区域降水指数的分析

讨论了如何利用单站降水记录计算区域降水指数的方法。该指数能够比较客观地反映区域降水的分布情况，从而得到较好的区域降水序列，便于进行气候分析与预报。     

RHtest方法对我国降水资料的均一性检验试验

应用RHtest方法结合台站元数据信息对我国1725个气象台站1961-2009年月降水资料进行了均一性检验试验和订正,并以波密站、元阳站和巢湖站为例介绍了检验过程.结果表明:该方法能够适用于对我国降水资料均一性检验且具有较高的应用前景.2400台站高密度月降水资料的使用更加有益于参考序列的选取,采用数理统计分析和结合元数据主观判断的方式来对序列进行均一性检验更加合理.检验出存在非均一性断点的台站仅占2.1％,表明我国降水资料序列均一性情况良好,台站较大距离的迁移是造成部分降水序列非均一的重要原因之一.对检验出存在断点的降水序列采用RHtest提供的订正方法进行了订正和趋势分析,发现订正后降水序列的年变化趋势具有明显的改变,均一性也有很大改善.     

近40年河南年降水变化特征及多步预测模型

利用近４０年来河南３２个台站的降水资料,分析了河南省年降水演变特征;以均生函数为基函数,用主成分分析原理进行筛选,建立了河南降水时间序列的多步预测模型。计算结果表明,拟合、预测效果均较好。     

长江流域极端强降水分布特征的统计拟合

基于长江流域147个气象站1960-2005年最大值降水序列(AM)与超门限峰值降水序列(POT),选取4大类20种分布函数,采用极大似然法和线性矩法估算了参数,经柯尔莫洛夫-斯米尔诺夫检验,确定了降水极值的最优概率模型.对AM与POT两套极端强降水序列的频率分析均表明,Wakeby分布函数能够较好的拟合长江流域降水极值的概率分布.同时指出了降水极值的拟合存在的不确定性.     

1960-2008年淮河流域极端降水演变特征

采用地理空间统计、时间序列分析和趋势诊断等方法,研究1960-2008年淮河流域极端降水时空演变特征:流域大部分地区全年及四季的极端强降水量、降水强度、强降雨日数无明显变化趋势;≥15 d的持续无降水事件发生次数由南向北递增,平均每年2～5次,冬季最多、夏季最少;≥5 d的持续降水事件由东北向西南递增,平均每年1～8次...     

近1100年来柴达木盆地干湿气候演变特征及趋势预测

利用柴达木盆地东北缘宗务隆山和沙利克山采集的祁连圆柏年轮宽度序列及其与降水变化的响应关系，重建了柴达木盆地近1100年来的降水序列，分析了1100年间的旱涝演变特征，并对未来演变趋势进行了预测。研究表明：采用祁连圆柏年轮宽度序列EOF分析的第一主分量与德令哈降水序列的关系，重建了降水变化方程，恢复了柴达木盆地历史降水序列；过去1100年以来柴达木盆地经历了4个相对湿润和4个相对干旱的阶段，最近的1971—2000年是近千年来相对多雨的阶段，但20世纪90年代以来呈现出减少趋势，同时降水序列存在着准3年的最显著性周期；推测未来50年柴达木盆地的降水可能以偏少为主。     

华北地区500年滑动平均降水场序列重建

基于533年旱涝指数场序列，采用了滑动累积频率法用于降水序列重建工作，并选用了3种不同均值用于序列重建试验，得到了1499～2002年共504年连续的滑动平均降水场序列。分析表明，重建的504年降水场序列与49年实测降水场序列相关性较好，其平均相对均方误差在1．89％以下；重建的序列与原旱涝指数序列的非线性关系，表明重建序列是合理的，为华北地区长期旱涝变化规律的研究提供了基础资料。     

阿拉尔垦区降水变化及其对农业生产的影响

利用阿拉尔垦区40年的降水资料序列，以统计学方法为基础，揭示垦区自然降水的历史演变规律和年代际变化特征。针对自然降水对农业生产弊大于利的影响，提出趋利避害的对策建议。     

重庆地区降水序列的均一性检验及其对气候变化分析的影响

本文利用最新发布的RHtest软件包中的惩罚最大T检验(PMT)方法并结合各个台站的历史沿革信息对重庆地区所属的34个气象观测台站从建站到2010年的月降水序列进行了均一性检测,并用RHtest软件包中的惩罚最大F检验(PMFT)方法对其进行了验证,结果表明该方法能很好的应用于月降水序列的均一性检验,在被检测的34个台站中,仅3个台站被检测出了间断点,表明重庆大部分台站降水资料均一性情况良好,台站远距离迁移是引起月降水序列非均一性的主要原因。对检验出存在断点的降水序列采用最新发布的RHtest软件包提供的均值订正方法进行了订正,并对订正前后的降水序列进行气候趋势分析,分析发现,订正前后降水序列的年变化趋势具有明显的改变。     

