辽宁省近50年降水序列变化规律及干旱预测

运用沈阳、大连、丹东、营口、朝阳5个代表站1953～2001年的年降水量资料，建立了辽宁降水序列，分析了其近50年的变化规律，年降水量具有明显减少趋势。以此序列为基础重建干旱发生的灾变序列，采用灰色系统GM(1，1)模型探讨了旱灾预测问题。应用1996～2001年资料对预测结果进行了检验，效果较好。     

中国干旱气候分区及其降水量变化特征

利用中国614个气象台站1974～2006年历年月平均降水资料,计算各站的降水量距平百分率及其干旱等级序列,采用REOF等方法,对干旱等级序列进行气候分区,并分析各区域50a左右干旱等级的时间演变特征。结果表明：全国降水量具有显著的年代际变化特征,尤其西北地区年代际变化十分突出,其中新疆西部地区在21世纪以来降水量的增加非常明显,增加的程度也是近33a中最强的。根据干旱等级序列的旋转载荷向量将中国划分为11个区域,它们各自具有不同的旱涝特征。干旱等级序列和代表站资料反映出近50a东北、华北及河套地区的干旱明显加重,而西北大部分地区降水量有显著的增加。     

龙岩市降水时空分布及趋势研究

利用龙岩市1960—2013年7个国家级气象站的逐日降水资料,采用Mann-Kendall趋势和突变检验法及Morlet小波功率谱分析方法,分析龙岩市降水的时空分布规律。结果表明,龙岩市年降水量呈微弱增加趋势,年际波动振幅较大。年降水量多年平均值为1 641 mm,最小值出现在1991年(1 139.9 mm),最大值则出现在1975年(2 286.9 mm),年降水时间序列存在显著的2~8 a的周期。降水主要集中在春季,春季降水量占全年降水量的38.2%左右,其次是夏季和秋季,冬季降水量最少,仅占全年降水量的11.5%。1—6月月平降水量呈现增长趋势,8—12月呈现递减趋势。北部和南部年降水量整体变化趋势基本一致,南部地区总体小于北部地区,只有极个别年份南部地区降水量大于北部地区。     

数据处理方法对中国区域平均降水序列精度的影响

利用地面观测站点资料研究大范围地区的降水长期变化规律,选取不同的指标会使分析结果出现显著差异。利用中国大陆区域内2139个国家站的逐日降水资料,比较不同数据处理方法得到全国和中国西部、中国东部地区的降水量、降水日数和降水强度的区域平均时间序列,探讨对其变化趋势估算的偏差。研究表明,1951—1957年估算的中国区域平均降水量原始值出现虚假的偏高,使趋势估算出现较大误差;1951—2016年中国西部地区平均降水量距平百分率时间序列的波动幅度显著偏大;区域平均降水量、降水日数和降水强度的距平和标准化距平序列较为可信。全国平均降水量、降水日数的原始值和距平值序列都基本反映了中国东部湿润地区降水的变化,降水量距平百分率的变化主要由西部干燥区域的降水变化构成,降水量标准化距平则可综合反映湿润和干燥地区的降水变化。     

1961～2018年西北地区降水的变化特征

邻接青藏高原地区的中国西北地区是最大的欧亚干旱区,其降水变化对全球变化的响应和对干旱环境及其青藏高原气候变化都具有特殊的指示意义。基于1961～2018年中国西北地区144个站的逐日降水、逐月气温观测资料,分析了西北地区的降水变化特征及趋势。结果表明:（1）近60年以来,西北地区92%站点的年降水量呈现增加的趋势,只有甘肃东南部不到10%的站点呈下降趋势;（2）季节尺度上,春、夏、秋季中超过75%站点的降水呈现增加的趋势,但最显著的是,几乎所有站点在冬季的降水为增加趋势,秋、冬季降水的增加相对较少,反映了冬季风对西北地区降水影响的特点;（3）进入21世纪以来,西北地区夏季和年降水量仍然维持准3 a周期特征,春、秋季的周期具有阶段性、冬季降水量具有较稳定的约3 a周期,因此,自然周期变化对降水增加的贡献并不大。西北地区降水量在过去60年来确实呈现出增加趋势,尤其21世纪以来降水量持续增加,但增加的量是有限的,不足以改变其干旱半干旱的气候特征。     

