昌吉地区旱涝特征分析

通过Z指数法和降水资料对昌吉地区8个国家级气象观测站37a(1971—2007年)的旱涝变化趋势和时空分布特征研究,发现昌吉州各地降水和旱涝变化具有一致性.20世纪70年代以来,各地具有由偏旱转为偏涝的趋势,其中,西部地区的偏涝速度最快,东部地区的偏涝速度最慢.各地出现干旱的频率高于雨涝的频率,其中,西部出现干旱频率最大,东部最小;相反,西部出现雨涝的频率最小,东部最大.     

重庆城区近百余年旱涝变化

用Z指数作为旱涝等级标准,利用重庆城区百余年降水量资料,分析了历年及四季旱涝出现的频率,采用趋势分析、最大熵谱分析以及小波分析方法,研究了重庆城区年及四季旱涝的变化特征。结果表明:重庆城区年及四季干旱和洪涝发生频率均在25%以上,重庆旱涝灾害较频繁;多项式拟合和周期分析表明,城区年及四季旱涝具有阶段性变化特征,某些阶段年际变化特征也很显著,总体而言,年及夏季旱涝的年代际变化特征较明显,其它三个季节则是年际变化特征较明显。近几年的年旱涝变化处于偏涝阶段;而近几年夏季的旱涝变化,从年代际尺度来看,目前处在偏旱阶段,出现干旱的可能性较大;而其它三季则处于偏涝阶段。     

川渝地区夏季旱涝与海温异常浅析

利用1951—2006年6—8月降水资料计算了川渝地区旱涝指数Z指数,确定出该区域旱涝等级及其对应年份,分析这一带历年旱涝情况及年际变化特征,并用相关和合成分析法分析旱涝与海温的关系。结果表明,1950年代末至1970年代前期,这一带地区以旱为主,3个重旱年有2年出现在这个时段内;1970年代末至2003年,旱涝年均有,但以涝为主,2006年则出现了1951年以来最旱的年份。旱涝指数与SST的相关分析显示Z指数与前期SST,特别是1—3月SST有较好的相关关系,Z指数与赤道中东太平洋SST显著正相关。重涝年赤道中东太平洋广大海域SST呈明显的正距平,而重旱年则为大范围SST负距平。2006年1—3月赤道中东太平洋海温呈明显负距平、南太平洋20°S以南到40°S之间海域海温呈显著正距平有利于川渝地区出现严重干旱。     

长江下游旱涝与夏半年欧亚环流30～60天振荡的年际变化

对 2 5a(1 971～ 1 995年 )逐候东半球热带外 50 0 h Pa高度距平场进行小波分析和旋转主成分分析 ,研究了 30～ 60 d低频振荡的时空变化及其与长江下游夏季旱涝和暴雨频数年际变化的关系。结果表明 :6～ 1 0月欧亚型 (EU)低频振荡强度与长江下游暴雨频数成显著负相关 ,同时 ,提出了能揭示变量间非线性关系的对比函数分析 (CFA)方法 ,发现当 5～ 8月西太平洋型 (WP)低频流型偏强时 ,长江下游暴雨频数增加 ,容易发生洪涝 ;反之 ,无明显影响。仅当前期 3～ 5月南亚大陆型偏强时长江下游降水量偏少 ,而 3～ 5月南亚大陆型偏弱时暴雨频数明显增加。因此 ,长江下游旱涝与低频流型异常之间同时存在线性和非线性相关。     

陕西关中及周边地区近500a来初夏旱涝事件初步分析

基于华山树轮宽度差值年表重建的陕西关中及周边地区近500a来的初夏干燥指数序列,对该地区初夏极端旱涝事件及其连续旱涝变化特征进行了初步分析.区域干燥指数与Palmer指数在变化上极为相似,可用于反映该地区的旱涝变化.结果表明:该地区近500a来初夏共发生18次极端干旱事件和11次极端洪涝事件,除公元1521年与历史文献记录的旱涝事件相反,公元1513年、1574年、1675年和1945年未发现历史记录外,其余年份均能找到相应记录;近500a来初夏存在9个显著的连续偏旱期和10个显著的连续偏涝期,并以16和19世纪发生的连续旱涝事件最为频繁,而17和18世纪发生的旱涝事件相对较少,20世纪发生的干旱事件明显多于洪涝事件.     