1960—2008年淮河流域极端降水演变特征

采用地理空间统计、时间序列分析和趋势诊断等方法,研究1960—2008年淮河流域极端降水时空演变特征:流域大部分地区全年及四季的极端强降水量、降水强度、强降雨日数无明显变化趋势;≥15 d的持续无降水事件发生次数由南向北递增,平均每年2~5次,冬季最多、夏季最少;≥5 d的持续降水事件由东北向西南递增,平均每年1~8次,潢川—正阳—郑州一线的西北部秋季最多,其他地区夏季最多;40%的站点持续无降水事件有明显增多趋势,气候倾向率为0.22~0.60次/a,且大多在1970s发生气候突变;30%的站点持续降水事件有明显减少趋势,气候倾向率为-0.24~-0.70次/a,普遍无气候突变;持续无降水(降水)事件与年降水总量没有明显的联系。     

淮河上游地区夏玉米生长降水关键期内旱涝致灾降水阈值研究

基于淮河上游地区11个气象站点1959—2015年降水资料,利用夏玉米气候产量与生育期降水序列进行相关性分析,确定降水影响夏玉米生长的关键时段,定义为夏玉米生长降水关键期,并采用21种分布函数对降水关键期内降水序列进行拟合,选取K-S和A-D方法进行拟合优度检验,建立最优概率分布模型,再基于降水概率分位数法定量化设计夏玉米各级旱涝的降水阈值R,并验证指标的合理性。结果表明:(1)淮河上游地区夏玉米抽雄-成熟生育时段及前一旬降水量对夏玉米产量影响显著;(2)各站点夏玉米生长降水关键期内降水序列的最优概率分布模型差异明显;(3) 11个站点夏玉米各级旱涝灾害的降水阈值地区差异较大,利用泰森多边形法确定整个淮河上游地区夏玉米生长降水关键期内旱涝致灾降水阈值分别是:重旱R73 mm,旱73 mm≤R138 mm,正常138 mm≤R337 mm,涝337 mm≤R475 mm,重涝R≥475 mm。     

近百年来南京降水变化的趋势和特征

本文对近百年来（１９０５－１９９４年）南京实测降水量资料序列和降水的其他统计特征作了详尽的诊断分析，得到如下十分有益的气候变化信息。     

用墨西哥帽小波函数研究雅安降水变化

利用1951～2006年月平均降水和年平均降水资料,采用墨西哥帽小波函数,对雅安56年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了雅安降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化进行了预测.结果表明,各季节和年降水均存在8～12年左右时间尺度的周期特征;其次,4～6年左右时间尺度的周期特征也较明显.夏季和年降水变化趋势一致,均有1年和12年尺度的主周期,夏季降水完全控制年降水. 经降水变化趋势分析,预测2006年前后雅安降水将偏少,大约在2008～2010年雅安降水将偏多.     

近四十年我国东部盛夏日降水特性变化分析

基于中国地区740台站的日降水资料,细致分析了近40年我国东部盛夏即7、8月份降水长期趋势和年代际变化特征。按小雨、中雨、大雨以及暴雨降水强度分类,探讨了不同强度降水在我国东部降水变化中的贡献。结果表明,中国东部地区盛夏降水变化主要受暴雨强度降水变化的影响,占总降水变化60%以上。近40年来,盛夏长江流域降水量、 降水频率、极端降水频率以及暴雨降水强度均呈增大趋势,在华北地区则呈减小趋势,除降水频率在长江流域的变化趋势绝对值比华北地区小外,另三个指标在长江流域的趋势变化值大约是后者的2倍。降水强度在中国东部表现出一致的增大趋势,但华北地区增大趋势不显著。华北地区降水的减少主要是小雨强度降水频率减小的结果,强降水的频率和强度在该地区也呈微弱的减小趋势,其中小雨强度降水频率减小趋势大值中心值达到-3%/10a,比中雨以上强度降水频率变化趋势值大一个量级;长江流域降水的增多,是各强度降水频率和强度增大共同作用的结果。长江流域和华北地区在区域平均降水频率、降水强度、极端降水频率、最大降水量的时间序列上,彼此均为负相关关系,其中降水频率和极端降水频率序列在两区域的相关系数通过99%的信度检验。Mann-Kendall检验表明,除华北地区降水强度外,其他降水指标均存在显著的年代际跃变。与1970年代末的气候跃变相对应,华北地区降水频率较之长江流域的跃变明显;但长江流域极端降水在1970年代末的跃变较之华北地区更显著,其降水强度、极端降水频率以及最大降水量均于1970年代末期前后发生显著年代际跃变。     

