黄淮海流域旱涝周期、突变点和趋势分析研究

选取145个气象站近53 a(1961-2013年)逐日气象土壤数据,运用修正Palmer指数、标准化降水指数(SPI)和降水距平百分率对黄淮海流域的数据资料进行分析与计算,在此基础上对3种旱涝评价指数的周期、突变点、趋势性进行对比分析。结果表明:运用小波周期分析法对3种旱涝评价指数进行周期分析所得的结果基本一致,三者都存在22~25 a、5~10 a左右的旱涝变化周期,其中SPI和降水距平百分率在表现小尺度周期变化上比较显著。由M-K统计检验和滑动t检验法对3种指数进行突变点检测,得出修正Palmer指数表征的研究流域旱涝突变年份为1978年,SPI和降水距平百分率的突变年份为1986年。在气温变化和实际蒸发比较大的情况下,修正Palmer指数更能准确地表征旱涝强度、性质和持续性。     

近159 年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布

利用1850-2008 年我国东部地区90 个测站的旱涝等级和北半球夏季海平面气压格点等资料,使用BP 典型相关等方法,分析了近159 年旱涝等级与东亚夏季海平面气压的耦合相关关系。利用关键区域的海平面气压资料,定义出与我国东部旱涝分布有密切联系的东亚夏季风指数,在此基础上分析了东亚夏季风年代际变化对我国东部旱涝分布的影响。结果表明：(1) 近159 年中国东部旱涝具有4 种典型空间分布型,即华南与中国东部其他地区旱涝趋势相反型、黄淮地区与长江流域及其以南旱涝趋势相反型、江淮流域与中国东部其他地区旱涝趋势相反型和中国东部与西部旱涝趋势相反型。近159 年东亚夏季海平面气压场主要呈现亚洲大陆与西太平洋海平面气压强弱相反的分布特征;(2) 本文定义的夏季风指数的年代际变化与我国东部旱涝典型分布型的年代际变化有密切关系,但两者的相关关系并不是稳定不变的,存在显著的年代际位相差异,即20 世纪20 年代之前,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏旱(偏涝),长江流域及其以南容易偏涝(偏旱),20 世纪20 年代以后,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏涝(偏旱),长江流域及其以南容易偏旱(偏涝)。可见,使用较长年代资料进行考察,研究结论丰富了大多数使用近50-60 年资料的研究结果。东亚夏季风与我国东部旱涝分布之间关系的年代际位相差异,可能与东亚夏季风对太阳活动等外强迫的非线性反馈相联系     

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.     

明清时期珠江流域旱涝灾害的空间分布特征

通过收集整理明清1368-1911年珠江流域的历史气象灾害资料,计算544年各府(州)的旱(涝)年数和年均旱(涝)灾县数比,并运用K最近邻分类算法和热点分析等方法,分析各子流域旱(涝)灾发生频次和空间分布特征.结论如下:1)以旱涝灾害的年数空间分布将珠江流域分为以东江、北江和西江流域为主的涝灾频发区、以红水河流域为主的旱涝均衡区和以南盘江流域为主的旱灾频发区3类;2)珠江流域各府(州)的旱灾空间分布不均,整体由东向西递减,流域东部(广东、广西、江西南部)旱灾较为严重,且等级差距较大,西部(贵州)旱灾分布具有连续性,而涝灾分布整体由东向西递减.研究结果对于现代防灾减灾、气候预测等有参考价值.     

历史时期广东省旱涝变化及其层次分析

根据历史时期广东的旱涝灾害史料建立了该地区1480～1939年间旱涝指数序列,并采用小波分析、功率谱分析对该序列进行了研究。分析认为,从历史时期来看,广东的旱涝变化主要存在准7年、15年、23年左右的准周期,不同的历史时期主要影响周期不尽相同。旱涝指数的多尺度分析表明,广东在本世纪整体上将处于偏涝期,但自2000(±5)年已开始进入偏旱期,2010(±5)年左右达到最旱,这种偏旱状况将一致持续到2040(±5)左右,期间也会有较小强度的偏涝期出现。预计2040(±5)年之后广东将有较大强度的偏涝期出现,而且在未来几十甚至百年内的旱涝变化幅度有增大的趋势。由于高层次上的偏旱(涝)期常常包含有若干个低层次上的偏旱和偏涝期,因此在对未来气候变化趋势进行预测时,离开具体的时间尺度谈气候变化是没有意义的。     

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。     

黄河中下游地区旱涝分型及突变的初步分析

采用CEOF(复经验正交函数)对黄河中下游地区15个代表站点近500年来的旱涝等级指数分析结果表明,历史时期本地区的旱涝分布特点可用三种分布型表征:平均型、东西反相型和南北反相型,对上述三种旱涝分布型的时间振幅,应用Mann-Kendall方法进行突变检验,可以发现平均型和东西反相型近500年来发生旱涝突变,而南北反相型则相对比较稳定。     

山东省近600年旱涝时间分形特征

通过对历史资料的整编。建立了山东省１２个地区近６００年旱涝等级序列，提出了数据序列灾变时间分维数计算的方法与步骤，计算各地区人旱、偏旱、正常、偏涝、大涝５种级别的序列分维数，讨论了全省旱涝演变的构型特征。     