玉林市近60年旱涝的变化特征

利用广西玉林市1953～2011年近60年的年降水资料,采用Z指数方法、Morlet小波分析方法和最大熵谱方法,分析了旱涝发生的时间演变特征。结果表明:(1)近60年,玉林年降水量波动较大,旱涝交替,涝年比旱年多,涝年出现率为35.9%,旱年出现率为22.0%;(2)旱涝阶段性明显:共经历了5次雨涝、4次干旱;(3)存在明显的多时间尺度变化特征:具有准14年年代际周期振荡和准5年年际尺度的周期变化。预测出玉林市未来1～2年仍将处于偏涝期中,之后5～6年偏涝趋势减弱,逐渐向偏旱期转变。     

贺州市春季降水旱涝分析及灾变预测

利用贺州市四站1965~2004年春季降水资料,运用z指数和区域旱涝指数对贺州地区春季旱涝情况进行计算分类,并对重旱涝典型年份500hPa环流特征量和4月平均环流场展开分析,发现:贺州地区春季极易发生局部旱涝灾情,90年代以来重旱涝年份出现频率明显增大;在重旱年副高强度强,西伸脊点明显偏西,南支槽偏西偏弱,极涡中心偏东,亚洲中高纬高度偏低,在重涝年则相反。同时,通过建立GM(1,1)灾变预报模型,以重旱涝年份出现顺序为原始序列作模拟预报,其结果具有较好的应用价值。     

齐齐哈尔生长季旱涝特征及其对ENSO事件的响应

利用Z指数旱涝分级方法,对1961-2015年齐齐哈尔地区10个台站的月降水资料进行了旱涝等级划分,并根据实际旱涝情况,定义了区域旱涝等级划分标准。研究结果表明,近55 a来齐齐哈尔地区生长季的旱涝等级有向偏涝化发展的趋势,旱涝等级的变化有阶段性特征;齐齐哈尔地区ENSO暖事件次年发生涝的概率较大,冷事件次年发生旱的概率较大,不易涝;齐齐哈尔地区生长季的旱涝等级与前一年8月、11月和当年2-3月的SOI指数正相关显著。当前期SOI指数正异常时,齐齐哈尔地区生长季易旱,反之,SOI指数负异常时,齐齐哈尔地区生长季易涝。     

江淮梅雨长期变化对太阳活动因子的响应分析

利用美国国家海洋大气局(NOAA)地球物理数据中心(NGDC)1954-2005年太阳黑子数资料,把太阳活动作为地球气候的外强迫因子,采用小波分析和交叉小波分析方法,研究了太阳黑子数与江淮梅雨特征量及西太平洋副热带高压指数的关系。结果表明:太阳活动与江淮梅雨的相关性存在南北差异,北部呈现正相关而南部呈现负相关,且正负相关性在时间序列上保持不变;江淮南部梅雨量与太阳黑子数有稳定的11年共振周期及0.5~1年的相位滞后;西太平洋副热带高压指数与太阳黑子数也有较好的相关关系,说明太阳活动影响地球气候可能存在太阳活动—西太平洋副热带高压—江淮梅雨这样一条过程链。     

