黄河流域代表水文站径流和降水量变化的初步分析

通过对1995—1990年共36a黄河上游和中游两个代表站径流量和区域降水量资料的季节和年际变化趋势的分析，初步揭示了黄河不同流域降水量和径流量之间的关系，发现虽然黄河上游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，但代表黄河上游的兰州水文站径流量在夏季和秋季却呈现出明显的上升变化趋势，而黄河中游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，代表黄河中游的花园口水文站径流量在夏季和秋季也呈现出明显的下降变化趋势。因此，在比较长时间的气候趋势上，黄河中游地区径流量异常与降水量异常变化趋势是一致的，降水量异常是影响径流量异常的主要因子。而在黄河上游地区径流量异常与降水量异常变化趋势并不一致，降水量减少的同时径流量却增加，这可能与伴随着降水量减少的全球增暖所引起的高原冰川和积雪融化等因素有关。因此，影响黄河上游径流量的因素除了降水等自然因子外，其它因子诸如上游的径流量、人类活动、全球增暖等也同样会影响黄河上游的径流量。     

长江流域径流对全球升温1.5℃与2.0℃的响应

全球变暖影响着以流域径流要素为主导的水文水资源系统的变化。长江流域未来水资源量的时空分布对长江大保护与长江经济带的发展意义重大。为探究全球升温1.5℃和2.0℃对长江流域径流变化的影响,使用基于偏差校正的气候模式集合数据驱动两参数月水量平衡模型,比较两种升温情景下径流量的响应差异。结果表明：基于偏差校正的气候模式集合数据可以较好地代表长江流域历史时期（1976—2005年）的年平均降水和年平均蒸散发情势。两参数月水量平衡模型与参数区域化方法相结合能较好地模拟长江流域各子流域的月径流量。升温1.5℃时,无论是年径流量还是季节径流量均呈上升趋势,与历史时期相比,50%以上三级子流域的增幅超过5%;升温2.0℃时,增幅超过8%。这表明升温2.0℃情景下长江流域水资源量将进一步增加。相对于历史时期,升温1.5℃与2.0℃情景下长江流域北部降水量增幅较大;径流量增幅分布格局基本与降水量一致。汉江流域是全流域径流量增幅最显著的区域。     

全球1.5℃和2.0℃升温下潮白河流域气候和径流量变化预估

潮白河流域为北京主要供水源,其水资源量对北京用水保障至关重要,因此开展该流域在全球1.5℃和2.0℃升温下的径流预估研究具有现实意义。利用1961—2001年WATCH数据对SWAT水文模型进行率定和验证,在此基础上,应用第五次耦合模式比较计划(CMIP5)中5个全球气候模式在典型浓度路径(RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5)下预估的全球1.5℃和2.0℃升温下的数据驱动SWAT模型,开展了潮白河流域气温、降水及径流量的变化预估研究,并量化评估由气候模式和RCPs导致的水文效应的不确定性。结果表明：(1) SWAT模型基本能较好地模拟潮白河流域的月径流特征,应用该模型进行气候变化对径流量的影响评估是可行的。(2)在全球1.5℃和2.0℃升温下,潮白河流域年平均温度较基准期(1976—2005年)分别增加1.5℃和2.2℃,年平均降水量也增加4.9%和7.0%。预估的年径流量在全球1.5℃升温下总体略有增加,盛夏和秋初的径流量占全年的比例也有所增加;在全球2.0℃升温下,年径流量增幅达30%以上,但夏季径流量占全年的比例明显减少。(3)在全球2.0℃升温下,潮白河流域极端丰水流量明显增加,洪涝发生风险增大。(4)未来气温、降水量和径流量的预估都存在一定的不确定性,在全球2.0℃升温下不确定性更大;相对而言,径流量的不确定性要远大于降水量的不确定性;无论是全球1.5℃升温下还是2.0℃升温下,预估不确定性主要来源于全球气候模式。     

