ENSO事件对长江上游1470-2003年旱涝灾害影响分析

对长江上游旱涝灾害时间序列(1470-2003年)及SST指数序列(1868-2003年)作统计相关与谱分析,探讨了长江上游旱涝灾害与ENSO事件的遥相关关系.结果表明:长江上游旱涝灾害主周期要大于ENSO事件的主周期,前者主周期主要为16.69a,5.09a以及10.47a,而后者主周期主要为5a,～10～12年以及～10a.交叉谱分析结果表明,长江上游旱涝灾害与SST在约5a以及约10～12a周期上呈现出显著的相关性.可以认为ENSO事件发生周期与生存周期的长短直接影响着长江上游旱涝灾害发生的周期与频率,并在5a以及10～12a的周期上表现出高的统计相关性.SST指数与长江上游旱涝灾害相关分析表明,ElNiño事件的发生使长江上游发生旱灾机率增大,而LaNiña事件的发生则使长江上游发生涝灾的机率增大.     

基于文献记录的黑河流域历史时期旱涝特征分析

流域的旱涝灾害特征及其变化规律是流域水资源演变研究的重要内容。利用历史文献资料重建了西北内陆河黑河流域公元0-1949年的旱涝灾害等级序列,结合滑动平均、小波变换处理等方法,探讨了流域历史时期旱涝等级的频数特征、旱涝变化的周期特征及其与气候冷暖和人类活动之间的关系。对公元1000年以后的旱涝灾害规律进行分析,结果表明：流域存在5个旱灾高发阶段（1230-1270年、1430-1530年、1640-1760年、1860-1890年、1900-1940年）,3个涝灾高发期（1650-1690年、1730-1790年、1830-1910年）,并呈现出旱涝灾害频发的态势;1000-1949年期间,流域旱涝灾害存在4个准周期变化,对比发现这与太阳黑子活动等环境变化周期有紧密的联系;1580年以前,气候冷暖是影响旱涝灾害发生的主要因子,但16世纪以后,旱涝灾害交替频发,很可能是人类活动加剧了该现象。所以,定量辨析自然因素和人类活动对流域旱涝灾害的影响将是未来研究的重点方向。     

青海德令哈地区近400年来的降水量变化与太阳活动

使用多种数学统计方法分析了德令哈地区降水量变化与太阳活动之间的关系,发现近400年来降水量的长期变化与太阳黑子周期长度(SCL)和太阳黑子周期上升支长度之间存在着较好的反相关关系,当SCL偏短、太阳黑子周期上升支长度偏短时,太阳活动偏强,德令哈地区降水量偏多,反之偏少。功率谱和小波分析发现降水量序列中存在着与太阳活动的多种周期相一致的周期,对降水量与太阳活动在不同时间尺度上周期变化之间的关系进行了详细分析。交叉小波分析发现太阳活动主要在百年左右尺度的周期变化上影响德令哈地区降水量的长期变化,太阳活动周期变化的信号越强,对降水量变化的影响越大。文章最后对太阳活动影响德令哈地区降水量变化的可能机制进行了探讨。     

西北地区近代及历史时期气候变化趋势分析

利用小波分析、Mann-Kendall等统计方法和台站资料、历史时期气候代用资料及太阳黑子资料,分析了西北地区气候突变发生的时间及分布、与太阳活动的关系.结果表明:西北地区在气候变暖的背景下,降水增加,主要分布在新疆及河西等地,东部变化不大或略有减少;目前正处在百年尺度上太阳活动的强烈时期,树木年轮表明西北地区干湿变化除与太阳黑子周期有很好的正相关外,还存在64a变化周期.     