东江流域近50年旱涝时空演变特征

基于东江流域57个站点1957~2010年逐月降雨数据,对比分析SPI和Z指数两种方法在流域旱涝等级划分中的应用,揭示流域近50 a来旱涝时空分布特征及其变化趋势。结果表明:1 SPI和Z指数两种方法计算旱涝指标所得结果差异度较小,均能较好地反映流域历史实际旱涝状况,Z指数对极端旱涝等级具有更好的指示作用;2近50 a来,流域各年代旱涝交替明显,偏涝和重涝多于偏旱和重旱;3流域汛期、非汛期和全年旱涝分布形态在空间上有较好的一致性;4近50 a来,流域总体上呈"北旱南涝"的旱涝变化趋势空间格局。     

历史时期广东省旱涝时空分布特征的初步研究

选取史料中1480~1940年间共460年的旱涝灾害记录,采用湿润指数法建立湿润指数(I)序列,并用最远距离法作聚类分析,讨论了广东省在15~19世纪末期间总体和不同冷暖时期的旱涝区域分布状况。结果表明:(1)113°E经线似乎可以看作是广东省一条重要的气候特征线,该经线以东、以西的旱涝分区界线大致分别沿经向、纬向分布;(2)粤西、粤北是广东省旱涝区域分异变化较大的地区,粤东在不同时期也有所变化,珠三角地区则是较为稳定的涝灾多发区;(3)不同冷暖时期的旱涝分区既有大致相同的特征,又有一定的差异。文章认为以上结果可能是由于广东主要受东亚夏季风影响,一定程度上也受印度夏季风影响及东亚气候系统发生改变等共同作用的结果。     

新疆博州地区降水时空分布特征及典型旱涝年

利用新疆博尔塔拉蒙古自治州地区4个气象站1971—2000年的逐日降水资料,用静态统计论观点分析了博州地区降水时空变化特征,并按适应于西北地区的Z指数旱涝标准统计出了典型的旱涝年。结果表明：①博州地区降水量西多东少,海拔在1 200 m以上的地区为半干旱区,其余绝大多数地区为干旱区或重干旱区,多极端降水事件,自然灾害以旱灾为主洪灾其次,自然生态环境极其脆弱;②年（月）降水量以少于30 a的年（月）平均值为多;③12月至次年2月降水量极小,空间分布呈东多西少型,其他月份则反之;④多雨期出现在夏半年4—9月。其中5—7月大面积干旱与局地洪灾往往并存;⑤山区有两个雨季共5个旬次,平均降水量的月际分布为双峰型,主峰在7月,次峰在5月;其他地区仅1个雨季共两个旬次,平均降水量的月际分布为单峰型,峰值出现在5月;⑥同一气候背景中,博州各个地貌单元的旱涝程度不一,降水空间分布极其复杂。     

黄河中上游流域夏季异常降水的变化特征及环流分析

 从中国气象局信息中心提供的全国地面台站逐日观测资料中选取黄河中上游流域66 个台站资料,结合NCEP/NCAR再分析资料,运用小波分析等统计方法,对黄河中上游流域夏季降水异常的变化特征、周期分布及影响降水的因子进行分析,研究结果表明：（1）流域旱涝年夏季降水空间分布上差异显著,易涝区位于河套平原,易旱区位于黄土高原东北部;（2）1960-2008年,流域夏季降水量线性趋势变化不明显,但年际间波动较大,多雨年少雨年相间出现,近50 a中降水整体呈现平稳—少雨—多雨—平稳—多雨—少雨的过程;（3）黄河中上游流域降水变化周期复杂多样,总体以2 a周期振荡为主,异常少雨年多表现为9 a周期振荡,异常多雨年多表现为15 a周期振荡,且流域主周期的空间分布可能与地形地貌、海拔高度及流域分布等地理因素有关;（4）丰、枯雨年环流形式差异显著,影响流域降水的环流系统有季风,西太平洋副高,温带气旋及贝加尔湖低压。     

近60年来西南地区旱涝变化及极端和持续性特征认识

利用1953~2012年中国西南地区44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旱涝指数,从旱涝的年代际、年际、季节内变化以及极端和持续性特征等方面进行了分析,结果表明：从旱涝的空间趋势变化来看,西南近60 a来秋季和年变化呈显著的一致变旱趋势,而春、夏、冬3季旱涝变化趋势表现出一定的区域性特征;从旱涝的时间演变来看,在温度与降水双重因子驱动下春、夏、秋、冬均表现为干旱化趋势,相比较秋季的干旱化程度最强,而春季的最弱,夏、冬两季相当,而全年的干旱程度比四季的程度更强;从极端旱涝的多时间尺度来看,在年代际和年际尺度上,极端洪涝发生频次逐渐减少,而极端干旱发生频次逐渐增多,从季节尺度看,春、冬两季极端干旱发生频次较多,而夏季最少,极端洪涝发生频次夏季最多,春季次之,秋季最少。从旱涝的持续性特征来看,持续性干旱事件的持续时间有增长趋势,发生频率有增多趋势,发生强度有增强趋势,并且主要发生在冬春两季,而持续性洪涝事件的持续时间、发生强度没明显变化趋势,发生频率有减少趋势,发生的季节也没明显差异。     

1788年夏季长江流域持久性洪水暴雨及其前期气候异常现象

1788年夏季,长江流域持久性洪水暴雨范围广,特大洪水暴雨时空分布趋势呈现绳套形.这种持久性洪水暴雨前期冬春两季,前冬系流域性范围降雪,嗣后,流域主要为持时长和范围广的多雨水气候异常现象,中下游流域入梅期早.     

