1956—2013年韶关市的旱涝特征分析

根据韶关市1956—2013年的降水观测资料,通过Z指数、最大熵谱和小波分析,对韶关市近58年旱涝的主要特征进行分析,结果得出:韶关市近58年年降水总量呈增加趋势,易旱易涝,旱涝交替。旱年出现的频率比涝年高,严重干旱也比严重雨涝出现的频率高;不同季节的旱涝变化也有不同的特征,春季、夏季和秋季发生干旱的频率较雨涝高,冬季发生冬涝的频率较冬旱高;存在3个不同尺度的周期变化,其中在15~20年最为显著,贯穿整个研究时段,其次在1970—1990年间存在准10年显著周期,在20世纪80年代后期至2013年存在准5年周期。     

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。     

长江中下游地区干旱变化特征分析

利用24°~35°N,104°~124°E范围内180个测站的日降水量和气温资料,计算了各季1969-2008年的综合气象干旱指数,以及3个代表站1953-2008年的Z指数,分析了近40年长江中下游地区的干旱发生频率、覆盖范围及年际变化和不同干旱强度的空间分布。结果表明,干旱覆盖范围达90%以上的事件在1980年以前主要出现在冬季,1990年代主要出现在春季,到21世纪则主要出现在夏季。春、秋季干旱有下降的趋势,而冬、夏季为增加趋势。虽然长江中下游地区冬季干旱覆盖范围在减小,但出现干旱的频率较大,说明冬季出现局部干旱的程度在增大。而夏季干旱发生频率较小,但覆盖范围正在高值期,说明夏季的旱涝程度还在加大。虽然春季发生干旱的频率较高,但多以轻旱为主,并且覆盖范围也处在下降期,因此,春季干旱应比过去有所减缓。从各方面来看,秋季出现干旱的几率最低。     

赣江流域旱涝时空变化特征研究

基于赣江流域40个气象站点1966—2005年的月降水、气温资料, 采用多时间尺度的标准化降水蒸散指数反映不同时间尺度的旱涝状况。再应用小波分析和GIS空间分析技术, 对其旱涝特征进行定量化分析, 阐述其时空变化格局。结果表明:40 a共出现6次中旱以上级别的干旱事件, 7次中涝以上级别的雨涝事件。在流域旱涝演变过程中主要存在3类尺度的周期变化规律。通过小波方差检验得出10 a时间尺度的周期振荡最强烈, 为该指数时间变化的第一主周期。重涝主要分布在赣江流域南部, 而重旱主要分布在西南地区。季节性旱涝变化以夏涝最为严重, 主要分布在流域总出口, 即南昌、丰城一带, 而伏旱、秋旱波及范围较大, 持续时间较长。     

基于SPEI和SPI指数的西江流域干旱多时间尺度变化特征

利用1959 2016年西江流域34个国家气象站的月降水和月平均气温资料,计算了西江流域近57年来不同时间尺度(1个月、3个月、6个月和12个月)的标准降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和标准降水蒸发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)。在此基础上,对比分析了干旱的时空演变特征及干旱指数的表征差异。结果表明:(1)在12个月尺度上,近57年来西江流域大部分地区干旱强度呈现极显著的加重趋势,干旱频率也呈现极显著的上升趋势。(2)在3个月尺度上,西江流域春旱和秋旱较为频繁,影响范围广,而夏旱和冬旱频率低,影响范围小。在12个月尺度上,2000年以后,干旱频率最高,影响范围也更广。(3)干旱频率高、易旱区范围最广的时期为20世纪80年代,其次分别为2010 2016年、20世纪60年代和21世纪00年代,在20世纪70年代和90年代易旱区影响范围较小,干旱频率较低。在12个月的尺度上,SPEI和SPI指数旱涝评价结果整体比较接近。(4)在1个月、3个月和6个月的尺度上,SPEI指数整体上低于SPI指数。尤其在冬季和春季各月SPEI指数远远低于SPI指数。     

