黄河甘肃境域降水变化的多尺度周期特征分析

依据1956~2013年黄河甘肃境域及周边194个雨量和气象站点年降水量基础数据,运用线性趋势和Morlet小波变换等方法,分析了境域内不同区域年降水序列的变化趋势和多时间尺度特征。结果表明:龙羊峡以上区域年降水呈弱增加趋势,其余3个区域呈弱减少趋势,全境域平均变化倾向率为-5.1 mm/10a;各区域年降水不同尺度的变化周期不尽相同,主要存在20 a或25 a、12~13 a和4~5 a尺度的变化周期;龙羊峡以上区域25 a尺度的信号最强,龙羊峡至兰州和龙门至三门峡区域20 a尺度变化显著,且贯穿整个时域,兰州至河口镇区域具有较强的时频局部特征;在20 a尺度上主要经历了9个丰枯交替变化,在12~13 a尺度上则有13个丰枯交替;预计2013年以后降水将会处于正常或偏多阶段。     

新疆伊犁地区巩乃斯河流域1972～2015年气温及降水时间序列的变化特征及趋势分析

为了更好的指导巩乃斯河流域水资源的开发利用,对其水文气象变化规律的研究有至关重要的作用。本文借助1972～2015年逐年平均气温、降水资料,运用滑动平均法、M-K(Mann-Kendall)检验法和小波分析法,对巩乃斯河流域气温与降水序列的演变趋势、突变情况和周期性变化特征进行分析研究。结果表明:(1)基于M-K检验法,分析各序列的演变趋势,发现巩乃斯河流域年平均气温与年降水量总体都有显著的增加趋势,其中年平均气温与降水的变化倾向率分别为0.65℃/10a与17.2 mm/10a,突变时间点分别表现在1991年与1982年上;(2)基于小波分析法,分析各序列的周期变换特性,发现研究区未来的年平均气温整体呈上升趋势,降雨量呈减少趋势,其中年平均气温序列的变化第一、二主周期表现在22年与29年的时间尺度上;年平均降水量则在时间尺度为27年与8年上出现变化的第一、二主周期。     

钦州市降雨及入海河流径流演变规律与趋势分析

依据钦州市58a平均降雨量和3条入海河流控制站径流量长序列资料,采用滑动平均、线性回归、Spearman、M-K及R/S法综合分析降雨径流的趋势性及突变特征。结果表明,钦州市降雨量总体呈弱增加趋势,增加率为0.742mm/10a,而茅岭江、钦江、大风江流域径流量存在总体减少趋势,减少率分别为0.2×108m~3/10a、1.1×108m~3/10a、0.4×108m~3/10a。运用复Molet小波分析多时间尺度周期性,降雨量序列存在5个时间尺度,22a和15a时间尺度分别为序列第一、三主周期;径流量序列存在3个时间尺度,其中22a和8a时间尺度分别为径流量序列第一、二主周期。     

商洛市近49年来降水变化趋势分析

选取商洛市1961年1月至2010年2月逐月降水量作为降水分析基本资料,采用一元线性回归、累积距平法等方法,市降水的年际变化、季节变化和月份变化的特征进行了综合分析,分析了不同时间尺度下,降水序列的变化趋势特征。结果表明：1961年以来,商洛市年平均降水量变化不平衡,降水主要集中在夏秋季节,5～10月份的降水占全年降水量的81．01％;年平均降水量整体呈现下降趋势,平均以-11．59mm／lOa速率减少,春、秋季节降水减少,变化率分别为-13．58mm／10a、-11．2mm^2／10a,夏、冬季降水有增加趋势。     

青藏高原南北降水变化差异研究

利用青藏高原1960-2004年近45 a气象台站年降水记录, 对高原中东部年降水做了空间变化分析, 发现高原以唐古拉山为界, 高原南北降水变化存在明显差异, 特别是高原南部和东北部降水几乎成相反的变化. 进一步分析5个重建的长时间降水序列, 发现青藏高原南北降水在百年时间尺度上也存在明显的差异. 在百年时间尺度上, 过去600 a高原南北降水变化都在1740年和1850年左右发生突变. 1740年以前, 整个高原北部降水都在波动中增加, 而高原南部在减小;1740-1850年期间, 高原北部降水在波动中减小, 而高原南部在增加;1850年以后, 高原北部降水又在波动中增加, 而高原南部降水在减小. 高原南北降水变化的空间差异主要是由季风和西风带决定的.     

