近50年人类活动引起的杭嘉湖平原区水位变化

针对杭嘉湖地区洪涝灾害日益加剧的现状,基于1960~2007年日降水和日水位资料,采用Spearman检验、有序聚类分析和线性模拟方法,研究了近50 a来降水和水位变化,在此基础上探讨了降水和人类活动对特征水位变化的贡献率。结果表明,区域近50 a降水变化未见明显趋势,水位呈增加趋势,年最高水位、年平均水位和年最低水位增率分别为0.03 m/10a、0.05 m/10a和0.09 m/10a,且平均水位和最低水位增加达到显著性水平。8个代表站点特征水位均呈增加趋势。空间上沿水流方向,线性坡度值增大。水位降水响应率和平水年水位序列分析显示人类活动是水位变化的重要原因。人类活动对最高水位、平均水位和最低水位变化的贡献值分别为39.0%、56.2%和82.9%。     

黑河下游地下水波动带地下水时空分布模拟研究-FEFLLOW模型应用

从黑河下游地下水波动带水文循环出发,确定影响地下水变化的重要补给排泄项,根据水文地质结构对研究区水力传导系数和给水度进行确定,并获得研究区参数分区.通过运行FEFL-LOW模型,得到任意时段研究区地下水水头的空间分布.利用观测数据对模拟结果验证并进行参数调整.结果表明:(1)15个观测点平均误差约为0.59 m,最小平均误差为0.18 m,最大平均误差1.09 m;(2)地下水的空间变化为以东西河为中心向两侧加深,研究区南部岩石山地和北部东西居延海之间地下水位较深,其它区域地下水位在1～4 m之间;(3)从模拟初始(1990年),研究区每年水量都处于一种负均衡状态,2000年之后略有改观,2003年出现了正均衡.但不同区域地下水年际变化的趋势不同,研究区内上下游的水位有上升趋势,而中游绿洲区水位以下降趋势为主.     

近5 a来科尔沁沙地典型区域地下水埋深变化分析

 从2002至2006年奈曼旗地下水埋深监测数据中,选取典型区域的18个监测点,分为三个样带,对其地下水埋深的时空变化及其与降雨量的关系进行分析。结果表明,近5 a典型区域地下水埋深均呈下降趋势,教来河沿岸变化最为明显,年际最大水位差达2.11 m,变化幅度13.6% ~51.4%;空间分布上以教来河沿岸地下水埋深最大,近5 a平均为6.15 m;典型区域年内最高地下水位出现在3—4月,最低水位在8—9月;近5 a来降雨量和多年降雨量分别与同期地下水埋深变化的分析表明,降雨量对研究区地下水埋深影响较小。     

陕西省气温降水变化特征的区域差异

以陕西省境内47个气象站点1959～2009年逐月气温、降水数据为基础,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验和滑动t检验,分析陕西省近51a气温、降水变化趋势和突变特征的时空分布差异.结果表明：（1）年平均气温以陕北黄土高原区和关中平原区增温显著,且前者增暖突变最早;春季和秋季平均气温以关中平原区增温幅度最大,春季平均气温陕北黄土高原区增暖突变最早;秋季平均气温关中平原区增暖突变最晚;冬季平均气温以陕北黄土高原区增温幅度最高,陕南秦巴山地区最低,且关中平原区增暖突变最早,陕南秦巴山地区最晚.（2）年降水量变化趋势不显著,减少突变发生在陕南秦巴山区;春季平均降水量以关中平原和陕南秦巴山区减少趋势显著;夏季和秋季平均降水量变化趋势不显著,但关中地区在夏季发生增加突变,陕北黄土高原区在秋季发生减少突变.     

长江荆南三口河系水位演变规律及对江湖水量交换关系的响应

为分析荆南三口河系水位演变规律与江湖水量交换关系。依据1956—2017年荆南三口、湖南四水、洞庭湖城陵矶站以及长江干流枝城站月平均水位及流量和该流域8个雨量站的降水数据,运用Mann-Kendall趋势检验法、回归分析、流量年特征值等方法研究了三口水位的时序演变特征及其与流量、降水、江湖水量交换、人类活动的关系。结果表明：① 与阶段一（1956—1966年）相比,阶段二（1967—1980年）、三（1981—2002年）、四（2003—2017年）河系年平均水位、年最高水位分别下降0.74 m、0.37 m,年最低水位上升0.07 m;② 在涨（4—5月）、丰（6—9月）、退（10—11月）、枯（12月—次年3月）四个水文节点上,最低水位降幅最大（-0.98 m）,平均水位次之（-0.78 m）,最高水位最小（0.55 m）,并将其降幅按水文节点排序依次为退水期（-0.95 m）>丰水期（-0.61 m）>涨水期（-0.21 m）>枯水期（0.15 m）;③ 河系水位变化与其流量变化有着较好的一致性（二者的相关系数r =0.65）,与降水量相关性较弱（r =-0.16）,但2002—2017年相对干旱的气候加剧了河系水位的下降。从总体上看,长江枝城来水量减少和以水利工程为代表的人类活动方式是导致荆南三口河系特征水位下降的主要驱动因素。     