1948～2001年全球陆地及大尺度区域6～8月旱涝气候变化

用 1 948～ 2 0 0 1全球陆地月降水资料 (PREC/L) ,研究了全球、北半球、南半球及欧亚、非洲、澳洲、北美、南美和南极大陆等 6个大尺度区域 6～ 8月的旱涝气候变化。结果表明 ,全球及北、南半球 6～ 8月的旱涝有明显的年代际变化。 2 0世纪 40年代末～ 70年代为全球洪涝多发期 ,80～ 90年代为全球干旱多发期。北半球的特征与全球较为一致 ;南、北半球 6～ 8月的旱涝没有明显的联系 ,但发生暖 (冷 )事件时 ,两个半球可能同时出现干旱(洪涝 ) ;全球、半球的旱涝与ENSO有明显的联系。另外 ,非洲大陆和欧亚大陆旱涝年的分布有十分明显的年代际特征 ,6个大区域 6～ 8月的旱涝之间存在一定的联系。     

华南地区21世纪中后期旱涝变化的情景分析

利用区域气候模式PRECIS（Providing Regional Climates for Impacts Studies）,首先选取若干旱涝指标,在验证模式对各旱涝指标的模拟能力的基础上,分析SRES A1B（Special Report on Emissions Scenarios A1B）情景下华南地区21世纪中后期（2040~2099年）各旱涝指标相对气候基准时段（1961~1990年）的变化情况,进而初步探讨华南地区未来旱涝情况的可能变化。研究表明,PRECIS能够较好地模拟出所选取的旱涝指标的年际变化和月变化特征;在SRES A1B情景下,21世纪中后期华南地区极端强降水事件的发生频率和强度都将显著增加,且强降水期将有所延长,从而使得华南地区出现雨涝灾害的可能性大大增加。与此同时,华南地区未来在春季、夏季和秋季发生气象干旱的可能性变化不显著,但在冬季发生气象干旱的可能性却将增加,尤其是在21世纪后30年冬季出现气象干旱的可能性更高。     

基于IWAP的广西干湿演变尺度效应与过程识别

伴随着全球变化和区域旱涝加剧,明晰最佳表达时间尺度,开展精细化旱涝演变监测和过程识别、支撑业务化精准预警是当前有效应对旱涝灾害的迫切需求。针对广西旱涝并存且频繁交替现象,采用距平改进的加权平均降水指数（IWAP）分析了区域日、候、旬、月、季尺度1961—2017年气象干湿演变监测的尺度效应; 并结合游程理论和极端事件强度-过程检测方法（EID）对典型干旱、湿润事件过程进行识别。结果表明:（1）时间尺度越小（如日、候）,IWAP对广西大气干湿快速频繁交替波动和空间格局变化监测效果越好; （2）日与候尺度IWAP对广西干湿面积变化监测具有强正相关一致性,其他尺度间的相关性普遍较弱,季尺度结果存在较显著的累加抵消现象,数值明显小于其他尺度; （3）各时间尺度IWAP对广西总干旱、总湿润事件频次监测差异小于各尺度间同等级干湿事件的频次差异,日与候、旬与月尺度分别表达了广西干湿事件相近的演变模态和强度分布; （4）文中方法对广西干湿演变过程及起讫时间识别效果良好,且日尺度能更好地揭示骤发性干旱和突发极端降雨湿润现象。      

1953-2010年浙西南山区降水与旱涝变化特征

根据1953-2010年浙西南山区逐月降水资料,在对不同时间尺度降水进行气候分析的基础上,利用降水距平百分率研究年、季和月尺度上旱涝分布特征,并通过Morlet连续小波变化探讨旱涝演变趋势。结果表明：近58 a来,浙西南山区降水量和雨日均呈下降趋势,且雨日减少幅度较明显,约每10 a减少3.39 d。其中降水量以8月增多最显著,5月下降最明显;雨日则以5月和12月的减少最为突出。用Morlet小波分析得出旱涝存在不同尺度的周期分量,并且各周期强度有所不同,其中以4-8 a周期和16-20 a周期最为强烈,2010年后浙西南山区旱涝将向偏涝方向发展。年际尺度上,浙西南山区旱涝主要表现为轻旱和轻涝;季和月尺度上,以8-12月旱涝发生最为频繁,其中干旱概率多于洪涝,但洪涝强度大于干旱。     