中国降水序列均一性研究及对比分析

文章采用全国2415个站1951-2009年逐日降水量资料,采用标准正态均一性检验（SNHT）方法对年序列进行均一性检测,得到存在不连续的断点的站点数为114个,占所有检测站点数的4．72％;对其中70个与对比站相关系数在0．7以上断点的逐年、逐月和逐日降水序列进行了订正：分析发现,订正对冬季降水序列的影响比对夏季序列要大。将订正前后资料按不同的条件分为山区、台站稀疏地区等进行了分析比较,发现订正前后降水序列的变差系数各站差别不大,说明订正的结果是可信的;降水距平对比分析结果表明,多数台站订正前后值差异很小,台站稀疏地区亦是如此,山区站降水量订正前后值差异略大;对均一化前后降水序列趋势分析结果表明,序列趋势增减并不大,多数增减值占原值的比例在10％以下,年及绝大多数月份降水序列订正前后趋势的增减符号是一致的,台站稀疏地区亦是如此,山区站趋势增减幅度略大,即山区迁站对降水量趋势影响较大,但总体上并没有影响到趋势的显著性。     

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%。     

吉林西部近50年来的降水与空气湿度变化

对长岭县1953-2001年实测降水和空气相对湿度资料的分析结果表明,年降水量、季节降水量、年空气相对湿度和季节相对湿度均呈明显的下降趋势,特别是夏、秋季下降趋势更加显著。20世纪90年代是最干旱的10年,降水较50年代减少了113．4mm,减少率达21％;较49年的平均值少38．0mm,减少率为8．3％。降水变率呈明显的增大趋势,表明降水稳定性降低,干旱与洪涝灾害更加频繁。气候变化的温暖化与干旱化呈并行发展趋势。     

干旱、半干旱区域降水趋势可预报期限的初步研究

应用中国西北和美洲大陆中部干旱、半干旱区域７个长记录站的月降水量记录，分析了降水趋势的可预报期限问题。结果表明：月降水量标准化系数序列的可预报尺度为３个月左右。将该序列进行差分运算后，误差倍增时间会显著加长。     

阜新地区干旱发生规律研究

利用1953—2008年阜新县、彰武县两个气象站的降水量资料,分析阜新地区干旱发生时间、频率,对这一地区干旱发生规律进行探讨。结果表明：阜新地区平均年降水量为505mm,就这一降水量而言,基本能够满足大田作物生产对水分的需求,但降水年际变差大、年内分配不均是引发旱灾发生的主要原因;夏季降水集中,占全年降水的67%,多数年份能够保证大田作物生产;秋季常有秋吊发生,而漫长的冬季至春播之前降水较少,春旱最为频发。提出解决春旱的有效途径是高效保蓄夏、秋两季的降水,通过多种措施提高农田水分入渗、蓄水能力,抑制和减少地面蒸发。另外,这一地区年降水量呈现周期性变化,并表现出逐年减少的趋势,这可能使当地的干旱灾害更频发。     

聊城地区初夏干旱分析

1985年初夏,聊城地区发生了严重干旱,6月至7月中旬,全区降水量除东阿为170毫米接近常年偏少外,其余各县均不足100毫米,比历年明显偏少。以聊城为例,其降水51.8毫米,仅相当于全年的26％,由于长时间的干旱,浇不上水的庄稼近于枯萎,夏茬地又种不上作物。1988年6月,聊城又出现了有记录以来的降水最少年,近年来聊城地区初夏干旱时有发生,因此,研宄初夏干旱,对于农业生产及国民经济建设是有重要意义的。     

福建省降水量的趋势变化对旱涝灾害的影响研究

应用福建省近45年(1961—2005年)来的降水资料,研究年降水量、干旱灾害、暴雨洪涝灾害的趋势变化特点。研究表明,近45年来福建省的年降水量有一定的增加趋势,但增加趋势不显著,增加最明显的地区在中南部沿海地区;福建省的干旱灾害有减少的趋势,其中夏旱减少最明显,其次是春旱;福建省的暴雨日数和暴雨过程都有一定的增加趋势,其中过程性暴雨增加更明显,1990年代以后是暴雨日数及过程性暴雨增加最明显的时期,洪涝灾害明显增多;虽然旱灾总的趋势是减少,但出现了有记录以来最严重的夏旱年。降水变化导致福建的极端旱涝灾害出现的机率增加。     