近40年来西藏高原气候变化特征分析

本文利用西藏高原近40年来的逐月气象数据,通过时间序列分析和非参数Mann-Kendall检验方法,对西藏高原日照时数、平均气温、小型蒸发皿蒸发量和降水量4个基本气象要素变化特征进行了较为全面的分析,揭示了近40年来西藏高原气候变化的主要特征.结果表明:⑴日照时数是西北部长,东南部短,且东南部呈一定的下降趋势,西北部呈一定的上升趋势;⑵年平均气温以0℃和5℃为界划分为3个区,研究区全年总体表现出升温趋势,藏西地区的气温变化趋势大于藏东地区;⑶蒸发量年变化很大,研究区整体呈下降趋势,空间上表现为从西部向东部逐渐减少的趋势,其中仅西部和东南部小部分地区呈现出上升趋势,其余地区都为下降趋势;⑷降水趋势变率空间分布上的基本规律是:其大小由东往西逐渐减小,藏中和藏东为上升趋势,藏西为下降趋势.另外,4个要素各月与各季节的变化趋势与年变化趋势间表现出很好的一致性.     

华南地区1961-2014年夏季长周期旱涝急转特征

根据华南地区110个气象站1961-2014年5-8月逐月降水资料,计算夏季长周期旱涝急转指数(LDFAI),经与降水量和灾情比对,LDFAI能反映出华南夏季的旱涝急转特征.采用旋转经验正交函数,趋势系数计算,线性倾向计算,T检验,M-K检测等方法,对华南地区夏季LDFAI的时空变化特征进行了研究.结果表明:① 从整体上看,华南区域平均的LDFAI趋势变化不明显,但其强度呈显著的阶段性变化特征,存在2个偏强时期和1个偏弱时期.② 从区域变化特征上可以分为5个主要空间区域,通过对各空间区域代表站的资料进行分析,1区(粤北和桂东北)和2区(粤西和桂东南)夏季LDFAI呈下降趋势,且1区下降趋势显著并在1988年发生了显著下降的突变;3区(粤东)和5区(海南岛)LDFAI呈显著上升趋势,且3区在1980年发生了显著上升的突变;4区(桂西)LDFAI呈现阶段性变化特征.③ 从年代际特征看,1区和2区LDFAI随年代下降,相应5-6月降水随年代增多.3区和4区LDFAI在1990s和2000s为较大值,该时段7-8月降水明显偏多.5区LDFAI随年代上升,相应7-8月降水随年代增多.     

近40年来西藏高原气候变化特征分析

本文利用西藏高原近40年来的逐月气象数据,通过时间序列分析和非参数Mann-Kendall检验方法,对西藏高原日照时数、平均气温、小型蒸发皿蒸发量和降水量4个基本气象要素变化特征进行了较为全面的分析,揭示了近40年来西藏高原气候变化的主要特征.结果表明:(1)日照时数是西北部长,东南部短,且东南部呈一定的下降趋势,西北部呈一定的上升趋势;(2)年平均气温以0℃和5℃为界划分为3个区,研究区全年总体表现出升温趋势,藏西地区的气温变化趋势大于藏东地区;(3)蒸发量年变化很大,研究区整体呈下降趋势,空间上表现为从西部向东部逐渐减少的趋势,其中仅西部和东南部小部分地区呈现出上升趋势,其余地区都为下降趋势;(4)降水趋势变率空间分布上的基本规律是:其大小由东往西逐渐减小,藏中和藏东为上升趋势,藏西为下降趋势.另外,4个要素各月与各季节的变化趋势与年变化趋势间表现出很好的一致性.     

