汽输送明显减弱.     

Effect of the Zagros Mountains on the spatial distribution of precipitation

In order to examine the effect of the Zagros Mountains on precipitation, first, the annual and Seasonal rainfall indices （rain days frequency, rain amount, daily rainfall intensity, and heavy rains） from 43 stations in 1995 - 2004 between the 30° N to 35° N parallels over the mountain range were analyzed. Second, the effect of the Zagros Mountains was studied through the computation of the spatial correlations between the precipitation parameters and the topographic indices （station site elevation, station mean elevation within a radius of 2.5 km, mean elevation of 9 blocks along each of the eight Cartesian directions, and the elevation differences of these 9 blocks from the station mean elevation）. The results showed that in the cold season the maximal rainfall occurs on the upper range of west slope, while in warm season it spreads over the study area. The correlations between precipitation and elevation indices were positive on the north of the stations and negative on the south of the stations, that is, the higher elevations of the stations to the north force the uplifting of the moist air masses and increase rainfall at the stations, while the lower elevations to their south lead the movement of the moist air masses to the stations. This is due to the fact that these stations or slopes are exposed to the moist air masses coming from the Mediterranean Sea and the Persian Gulf. The heavy rain days and the summer sporadic rain events do not show significant correlations with the topographic indices. The findings indicate that the Zagros Mountains intensify the cold period frontal rains especially over the west slope and block the moist air masses from entering the interior parts of the country. Moreover, these mountains play a secondary role in creating rain days. But they are very important in the production of precipitation in the area. Therefore, their absence will decrease the amount of rainfall to their west and, in return, expand the dry climates of their west and east.     

夏季亚洲季风区典型旱涝年大气热源（汇）的变化特征

使用2001年和2003年NCEP/NCAR再分析资料计算夏季亚洲季风区大气热源（汇）,再用BUTTER-WORTH带通滤波器对原始热源（汇）场进行带通滤波,得到2001与2003年夏季30-60天的大气热源（汇）的低频分量,然后分析两年夏季东亚各区域大气热源（汇）及其低频变化特征、传播特征和传播差异,得出以下结论：（1）2001年呈连续带状分布;2003年热源中心分布零散且位置显著东移,热源（汇）强度比2001年减弱;（2）2001年和2003年低频分量的平均分布有明显差异,且旱年低频分量强度远大于涝年;（3）2001年低频振荡向北传播范围仅到20°N-30°N的华南至江南地区,而2003年低频振荡多数可达30°N以北的江淮流域;（4）2001年低频分量纬向传播均为自西向东,而2003年在6-8月期间自东向西传播,5月和9月则主要由西向东传播。因此,江淮流域典型旱涝年分2001年和2003年在低频分量的配置和低频波的传播上存在明显差异,这可能正是导致这两年气候巨大差异的原因之一。     

基于TRMM数据的福建省降水时空格局BME插值分析

传统空间插值方法可获得福建省区域内降水的总体分布,但该地区气象站点较稀疏且分布不均,导致该区域内降水的空间插值结果误差较大。为提高插值精度,本文利用TRMM卫星数据以弥补站点数据的不足,尝试将TRMM数据作为"软数据"、台站数据作为"硬数据",两者相结合后采用贝叶斯最大熵(Bayesian Maximum Entropy,BME)方法对福建省降水的时空格局进行分析。以2000-2012年近13年20个气象站点的年降水量和月降水量为基础数据,分别利用普通克里格法(Ordinary Kriging,OK)和TRMM为"软数据"的BME插值法,分析福建省多年降水的时空分布格局,并对2种方法的插值结果进行比较。结果表明:在时空分布上,以TRMM数据为辅助变量的贝叶斯最大熵插值结果能更好地体现降水的局部差异特征;在误差评价上,以TRMM数据为辅助变量的贝叶斯最大熵插值结果的MAE和RMSE较小,表明TRMM数据作为"软数据"参与插值的BME方法可以在一定程度上弥补站点数据的不足,有效降低预测结果的绝对误差。通过对福建省降水插值的时空分布格局分析和误差评价可看出,BME插值法通过对基础台站数据,以及TRMM卫星产品数据的利用,使降水的时空分析结果更加真实客观,同时,为TRMM卫星降水数据的应用提供了一个新思路。     

