黄河流域代表水文站径流和降水量变化的初步分析

通过对1995—1990年共36a黄河上游和中游两个代表站径流量和区域降水量资料的季节和年际变化趋势的分析，初步揭示了黄河不同流域降水量和径流量之间的关系，发现虽然黄河上游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，但代表黄河上游的兰州水文站径流量在夏季和秋季却呈现出明显的上升变化趋势，而黄河中游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，代表黄河中游的花园口水文站径流量在夏季和秋季也呈现出明显的下降变化趋势。因此，在比较长时间的气候趋势上，黄河中游地区径流量异常与降水量异常变化趋势是一致的，降水量异常是影响径流量异常的主要因子。而在黄河上游地区径流量异常与降水量异常变化趋势并不一致，降水量减少的同时径流量却增加，这可能与伴随着降水量减少的全球增暖所引起的高原冰川和积雪融化等因素有关。因此，影响黄河上游径流量的因素除了降水等自然因子外，其它因子诸如上游的径流量、人类活动、全球增暖等也同样会影响黄河上游的径流量。     

临安市近50年降水量变化特征分析

利用临安1959—2008年50年降水资料,对临安降水量进行统计分析。结果表明:临安20世纪60年代和21世纪初期年降水量有明显减少趋势,20世纪80、90年代降水量增加趋势明显;临安降水量年内变化大,降水量月分配不均匀,全年降水量主要集中在汛期5—9月,降水最多的月份为6月;临安的降水有丰枯交替变化的规律,降水量出现了42年左右的变化周期。并对临安年、季、汛期进行线性趋势分析,分析表明:临安年、夏季和冬季降水量有增加趋势,其中夏季增加趋势最明显;春季、秋季和汛期降水量有减少趋势,其中秋季减少趋势最明显。     

青海省2007年度气候

1基本气候概况2007年度(2007年1~12月)青海省基本气候特点为:全省气温明显偏高,居历年同期第3位;降水偏多,居历年同期第3位;日照偏少,居历年同期倒数第3位。冬、春季局部地区发生雪灾和初春寒潮,1月上中旬北部地区出现低温天气,2月、3月、5月和春季出现了异常高温天气,4月~5月上旬、6月上旬部分地区出现的干旱,夏、秋季洪涝、冰雹、雷击等气象灾害以及强降水引发的山体滑坡、泥石流等次生气象灾害,秋季连阴雨等。本年度天气气候条件对农牧业的影响有利有弊;对水资源的影响较为有利,黄河上游流域降水量偏多使得黄河上游流量由枯转丰。1.1气温2007年各地年平均气温在-4.7℃(五道梁)~9.4℃(循化)之间(图1a),较历年同期偏高0.5~2.1℃(图1b),其中都兰、贵南偏高0.5℃,是全省偏高幅度最小的地区,茫崖偏高2.1℃,是偏高幅度最大的地区。全省年平均气温为3.3℃,比历年同期偏高1.1℃,与1999年和2003年并列为1961年以来气温最高的第3位,比最高年(2006年)低了0.3℃(图1c)。四季气温均偏高,冬、夏、秋三季平均气温分别为0.9℃、0.8℃、0.9℃,冬季持续偏暖,是1998年以来连续...     

黄河上游地区降水对水资源的影响

利用１９５９－１９９７年黄河上游地区降水,流量资料,用ＥＯＦ、ＲＥＯＦ、功率谱等数理统计预报方法,分析黄河上游地区降水与流量之间关系及降水变化趋势,并用逐步回归,最优子集回归方法建立流量预测的最优评估模型。     

2016年黄河上游流量持续偏枯成因分析

在强厄尔尼诺影响下,西太平洋及印度洋海温持续偏高,致使西太平洋副热带高压强度偏强,位置偏西,低纬度暖湿气流北抬,导致黄河上游地区始终处于高压控制,气温持续偏高,降水偏少,蒸发量偏大,尤其主要产流区降水量偏少幅度更为明显,导致黄河上游来水量长期处于偏枯甚至特枯状态,虽然2016年降水量接近常年值,来水量有一定的补给,但有限的降水无法弥补去年的亏空,加之2016年1—7月蒸发量偏大、6月、7月降水量又偏少,2016年来水量偏枯的状态仍维持。     