基于树轮宽度的伊塞克湖入湖径流量重建与分析

中亚区域气候与水文变化特征及其对全球气候变化的响应重要而复杂,伊塞克湖流域周边山区分布的天山云杉原始森林为揭示区域过去几百年气候水文变化事实和规律提供了良好的载体。本文利用伊塞克湖周边山区4个点的树木年轮宽度、入湖年径流量以及CRU格点气象资料,基于对树轮宽度指数对区域水文和气候要素响应关系分析,利用区域树轮宽度差值年表重建了伊塞克湖355a来的入湖径流量变化历史,二者线性转换方程的方差解释量为30．2％。重建径流量的丰枯阶段变化与天山北坡的玛纳斯河、乌鲁木齐河相对应。但与天山南坡的阿克苏河流域的径流量的低频变化特征不一致,在1850年前的变化趋势相反。空间相关分析发现伊塞克湖流域重建径流量变化能较好地代表中亚天山北坡以及哈萨克斯坦东南部和新疆北部平原区降水变化。此外,还发现了伊塞克湖径流量与北大西洋长周期年代际震荡（AMO）在年代际尺度的同步变化。     

气候变化条件下雅砻江流域未来径流变化趋势研究

雅砻江为我国重要的水电基地,未来气候变化条件下流域径流变化将直接影响雅砻江梯级水库群运行安全和发电调度,因此研究气候变化对雅砻江流域径流的影响十分必要。首先建立了流域月尺度的SWAT模型,然后使用统计降尺度模型（SDSM）模拟未来2006—2100年流域内各站点的气象数据,最后使用流域SWAT模型对未来2006—2100年月径流进行模拟。结果表明,未来雅砻江流域径流呈上升趋势,且增幅随着辐射强迫的增加同步增大,RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5这3种典型浓度路径下年平均径流增幅分别为8.9%、12.5%、16.7%,且2020S（2006—2035年)、2050S（2036—2065年)、2080S（2066—2100年）这3个时期年径流量呈现不同的变化趋势,其中RCP2.6浓度路径下为先逐步增加达到峰值后略有减少,RCP4.5浓度路径下为先逐步增加达到峰值后趋于稳定,RCP8.5浓度路径下为持续增加。流域径流年内分配方面,3种典型浓度路径下汛期径流占全年比例在2020S、2050S、2080S这3个时期均为先降后升趋势,整个预测期总体为降低趋势,RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5这3种浓度路径下整个预测期的均值分别由基准期的75.9%降低为72.9%、72.0%、71.2%。径流增加会对流域洪水特性产生较大影响,为此应该修正流域设计洪水计算结果和调整防洪调度方案,以降低雅砻江流域梯级水库群因气候变化而产生的运行风险,并提高发电调度效率。     

帕米尔高原东部径流量变化及其对气候变化的响应

水资源是制约中国西北干旱区社会经济可持续发展和生态安全的关键因素。以发源于帕米尔高原东部的喀什噶尔河和叶尔羌河流域为研究区,基于该区6个气象站月平均气温和降水量观测资料,以及5条代表性河流的出山口水文站1950年代晚期以来的月径流量观测数据,分析了该区域气候和水文年际变化特征,以及气候变化背景下径流量的响应特征。结果发现：(1)研究区降水、气温都呈显著上升趋势,除盖孜河外,所有河流径流量均呈显著上升趋势。河流径流量的年内分布和年际变化特征反映了各河流径流主要补给来源的差异。(2)帕米尔高原东部河流出山口径流量受到气温和降水的共同影响,其中以冰川补给为主的叶尔羌河、库山河和盖孜河年径流量与当年夏季（6—8月）气温显著正相关（P<0.001);以降水和积雪补给为主的提孜那甫河和克孜河年径流量与上年7月至当年6月降水量显著正相关（P<0.001)。(3)随着气温升高和降水量增加,流域的蒸发加剧,帕米尔高原东部河流径流量对气候变化的响应出现了明显的变化：年径流量与夏季气温的正相关关系减弱,与上年7月至当年6月降水量正相关增强。     

