1981～2010年北京地区极端降水变化特征

采用北京地区20个常规气象站1981~2010年逐日降水数据,对北京地区极端降水的空间分布特征进行了分析。得到以下主要结论:1981~2010年,北京地区极端降水百分位数(第90、95和99个百分位数)阈值表现出较一致的空间分布特征,以第95个百分位数阈值计算的极端降水日数与降水阈值和降水量的分布有较大差异,极端降水量对总降水量的贡献可达30%~37%,极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似。近30年,北京地区多数站点的极端降水量、降水日数和降水强度呈下降趋势,极端降水量以上甸子、怀柔、平谷和观象台下降较为明显,可达到40 mm(10 a)–1以上,极端降水强度以顺义、海淀、观象台、大兴和上甸子等站下降较为显著,每10 a降水强度减小趋势可达4 mm d–1,极端降水日数变化分布与极端降水量变化分布类似,极端降水强度变化与降水量和降水日数变化的分布有明显不同。     

三穗县近46a极端气候特征研究

该文利用三穗1961—2006年的逐日平均气温和日降水量资料通过阈值求取,并采用线性趋势分析、相关分析、小波分析[6]等方法来分析三穗极端事件发生频数的总体特征,得出如下结论:夏季温度和降水的阈值比较高,对应温度高、降水多;冬季阈值低,气候干燥,温度低、降水量相对较少;通过趋势分析,95百分位极端降水日数、暴雨日数都呈增加趋势,汛期降水极端事件则呈减少趋势,但它们的变化趋势都不明显,通过相关分析发现,极端降水日数与年降水日数相关性较好,极端降水日数可以间接反映年降水日数的多少;通过小波分析得出极端降水日数周期为9 a左右,汛期降水日数的周期在11 a左右;暴雨日数在1970年以前存在准2 a的周期,在1970年以后存在4~5 a的准周期。     

雄安新区及上游极端降水特征分析

选取1981—2019年河北省雄安新区及上游保定地区共19个国家观测站的逐日降水资料,基于百分位法和线性倾向估计法,对上述地区极端降水的时空分布和演变趋势等进行了分析.结果表明:各百分阈值具有相似性,以第95百分位数作为极端降水阈值得到的各站年平均极端降水量及其在总降水量中所占比例的分布情况大体一致,大值区集中在山区到平原的过渡地区.2001年起极端降水总站次在波动中上升;7—8月极端降水最为频繁,10月平均极端降水日站次最多.年平均极端降水量、日数及其在总降水量中所占比例的变化趋势较为一致,阜平、西南部浅山区以及雄安新区北面的高碑店呈递增趋势;年平均极端降水强度呈增加的站点分布较为广泛.浅山区极端降水强度最大;山区年平均极端降水日数最多;平原年平均极端降水量最小.5—8月浅山区的年均极端降水强度均为各区域中最大;平原次之;山区最小.7月各区域年平均极端降水日数均在1d以上;山区5—9月年平均极端降水日数均为最多.     

近53年江淮流域梅汛期极端降水变化特征

基于1961—2013年江淮流域梅汛期（6—7月）逐日降水资料,利用百分位法确定极端降水阈值,对江淮流域梅汛期极端降水的时空分布及突变特征进行分析,结果表明：95%分位极端降水阈值多在50 mm以上,大值中心主要位于湖北东部到安徽南部一带;平均极端降水强度与阈值大小的空间分布相似。极端降水量和极端降水日数整体呈现由安徽南部向四周递减的空间分布特征,极端降水量约占梅汛期降水总量的1/4~1/3。从季节内分布上看,极端强降水站次在梅汛期呈单峰型分布,各候间差异明显,其中6月第5候到7月第2候最多。极端降水量、极端降水日数以及极端降水量占梅汛期总降水量百分比均具有明显的年际变化,且上升趋势显著;江淮流域梅汛期极端降水量和极端降水站次的这种上升趋势均在1980年发生突变。     