内蒙古中东部地区大气可降水量的气候特征

基于2016—2018年GNSS/MET反演大气可降水量资料,分析了内蒙古中东部地区大气可降水量的变化特征,讨论了其与地面温度、气压和降水的关系,并对降水天气过程中水汽的变化特征进行了分析。结果表明:1)内蒙古中东部地区大气可降水量的分布主要受地形和环境因素影响,具有明显的季节变化特征。2)大气可降水量与地面温度在秋季存在显著的正相关关系,春季次之;与地面气压存在负相关关系,二者在春季相关最显著,秋季次之。3)大气可降水量与地面降水的相关关系在夏季最显著,春季和秋季次之。在降水发生前1—2 h,大气可降水量会有一次增长过程;降水期间大气可降水量通常维持高值,且均高于当月均值;降水结束后,大气可降水量迅速下降至低值。     

1959-2014年古浪河流域降水变化特征及突变分析

利用1959-2014年间古浪河流域的实测地面降水资料,采用多种技术方法相结合,开展了古浪河流域56年降水变化研究工作。结果表明,该流域年降水量总体呈上升趋势,其中上、下游年降水量的变化速率分别为0. 13 mm·(10a)~(-1)和0. 03 mm·(10a)~(-1),年降水量的增加主要源自于月最小降水量增加的贡献;上游及下游地区春季和夏季降水相似,均表现为缓慢增加趋势,而上游地区秋季和冬季降水增加幅度明显高于下游的古浪盆地。年降水量存在5年、11年和27年左右的震荡期,以11年尺度为主周期,流域内降水周期变化季节差异显著。上游和下游降水季节周期变化趋势相似,但与上游相比,下游不同季节主周期能量较大,且呈现出显著的周期变化。对降水的突变分析表明,上游地区在1975年附近发生突变,而下游突变点发生在2005年左右,进一步证实了高海拔地区比低海拔地区对降水的反应更加敏感。     

环流系统低频变化与黄河上游流量的关系

一、引言西北电网覆盖了陕、甘、宁、青四省,对四省的工农业生产和人民生活有很大影响。在西北电网中一半依靠黄河水力发电,而黄河上游的流量年际变化较大,因此,其流量丰、枯的预报对电力部门的决策起着重要的参考作用。目前,对黄河上游流量丰、枯的预报方法有多种。如纯统计方法、利用地温预报、利用平流层特征预报等等,但预     

南召县近50年降水变化特征分析

利用南召县19582007年降水资料,对降水量的季节分配、年际变化、丰枯变化趋势以及频率特征进行了分析,结果表明:68.52%的降水量集中在69月;年降水量呈递增趋势,趋向率为8.15 mm/10a;夏季是影响年降水量变化的主要因素;丰、枯年变化均匀.     

玉树地区近50年降水变化分析

利用玉树地区1957—2007年的逐月降水资料用气候均值和均方差方法计算了线性趋势系数,并采用蒙特卡洛显著性检验对玉树地区近50年来冬季、秋季、春季和夏季降水进行了分析结果表明降水量春、冬季及年降水量呈现增多趋势,而夏季降水呈现减少趋势,秋季持平。     

从自然控制论看黄河上游人工增雨

用自然控制论原理和方法,从理论上探讨了用人工增雨来解决黄河断流所遇到的一些问题及解决方案.结果表明,只有在黄河上游地区增加降水才可以缓解黄河断流问题,河曲地区是最佳人工增雨区.针对河曲有限区域人工调控天气问题,首次提出了解决人工增雨的正问题与反问题的概念.在此基础上,给出了河曲地区人工增雨的概念模型.     