45年来塔里木河流域气候变化对径流量的影响研究

根据塔里木河流域40个气象站1961-2005年的降水、 气温资料及源区内7个水文站1957-2005年年径流量资料, 利用Mann-Kendall检验, 分析了近45年来塔里木河流域的气候变化的特征, 探讨了气候变化对塔里木河流域水资源的影响。结果表明： 整个流域除个别站点外, 塔里木河流域气温整体呈显著上升趋势, 且以秋季最显著, 降水增加以夏季最明显。特别是中天山南坡, 而流域西南部、 和田地区和巴州南部的降水量几乎没有增加。根据Mann-Kendall检验结果, 除阿克苏河年径流量呈显著增加趋势外, 其它3条源流（和田河、 叶尔羌河、 开都河）径流量近45年变化趋势均不显著。     

天山巴音布鲁克盆地汛期水资源变化趋势及其影响因素分析

利用1982—2018年巴音布鲁克气象站逐日气象资料和开都河流上游大山口水文站逐月径流量资料，采用Morlet小波分析、气候敏感与水量平衡法，时间序列分析等方法，分析了汛期（5—9月）巴音布鲁克盆地地表径流量变化趋势及气候变化与人工增水作业对径流量的影响。结果表明：近37 a巴音布鲁克盆地汛期地表径流量呈增加趋势，突变年份为1989年，存在主周期依次为14 a、22 a、4 a 、7 a的周期变化，具有17~27 a、11~16 a年代际尺度和4~8 a年际尺度的丰枯位相交替变化特征。降水量是影响径流量变化的主导气候因素，对径流量变化的平均影响率为73.1%。因人工增水因素影响，盆地的降水可分为自然降水和人工催化降水，其中自然降水在历史期（1982—1993年）为69.5%，作业前期（1994—2006年）为59.28%，作业后期（2007—20018年）为74.56%，而人工催化降水在人工增水期（1994—2018年）对径流量变化的平均影响率为7.93%，表明径流量对降水的依赖程度正大幅增加，同时人工增水作业对径流量也有一定增加作用。     

气候变化对汉江上游径流的影响

根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

全球升温1.5℃和2.0℃情景下淮河上游干流径流量研究

基于ISI-MIP（The Inter-Sectoral Impact Model Inter-comparison Project）推荐使用的5个全球气候模式数据(HadGEM2-ES,GFDL-ESM2M,MIROC-ESM-CHEM,Nor-ESM1-M,IPSL-CM5ALR),驱动SWIM（Soil and Water Integrated Model）水文模型,研究全球升温1.5℃和2.0℃情景下淮河上游干流径流量变化,得出结论：(1)淮河上游干流径流量年际变化在2种升温情景下均呈先减小后增加趋势。全球升温1.5℃时年径流量较基准期(1986—2005年)增长9.5%,而升温2.0℃情景下涨幅更明显,高达17%。(2) 4个季节径流量在2种升温情景下较基准期均有增长,其中春季涨幅最明显,达24.4%,夏、秋、冬季涨幅分别为7.1%、16.1%、13.5%。全球升温2.0℃时淮河上游干流径流量在4个季节较基准期增长率均大于全球升温1.5℃时。(3)不同气候模式输出日径流量最大值相差较大而平均值相差较小。未来2种升温情景日径流量超过王家坝闸设计流量的日次较基准期均有增加,尤其升温2.0℃情景较基准期增多22次,较升温1.5℃情景多5.8次,表明未来升温2.0℃情景下淮河上游出现极端径流事件的可能性进一步增大。     

Impact of recent climate change on the hydrology of coastal Mediterranean rivers in Southern France

The purpose of this paper is to analyse the regional impact of recent climate change on the water resources in southern France. We produced spatial reconstructions of the monthly evolutions of temperature, precipitation and water discharge in 15 watersheds of six coastal river basins and examined the major changes based on trend analysis for the last 40 years. In this part of the Mediterranean, the general warming trend was strongly enhanced by changes in the atmospheric circulation patterns, characterized by a northward extension of the subtropical high pressure domain during spring and summer. During these seasons, monthly warming rates could achieve almost twice the mean annual warming rates. Although annual precipitation did not follow clear trends, water discharge significantly decreased in one third of the watersheds and accounted for an estimated 20% reduction of the water resources in this region. This concerns both the highest and lowest watersheds. In the former, the reduction is likely the result of a temperature induced switch of snowfall to rainfall at high altitudes. In the latter, the reduction of discharge seems to come from lower groundwater levels, which may be related to the temperature increase too, but also have other origins. The recent climatic evolution is consistent with most modelling simulations for the future, indicating that the reduction of the water resources will hold on, probably still enhanced by decreases in precipitation.     