秦安地区全新世气候的周期振荡特征

通过对秦安大地湾8.3 m天然黄土剖面高分辨率(约为150 a)孢粉数据的研究,发现秦安地区孢粉数据与我国干旱、半干旱地区史料记载的旱涝演变有较为一致的变化,且有明显的冷干、暖湿的气候特征.奇异谱分析表明,秦安地区的旱涝变化有2 300 a、1 060 a、650 a和390 a的准振荡周期.准两千年周期与南亚季风的变化有密切的对应关系,也与太阳活动的强弱有关.     

松花江流域水旱灾害发生规律及长期预报研究

以太阳活动为中心,以长期和超长期水文预报为目标,用数理统计分析方法,分析太阳黑子、埃尔尼诺事件(El Ni?o event)对松花江区域水文影响特征与其水、旱灾害发生的基本规律。揭示了“埃尔尼诺”和太阳活动11年周期的联系,把1810年～1991年间的太阳活动按强度划分为强弱两段,给出了强弱两段中事件产生不同水文影响的黑子数临界值,建立以黑子数为参数的“同年”水文计算的方程式。分析了1898年以来强弱两段中事件影响松花江流域发生水、旱灾害的规律性;用降水量为指标分析旱涝规律,揭示了降水量按磁周期时段呈丰、枯水周期性变化的规律。研究结果为长期水文预报提供了途径。     

近1500年来古里雅冰芯中NO~3_-浓度变化及其环境意义

文章综合分析了古里雅冰芯中ＮＯ－３的各种可能来源,并认为太阳活动、平流层Ｎ２Ｏ的氧化和陆源气团是其主要来源．在近１５００ａ来的ＮＯ－３浓度变化中,存在明显的２３３ａ,８８１ａ,３０ａ,５５ａ和１０４ａ周期,其中２３３ａ,８８１ａ,５５ａ和１０４ａ周期分别与太阳活动的海尔周期、世纪周期、双振动周期和黑子周期相接近或一致,而３０ａ周期与中亚湖泊水位的变化周期相接近．太阳活动是古里雅冰芯中ＮＯ－３浓度变化的主要控制因子,两者的长期变化趋势呈现明显的正相关关系．太阳活动的蒙德尔极小期、施珀雷尔极小期、中世纪极大期和中世纪极小期,在近１５００ａ来该冰芯的ＮＯ－３浓度变化曲线上均有表现．交叉谱分析表明,太阳黑子活动和该冰芯中ＮＯ－３浓度的１１ａ周期变化位相不一致,ＮＯ－３浓度变化滞后于太阳黑子相对数变化约１５ａ左右．     

湖相叠层石纹层生长节律记录的天文周期信号

对采自青藏高原北部渐新统雅西措组中的叠层石样品进行了研究,通过切面观察和薄片鉴定,确定这些叠层石具有典型的富藻生物纹层和富屑碎屑纹层交替的显微结构特征,纹层生长带呈阶段式波状和柱状产出。采用样品数字图像的灰度值作为计量纹层个数和纹层厚度变化的指标,提取了4件样品的显微纹层厚度变化序列。根据功率谱分析结果,认为叠层石纹层层偶为年际生长纹层,纹层层偶的厚度变化与太阳黑子活动的11年天文周期具有一定的联系,提出湖相环境中叠层石的生长节律记录了太阳活动驱动的气候与环境变化的信息。      

基于小波变换的郑州降雨量与太阳黑子活动关系分析

为探究太阳黑子活动与地区降雨量的关联性,采用连续小波变换方法,分析了1980年以来郑州地区(新郑站点)降雨量和太阳黑子数的数据变化,并对不同时段两者的相关性进行研究;进一步对两者进行交叉小波变换和小波相干谱分析,并根据两者关系通过太阳黑子数观测值对降雨量进行预测。结果表明：(1)不同时段降雨量和太阳黑子数的相关性存在正负差异的现象。降雨量的第一主周期尺度是21 a,在此主周期尺度下得到14 a主周期;太阳黑子数的第一主周期尺度是16 a,在此主周期尺度下得到11 a主周期(与经验值相符)。降雨量与太阳黑子数的主周期相差了3 a,因此导致两者的相关性在不同时段存在正负差异。(2)降雨量与太阳黑子数在1992—2008年的8～12 a时间尺度上关联性显著,且降雨量比太阳黑子数存在规律性的时间滞后,两者在2～4 a和7～10 a的时间尺度上关联性较好;降雨量比太阳黑子数分别在1991—2004年和2006—2013年这两个时间段上呈现规律性的滞后,两者在其他时间段的各时间尺度上关联性不明显。(3)根据延迟年数经验公式,由太阳黑子数观测值对降雨量进行预测,最近的降雨量峰年在2022年附近,与2...     