近53a贵州极端降水事件气候分析

利用贵州省81个测站1961—2013年53 a的逐日降水量资料,采用一元线性回归和百分位阈值法分析了近53a贵州省极端降水的基本变化特征。结果表明:1贵州的极端降水事件阈值的空间分布存在地域差异,南部多于北部,东部多于西部;5—9月是极端降水事件集中出现的月份,特别是7月和6月。2贵州的极端降水事件趋多、趋强,极端降水量占总降水量比例趋于增大。3年暴雨日数整体变化趋势不明显,21世纪至今呈相对明显的下降趋势。4暴雨量整体上呈增长趋势,21世纪开始至今表现为较明显的减少趋势,但暴雨降水量比例呈上升趋势。5 5 min极端降雨量强度多为中雨,局地出现大雨,10~20 min大部分达到大雨,局地出现暴雨,30~60 min大部分地区为暴雨,局地出现大暴雨;60~90 min大暴雨范围扩大,90~180 min大暴雨范围扩大到全省大部分。     

三峡水库蓄水关键区降水时空变化特征

根据1961—2012年三峡水库安全蓄水各关键区域内经过质量控制的261个代表站逐日降水资料,采用线性回归分析、FFT滤波等方法,研究了区域全年和5—9月降水的时空分布及演变趋势。结果表明:三峡水库蓄水关键区年均降水量为992.9 mm,东多西少,岷江东南部为降水大值中心;近52年来,年降水量以-16.2 mm/10a的速率显著减少,2000年后减少尤为明显,宜宾—重庆段减少最为严重,金沙江减少最微弱;蓄水关键区5—9月降水量占全年降水量75.6%,5—9月降水量以-12.2 mm/10a的速率显著减少,减少趋势较为明显的区域主要位于岷江、沱江、宜宾—重庆段交汇处,5—9月降水20世纪70年代前呈"中北多、南部少",之后演变成"中北少、南部多",大暴雨和极端降水量呈增加趋势,蓄水前后区域降水变化主要体现在空间分布格局方面。     

青海省 1961—2018 年侵蚀性降水时空变化特征

利用青海省41个气象站点1961—2018年逐日降水数据,采用常规统计学方法,统计逐年降水量/日数、侵蚀性降水量/日数,分析青海省降水和侵蚀性降水的时空分布特征。结果表明:青海省年降水量、降水日数、侵蚀性降水量、侵蚀性降水日数之间呈显著的幂函数关系,空间分布均从东南向西北逐步减少。从4个生态功能区分布来看,三江源地区年降水量最高,为469.3 mm,柴达木盆地全省最低,为99.4 mm;侵蚀性降水量柴达木盆地最低,为25.1 mm,东部农业区全省最高,为155.5 mm。1961—2018年青海省年降水量和侵蚀性降水量分别以8.1、4.7 mm/10a呈显著增加趋势,年降水日数表现为不显著的减少趋势,侵蚀性降水日数呈显著的增加趋势,变化速率分别为-0.5、0.2 d/10a。侵蚀性降水量和侵蚀性日数突变分别发生在2004年和2001年,突变后侵蚀性降水量和降水日数较突变前分别增加22.4 mm和0.7 d。1961—2018年青海省侵蚀性降水量和侵蚀性降水日数的贡献率平均为32.7%和6.5%,侵蚀性降水量和侵蚀性降水日数的贡献率分别以0.59%和0.21%呈显著增加趋势。     