1951—2020年广州地区极端气温指数年月尺度变化研究

根据广州国家基本气象站1951—2020年的逐日气温资料,采用线性趋势法、距平及累积距平法和Mann-Kendall检验法,对WMO推荐的16种极端气温指数中的13种以及2种结合本地实际的新的极端气温指数共计15种指数进行计算,从月尺度和年尺度分析广州地区各极端气温指数随时间变化的趋势和突变年份,并对以往研究中较少探究的基期的选择对相对极端气温指数的结果影响进行了对比分析。(1) 从年尺度看,广州地区近70 a的夏日日数SU25、酷热日数SU35、热夜日数TR20、非常热夜日数TR26、最高气温TXx、最低气温TNn、最低气温最大值TNx、相对暖夜日数TN90p、暖昼日数TX90p、显著偏暖持续指数WSDI均呈现明显的上升趋势,相对冷夜日数TN10p、冷昼日数TX10p和偏冷持续指数CSDI呈现下降趋势,气温日较差DTR和最高气温最小值TXn变化趋势不明显;(2) 新的极端气温指数SU35和TR26的上升速率明显大于SU25和TR20的上升速率,能更好地反映近70 a昼夜体感炎热日数呈现极显著的上升趋势,更加符合评估气候变化对当地生产生活的影响;(3) 从月尺度来看近70 a广州地区的暖系列极值气温指数TXx和TNx在夏季出现了明显的上升;相对极端气温指数TX90p在广州地区气候学意义的夏季(4—10月)的上升趋势除了5月以外均达到极显著水平;广州地区夏季相对暖(热)昼的上升是导致全年相对暖(热)昼上升的主要因素, 这与国内大部分地区冬季升温较为明显的结论有所不同;(4) 以三个不同基期(1961—1990年/1971—2000年/1981—2010年)的选择对相对极端气温指数的计算结果影响发现,基期的不同选择对相对极端气温指数的计算结果有一定影响,但不影响其变化趋势;(5) 突变分析显示广州地区近70 a的SU25、SU35、TMAXmean(平均最高气温)、TXx和TX90p的突变发生在1997年前后;TR20、TR26、TMINmean(平均最低气温)、TNn、TNx、TN10p、TX10p和TN90p的突变发生在1985年前后;结果符合全球气候变化的大趋势,可以为广州地区应对气候变化和预防极端天气灾害提供科学的理论依据和参考。      

开封市近55a气温变化特征分析

利用开封市1951-2005年气温资料，分析了开封市近55a气温变化特征，结果表明：开封市总体气温变化呈上升趋势，与全球气候变化基本一致；年平均气温前期10a较低，中期30a保持稳定，后期15a明显上升；夏季气温相对稳定，春、秋和冬季气温升高，冬季气温升高尤明显；1-4月及10-12月气温升高，5、8、9月气温相对稳定，6、7月气温略有下降。年极端最高气温明显下降，年平均最高气温保持稳定，年极端最低气温和年平均最低气温都明显升高。极端气温事件减少，发生程度降低。     

开封市近55a气温变化特征分析

利用开封市1951-2005年气温资料,分析了开封市近55 a气温变化特征,结果表明:开封市总体气温变化呈上升趋势,与全球气候变化基本一致;年平均气温前期10 a较低,中期30 a保持稳定,后期15 a明显上升;夏季气温相对稳定,春、秋和冬季气温升高,冬季气温升高尤明显;1-4月及10-12月气温升高,5、8、9月气温相对稳定,6、7月气温略有下降。年极端最高气温明显下降,年平均最高气温保持稳定,年极端最低气温和年平均最低气温都明显升高。极端气温事件减少,发生程度降低。     

干旱区绿洲气候变化及影响——以新疆石河子为例

文章以新疆石河子气象局1961—2008年年均气温、年降水量和年均日照观测资料为研究对象,运用趋势拟合方法、Morlet小波和Yamamoto方法分析其趋势变化、周期及突变特性。结果表明:48年中,石河子年平均气温和年降水量呈递增趋势,年均日照呈微弱递减趋势,均有一定的周期性,在不同的年份发生了突变,最后分析了气候变化对农业生产的影响。     