清代江苏省冬季冷暖等级序列的重建及特征分析

通过对历史文献资料的收集整理,重建了清代江苏省冬季逐年冷暖等级序列,并利用Morlet复小波变换分析方法对序列进行了多时间尺度特征的综合分析。结果表明:(1)整个清代江苏省冬季气候变化大致可分为2个冷时段(1644—1730年、1821—1900年)和1个暖时段(1731—1820年);(2)重建的冷暖等级序列存在多尺度下的周期变化特征,其中有较明显的周期变化尺度是38～42 a、18～20 a、13～15 a和8 a,38～42 a和8 a特征时间尺度的周期变化相对具有全域性,18～20 a尺度的周期变化在1690—1790年之间比较明显,13～15 a尺度的周期变化在1720年之前和1830年之后比较明显;(3)重建序列的第1主周期为42 a,第2、3、4主周期依次是20 a、 8 a和3 a;在42 a尺度下,清代江苏省冬季气候可划分为6个偏冷时段和6个偏暖时段。     

小波变换在河西地区水文和气候周期变化分析中的应用

小波时—频分析由于其局部优化性质而优于傅立叶分析。应用 Meyer小波 ,对甘肃河西地区近 50 a来年径流量、年降水量和年平均气温做周期分析 ,发现河西地区水文气象序列的变化周期基本在 35a、2 2 a、1 1 a、5～ 6a和 2～ 3a左右的时间尺度上浮动。而这些基本周期正是太阳黑子活动周期或海—气相互作用的周期 ,说明河西地区水文、气象序列的周期变化受天体运动变化的影响。天体运动直接影响降水和气温的周期变化 ,进而在一定的下垫面条件下 ,影响径流的周期变化。     

阿克苏河源流区径流量与降水量丰枯变化和相关性研究

利用新疆塔里木河流域阿克苏河源流区出山口沙里桂兰克和协合拉两水文站1957-2008年近50a的径流和降水数据, 借助Z指数法、参数T检验和非参数检验和小波变换等, 分析了阿克苏河两水文站降水量和径流量的变化趋势, 以及二者多时间尺度相关关系.结果表明:近50a来, 沙里桂兰克、协合拉径流量和降水量均呈增加趋势, 两水文站径流量在1993年发生了显著的增多突变, 其中, 降水量突变点沙里桂兰克在1985年, 协合拉在1986年.沙里桂兰克和协合拉降水量和径流量丰枯指数由突变前的"偏枯"和"正常"等级为主转变为突变后的"正常"和"偏涝"等级占优势.沙里桂兰克和协合拉径流量变化分别存在7a和6a的主周期, 降水量变化分别存在7a和4a的主周期.沙里桂兰克径流量和降水量在整个时间尺度上以正相关为主, 协合拉则以负相关为主, 在大于20a的时间尺度上两水文站径流量和降水量均呈不显著的正相关关系.     

额尔古纳河流域近50年水文气象要素变化分析

应用预置白处理后的Mann—Kendall非参数检验方法及小波分析方法,分析了额尔古纳河流域20个水文气象站点近50年水文气象要素(气温、降水和径流)的变化趋势以及典型站点降雨量、径流量的多时间尺度特征。同时应用聚类分析方法推算了径流量序列的突变点。结果表明,该区域气温呈现明显升高的趋势,其中海拉尔站可能由于城市化进程的影响气温升高幅度最大。流域年降水总量变化趋势不显著,但某些月份降水量存在明显增加或者减小的趋势,其中显著增加的月份为11、12和1月,显著减小的月份为7、8月;降水趋势显著变化的站点主要分布在该流域的呼伦湖水系和海拉尔河水系。流域年径流量有减少趋势但不显著,然而4、5月份大多数站点径流量出现显著减少趋势。小波分析表明,典型站点年降水量存在25a左右的主周期,年径流量存在20～26a的主周期。各个站点径流量序列的显著跳跃点大都发生在1999年,这与通过小波分析得出的有关突变点的结论相一致。     

基于小波变换的北京地区1724～2009年降水量多尺度分析

基于小波分析方法,对1724~2009年北京气象站年降水量序列的变化特征进行了分析。结果表明,北京地区年降水量在其计算时域内各时间尺度分布不均匀,具有明显的局部化特征;其中,19~23a的时间尺度,震荡中心分别在1889年和1979年;35~37a左右的时间尺度主要发生在1920~1928年、1950~1960年和1983~1991年;83~87a的时间尺度在整个计算时域上均有发生,1769~1859年间表现明显。分析结果显示北京地区年降水量具有21a、35a和86a左右的主周期,其中86a左右的周期振荡最强,为第一主周期。计算的趋势表明,未来10余年北京仍属于降水偏少的时期。     