2020年8月黄河中游致洪暴雨气象水文特征

利用ECMWF提供的ERA5再分析资料(分辨率0.25°×0.25°)和黄河流域加密的气象水文实况资料,分析了降水集中期的气象水文特征。结果表明:平均中纬度低槽、南亚高压和阻塞高压偏强,副热带高压位置偏西、偏北,且异常偏强是造成2020年8月黄河中游持续性强降水的主要环流背景;水汽输送较常年同期偏多,来自东海和孟加拉湾的东南和西南暖湿气流沿副热带高压边缘不断输送到黄河中游地区,并和中纬度低槽携带的冷空气在此交汇形成持续性的强降水。水文特征分析表明,导致潼关水文站出现3次洪水的较大面雨量,主要来源于潼关以上的8个子流域;2020年8月的洪水超过2011年9月的,为潼关站近20 a来的最大的洪水过程;5号和6号洪水连续超过编号标准的时长,为120 h和44 h,最大流量达6 300 m³·s^-1;流量开始增加的时间落后降水开始的时间12 h~3 d,峰值落后降水结束的时间12 h~4 d;黄河支流水文站的流量峰值与水文站所在子流域降水范围、量级呈正相关,流入潼关站的流量从大到小依次为龙门站、华县站、状头站和河津站。历史对比表明,2020年8月黄河中游累积面雨量为近30 a来最大,北部6个子流域面雨量表现更为极端,降水持续时间更长。     

我国降水变化趋势的空间特征

利用1951年至1996年地面气象记录资料, 计算了我国全年和季节降水量长期变化趋势特征指数.结果表明, 我国长江中下游地区年和夏季降水量呈现明显增加趋势;北方的黄河流域降水表现出微弱减少趋势, 山东和辽宁省夏季雨量减少显著;但偏高纬度地区的新疆、东北北部、华北北部和内蒙古降水量或者增加, 或者变化趋势不明显.因此, 1997年黄河史无前例的断流和1998年长江特大洪水的发生, 均有其相应的区域长期降水气候趋势作为背景条件.研究还表明, 我国一些地区降水的季节性也发生了变化, 其中黄河中上游地区和长江中游地区春、秋季雨量占全年比例均有显著减少, 而河北东部、辽宁西部和东北科尔沁沙地春季降水相对增加.     

中国当代土地利用变化对黄河流域径流影响

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM),研究中国地区土地利用/植被覆盖变化对黄河流域降雨径流过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心(ECMWF)再分析资料ERA40,分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年(1987～2001年)时间长度的积分试验。随后,RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM。与观测资料的对比分析表明,在实际土地利用状况下,LRM能较好地模拟黄河河川径流的季节和年际变化。研究结果指出,当代土地利用引起了冬季黄河上游部分地区降水减少,中下游地区降水增加;引起夏季整个黄河流域降水的减少。总体来说,当代土地利用变化引起黄河流域年平均降水的减少。对于水文站河川径流量,除了冬春季略有增加外,其他月份河川径流均会减少,并且在9月减少最多。土地利用引起的植被退化造成黄河径流的大幅度减少,并且越向下游减少幅度越大,这可能是引起黄河下游断流的重要原因之一。     

夏季青藏高原地面热源对黄河上游流量及径流的影响

根据夏季青藏高原热源变化与黄河上游流量密切相关的统计事实，用一个大气环流模式（GCM）进行了夏季青藏高原热源强度变化对径流影响的数值试验。结果表明，高原热源减弱则径流减少，流量也随之下降。可见，夏季高原热源变化是导致高原地区乃至黄河上游流量变化的重要原因之一。     

2016年梅雨期间长江中下游强降水与对流层上层斜压波包的关系

2016年6—7月,长江中下游地区发生了自1998年以来最严重的强降水事件,造成了重大的经济损失。利用NCEP/NCAR再分析资料和中国2479站逐月及逐日降水资料,研究了2016年梅雨期间长江中下游地区降水与欧亚大陆对流层上层斜压波包活动的关系,并诊断了两者之间的信息流向。结果表明,梅雨期间的高频斜压波动具有明显的下游频散效应。波动起源于黑海,沿西北—东南方向于3—4 d后传至长江中下游地区。斜压波包为长江中下游地区强降水的发生提供了必要的能量。波作用通量矢量的分布表明,梅雨期间逐日均有来自西风带上游的扰动能量向长江中下游流域传播。而梅雨期间降水与斜压波包的信息流关系表明,二者之间存在信息传递。因此,3—4 d并源于黑海附近的斜压波包活动是2016年长江中下游梅雨期间异常降水的成因。这些结果为深刻认识长江中下游地区强降水事件发生的成因和有效预测提供了线索。      