阿拉善高原近45 a来气温变化特征分析

 采用1961—2005年阿拉善高原8个测站的温度资料,分析了夏季和冬季的最高/最低日平均气温,以及不同界限温度日数、生长季日数、积温等气象要素的特征与变化趋势。结果表明,近45 a来,阿拉善高原夏季、冬季的最高和最低日平均气温均呈波动上升趋势,冬季最高日平均气温升幅最大,夏季最低日平均气温升幅最小;气温序列线性增温率大致呈现由东南向西北递增的趋势,巴彦浩特单站增温率与阿拉善西北部相当。日平均温度高于30 ℃的炎热日数在近年来增幅较大;日平均温度在20~30 ℃之间的温暖日数和0 ℃~-10 ℃之间的寒冷日数变化不大;低于-10 ℃的严寒日数大幅减少。生长季日数变化不大,生长季积温均有上升趋势。     

1960~2014年淮河流域极端气温和降水时空变化特征

基于淮河流域33个气象站点1960~2014年逐日气温和降水数据,利用Mann-Kendall检验和克里金插值法分析了极端气温、降水指数的时空变化规律。结果表明：① 近55 a来,冷极值呈显著下降趋势,暖极值表现为波动上升趋势;日较差（DTR）呈显著下降趋势,这与最低气温的增加幅度比最高气温大有关;② 总降水量（PRCPTOT）和强降水日数（R10,R20）表现为缓慢下降趋势,1 d最大降水量（RX1day）、连续5 d最大降水（RX5day）以及降水强度（SDII）呈缓慢上升趋势,但变化趋势均不显著;③ 空间变化上来看,霜冻日数（FD0）、冷夜日数（TN10p）、热夜日数（TR20）和暖夜日数（TN90p）在流域大部分地区变化趋势显著,而降水极值在全流域未表现出一致上升或下降趋势,且变化趋势在全流域均不显著;④ 基于流域当前气象站点数据,极端气温、降水指数变化趋势未表现出高程相依性;⑤ 流域大部分极端气温、降水指数变化趋势介于中国南北方流域之间,表现出一定的南北过渡带特色。     

尼洋河流域极端气候时空分布特征及其可能成因

探究全球变暖下的尼洋河流域极端气候变化特征及原因,对于科学支撑西藏地区的极端气候灾害防治和生态安全保障等具有重要意义。本文基于尼洋河流域1960—2019年逐日降水及气温数据,采用极端气候指标法、Sen's斜率估计法、MK趋势及突变检验法、GIS空间分析法从降水、气温两个角度分析近60年尼洋河流域极端气候时空分布特征,并结合大气环流因子,使用地理探测器方法探讨时空分布特征的可能成因。结果表明：在时间上,尼洋河流域极端气候整体呈现暖湿化的变化趋势。极端降水的降水量、降水强度、降水日数均呈现增加趋势,极端气温的高温极值、低温极值均呈现增大趋势,低温日数呈现减少趋势。在空间上,尼洋河流域极端气候变化存在明显的空间分异性。极端降水整体自东向西逐渐减少、极端气温整体自东南向西北逐渐降低。尼洋河河道作为水汽通道,有一定的增温、保温作用,各极端气候指标沿着河道呈现出连续的极值点。副热带高压、青藏高压对尼洋河流域暖湿化的变化起到了正向增强作用,极涡、北大西洋涛动则相反。以坡度为代表的地形因子、以NDVI为代表的下垫面因子分别是影响极端降水、极端气温空间分布的最主要的环境因子,高程对极端降水、气温的空间分布均起到了重要的作用。     

The socio-spatial dynamics of extreme urban heat events: The case of heat-related deaths in Philadelphia

Heat is the number one weather-related cause of mortality in the United States; typically punctuated by extreme heat waves. This study examines the relationship between the spatial distribution of vulnerable populations, satellite-detected urban heat island (UHI) and heat-related mortality distributions during a 1993 extreme heat event in Philadelphia, PA. Geostatistical methods are used to compare spatial distributions of vulnerability and to determine concentration of mortality within surface UHI intensity levels. The results suggest the spatial distribution of urban poor is congruent with heat-related death. Additionally, deaths are concentrated in higher order surface UHI intensity levels. The findings suggest that surface UHI measures and population in poverty are important variables in spatially measuring risk from extreme heat events. Coupling surface UHI measures with socioeconomic indicators of vulnerability may enable creation of risk models with improved spatial specificity to assist public health professionals. This approach is demonstrated by developing a linear regression model of potential risk in Philadelphia for the 1993 extreme heat event.     