中国冰川变化对气候变化的响应程度研究

理清冰川变化对气候变化的响应程度、揭示响应度的空间变化规律,是开展冰川变化预估及其对社会经济影响程度量化研究的基础。使用1958-2010年西部地区150个气象站点的夏季平均气温和年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据,通过夏季平均气温和年降水量变化趋势值定量反映气候变化,以冰川面积变化率表征冰川变化,借助GIS技术平台,采用参照对比方法,从宏观层面研究了中国西部冰川变化对气候变化的响应程度。依据等分分类法（Equal Interval）,将响应程度分为极低度响应、低度响应、中度响应、高度响应、极高度响应5级。结果表明：中国冰川变化对气候变化的响应方式与程度不同,对夏季平均气温变化表现为正响应,而对年降水量变化主要表现为负响应,冰川分布区年降水量增加带来的冰川积累量增多不足以抵消因温度升高而增加的消融量,升温是中国西部冰川快速退缩的主导性因素。就整体而言,冰川变化对夏季平均气温变化的响应程度相对较低,但局部地区冰川变化对温度变化高度敏感,响应程度高与极高。不同类型冰川的变化对夏季平均气温变化的响应程度亦不同,海洋型冰川的变化以中高度响应为主,极大陆型冰川的变化主要呈现极低、低响应程度,而大陆型冰川变化的响应程度呈两级化。     

塔里木盆地北部寒武纪海平面变化研究

在以往的沉积学研究中，常常用剖面中的相对水深变化来讨论海平面的变化规律。本文通过对塔里木盆地北部寒武纪上超点变化曲线与肖尔布拉克地区寒武系露头剖面中相对水深变化曲线的对比研究发现，上超点变化曲线与相对水深变化曲线具有明显的差异，前者在寒武纪呈持续上升趋势，而后者除早期有一快速上升外，总体呈持续下降趋势，这说明相对水深变化虽与海平面变化存在着本质的联系，但单凭露头剖面中相对水深变化的研究是难以对海平面变化作出正确估价的，还必须综合考虑基底沉降、沉积物供给等多种因素的影响。计算机模拟结果也证实了，在碳酸盐台地的浅水处，当基底沉降速率较低时，无论是海平面上升还是下降时期，相对水深均呈现持续下降趋势。为了能从露头剖面的地层层序中来了解海平面的变化规律，本文应用作者改进后的Ｆｉｓｃｈｅｒ图解和数学方法对肖尔布拉克寒武系剖面进行了海平面变化的重建，结果发现，它们与上超点变化曲线的变化趋势完全一致。这充分说明了海平面变化对沉积层序的控制作用，同时也告诉我们，不能简单地利用露头剖面中的相对水深变化来研究地质历史时期的海平面变化规律。只有在排除了不同沉积背景上基底沉降速率和沉积物供给速率对沉积层序的控制效应后，才能从露头剖面     

甘肃省石羊河流域径流多年变化特性研究

基于第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列径流资料,补充至2018年,对甘肃省石羊河流域径流多年变化特性进行研究,主要对其变化趋势、突变年份、周期变化、年际变化特性进行研究。以降水补给为主的甘肃省石羊河流域径流量的大小,制约着地区经济的发展。经采用累积滤波器法和斯伯曼秩次相关法分析得出石羊河从北向南趋势由增向减的变化,采用滑动t检验法得出石羊河突变年份在1990年左右,采用谐波分析法得出石羊河北部周期为32年,南部径流周期不明显,径流年际变化较稳定。     

5万年来杭州地区同位素古温度与海平面变化的研究

用稳定同位素地球化学古温度测定方法，对杭州地区临安瑞晶洞穴石笋的同位素古温度进行了研究，获得距今5-1万a间该区的古气候变化的记录，并与杭州湾海平面变化曲线进行了对比。     

1936—2017年北极勒拿河流域气候变化及其对径流的影响

北极河流径流的变化会影响海冰热力过程和海洋温盐环流。基于全球降水气候学中心（GPCC）及俄罗斯水文气象部提供的1936—2017年间的气温、 降水和径流数据, 分析了北极勒拿河（Lena River）流域近80年来的气候和径流变化特征, 并探究了气候变化对径流的影响。通过分析得出： 研究期内勒拿河流域气温上升0.18 ℃·（10a）^-1, 降水量增加率为4.7 mm·（10a）^-1, 径流增加399 m³·s^-1·（10a）^-1。各个季节的径流均呈增加趋势, 其中春季径流增加最为明显, 冬季次之。春季径流的增加主要是由春季气温升高所致的积雪加速消融造成的, 其次是春季降水的补给。夏、 秋季径流增加的主要原因是降水的贡献, 气温升高加剧蒸发反而使径流减少。冬季径流的增加, 是由于气温升高导致冻土退化或活动层厚度增加, 促进更多冻结水进入径流过程, 致使径流增加。     