1967—2016年黄河上游河曲地区降水变化特征研究

利用1967~2016年黄河上游河曲地区的5个气象站观测气象站的逐日地面降水和气温资料,利用气候变化趋势分析、距平、Mann-kendall 时间序列突变及趋势检验方法分析了该地区气温变化特征、不同类型各等级降水量及降水日数的气候特征。结果表明：(1)近50年黄河上游河曲地区年均气温以0.459℃/10a趋势显著上升,上升速度低于全国其它地区,且在2002年气温发生突变后升温加剧；(2)年降水量和降水日数呈减少趋势,主要是由夏季小雨量和小雨日数的减少引起；(3)在2002年气温突增后,强降水对总降水量贡献率增加,且年降水量和降水日数波动幅度也明显增大,这可能预示该地区洪涝灾害的风险在增加。降水日数的贡献率增加,增加明显的是中雨日数和小雨日数,分别增加了1.1%和1.7%。     

我国北方地区降水再循环率的初步评估

利用1976~1995年的20年月平均NCEP/NCAR再分析资料, 对我国北方地区降水再循环率进行了评估, 结果表明:黄河流域总的降雨只有19%来自当地的水汽蒸发, 其他81%降水来自外部的水汽流；黄河上游降水主要由来自青藏高原较强的水汽所提供，因此这里的降水再循环率小于15%。但黄河上游的降水蒸发后，在西风的输送下, 为黄河下游提供了大量的水汽，通过汇合南北方向来的水汽，在黄河下游形成了降水再循环率达到30%以上的椭圆形区域。评估结果显示:降水再循环率随季节变化差异较大, 8月份的降水再循环率最高, 达31%, 而在11、12、1月份3个月的降水再循环率不到5%。结果还显示蒸发率和降水率的空间分布以及它们的年际变化都对应得很好，表明我国北方地区蒸发受降水影响较强。蒸发率、降水率和降水再循环率在20年中均有增加, 表明气候变暖对我国北方地区的水汽循环的影响已经显现。     

黄河上中游径流对气候变化的敏感性分析

利用月水文模型, 采取假定气候方案, 分析了黄河上中游径流对气候变化的敏感性。 结果表明, 径流对降水变化的响应敏感, 对气温变化的响应相对较弱, 如气温不变, 降水增加 10 %时, 径流量约增加 17%。 如降水不变, 气温升高 1 ℃, 则径流减少 5 %左右。 在区域上分布, 中游较上游对气候变化更为敏感。     

汉江上游汛期面雨量气候特征

利用汉江上游流域21个测站1971~2011年汛期(5~10月)逐日降水资料及安康和石泉2000~2011年逐日库流量资料,采用距平分析、Morlet小波分析、Mann-Kendall检验、相关分析及重标极差R/S分形等方法,系统地分析了汉江上游流域汛期面雨量的气候变化特征和未来趋势。结果表明:汉江上游流域汛期降水主要集中在7~9月,月、日面雨量极大值均发生在7月;20世纪80年代为汉江上游流域丰水期,90年代为明显少雨期,进入21世纪以来降水逐渐增长,突变点为2005年,面雨量总体呈不显著增长趋势;强降水主要集中在7月和9月,且日面雨量在50.0 mm及以上的强降水,仅7月就占了一半以上;7月和9月发生3 d以上集中强降水过程的频次显著偏高,20世纪80年代为集中强降水过程的频发期,90年代频次明显下降,21世纪以来频次明显增多,这与汉江流域汛期面雨量的年代际变化趋势相一致。另外,Hurst分形指数为0.690,表明未来汉江上游流域汛期面雨量具有持久性和长效记忆效应,未来雨量虽仍存在着增加趋势,但其变化具有较大的不确定性。