Decadal-scale variation in dune erosion and accretion rates: An investigation of the significance of changing storm tide frequency and magnitude on the Sefton coast, UK

Monitoring of frontal dune erosion and accretion on the Sefton coast in northwest England over the past 50 years has revealed significant spatial and temporal variations. Previous work has shown that the spatial variations primarily reflect longshore differences in beach and nearshore morphology, energy regime and sediment budget, but the causes of temporal variations have not previously been studied in detail. This paper presents the results of work carried out to test the hypothesis that a major cause of temporal variation is changes in the frequency and magnitude of storms, surges and resulting high tides. Dune toe erosion/accretion records dating from 1958 have been compared with tide gauge records at Liverpool and Heysham. Relatively high dune erosion rates at Formby Point 1958–1968 were associated with a relatively large number of storm tides. Slower erosion at Formby, and relatively rapid accretion in areas to the north and south, occurred during the 1970's and 1980's when there were relatively few major storm tides. After 1990 rates of dune erosion at Formby increased again, and dunes to the north and south experienced slower accretion. During this period high storm tides have been more frequent, and the annual number of hours with water levels above the critical level for dune erosion has increased significantly. An increase in the rate of mean sea-level rise at both Liverpool and Heysham is evident since 1990, but we conclude that this factor is of less importance than the occurrence of extreme high tides and wave action associated with storms. The incidence of extreme high tides shows an identifiable relationship with the lunar nodal tidal cycle, but the evidence indicates that meteorological forcing has also had a significant effect. Storms and surges in the eastern Irish Sea are associated with Atlantic depressions whose direction and rate of movement have a strong influence on wind speeds, wave energy and the height of surge tides. However, preliminary analysis has indicated only a modest relationship between dune erosion/accretion rates and the North Atlantic Oscillation index.     

气候变率影响下博茨瓦纳河流流量的时空变化

The fourth assessment report of the IPCC highlights that the global average surface temperature is projected to increase by 1.8 to 4.0℃ by the year 2100 compared to current climate. Given that climate is the most important driver of the hydrological cycle, the rise in temperature could cause changes in occurrence patterns of extreme hydrologic events like streamflow droughts. An increase in frequency and severity of these events could pose seri-ous challenges for sustainable management of water resources particular in arid regions. However, the understanding of water resources dynamics and the possible impacts of climate change on these dynamics is hindered by uncertainties in climate change models and com-plex hydrological responses of streams and catchments to climatic changes. Therefore ob-servational evidence of streamflow dynamics at the local scale could play a crucial role in addressing these uncertainties and achieving a fuller reconciliation between model-based scenarios and ground truth. This paper determines spatial and temporal changes in stream-flow volumes and their association with climatic factors based on the non-parametric Mann-Kendall test and ANOVA to determine possible changes in streamflow over the years and their relation to climatic factors. Streamflow is generally stochastic highlighting the im-portance of factoring in temporal flow variability in water resources planning. There is no clear evidence that changes in climatic variables are related to streamflow behaviour.     

黄土高原地区极端气候指数时空变化

黄土高原生态环境脆弱,极端气候频发,越来越多的影响到人类的生产生活。通过基于 138 个气象站点观测资料,利用一元线性方程和 Mann-Kendall 法分析了黄土高原地区 27 个极端气 候指数的时空变化,得到以下主要结论：（1）极端气温指数中霜冻日数、冰冻日数、日最低气温的极 高值和冷持续日数在逐渐减少,生长季长度、夏季日数,热夜日数、日最高气温的极高值、暖持续日 数在逐渐增加。（2）极端气温指数中冷昼日数、冷夜日数、日最低气温极低值、日最高气温极高值、 气温日较差在子区域与全区变化趋势存在不同,主要表现在黄土塬区、黄土峁状丘陵区和石质山 地区。（3）极端降水指数变化趋势平缓,与多年均值接近。在空间分布上,除极强降水量、强降水量 和年均雨日降水强度在各子区域上与全区变化趋势一致外,其余指数在各子区域上与全区变化趋 势存在不同,主要表现在黄土塬和黄土梁状丘陵区。（4）多数极端气温指数的突变主要发生在 1980—1985 年和 2010—2015 年;多数极端降水指数的突变主要发生在 1985—1990 年和 2010— 2015 年。     