地表植被改变对气候变化影响的模拟研究

由于人类活动的影响，在过去的几百年里全球植被发生了很大的变化。地表植被的变化通过地面的能量和水汽交换而改变气候，研究目的是通过数值模拟认识这一过程的有关气候效应。方法上使用AGCM+SSIB模式对由于植被变化而可能导致的气候变化进行了敏感性模拟试验，研究区域为欧亚大陆。模拟主要对1700年、1800年、1900年、1950年所代表的气候特征时期植被改变所造成的气候变化响应进行平衡态试验。欧亚大陆在这些时段内植被变化是非常明显的，有大片的土地覆盖从森林变为草地或者耕地，或者从自然草地变为耕地。结果表明地表植被的改变对于气候的作用是非常复杂的，但中纬度地区在统计上有着比较明显的作用。得出的主要结论是，从1700年到1950年由于植被的退化，东亚地区夏季变得更热而冬季变得更冷，欧洲冬夏都变冷了；中国南部的降水在夏季不断减少，亚洲夏季风被削弱。     

塔里木河流域气候与径流变化及生态修复

从20世纪90年代中期开始,塔里木河流域气温上升、降水增加,阿克苏河、开都河等主要河流几乎同步进入持续的丰水周期时段,为塔里木河流域生态修复创造了绝好的“天时”和历史性机遇.这种大区域的气候异常变化现象引起了国内外广大学者的广泛关注,区域气候异常变化是全球气温上升影响盆地气候向温湿转型,还是一个世纪性的水文周期变化现象,一时间成为了学术界的热点议题.系统分析了塔里木河流域山区水文气象站近50 a来的气温、降水、河川径流以及塔里木河来水量变化,并系统评价了利用开都河丰水期的有利时机,向塔里木河下游应急输水及其生态修复情况.     

基于多源数据的近50 a玛纳斯河流域冰川变化分析

我国新疆玛纳斯河流域的冰川变化极大影响流域内及其周边地区的经济社会发展.使用国产高分一号(GF-1)遥感影像和Landsat8数据,分别通过基于多源数据的冰川识别方法和波段比值法获取了2013年玛纳斯河流域冰川信息,结合玛纳斯河流域第一次(1964年)、第二次(2009年)冰川编目数据与1998年、2003年TM影像冰川目视解译结果等四期的冰川边界矢量数据,对玛纳斯河流域1964-2013年50 a来的冰川变化特征进行了综合分析.研究结果显示:玛纳斯河流域冰川自2009年以来有略微增加的趋势,2013年冰川面积比2009年增加了10.25 km²,这在一定程度上抑制了长期以来冰川的快速消融;1964-2013年,玛纳斯河流域的冰川总体呈减少趋势;冰川面积从1964年的673.61 km²减少到2013年的512.07 km²,面积减少161.54 km²,减少23.98%;近50 a来,流域内冰川面积在海拔4500 m及以上呈净增加趋势,而在海拔4500 m以下呈净减少趋势,冰川在海拔(4000±100) m左右退缩的速率最大,高达0.5 km²·a^-1;冰川面积的减少主要体现为大量的冰舌后退和小面积冰川的快速消融,超过85%的冰川冰舌后退距离在200 m以上;该流域的冰川变化主要集中在南、北两个坡向,在南坡向上出现明显的先减少和后增加的变化趋势;1964-2013年,玛纳斯河流域的气温和降水量呈较明显的增加趋势,线性增加率分别为0.26℃·(10a)^-1和16.07 mm·(10a)^-1.研究结果表明气温的持续升高和降水量的增加分别是导致玛纳斯河流域冰川减少期和增加期形成的主要原因.     

我国冰冻圈变化的影响在气候变化背景下的识别

全球气候变化对自然生态系统和人类社会系统的各个方面产生了很重要的直接影响,其中冰冻圈由于其脆弱性与灵敏性而首当其冲.同样,气候变化通过影响冰冻罔而对自然生态系统和人类社会系统产生很重要的间接影响.通过论述冰冻圈变化的影响,选取较为典型的领域,在时空尺度、作用机制以及影响过程等方面,对气候变化背景下我国冰冻圈变化的具体影响进行了识别.结果表明,气候变化的正面或者负面影响通过冰冻圈变化的作用之后可以加强或者削弱,从而为制定冰冻圈变化的适应对策提供科学依据.     

近60年气候变化及人类活动对艾比湖流域水资源的影响

以艾比湖流域为研究对象,基于研究区近60年水文、气象、社会经济等资料,分析了气候变化与人类活动对艾比湖流域水资源的影响。研究表明:(1)近60年,艾比湖流域三大主要干流径流总体呈现增加趋势;(2)近60年,虽然艾比湖流域干流径流量总体增加,但由于人类活动影响作用,导致艾比湖湖区面积和入湖量均呈现逐渐减少的趋势;(3)近60年,人类活动负影响的效果高于气候变化正影响的效果,人类活动的加剧是导致艾比湖流域湖区面积持续减少的主要原因。