北非地区海-陆热力差异与夏季江淮流域旱涝的关系

基于NCEP/NCAR月均再分析资料和中国743站降水资料,根据夏季江淮流域51 a(1954-2004年)区域旱涝指数的年代际变化特征,确定北非地区作为研究的关键区.分析发现,关键区的地表温度异常在冬季具有较好的持续性,冬季北大西洋涛动是导致这种异常持续性的重要原因之一.通过对前冬北非地区地表温度和夏季江淮流域降水的SVD分析发现:当北非大陆地区偏冷,其西北侧的海区偏暖时,江淮流域夏季的降水将整体偏多;反之,江淮流域夏季的降水整体偏少.进一步研究发现,北非地区海陆地表温度异常的对比,要比其中单一海洋或陆地区域的异常对夏季江淮流域的旱涝有更好的指示能力.文中定义了一个海陆热力差异指数来表征这种地表温度异常的对比程度,该指数和夏季江淮流域旱涝指数呈较好的正相关关系,并且对夏季江淮流域极端旱涝年份也有较好的指示,认为该指数可以作为一个指示江淮流域整体旱涝事件的预报因子.     

濮阳市汛期特旱、特涝异常年趋势预测方法

通过计算旱涝指数，科学、客观地定出大早大涝年。通过对太阳活动、ENS0现象、大气环流与濮阳汛期早涝的相关分析，筛选出相关因子，建立了汛期特旱、特涝异常年及排除特旱、特涝年后的一般降水趋势3重预报方程。方程对特旱年的预报概括率100％，对特涝年的概括率86％，一般降水趋势预报准确率88％。     

1920～2000年全球6～8月陆地旱涝气候变化

用 192 0～ 2 0 0 0年全球 6～ 8月陆地降水量资料研究了全球、北、南半球 6～ 8月旱涝特征。采用加权平均的 6～ 8月降水距平指数和加权平均的 6～ 8月旱涝面积指数来表示全球的旱涝程度 ;从而划分了 192 0～ 2 0 0 0年的全球 6～ 8月降水量的旱涝年。对划分的旱、涝年进行了旱涝年差异的MonteCarlo检验。研究结果指出 ,在 192 0～2 0 0 0年中 ,1988( 193 0 )年是全球最严重的涝 (旱 )年 ,其次是 195 4( 1976)年。全球的及北、南半球的旱涝有明显的年代际变化。 2 0世纪 2 0年代为全球 6～ 8月干旱多发期 ,2 0～ 40年代为全球 6～ 8月洪涝少发期 ,5 0～ 60年代为全球洪涝多发期 ,70年代～ 2 0 0 0年全球旱涝爆发频繁 ,旱年多于涝年。北半球的特征与全球较为一致。南、北半球陆地分别作用为一个整体 ,它们的 6～ 8月旱涝没有明显的联系 ,但是当发生暖 (冷 )事件时 ,南、北半球 6～ 8月可能出现干旱 (洪涝 ) ,全球 6～ 8月的旱涝变化与ENSO之间有明显的联系     

1616-1911年河南省异常洪涝灾害的时空特征及其成因

通过分类和整理1616-1911年河南省洪涝灾害记录,建立了洪涝灾害等级序列。采用Morlet小波变换、DBSCAN空间聚类等方法研究了河南异常洪涝灾害时空分异规律。探讨了洪涝发生对东亚夏季风和太阳活动变化的响应。结果表明：河南省洪涝灾害的发生存在80 a、30 a、20 a、9 a 4个主周期。在不同冷暖时期,北部地区洪涝灾害强度大于南部地区,且气候冷期洪涝强度和发生区域明显大于气候暖期,这除了与降水分布有关外,可能还与水域分布有关。河南南、北部洪涝强度对东亚夏季风强度的响应存在较大的差异,在东亚夏季风强年,季风系统位置偏北,易引起北部地区多洪涝;在东亚夏季风弱年,季风系统位置偏南,易引起南部地区多洪涝。不同时间尺度上二者相关性有显著差异,在100 a及以下时间尺度上,东亚夏季风对河南南部的洪涝影响显著;在200 a时间尺度上,东亚夏季风对河南北部的洪涝影响更显著。洪涝灾害易出现在太阳黑子数极值年及其附近,出现在极大值M年的频率高于极小值m年。河南北部的洪涝在各种不同时间尺度上对太阳黑子周期长度（SCL）的变化均有显著响应,河南南部的洪涝只在100 a尺度上对SCL的变化有显著响应,即当SCL变长（太阳活动减弱）时,有利于河南北部洪涝的少发;反之有利于洪涝的多发。河南省洪涝的变化可能是太阳活动与东亚夏季风共同作用的结果。进一步揭示历史洪涝发生规律及其成因对于正确预估未来旱涝趋势具有重要意义。     

