近30多年汉江流域面雨量时空变化特征分析

利用汉江流域1967-2000年逐日面雨量资料,分析了汉江流域及其上游、中下游和唐白河流域三个区间面雨量的平均值、极值、降水频次、连续强降水等特征值。结果表明,汉江流域面雨量季节性明显,存在夏汛与秋汛之分;该流域面雨量,20世纪80年代主要为高值期,90年代为低值期,2000年后又进入一个相对高值期,呈11年左右年代际变化;该流域面雨量年变化曲线为较对称的单峰型,峰顶在7月;该流域(连续)强降水主要出现在4-10月,夏季最多,秋季仍可出现相当明显的降水。     

近50年河南降水变化对水资源的影响

利用河南32个代表站1951～2002年降水量资料,分析了20世纪50年代以来全省年降水资源和水资源的变化趋势以及对旱涝灾害的影响.结果表明,自20世纪80年代中期以来,河南已进入一个降水量偏少时期,干旱化程度加重,水资源短缺已成为影响工农业生产和国民经济发展的主要因素.     

陕西近５００年极端干旱变化初步分析

根据历史文献记载和1951—2008年陕西5—9月月降水资料选取极端干旱个例,分析其变化特征和规律。结果表明,1470年以来陕西共发生极端干旱事件54次,16世纪上半叶以前和19世纪末以后属极端干旱高发期,17—18世纪其发生概率相对较低,整体呈两端多,中间少的U型特征。极端干旱事件发生季节集中在夏秋季,多发区在关中和陕北。     

洱海流域近50年气候变化特征及其对洱海水资源的影响

利用1961-2010年洱海流域的气候和洱海水资源等资料,统计分析了洱海流域气候变化特征及不同气候类型对洱海水资源量的影响,并建立了洱海水资源量与洱海流域降水量、气温的定量关系,对洱海水资源量进行定量估计.结果表明:近50年洱海流域气温呈波动上升趋势,气候变暖明显;21世纪的第一个10年是洱海流域近50年来最暖的10年.年降水量总体上呈减少趋势.洱海水资源量与年降水量之间有显著的正相关关系,而与气温呈明显的负相关关系.洱海流域气候类型在20世纪60和70年代以偏冷和偏湿为主,进入80年代后开始出现暖年,特别是21世纪的第一个10年,气候以偏暖和偏干为主,未出现过偏冷年.在偏干和偏暖的年份洱海水资源均为枯水年;而偏湿和偏冷的年份洱海水资源多为丰水年;气候正常的年份,洱海水资源多为正常.可根据洱海流域未来气候趋势的预测结果,分别通过气候类型及回归预测方程对洱海水资源的丰欠作定性的估计和定量的预测.     

汉江流域秋汛期典型旱涝年与前期海温的关系研究

利用汉江流域16个气象观测台站1961—2010年秋汛期(9—10月)逐候降水资料,计算了降水集中度(PCD)和集中期(PCP),并建立了相应的序列,结合秋汛期降水距平百分率,确定汉江流域秋汛期典型旱涝年。同时,利用美国国家环境预测中心及国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的同期海温和500 hPa高度场资料,采用合成和相关分析方法,探讨了典型旱涝年与前期海温的关系。结果表明,印度洋、赤道中太平洋、北太平洋为3个海温关键区,当这3个海区海温发生异常时,影响汉江流域秋雨的主要系统(印缅槽、贝湖槽、东西伯利亚高压和乌拉尔山高压)也相应发生变化,从而导致PCD和降雨量异常,引发汉江流域洪涝或干旱灾害。在一定程度上,可将前期海温异常作为判断汉江流域秋汛期降水量多少及PCD强弱的前兆信号。     

HBV模型在汉江流域的适用性研究

利用区域气象资料、水文资料、土地利用资料,运用HBV模型对陕西安康水电站上游汉江流域进行日径流深模拟并尝试确定致灾临界面雨量值。结果表明:HBV模型在安康水电站上游流域具有较好的适用性,在率定期模型对日径流深模拟的确定性系数为0.84,Nash效率系数为0.72,验证期确定性系数为0.87,Nash效率系数为0.75;通过安康水电站逐日水位资料,根据不同基础水位,确定了安康水电站上游流域24h临界面雨量值,此值可为水电站汛期防汛泄洪工作提供有益参考。     

近50年四川地区旱涝时空变化特征研究

根据1961-2007年四川地区123个测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR逐月再分析资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,分析了四川地区旱涝出现的频率,采用EOF、REOF分析、趋势分析、滑动t检验以及小波分析等方法,研究了四川地区旱涝灾害发生、发展的空间演变特征及时间变化趋势。结果表明,该地区旱涝事件的空间分布可...     