青海牧区干旱、 雪灾灾害损失综合评估技术研究

利用青海省20个草地生态监测站点2003-2011年监测的牧草、 降水和相应年份的灾害监测调查资料分析表明, 青海高原草地牧草产量与降水相关密切, 8月末牧草产量与5-8月降水量相关系数均达到了0.001的相关性检验, 建立了不同草地类型不同月份牧草产量与降水量的最优模拟方程; 利用降水量距平百分率划分干旱等级, 建立了干旱等级与牧草和牲畜损失的对应关系, 实现了干旱和雪灾对草地、 牲畜直接经济损失的定量评估. 对比分析了干旱和雪灾灾害对畜牧业造成损失比例, 将干旱和雪灾两个不同概念的灾害通过经济损失有机地联系起来, 直观地表明了在不同等级的灾害情况下, 损失造成的大小和比例. 结果表明: 随着灾害等级加重, 雪灾造成的损失比例增大, 在特大灾时, 雪灾造成的损失是旱灾损失的2.5倍.评估模型符合草地牧草生长规律和畜牧业生产特征, 实例评估符合畜牧业实际损失程度. 因此, 能够在降水偏少或偏多时对草地畜牧业评估服务中推广应用.     

我国北方4kaB.P.前后异常洪水事件的初步研究

史前异常洪水事件的初步调查表明,4kaB.P.前后是我国北方异常洪水多发的时期,黄河流域、淮河流域和海河流域在这一时期普遍出现不同形式的史前异常洪水事件.异常洪水事件的出现与当时的降温事件有密切的关系,气候变冷引发的相对湿度加大和降雨量增多可能是造成这次异常洪水事件的主要原因.出现于华夏文明诞生前夕的史前异常洪水事件对华夏文明的演进势必会产生重大影响,在黄河上游的山间盆地和下游的黄淮海平原,异常洪水给人类生存环境带来严重的破坏,导致这些地区早期文明的衰落;而位于我国地貌大势二级阶梯与一级阶梯之间的中原地区,尽管洪水也给人类生存环境造成严重的威胁,但它并没有导致早期文明的衰落,恰恰相反,先民们利用有利的地貌条件,通过与洪水的争斗,促进了文化的发展和华夏文明的诞生.     

我国长江、黄河两流域旱涝规律成因与预测研究的进展、成果与问题

The advances obtained by the project "Investigation on Laws, Causes and Predictions of Droughts And Floods In The Yellow River valley And The Yangtze River valley of China" for this three years are reviewed in this paper. The laws of decadal scale, interannual and Intraseasonal variations and circulation conditions of droughts and floods in these two valleys are analysed in detail. Moreover, the preliminary views of the causes of droughts and floods in these two valleys are put forward. The investigations of the project have pointed out that the thermal state in the western Pacific warm pool and the connective activities over the warm pool and the connective activities over the Tibetan Plateau may be siganificant causes of droughts and floods caused in these two valleys. Besides, the numerical simulation of occurance and circulation condition of droughts and floods resulted in these two valleys and their prediction experiments have been made by using the atmospheric general circulation model.
In this paper, the problems in research of the project are also analysed so that to obtain the investigated results in more higher level.     

晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录

长江上游三峡河段主要的古洪水记录有:1)三峡深槽的蚀积变化;2)长江阶地粗粒沉积;3)长江的泛滥沉积;4)长江的古洪水平流沉积。不同时间跨度不同类型古洪水记录的精度有较大的差别。古洪水记录显示,晚更新世晚期的40～30kaB.P.,长江上游大洪水比30kaB.P.以来的长江上游大洪水大得多;全新世以来,以3983aB.P.前后的大洪水为相对最大;公元1870年大洪水为3000aB.P.以来最大洪水;近百年来的实测洪水以公元1981年洪水为最大。     

晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录

长江上游三峡河段主要的古洪水记录有:1)三峡深槽的蚀积变化;2)长江阶地粗粒沉积;3)长江的泛滥沉积;4)长江的古洪水平流沉积。不同时间跨度不同类型古洪水记录的精度有较大的差别。古洪水记录显示,晚更新世晚期的40～30kaB.P.,长江上游大洪水比30kaB.P.以来的长江上游大洪水大得多;全新世以来,以3983aB.P.前后的大洪水为相对最大;公元1870年大洪水为3000aB.P.以来最大洪水;近百年来的实测洪水以公元1981年洪水为最大。     

Extraordinary floods related to the climatic event at 4200 a BP on the Qishuihe River,middle reaches of the Yellow River,China

Palaeo-hydrological study was carried out in the Qishuihe River valley in the middle reaches of the Yellow River. Several bedsets of flood slackwater deposit were identified in the Holocene loess-soil sequences on the riverbanks. They were differentiated from aeolian loess and soils by the parallel and waving beddings and the distinctive stratigraphic breaks separating individual palaeoflood events. Chronology of the flood events was established by OSL dating, checked by archaeological identification of the anthropogenic remains retrieved from the sequences. The results show that successive floods occurred between 4300 and 4000 a BP in association with the abrupt climatic event of 4200 a BP. These overbank floods had the riverbank settlement inundated repeatedly. Another series of extraordinary floods occurred between 3200 and 3000 a BP when monsoonal climate shifted from the mid-Holocene Climatic Optimum toward late Holocene dry conditions. The climatic event of 4200 a BP and the climatic decline at 3100 a BP were believed to be characterized by droughts previously. This work provides solid evidence that both severe droughts and extreme floods were parts of the climatic variability during abrupt climatic event and climatic decline in the semi-arid to sub-humid zones over the world.     

近500年来安徽杭埠河流域旱涝灾害发生规律及其成因分析

通过对杭埠河流域近500年的旱涝灾害、人口变化等史志资料的搜集整理，分别统计出旱灾和涝灾在不同冷暖气候期和人口变化阶段的发生频率。结果显示本区气候总体冷期易旱、暖期易涝，显示季风气候区的特征。但19世纪中后期表现为冷湿特点，反映了该时期全球气候转冷和东亚夏季风的减弱。另外20世纪以来随着人口的快速增加，旱涝灾害发生频率也在显著提高，反映出急剧增强的人类活动导致巢湖调蓄能力逐渐减弱。     

Groundwater discharge to the Changjiang River, China, during the drought season of 2006: effects of the extreme drought and the impoundment of the Three Gorges Dam

Groundwater can play an important role in the compensation of runoff reduction due to extreme climate events such as droughts, as well as in response to anthropogenic actions such as the construction of a dam. The increase in ²²⁶Ra specific activity and the runoff from September to December in 2006 is used to estimate the total discharge of groundwater along the mid-lower reaches of the Changjiang River. The total groundwater discharge was found to account for 31% of the increased discharge between Yichang and Datong. The groundwater discharge to lakes (i.e. Dongting Lake) constituted the major contribution of groundwater discharge to the mid-lower reaches of the Changjiang River. More importantly, the second impounding operation of the Three Gorges Dam from 20 September to 27 October 2006 induced a water level decrease in surrounding lakes and rivers, which led to an additional groundwater discharge of 63.3?×?10⁸?m³, accounting for 85% of the total groundwater discharge in the same period. Taken together, these observations indicate that groundwater discharge along the mid-lower reaches plays an important role in maintaining stream flow in the drought season, especially in extreme drought years or in response to human activities.     