近60年中国不同区域降水的气候变化特征

利用1951-2009年中国503站日降水量资料,研究了我国各季各地区降水年代际变化的特征,并分析了其对我国干旱演变的影响。结果表明：近60年来我国各区域年平均降水量大多为减少趋势,其中华北、西南地区减少明显;各地区秋季降水偏少的趋势最为显著,可能是导致秋季干旱增多以及秋冬连季干旱频繁的主要原因。2000年以后北方夏季降水呈减少趋势,其中华北夏季降水明显减少,而冬季降水趋于增加,南方秋季降水减少明显,而春季降水增多。云南等西南地区秋冬春连旱偏多的原因之一可能与孟加拉湾季风结束偏早有关。     

近40年华南汛期旱涝变化及趋势预测

利用１９５１－１９９１年华南（１３个测站平均）汛期（４－９月）降水量资料分析了汛期旱涝变化特征，提出了旱涝等级标准，采用模糊均生函数模型，根据序列本身的演变规律进行拟合外推，预测了９０年代的旱涝趋势，并利用广州近８３年较长降水序列研究了广州汛期降水的长期变化特征。     

重庆地区大气可降水量的时空分布特征

利用1966—2008年重庆地区34站地面水汽压逐日整编资料,根据经验表达式计算得到了重庆地区43年整层大气可降水量序列,统计分析了重庆地区可降水量的时空分布特征及气候变化趋势,并探讨了可降水量与降水量的关系。结果表明,重庆地区可降水量整体呈西多东少分布,与其年降水转化率和年降水量的分布大致相反;1966—2008年重庆地区可降水量呈增长趋势,各季节增长幅度不同,东北部和中西部偏南区域增长最显著;可降水量与降水量的关系较复杂,仅西部的部分站点二者显著相关,其余地区二者的相关性很小;可降水量仅为降水量的必要条件,即强降水的发生需要大的可降水量(水汽),但大的可降水量不一定能产生强降水;旱年与涝年相比,在盛夏和初秋(伏旱期)的高可降水量日数显著偏少。     

陕西省夏季降水量的长期变化趋势

对榆林、西安、汉中夏季降水量的历年变化进行分析，并用灰色拓扑方法作了趋势预测。分析表明，关中的初夏旱和伏旱突出，半湿润地区的西安夏季多年平均降水量比半干旱地区的榆林还少。自１９５１年以来，陕西省夏季降水量的总趋势是：关中、陕南有下降趋势，而陕北下降趋势不明显。另外，关中、陕南的夏季降水还存在连续几年多雨或连续几年少雨的时段，而陕北则呈现出少雨年和多雨年交替出现的高频振荡。     

山东省降水量与不同强度降水日数变化对干旱的影响

采用山东省82个地面气象站1961～2004年日降水量,统计了历年的降水量、不同强度降水日数;利用累积距平及t检验法分析了干旱受灾面积、降水量和不同强度降水日数的长期变化趋势并进行了突变检验,相关分析方法研究了干旱气象灾害对降水量和不同强度降水日数变化的响应。结果表明:干旱受灾面积、年降水量及中等强度以上降水日数的转折年大都出现在1976年,微量降水日数、0.1～4.9 mm/d降水日数及总雨日数的转折年出现在1988年全球气候变暖背景下,转折年后年降水量及不同强度的雨日数异常偏少年份频繁出现;干旱受灾面积与降水量和不同强度降水日数呈显著的负相关,降水量或不同强度的降水日数异常偏少都将导致干旱的发生。20世纪70年代中期以后随着全球气候变暖,降水量和5.0～99.9 mm/d以上降水日数异常偏少年份增多是极端干旱气候事件频繁发生、干旱面积扩大的最主要原因。     

江西省干旱灾害的变化特征及其预测

利用1961～1999年全省39 a的农业旱灾资料和降水资料,分析了旱灾灾情和降水量的变化特征,探讨了灾情与降水异常之间的相关关系.在此基础上,建立了全省干旱受灾面积预测模式,为农业灾情预测提供了科学依据.     

枣庄市旱涝灾害的灰色系统预测方法

利用1958—2004年枣庄市降水资料，分析近47年枣庄市降水量和旱涝灾害变化特征，发现，年降水量在一段时期内具有明显的减少趋势。采用灰色预测系统GM（1，1）模型建立枣庄市旱涝预测模型，并对未来旱涝年份进行初步预测。     

陕西省降水量的概率分布

对陕西省年、季、月降水量的概率分布统计检验结果表明:①我省年降水量序列具有正态分布特征,服从于正态分布。②我省季降水序列服从Г分布。③月降水量序列经过线性变化后都服从于Г分布。因而在进行年降水的概率分布统计时可应用正态分布。对季、月降水进行概率分布统计时可以应用Г分布。