1980~2019年夏季青藏高原中东部极端日降水分布特征

基于中国气象局国家基准气象观测站逐日观测资料,采用百分位法对1980~2019年夏季青藏高原中东部地区极端日降水进行定义,分析了不同分位极端日降水的气候分布特征。结果表明:（1）青藏高原中东部夏季降水呈东多西少、中间多南北少的反位相分布特征,且存在显著的年际和年代际变化。（2）99%分位降水阈值普遍在24 mm/d以上,95%分位和90%分位降水阈值维持在12~20 mm/d,75%分位降水阈值则进一步下降至7~9 mm/d。（3）从长期变化趋势看,青藏高原中东部99%分位的极端日降水出现频次呈显著的上升趋势,其余几个分位则以下降趋势为主。（4）相较于99%和90%分位而言,95%分位在青藏高原中东部夏季降水中具有更为突出的贡献,且近40 a来99%分位的贡献在不断增加。（5）青藏高原中东部日降水量介于0.1~10.5 mm,但日降水量的频次波峰和总降水量的波峰位置存在差异,2.4~5.1 mm日降水量在青藏高原中东部降水中具有重要作用。      

德州60a雨日和雨量及雨强变化特征

分析德州1951—2010年各类降水日数和降水量等资料,计算线性变化趋势系数和相关系数,结果表明：历年降水量平均10a 减少19.5mm。大于等于0.1mm 降水日数总体呈下降趋势,平均10a 减少2.76d,且变化显著;大于等于150.0mm降水日数呈增多趋势,但变化不显著。大于等于25.0mm降水日数与年降水量变化之间的相关系数最大,为0.854,且相关显著。最长连续降水日数平均10a减少0.21d,最长连续无降水日数平均10a增加2.26d,最大连续降水量平均10a减少2.75mm,一日最大降水量平均10a减少1.80mm,1h最大降水量平均10a增加2.34mm,10min最大降水量平均10a增加0.49mm。总体上,德州降水资源呈减少趋势。150mm以上降雨日数有增多趋势,短时强降水等极端灾害性天气事件有增加趋势。     

近46a重庆汛期极端降水量异常特征

利用重庆33站1961-2006年汛期(5-9月)逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,统计出了不同台站近46a逐年汛期极端降水量,并进行时空分布特征分析。结果表明:重庆地区汛期极端降水量空间分布差异明显,一致性异常分布特征是最主要空间模态,空间分布可分为5个主要区域;各区代表站汛期极端降水量占总降水量的比重相当大;从长期变化趋势来看,整个重庆地区近46a来汛期极端降水变化趋势不显著;各区汛期极端降水主要存在着2~3a、5a左右的年际变化和11a左右的年代际振荡。     

近46 a重庆汛期极端降水量异常特征

利用重庆33站1961-2006年汛期（5-9月）逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,统计出了不同台站近46a逐年汛期极端降水量,并进行时空分布特征分析。结果表明：重庆地区汛期极端降水量空间分布差异明显,一致性异常分布特征是最主要空间模态,空间分布可分为5个主要区域;各区代表站汛期极端降水量占总降水量的比重相当大;从长期变化趋势来看,整个重庆地区近46a来汛期极端降水变化趋势不显著;各区汛期极端降水主要存在着2—3a、5a左右的年际变化和11a左右的年代际振荡。     

思南县近60a降水日数与降水量变化趋势

利用贵州思南站逐日降水资料,从量级和量别两个方面分析了1951—2010年各级别降水日数、降水量及变化趋势,结果表明,近60 a来,微量降水日数平均每10 a减少3.2 d,降水量≥0.1 mm日数平均每10 a减少3.5 d,小雨平均每10 a减少5.96 d。降水量≤25.0 mm日数均呈减少趋势,大雨以上日数及降水量都呈增多趋势,突发性强降水等极端灾害性天气事件增加。     

塔克拉玛干沙漠南缘极端降水变化趋势与突变特征

利用1966-2009年塔克拉玛干沙漠南缘16个站逐日的降水资料,运用累积频率的方法确定了塔克拉玛干沙漠南缘各站极端降水量的阈值。通过Mann-Kendall法和滑动t检验方法进行比较分析,得出极端降水指数的突变特征。结果表明：塔克拉玛干沙漠南缘极端降水量、频率、强度、年最大日降水量均呈增加趋势。极端降水量和频率的突变点分别是1998、 1997年附近,极端降水频率与极端降水量呈较好的正相关。极端降水的强度和年最大日降水量的突变点分别为1985和1981、1985年。极端降水量的增加可能是由极端降水日数的增加和极端降水强度的增强共同引起的。     