Impact of monsoonal climatic change on Holocene overbank flooding along Sushui River,middle reach of the Yellow River,China

In the semiarid loess regions, slackwater deposition of overbank flooding over the piedmont alluvial plains was episodic and alternated with dust accumulation and soil formation throughout the Holocene. The records of past hydrological events are therefore preserved within the architecture of loess and soils and are protected from subsequent erosion and destruction. Several Holocene loess–soil sequences with the deposits of overbank flooding over the semiarid piedmont alluvial plains in the southeast part of the middle reaches of the Yellow River drainage basin were investigated by field observation, OSL and C¹⁴ dating, measurement of magnetic susceptibility, particle-size distribution and chemical elements. This enables the reconstruction of a complete catalog of Holocene overbank flooding events at a watershed scale and an investigation of hydrological response to monsoonal climatic change as well. During the Holocene, there are six episodes of overbank flooding recorded over the alluvial plain. The first occurred at 11,500–11,000 a BP, i.e. the onset of the Holocene. The second took place at 9500–8500 a BP, immediately before the mid-Holocene Climatic Optimum. After an extended geomorphic stability and soil formation, the third overbank flooding episode came at about 3620–3520 a BP, i.e. the late stage of the mid-Holocene Climatic Optimum, and the floodwater inundated and devastated a Bronze-age town of the Xia Culture built on the alluvial plain, and therefore the town was abandoned for a period of ca 100 years. During the late Holocene, the alluvial plain experienced three episodes of overbank flooding at 2420–2170, 1860–1700 and 680–100 a BP, respectively. The occurrence of these overbank flooding episodes corresponds to the anomalous change in monsoonal climate in the middle reaches of the Yellow River drainage basin when rapid climate change or climatic decline occurs. During at least the last four episodes, both extreme floods and droughts occurred and climate departed from its normal condition, which was defined as a balanced change between the northwestern continental monsoon and southeastern maritime monsoon over time. Great floods occurred as a result of extreme rainstorms in summers caused by rare intensive meridianal airflows involving northwestward moving tropical cyclone systems from the Pacific. These results could be applied to improve our understanding of high-resolution climatic change, and of hydrological response to climatic change in the semiarid zones.     

中国的小冰期气候及其与全球变化的关系

根据由历史文献资料复原的气候序列和树木年轮、冰芯记录以及冰川、沙漠、湖泊资料,作者认为,我国的小冰期持续至19世纪90年代结束。这期间最寒冷的时段是17世纪20年代—90年代和19世纪20年代—90年代。文中指出小冰期时我国的寒潮、梅雨、尘暴、干旱灾害及降水变率的特点。将我国的资料与欧洲、日本的资料拼图,并与北美的资料对比,可以看出,我国小冰期的气候变化与全球变化一致,其中寒冷时段在欧洲的出现略早于东亚,而我国出现的若干个最寒冷的10年则同时在北美和欧洲出现。     

我国长江黄河两流域旱涝规律成因与预测研究的进展、成果与问题

本文综述了“我国长江黄河两流域旱涝规律成因与预测研究”项目这三年来所取得的研究进展。本项目对于这两流域旱涝发生的年代际、年际以及季节内变化规律及发生的环流条件进行分析,同时对于这两流域旱涝成因提出了初步看法,指出热带西太平洋暖池热力状态与暖池上空的积云对流活动的强弱以及青藏高原上空的对流活动是影响这两流域旱涝的主要原因。本研究还利用大气环流模式对这两流域旱涝发生及其环流条件进行数值模拟以及进行预测试验。 本文还对项目研究所存在的问题进行分析,以便取得更高水平的研究成果。