三峡地区旱涝多时间尺度变化特征及旱涝年大气环流异常

根据Z指数指标体系,构建了三峡地区旱涝指数时间序列,且利用Morlet小波分析方法研究了指数序列的多时间尺度演变特征和典型夏季旱涝年大气环流特征,结果表明：三峡地区干旱、雨涝有明显不同的年际、年代际特征,年、四季的干旱指数与雨涝指数基本呈反位相特征。三峡地区旱涝指数Morlet小波分析表明,在不同时间和频率域中,有显著的周期振荡,具有较强的局部特征;年旱涝指数主要有准5年、准9年、准15年的周期振荡;旱涝特征周期振荡也具有明显的季节性差异。三峡地区雨涝年的环流背景为乌拉尔山地区、西伯利亚、巴尔喀什湖地区上空位势高度偏高,我国河套地区、华北平原至日本海上空的位势高度偏低;干旱年的环流形式与之相反。     

1981～2017年贵州省盛夏旱涝急转时空演变特征

为客观判定贵州省盛夏的旱涝急转事件,本文利用1981～2017年7～8月贵州省78站逐月降水资料,计算并分析了贵州省盛夏旱涝急转指数(I_DFA)的时空演变特征。结果表明:1981～2017年贵州省盛夏旱涝急转指数的变化趋势并不明显,但年代际变化特征明显。单独用I_DFA来判定旱涝急转典型年并不完全准确,典型旱涝急转年的定义标准为:I_DFA绝对值大于1,其7、8月降水距平百分率绝对值在15%以上,且7、8月百分率之差的绝对值在50%以上。贵州省涝转旱频次的大值区位于遵义市南部、黔东南州北部,表明该区域易发生涝转旱事件;旱转涝频次的大值区位于遵义市北部、安顺市东部至黔东南州北部一带,表明该区域易发生旱转涝事件。      

Reconstructions of annual summer precipitation and temperature in north-central China since 1470 AD based on drought/flood index and tree-ring records

The understanding of the ongoing climate change needs high-resolution records of the past, which are difficult to obtain in north-central China. Historical documents are unique materials for high-resolution (up to season) climate change reconstruction. Here, we report an attempt of quantitative climate reconstruction covering the main part of north-central China, by combining historical drought/flood index and tree-ring data. The rigorous verification tests confirm the fidelity of transfer functions used in the reconstructions. The precipitation and temperature anomalies/intervals were then defined based on the reconstructions. Finally, the intensity of several big droughts recorded in historical documents was re-examined and the dominant and recessive patterns of heat/water changes within the study area were identified. We concluded that (1) the droughts, occurred during the years of 1484 AD, 1585–1587 AD, 1689–1691 AD, 1784–1786 AD and 1876–1878 AD, were the results of rainless and torrid combination; (2) the droughts, occurred during the years of 1560–1561 AD, 1599–1601 AD, 1609 AD, 1615–1617 AD, 1638–1641 AD and 1899–1901 AD, were first caused by rainless summer, and then controlled by low precipitation and/or high temperature; (3) the droughts, occurred during the years of 1527–1529 AD, 1720–1722 AD, 1813–1814 AD, 1856–1857 AD and 1926–1930 AD, were first caused by torrid summer, and then controlled by both low precipitation and high temperature; (4) the dominant climate pattern within the study area consisted of warm–dry and cold–wet alternations, and the recessive pattern consisted of cold–dry and warm–wet alternations. We also showed that the drought/flood index is a valuable climate proxy in quantitative reconstructions, especially in places where tree-ring data is not available.     