深圳市汛期(4～9月)降水及极端降水事件的变化特征

以深圳市1953~2006年逐日降水资料为基础,采用数理统计、线性分析、突变分析、周期分析等方法,分析54年来深圳市汛期降水的变化特征以及极端降水事件的变化趋势。研究结果表明:深圳市降水主要集中出现在汛期(4~9月),汛期多年平均降雨量为1653mm,约占年平均雨量86%左右,深圳市汛期降水存在两个明显的峰值,分别集中在6月上~中旬和7月中旬~9月上旬;深圳市汛期降水量呈略增加的趋势,并在1993年发生突变,雨日的变化与降水量正好相反,为减少趋势,在1982年发生突变,其气候倾向率为-1.3d/10a,雨日的平均降水量呈增加趋势,突变发生的时间与汛期降雨量的突变时间一致,也是出现在1993年;深圳市汛期降雨量变化存在多时间尺度结构,存在1~3年、6~8年、准18年的周期振荡;从极端降水变化来看,暴雨降水量和频率趋势变化较小,且变化趋势基本一致,而暴雨强度呈弱增加趋势,90年代以后增加明显。     

1961—2008年内蒙古降水极端事件分析

利用内蒙古自治区116个气象站1961—2008年逐日降水量资料,以年序列的第90和95个百分位,分别建立了单站日降水量极端气候事件的阈值,检测了近48年来内蒙古逐日降水量极端事件的出现频率,分析了极端事件阈值、频数及降水量的空间分布和年际、年代际及季节变化的差异,对比分析了1987年前后极端事件频次和降水量的变化。结果显示：1) 内蒙古日降水极端事件的阈值普遍较小,在2.1～23.8 mm之间;全年极端事件出现的频次在2.4～20.9 d之间;降水极端事件的阈值、频次、降水量等空间差异十分明显。2) 近48年来内蒙古区域平均的夏季和全年降水极端事件没有显著的增减变化趋势,但进入21世纪后,7—8月内蒙古极端降水事件和极端事件的降水量明显减少。3) 1987年气温显著升高以后,中部大部地区和东南部降水极端事件减少,东北部大部和西部增加。     

克拉玛依市1959—2008年降水变化的特征分析

以1959—2008年克拉玛依市逐日降水资料为基础,采用线性趋势法、累积距平法、曼—肯德尔法、最大熵谱分析法等统计方法分析了克拉玛依近50 a的降水变化特征。结果表明:克拉玛依春、秋、冬三季及年降水量呈增加趋势,夏季降水量呈减少趋势;四季及年降水日数均呈减少趋势;从降水量级来看,R=0.0 mm的降水日数呈减少趋势,0.1 mm≤R≤4.9 mm、5.0 mm≤R≤9.9 mm、10.0 mm≤R≤24.9 mm、R≥25 mm的降水日数呈增加趋势(注:R为日降水量)。年降水量以12.9 a、8.3 a、2.9 a为主要周期,1987年为突变点,极端降水事件有增加的趋势。     

1981~2018年青海夏季极端降水时空演变及成因分析

采用青海省41个国家地面气象站6~8月逐日降水资料和ERA-Interim0.5°×0.5°逐月再分析资料,分析了1981~2018年青海夏季极端降水的时空变化特征及天气学成因。结果表明:8月和夏季极端降水频次均呈显著增加趋势,75%以上站次的最大日降水量、极端降水阈值和极端降水频次均呈增加趋势;极端降水频次与海拔高度之间、最大日降水量与500hPa比湿、500hPa位势高度、近地面温度之间均存在显著的正相关;以极端降水高发年8月的大气环流场为例,200hPa高空急流扩展到70°~100°E,100hPa高度正距平超过3.2hPa,高层冷高压发展异常偏强,500hPa青藏高原温度和高度距平异常偏高,上游区域扰动能量辐合强度达?1×10?6m/s2,高发年水汽异常增强,比湿最大正距平超过0.4g/kg,上升运动异常扰动和正涡度异常扰动强度均明显偏强,其特征有利于极端降水的产生。      