湖北省降水量的周期分析

结合降水量对农业生产的影响特点将全年降水量分成５个阶段,根据聚类分析的结果将不同的时段的降水量进行分区,由此对全省的降水量做自相关分析和功率谱分析,从而发现了降水量的变化周期。     

重建豫西近五百年分季水旱序列的试验

本文通过对河南省历代旱涝气候史料的分析,建立了豫西区1470-1979年分季(春、夏,秋)水旱序列,并且对序列及其可靠性作了分析.     

曲靖罕见夏秋冬连旱天气分析

利用1951～2009年沾益测站的降水资料以及NCEP/NCARR的月平均气象场再分析资料分析了2009～2010年曲靖严重干旱天气成因。采用Z指数对曲靖秋冬春连旱异常年份进行划分,表明2009年是夏秋冬连旱最严重的年份。并通过分析曲靖历史上夏秋冬降水偏少年和偏多年的500 hPa高度距平场差值场来为2009年严重的连旱天气提供成因分析,认为:冷空气和偏南气流异常是造成曲靖降水正负异常的成因。2009年夏秋冬季环流与历史上旱年同期的中高纬槽脊强弱分布形势并不一致。从夏季到冬季,贝加尔湖附近位势高度经历了从偏高到异常偏低的变化,孟加拉湾到西太平洋的环流场位势高度持续性异常偏高,暖湿气流缺乏,即使北方有冷空气南下,由于云南下沉运动较常年明显偏强,冷空气也无法与水汽汇合,水汽输送少是产生持续气象干旱的关键原因。     

最近50年来山东地区夏季降水的时空变化及其影响因素研究

利用山东地区16个气象站1961~2012年逐月降水资料以及同期大气环流指数资料,采用Mann- Kendall非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法以及Mann-Whitney-Pettitt(MWP)法等方法,对最近50 a来山东地区夏季降水及其占全年降水比例的时空变化及影响因素进行了研究。结果表明,最近50 a来,山东地区夏季降水呈现总体下降趋势,但有显著的阶段性。其中,沿海地区变化幅度小于内陆,其阶段转换和突变也早于内陆,内陆中山区又早于平原。沿海地区夏季降水占年降水比例呈现总体上升趋势,但无明显的阶段性和突变现象;而内陆地区呈现总体下降趋势,但存在阶段性和突变现象,其中山地与平原间又有差异。分析表明,山东地区夏季降水变化与同期东亚夏季风、南方涛动和北极涛动之间有显著的响应关系,但在沿海与内陆、山地与平原之间存在差异。     

我国汛期降水与ENSO不同位相的联系

利用本世纪以来较长年代的降水资源，分析了ＥＮＳＯ与我国各地汛期降水间的联系。结果表，不仅ＥＮＳＯ暖位相与冷位相我国汛期降水距平百分率的分布存在明显差异，而且ＥｌＮｉｎｏ年与其次年、ＬａＮｉｎｏ年与其次年降水距平面分率的分布均存在显差异。     

Characteristics of extreme precipitation events within the Amur river basin in summer 2013

We investigated the precipitation characteristics for the summer period of 2013 on the basis of analyzing the daily precipitation amounts according to observational data from the Russian and Chinese meteostations on the territory of the Amur river basin. An analysis is made of the synchronism in the fluctuations of long-term series of precipitation amounts for two summer months (July and August) by using a modified algorithm for a classification of the fields of hydrometeorological characteristics, such as cluster analysis. The study revealed a poor correlation of precipitation amounts in different parts of the basin. We analyzed the interannual fluctuations in absolute maxima of the consecutive precipitation amounts for different periods of time (from 1 to 30 days). It is shown that precipitation over the summer period of 2013 that caused a disastrous flood in the lower reaches of the Amur were extreme primarily as regards the territory encompassed and the flood duration, which was due to a combination of synoptic processes of a different genesis. It was found that the precipitation amounts for periods shorter than 19 days in 2013 were not extreme in terms of intensity. A comparison was made with the year 1984 when there also occurred a flood on the Amur but not as violent. Parameters of the probability curves for 2013 and 1984 are presented for long-term series of maximum precipitation amounts for the summation period of 7 and 30 days. It is concluded that for calculating the maximum possible precipitation amounts which are necessary for assessing the maximum possible floods, it is appropriate to consider synoptic situations with long-lasting precipitation rather than separate short-lasting storm rains.