安徽省冬小麦水分盈亏特征及其对产量的影响

利用安徽省1971—2010年的气象资料和冬小麦产量资料,采用水分盈亏指数分析了安徽省冬小麦全生育期和关键期（孕穗至乳熟期）水分盈亏的时空变化特征,以及旱涝对产量的影响。结果表明：冬小麦全生育期和关键期水分盈亏指数基本呈纬向分布,合肥以北水分亏缺明显,江淮南部及其以南地区水分供应基本充足,越往南水分盈余程度越大,总体来看缺水程度关键期大于全生育期;近40年冬小麦水分盈亏指数的时间变化趋势不明显,但年际波动大,旱涝灾害风险增加。干旱主要发生在沿淮淮北地区,涝渍在江淮及其以南地区发生频率较高,典型旱涝年平均减产率分别为4.2%和12.4%;造成冬小麦减产10%的中度旱灾风险北部大于南部,中度涝灾风险南部大于北部。南部涝渍风险和造成的产量损失明显大于北部的干旱,水分偏多的南部地区要尽量减少冬小麦的种植。     

A relationship between solar activity and frequency of natural disasters in China

The relationship between the length of the solar cycle, a good indicator of long-term change in solar activity, and natural disasters (drought, flood, and strong earthquakes) in China during the last 108 years is analyzed. The results suggest that the length of solar cycle may be a useful indicator for drought/flood and strong earthquakes. When the solar activity strengthens, we see the length of the solar cycle shorten and more floods occur in South China and frequent strong earthquakes happen in the Tibetan Plateau,but the droughts in East China as well as the strong earthquakes in Taiwan and at the western boundary of China are very few. The opposite frequencies occur when the solar activity weakens. The current study indicates that the solar activity may play an important role in the climate extremes and behavior in the lithosphere.     

长江流域大范围旱涝与南亚高压的关系

利用１９５８～１９９９年月平均气象资料，分析了４２　ａ以来长江流域大范围旱涝的时空分布特征， 发现长江流域降水具有非常明显的年代际变化，年代际的转折发生于２０世纪７０年代末，６０年 代的持续干旱和９０年代的多发性洪涝形成鲜明对比。依照降水标准差大小，从４２　ａ降水资料 中划分出６个严重涝年和５个严重旱年。合成分析表明旱涝年大气环流和全球海温均有明显差 异，涝年高 低层副热带高压偏南偏强，全球海温呈大范围正距平，旱年则相反。文中对比分析了南亚 高压和海温两个异常因子与夏季长江流域降水的关系，发现南亚高压强度指数与长江流域降 水有显著相关，二者的年代际变化趋势非常一致，２０世纪７０年代末当南亚高压由弱变强，长 江流域由相对干旱转为相对多雨。而赤道太平洋ＳＳＴＡ与长江流域降水的关系不甚确定。超前 ／滞后相关分析表明，前期冬春季１００　ｈＰａ副热带高压强度与夏季长江流域降水呈显著的正相 关，前期冬春季赤道东太平洋ＳＳＴＡ与长江流域降水也呈正相关，但相关不显著。分析结果表 明，由于中国特殊的地理环境、地形和海陆分布特征，将南亚高压作为一个异常强信号并加 以关注，对中国短期气候尤其是灾害性气候的预测具有重要意义。     

天目山树轮碳同位素与周边地区旱涝变化关系的研究

根据帕尔默干旱模式的基本思路,建立动态的能反应旱涝持续特征的适合于天目山地区的旱涝指数。对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后,测得树轮的δ^13C年序列,将δ^13C去除大气CO2趋势影响后的高频变化与不同时段的旱涝指数进行相关分析,结果显示：春夏季的旱涝指数与当年和滞后一年的δ^13C序列有着比较显著的相关性,表明树轮δ^13C对春夏季旱涝的发生有着比较好的响应。根据此显著相关性,利用多元回归方程重建了历史时期的春夏季旱涝指数,分析表明天目山地区春夏季旱涝的发生具有比较明显的年代际变化特征,为研究该地区气候变化特征提供了较可靠的参考依据。