山东省汛期小时极端强降水分布和变化特征

利用山东省1961—2012年74个气象站逐时降水数据,分析研究了山东省汛期(5—9月)小时极端强降水的时空变化和日变化特征。结果表明:(1)山东省小时极端强降水量和频次呈大致的带状分布,由东南沿海向西北内陆递减。山东中西部极端小时强降水强度较大,鲁西、鲁西北、鲁西南及半岛西部一带极端强降水量占比较高。(2)山东历年各站平均小时极端降水量、频次、强度均呈不显著的增多增强趋势。鲁南、鲁西北和半岛东部、北部等地降水量增多趋势明显,鲁南、鲁东南、鲁西、半岛中东部降水强度增强趋势明显。(3)下午(15时)至傍晚(20时)是山东省小时极端强降水主要发生时段。降水量和降水频次在11—18时呈减少趋势,其他时段多为增加趋势。降水强度的变化在上午基本为减弱趋势,其他时次多为不同程度的增强趋势。(4)7月小时极端降水量和降水频次最大,一日中有两个高值中心。(5)山东夜间两个时段21时至次日02时、03—08时段平均和大部分区域极端强降水有增多趋势。     

内蒙古东部夏季降水特征分析

利用内蒙古东部48个国家气象观测站1961—2017年逐日降水量资料,对内蒙古东部夏季降水变化特征进行分析。结果表明,57a来内蒙古东部平均夏季降水量增减趋势并不显著,1998年之后降水量处于偏少时期;88%的站点降水减少,其中仅兴安盟高力板和赤峰市翁牛特旗减少趋势显著;夏季降水量空间分布不均匀,特别是呼伦贝尔市降水量等值线受大兴安岭山脉影响呈径向分布;雨季结束日期提前的变化趋势显著,雨季雨量在1998年之后明显减小;降水量历史极值和极端降水阈值呼伦贝尔市西部最小,大值区在通辽市南部、赤峰市东南部;大部分单站超阈值极端降水事件日数较少,仅通辽市东部及赤峰市中部较多;超阈值极端降水事件总日数增减趋势不显著,1998年之前呈显著的增加趋势,1998年之后明显减小。     

云贵高原夏季不同等级极端日降水事件的气候特征

基于中国气象局国家气象信息中心整编的云贵高原地区81站的1960—2014年夏季（6—8月）日降水资料,利用百分位法得到不同等级的降水阈值来定义相应等级的日降水事件,并对1960—2014年（55 a）云贵高原夏季不同等级的极端日降水事件的气候特征进行分析。结果表明,云贵高原夏季不同等级日降水事件的降水阈值均呈南多北少的分布特征,高值区位于广西南部,最低值则位于云南西北。区域平均的99%、95%、90%和75%分位上的降水阈值分别为19.4 mm、15.5 mm、13.1 mm和9.6 mm。在上述4个等级中,75%分位日降水事件的累积降水量占夏季总降水量百分比最大,95%次之,99%分位占比最少。近55 a来,99%分位和95%分位的极端日降水事件的降水日数呈一定程度的增多趋势,90%分位和75%分位则以减少为主。4个等级的云贵高原区域平均极端日降水事件具有显著的年际和年代际变化特征。此外,云贵高原夏季累积降水量随大范围日降水量的变化曲线近似于左偏态分布,其中5.0~11.8 mm的日降水量带来的降水占全部累积降水的52.9%,对云贵高原夏季降水有重要贡献。