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     

贵阳汛期旱涝演变特征及未来趋势预估

首先对贵阳近500 a（1470—2008年）旱涝等级资料进行增补,利用该资料进行等级序列展开频次和多尺度分析。结果表明：近58 a,贵阳出现极端旱、偏旱的频次明显高于过去近500 a的平均状况;汛期出现偏旱和旱的次数明显增多,旱重于涝的趋势非常明显。从年代际和百年际尺度看,210 a周期是贵阳旱涝振荡的主周期,而50 a周期是次周期,且20世纪80年代的干旱程度高于历史上任何一个年代;从年际和年代际尺度上,24 a周期是贵阳旱涝振荡的主周期,而7 a周期是次周期;汛期降水偏少,一般与旱灾对应一致,但若降水偏多,对应汛期各月降水分布均匀,则不一定对应涝灾。最后,结合诊断结果,借助IPCC AR4最新的模式预估数据集,预估贵阳汛期降水在未来10 a左右将处于旱涝交替频发期,之后至21世纪40年代中期将处于少雨阶段,可能会出现较长时期的干旱。     

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。     

玉屏县近50 a旱涝特征和旱涝急转及其响应因子浅析

利用玉屏站1965—2014年地面气象观测资料及大气环流指数资料,运用统计学及Morlet小波方法,分析玉屏县旱涝特征得出:玉屏县年降水量存在明显的年际变化,有2~3 a的震荡周期;玉屏县持续性干旱过程平均32个月发生1次,大多数持续时间为4~6个月,属季度尺度的干旱,以夏秋干旱、秋冬干旱和冬春干旱发生频率高;玉屏县洪涝过程约35个月发生1次,持续时间1~3个月,开始时间集中发生在下半年,大多数过程并未发生在降水偏多年,阶段性特征明显;玉屏县典型旱涝急转事件有3次,均未发生在降水异常年;在旱涝急转事件中,气温、最高气温和日照的阶段性波动对本区域前旱后涝的响应程度强,而西太平洋副高脊线、西伸脊点和印缅槽指数的演变,单要素对玉屏县前旱后涝的响应不明显,但若综合考虑各指标的配置情况,对玉屏县旱涝急转事件前、后响应程度增强。     

贵州省近50a降水资源的评估

介绍了国家气候中心使用的降水资源评估方法,利用贵州省32个代表站1961～2004年年降水量和历年气候灾情资料,对近50a来全省年降水资源的变化和旱涝灾害出现情况做了分析,对年降水资源进行评估.研究表明贵州年降水资源量20世纪70年代最多,90年代次之,80年代最少,其年降水资源量值低于多年平均值,但各年代总体变化不大,均在正常范围内;贵州省历年有较大干旱灾情出现的频率大于较大洪涝灾情出现频率,且20世纪90年代旱涝灾情同年出现的现象明显,主要原因①近年来各种气象灾情收集记录更详实;②虽然全年降水总量变化不明显,但极端天气出现频繁;③随着经济的发展,人类活动加剧使我贵州气象灾害的承灾能力下降.干旱洪涝对农业生产及国民经济产生的影响巨大,防汛抗旱工作形势更加严峻.     

基于MCI指数的福建省干旱气候特征

采用目前国家干旱监测业务实行的MCI指数,利用Morlet小波、经验正交函数（EOF）等方法,分析了福建省1961—2019年全省66个气象站MCI指数表征的干湿状况和干旱变化特征。结果表明：福建省存在明显的干湿气候特征,具有显著的6—8 a和22 a的周期振荡,内陆山区干湿变化周期比沿海长,在季节尺度上各季均存在多时间尺度和地域差异化的特点;其空间变化具有3种典型模态,反映了季风降水多寡和地形差异。MCI表征的干旱过程时空分布与历史干旱事件相吻合,秋季和冬季是福建省干旱发生频率最高的季节,春季和夏季是干旱强度最强的季节;闽江口以南沿海地区干旱发生率明显高于内陆地区,全省出现同步干旱的机率较小（12%）。     

中国南方旱涝时空分布特征分析

用1955-2001年我国南方81个测站全年逐月降水量资料,利用Z指数确定单站旱涝等级.结果表明,春季华中地区和两广交界处更易发生干旱,湖南与华南沿海地区降水偏多,出现洪涝的几率较大;夏秋两季106～115 °E,23～32 °N区域和四川西北部地区出现干旱的频率较高,洪涝频率较高地区主要集中在长江流域,同时四川南部、云南中部、华南沿海出现大涝的频率较高;冬季南方大部分地区发生旱涝的频率较小,干旱多发区主要集中在云南中部以及江苏、安徽两省,西南部出现降水偏多的频率较高.通过对降水资料的EOF分析发现,我国南方春季降水主要为南旱北涝、南涝北旱两种分布型.夏季降水区域主要分为长江流域与华南沿海地区、云南两个区域,而秋、冬季南方降水分布比较均匀,表现为南方一致旱或涝.     