1961-2016年中国西北地区陆地水分收支的年代际变化特征

利用观测气象数据集（CN05.1）、地表水文数据集（VIC-CN05.1）以及大气再分析数据（JRA55）分析了我国西北地区1961-2016年暖季（5-9月）陆地水分收支的长期和年代际变化特征。通过对陆地水分收支（Land Water Availability，LWA）时间序列作Mann-Kendall突变检验，将1961-2016年划分为3个时段进行进一步分析（P1：1961-1978年；P2：1979-2008年；P3：2009-2016年）。主要结论如下：在1961-2016年间西北地区LWA呈上升趋势，区域平均的LWA时间序列具有明显的年代际特征。三个时段的LWA距平百分率分别为-5.45%、-0.46%和13.99%，总体表现为"减少-不变-增加"的特征，尤其是近些年地表水资源增加明显。三个时段的LWA距平百分率空间分布差异显著，尤其在新疆中部、甘肃东部和陕西。西北地区总体上水汽通量输送和垂直速度与降水年代际变化特征基本一致，且区域特征明显。西北地区蒸发受降水、向下长波辐射通量和风速变化影响显著。     

近54 年辛集市气温及降水变化特征

根据河北省辛集气象站近54 a（1957-2010年）的月平均地面观测资料,采用气候统计学方法,分别从气温及降水的趋势变化、周期变化、突变特征等方面进行分析,总结该市近54 a气温及降水的变化特征。结果表明：1）近54 a来辛集市年平均气温、各季平均气温及极端最低气温呈显著上升趋势,四季中冬季增温趋势最明显,夏季增温幅度最弱,极端最低气温上升而极端最高气温下降,导致气温日较差减小;2）在20世纪60年代,年平均和冬季气温表现出准2～3 a的显著年际变化周期,年平均和春季气温还表现出准7 a的显著年际周期特征;3）该市年降水量近54 a来整体呈先增加后减少的变化趋势;4）年和夏秋季降水量在20世纪60年代均表现出准3～4 a的周期特征,而在春季准7 a的年际振荡贯穿始终;5）辛集市的气温变化趋势以及突变开始时间与全国、河北省以及石家庄地区近50 a气温变化基本一致,但该市的降水量变化则略有不同,降水量变化的长期趋势不显著且突变不明显,主要是由于降水量的时空变化差异性较大。     

台兰河年平均流量非平稳序列加法模型的建立与预报

摘要：将台兰河作为塔里木河典型源流径流的案列,通过SPSS应用技术,探索适合干旱区河流水文预报方法。首先将台兰河台兰水文站1957-2008年年均流量Q（t）序列分解为趋势、周期、平稳函数项和噪声项,建立了非平稳时间序列加法模型,然后对建模年限内的Q（t）序列作了模拟检验,最后对建模年限外的2009、2010、2011年Q（t）值作了预报,预报结果符合水文情报预报规范要求,可供生产实践参考。     

Predicting June Mean Rainfall in the Middle/Lower Yangtze River Basin

We demonstrate that there is significant skill in the GloSea5 operational seasonal forecasting system for predicting June mean rainfall in the middle/lower Yangtze River basin up to four months in advance.Much of the rainfall in this region during June is contributed by the mei-yu rain band.We find that similar skill exists for predicting the East Asian summer monsoon index(EASMI)on monthly time scales,and that the latter could be used as a proxy to predict the regional rainfall.However,there appears to be little to be gained from using the predicted EASMI as a proxy for regional rainfall on monthly time scales compared with predicting the rainfall directly.Although interannual variability of the June mean rainfall is affected by synoptic and intraseasonal variations,which may be inherently unpredictable on the seasonal forecasting time scale,the major influence of equatorial Pacific sea surface temperatures from the preceding winter on the June mean rainfall is captured by the model through their influence on the western North Pacific subtropical high.The ability to predict the June mean rainfall in the middle and lower Yangtze River basin at a lead time of up to 4 months suggests the potential for providing early information to contingency planners on the availability of water during the summer season.