城市建设对暴雨内涝空间分布的影响研究——以武汉市主城区为例

城市内涝灾害频繁,用地开发与空间扩张被普遍认为是其致因之一。对比武汉市遥感数据,1984—2017年,超过30%的自然水体被填占开发,城市建设开发活跃、填湖造陆强度大。论文以武汉市为例,采用二项Logistic模型,定量分析不同降雨强度情景下的内涝影响因素。研究表明,填湖造陆将极大地增加极端降雨情景下城市滨水区域的内涝风险。城市地形地势、排水管网条件、用地类型以及邻域用地结构等因素,也直接影响内涝风险。基于2种不同的用地开发策略,预测城市内涝风险结果显示,城市用地的不当开发将引致严重内涝风险。依据内涝风险的空间分布预测结果,论文提出了相应的改善策略,以为科学地制定防涝减灾规划提供参考。     

近58 a新疆巴州极端气温事件变化特征

选取 WMO 推荐的 15 个极端气温指数,对 1959—2016 年新疆巴州地区 7 个气象站点观测的日最高、最低气温数据,采用一元线性回归法等多种统计方法对研究区极端气温事件进行分析。结果表明：近 58 a来新疆巴州地区冷暖指数变化呈非对称性,暖指数呈不同程度的显著上升,冷指数总体呈显著下降趋势,其中 TN90P 年际变化率最大,为 4.67 d·（10 a）^-1。夜指数（TN10P、TN90P）和昼指数（TX10P、TX90P）变化率前者大于后者。冷指数在 20 世纪 80 和 90 年代中后期发生突变,暖指数和GSL、WSDI突变时间一致为 90 年代中后期,冷指数对气候变化较敏感。发生频率：极端高温增加,极端低温降低;强度：增强;持续时间：作物生长期呈显著增加趋势,其中巴音布鲁克增加显著,幅度最大〔4.4 d·（10 a）^-1〕。TNx、TXx和GSL主周期均为 28 a。高载荷指数：TEM-A（0.335）,TN10P（-0.313）和TN90P（0.312）,是影响该地区整体气温发生变化的主要因素。     

1984—2020年辽宁省极端气温时空变化及粮食产量响应研究

通过选取极端气温指数对1984—2020年辽宁省极端气温时空变化进行分析,结果表明：① 近37 a极端气温指数的时间变化具有一致性,表现为暖指数（年极端高温、暖昼日数、暖夜日数）上升和冷指数（年极端低温、冷昼日数、冷夜日数）下降。受城市化进程影响,突变主要集中在1995—2005年。② 极端气温指数具有空间差异性,具体表现在城镇化水平高的城市极端气温差值变化较小,沿海地区相对指数变化幅度相对较小。③ 结合辽宁省粮食与气象灾害数据,得出1984—2020年粮食实际产量与趋势产量呈波动上升变化。相对产量与气象产量波动趋势一致,近37 a气候丰年10个、气候歉年7个,其他为正常年份。气象产量受极端高温、极端低温的影响较大,风雹、冷冻成为影响粮食产量的关键气象灾害。     

Trends and Spatial Patterns of Drought Incidence in the Omo‐Ghibe River Basin,Ethiopia

The objective of this paper is to evaluate trends and spatial patterns of drought incidence across the Omo‐Ghibe River Basin using monthly rainfall data from eight stations for the period 1972–2007. It also aims to estimate the probability of drought episodes for a 100‐year period. Drought indices were generated using the Standard Precipitation Index (SPI) computed at 3‐, 6‐, 12‐ and 24‐month time‐steps for three intensity classes: moderate, severe and extreme drought events. The Mann–Kendall's trend test and Sen's slope estimator were employed to detect temporal changes. The results show complex spatial patterns on the frequency and magnitude of drought events across the study area for all timescales and intensity classes. However, the total number of drought events for the three intensity classes for all timescales were larger in the southern lowlands, where there exists a serious water scarcity for the rain‐fed pastoral system, than in the northeastern part (around Wolaita Sodo area). In contrast to this, the longest and most extreme (SPI < ?4.0) drought events for all timescales were observed at Wolaita Sodo station. In a 100‐year period one could expect 57–69 drought events with 3 months' duration, 19–34 events with 6 months' duration, 9–16 events with 12 months' duration and 5–9 events with 24 months' duration. The SPI values show negative rainfall anomalies in the 1980s while positive anomalies have occurred in the 1990s and 2000s, which implies tendency towards decreasing drought events. The Mann–Kendall's trend test for the 12‐ and 24‐month timescales and for seasonal events also confirms this general trend.