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.     

近46年洛阳地区气候变化特征分析

根据洛阳地区9个气象观测站1961-2006年的气象资料,统计并分析了气温、降水等主要气候要素近46年来的年变化、四季变化及年代际变化趋势特征,结果表明:年平均气温呈较强增暖趋势,其中冬、春季增温最为明显,秋季气温变化平缓,而夏季气温则呈下降趋势,年极端最高气温下降,年极端最低气温上升,气候由"冬冷夏热"逐渐向"冬暖夏凉"转变;年降水量各年代均有不同,四季旱涝特征是春季干旱加剧,夏季干旱、洪涝均有加强趋势,秋季洪涝减少、旱灾增加,冬季降水变化最不明显.     

广东省持续性干旱事件的变化及其成因

利用1961年1月—2005年12月广东省86个测站的地面观测资料、ERSST全球月平均海温资料以及NCEP/NCAR全球大气多要素资料,定义了广东持续性干旱事件,分析了广东持续性干旱事件的变化特征,从多种角度(包括大气环流、海温、海气温差)讨论广东持续性干旱事件的成因。结果表明,广东持续性干旱事件平均出现频率为每26个月发生1次,以秋冬旱或冬春旱为主,持续性干旱事件具有大范围全省性的空间分布特征;1960年代是20世纪下半叶干旱较频繁且强度较强的年代,但2001—2005年干旱出现的概率和强度都超过1960年代,反映了广东区域极端气候事件对全球气候变化的响应;各季节大气环流和海温等在广东干旱情况下表现出不同的异常变化特征:春季华南冷空气偏弱,夏季则夏季风偏弱、西太平洋副热带高压明显偏强、贝加尔湖槽及北太平洋洋中槽偏强,秋季亚洲大陆高压偏弱、冷空气活动较少,冬季则冬季风偏强、海平面气压场的北太平洋涛动(NPO)和北大西洋涛动(NAO)两种遥相关型同时出现。以上结果为干旱预测尤其是气候模式产品的动力释用提供了很好的参考依据。     

中国近530年干湿变化及其持续性特征研究

采用中国530年旱涝指数序列,并将其划分为华北和西北东部地区(Ⅰ区)、长江流域地区(Ⅱ区)以及中南和东南沿海地区(Ⅲ区)3个区域.应用功率谱、滤波方法、BG算法等研究旱涝指数序列各相对平稳均值段之间的干湿转化特征.结果表明,近130年的干旱时段和历史上的干早或偏旱时段相比,Ⅰ区干湿转化频率有所加快;Ⅱ区于湿转化频率没有太大变化;Ⅲ区干湿转化频率有所降低.并且重大干湿转折时期大多对应突变点比较集中,即这一时期气候态不稳定,容易发生突变或符种极端气候事件.结合小波系数的周期分析结果发现,Ⅰ区从1920年左右开始的干旱,在经历了20世纪70年代末以来的严重干旱以后,有可能在21世纪再持续50到70年,其后再一次发生由干旱向湿润的转型;Ⅱ区则有可能在接下来的几十年中持续湿润期相对集中的情况.此外,Ⅰ-Ⅲ区干湿变化的特征与北半球的气候变化有一定的对应关系;Ⅰ区的干湿变化与当地温度变化具有较好的止相关;Ⅱ区和Ⅲ区干湿变化与温度变化的联系较Ⅰ区差一些;太平洋年代际涛动可能对3个区域的干湿转化均有不同程度的影响.在此基础上,定义旱(涝)尺度因子,可以定量描述旱涝持续性的区域特征;滑动计算旱(涝)尺度因子,可以检测哪一时段对应有旱涝群发性事件及重大干湿期的转折.