近50年黄河上游流域年均降水与极端降水变化分析

利用1970-2017年45个气象台站逐日降水资料分析了黄河上游流域降水空间分布规律以及年均降水和极端降水的变化趋势,将黄河上游流域按照地形地势、海拔、气候带分布等多种因素划分成源头区、产流区、出口区,并结合极端降水指数采用Mann-Kendall法、小波分析法分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,研究极端降水时空变化。结果表明,黄河上游流域年均降水从东南向西北扇形递减,源头区和产流区是年降水量的主要贡献区域;年均降水和极端降水均存在明显的周期振荡特征,其中源头区和产流区在22年左右,出口区在18年和8年左右;整个上游区域,极端降水和年均降水的变化趋势较为一致,但年降水量近年来呈现增长趋势,而极端降水事件的发生频率则有所降低。     

上海浦东地区“梅雨期”降水及其多尺度时频特征

提出了浦东地区“梅雨期”降水的概念。在此基础上,利用小波变换分析了浦东地区“梅雨期”降水的多尺度时频特征及其突变现象。结果表明:浦东地区6月1日—7月10日期间的降水序列能更加客观地反映该地区春末夏初这一特殊的“梅雨期”降水量的实际状况;浦东地区“梅雨期”降水存在准2 a和10～20 a的主要振荡周期;利用小波逆变换重构的不同振荡周期的时间序列能更好地反映原序列的主要周期振荡特征及其趋势信息。     

用墨西哥帽小波函数研究雅安降水变化

利用1951~2006年月平均降水和年平均降水资料,采用墨西哥帽小波函数,对雅安56年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了雅安降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化进行了预测。结果表明,各季节和年降水均存在8~12年左右时间尺度的周期特征;其次,4~6年左右时间尺度的周期特征也较明显。夏季和年降水变化趋势一致,均有1年和12年尺度的主周期,夏季降水完全控制年降水。经降水变化趋势分析,预测2006年前后雅安降水将偏少,大约在2008~2010年雅安降水将偏多。     

广西后汛期降水分型预报探讨

将广西后汛期降水进行EOF分解后，利用前六个特征向量进行空间分型，并根据对应时间系数的符号及大小将降水场转化为数字化时间序列，再运用序列相似方法进行因子的选取及降水场数字化时间序列的预测，1998-2001年的预报结果表明，效果较好。     

全球地面降水月值历史数据集研制

全球降水历史数据是开展气候、水循环等研究的基础。收集整理全球12个数据源降水历史月值资料,通过站号、站名甄别不同数据源中相同台站,对344个通过相关系数、一致率、均值t检验、方差F检验的台站多源资料进行拼接,尽可能多地融合各套数据产品优势,最终形成全球降水历史月值数据集(CMA Global PrecipitationV1.0, CGP)。数据集重点解决当前国际数据产品在东亚地区站点稀少、同时应用多套数据应用门槛较高等问题。数据集收录3.1万个台站共计1.87×107组月降水记录, 4152个台站序列长度达百年。与美国大气海洋局(NOAA)的全球降水数据集(GHCN-M V2.0)对比,CGP新增1万个站点、0.5×107组有效观测记录和1030条百年序列,其中141条百年序列通过多源整合技术获取。CGP的站点和数据量优势主要体现在东亚、东欧、西伯利亚等站点稀疏地区。基于CGP分析的全球降水时空特征与国际同类产品的结果较一致。新增的数据虽然没有改变全球降水分布的总体特征,但对区域性的百年降水变化检测有一定影响。基于CGP的全球降水百年序列结果显示,20世纪前半叶全球降水量偏小,近20年是1900年以来全球降水量最大的时期,各纬度带、各个国家或地区的降水长期变化趋势呈现显著的差异。      

中国气温和降水序列年代际分量的显著性检验

对1951—2008年中国160站年和四季的气温、降水序列是否服从正态分布进行显著性检验,以此为基础进一步对气温和降水序列中的年代际异常分量显著性作了严格的统计学分析,结果表明：1）大多数测站气温序列服从正态分布,大多数测站降水序列不服从正态分布;气温、降水序列是否服从正态分布与地域有一定联系。2）气温、降水序列中年代际变化分量的显著性存在明显差异,多数测站气温序列年代际分量显著,只有少数测站降水序列的年代际分量显著。3）因为1951—2008年中国160站年、季气温和降水序列不全服从正态分布,特别是降水序列的非正态性严重,建议对它们的统计显著性检验采用Monte Carlo方法。