“一带一路”国家和地区百年尺度干旱化特征分析

为了充分了解“一带一路”国家和地区百年的干旱变化规律和趋势,探索其干湿变化情况,本文利用标准化降水蒸散指数SPEI（Standardized Precipitation Evaporation Index）1901-2013年12个月和3个月尺度的0.5°×0.5°数据,结合线性趋势、PCA主成分分析、Mann-Kenndall非参数检验和小波分析等方法研究多时间尺度下干旱趋势和周期变化特征。结果表明,研究区百年尺度内（1901-2013）干旱指数和面积呈现波动上升趋势,但干旱化进程缓慢,60%以上地区呈现缓慢变湿趋势,SPEI指数发生显著上升地区面积百分比为25.38%,发生显著下降地区面积仅占12.02%。MK检验和PCA分析均显示15°~35°N的中低纬度地区干旱化程度最为严重,主要地区为北非及阿拉伯半岛、伊朗高原,常年呈现显著干旱状态,而俄罗斯、哈萨克斯坦、印度半岛以及中国和蒙古两国干湿变化季节性特征明显。基于Morlet小波分析的周期分析显示,年际和季节SPEI指数的周期特征既具有相似性,又存在一定的差异性,尺度越小干湿变化交替越明显,尺度越大虽有全局特征但所展示的周期不能通过显著性检验,最终得到可用显著周期年际SPEI变化显著尺度为2~4 a,干旱特征在此尺度的周期中时间变化显著。     

未来RCP4.5情景下非洲地区主要气候要素时空演变特征

气候变化影响及其适应受到广泛关注。大量研究表明,受气候变化影响所造成的增温和降水减少已影响到非洲地区的农业生产和环境。本文利用HadGEM2区域气候模式输出的RCP4.5情景数据,基于时间序列分析及空间分析方法,对非洲大陆2010-2099年主要关键气候要素时空演变特征进行了预估,探讨了非洲大陆未来90年包括降水、辐射、平均气温、最高气温、最低气温等主要气候要素的时空变化格局。结果表明：各气候要素在不同时段的变化均表现出明显的地域分异差异： ① 相较于1970-1999年基准时段,未来3个时段(2020s、2050s、2080s)降水均增加,在2080s增至峰值,增加地区集中在20 °N附近的尼日尔、乍得、利比亚等国;最高增幅达4.5%;② 辐射增加区域分布在赤道地区和非洲大陆的南北两端,尤其是高海拔地区,如撒哈拉沙漠以北的阿特拉斯山脉附近,加丹加高原等地,最大增幅达0.04%;③ 未来90年非洲地区气温增加明显,包括平均气温、最高气温、最低气温,气温增幅由2020s、2050s、2080s依次递增,到2080s达到最大值,平均气温、最高气温、最低气温的最大增幅分别达到5、4.3和5.1 ℃。总体上,未来90年非洲大陆的气温较1970-1999年基准时段明显增多,但靠近海域的沿海地区增温较小,这是由于受到近海寒流的影响,起到了降温的作用。气温增幅过高也将不利于未来农业生产和地区安全。     

RELATION BETWEEN PRECIPITATIONAND SEDIMENT TRANSPORT IN THE DASHA RIVER WATERSHED

The study on sediment production and its relationship with climatic and hydrological factors in watershed is a major environment issue of concern in the international community. Based on the observational records covering the period from 1954 to 1999, the characteristics of precipitation changing over the Dasha River Watershed in Anhui Province and its relation to sediment yield were studied using tendency analysis and correlation analysis.Results showed that the precipitation of the Dasha River Watershed has high variability. In those 46 years, 34% of spring rainfall, 58% of summer rainfall and 30% of annual rainfall will be considered anomaly. The gray correlation analysis shows that sediment discharge correlates most closely with the frequency of the rainstorm with a daily precipitation above 100mm, secondly with the frequency of the rainstorm with a daily precipitation of 50-100mm, and thirdly with the number of rainy days. Their correlation coefficients are 0.98,0.90 and 0.85 respectively. In addition,the paper suggests the major countermeasures and methods for controlling of soil and water losses in this area.     

2011年洪湖和梁子湖受旱程度差异和成因分析

湿地是水陆交错的生态系统,往往受旱灾影响大,故此,对不同湖泊湿地受旱程度差异及其原因分析,可为减灾和湿地保护提供科学依据。本文利用2010年5月和2011年5月2个时相的HJ-1卫星CCD影像,提取洪湖和梁子湖2个时相的湿地水面积,结合统计资料和问卷调查数据,从湿地水面积及空间分布变化、湿地生态系统功能退化、湿地生态系统,对人类福祉影响3方面,分析了两湖湿地受旱程度的差异。并综合气象数据、统计资料和问卷调查数据,从气象因子、区域自然地理环境、湿地类型及特点、区域水文条件和湿地受保护程度5方面探讨两湖受旱程度差异的原因。结果表明：（1）2011年春旱期间,洪湖比梁子湖受旱程度更严重。旱灾时,洪湖水面积减少83.93 km2,减小比例为26%,梁子湖水面积减少13.02 km2,减小比例为4%;两湖的涵养水源、保护生物多样性、物质生产和水质净化功能均受到损害,洪湖较梁子湖更严重;受旱灾影响,洪湖湿地对人类福祉的消极影响大于梁子湖。（2）降雨量、气温和风速等气象因素、湖泊湿地成因类型、区域自然地理环境和水文条件是影响两湖受旱程度差异的主要因素,另外,湿地保护措施的差异及效果也会造成两湖受旱程度不同。