近500年旱涝等级序列分维特征的初步分析

用我国西北部和东南部近500年旱涝等级区域平均值的8个序列，计算了它们的分维数，并讨论了序列中无记录年代的长度及旱涝文字记载数字化的方法对分维数结果的影响。     

1800年以来海河流域夏季降水量的定量重建及分析

根据现代降水量实测资料和历史旱涝等级资料,通过相关统计分析方法重建了海河流域1800—2012年间的夏季(6—9月)降水量序列.介绍了定量重建历史降水量的方法及其可行性、合理性,并对重建的时间序列进行了分析.研究表明:1800—2012年海河流域平均夏季降水量始终处于波动变化之中,且经历了13次降水量的转变;20世纪夏季降水量总体上较19世纪呈现出减少趋势,近100年和近60年期间夏季降水量的减少趋势更加明显;19世纪80年代至19世纪90年代是1800年以来最湿润的阶段,而20世纪90年代至21世纪10年代是整个时期夏季降水量的最低值;近200多年,海河流域夏季降水量变化存在2~8、10~15、22、25~30、35和55 a左右的准周期,但20世纪长周期波动具有逐渐变短的趋势.     

青藏高原冬季积雪异常和长江中下游主汛期旱涝及其与环流关系的研究

在对青藏高原冬季异常积雪资料进行了综合分析的基础上 ,用 3种方法对长江中下游的旱涝指标进行了综合评定 ,计算了高原积雪日数和深度资料与长江中下游 6～ 8月降水量之间的相关系数 ,结果表明 ,青藏高原冬季积雪异常与长江中下游流域的旱涝呈正相关关系 ,最大正相关区主要位于江南北部。通过对冬季北半球 50 0 h Pa高度场、OLR、SSTA资料的合成分析以及对夏季风指数的联系揭示表明 ,高原多雪和少雪所反映出的环流特征显著不同。讨论了异常积雪 -大气 -海洋 -雨带相互之间的可能联系 ,给出了一个初步与青藏高原冬季积雪相联系的长江中下游旱涝物理过程概念模型 ,进而为短期气候监测、预测提供参数线索。     

长江源区气候及水资源变化特征研究进展

本文对近年来长江源区的气候变化及水资源变化特征研究进行了概述与总结.结果表明：长江源区气候变化特征表现为,从20世纪60年代以来,长江源区年及四季气温呈显著增温趋势;水面和陆面蒸发量均呈增加趋势;进入21世纪后,长江源区降水量呈增加趋势.水资源变化特征表现为,冰川出现普遍的退缩现象;湿地退化明显;21世纪前长江源区径流量总体上呈明显的递减趋势,而在最近10多年水资源量有明显增多现象,其原因可能是近10多年长江源区气温显著增加,导致更多冰川融化,同时进入21世纪后长江源区降水增加.预计未来到2050年,长江源区气温将升高,降水将增加,冰川面积将减少,地表水资源仍有可能以增加为主.     

长江源区近44年气候变化的若干统计分析

利用长江源区5个气象站44年的气温、降水量资料以及其中2个探空站500hPa露点资料,分析了该地区气候变化趋势、突变等情况。结果表明：近44年来长江源区气温普遍升高,冬季升温幅度较大,夏季增温趋势明显,进入21世纪后,长江源区春季平均气温在降低,夏、秋季平均气温增高较趋缓,而冬季增温加剧的趋势十分明显;年、夏季降水量变化呈微弱减少趋势,而冬、春和秋季降水量呈现出增加趋势,其中春季增幅较大,冬季增湿趋势明显;长江源区年平均气温在20世纪60年代末70年代初就显现出波动回升的趋势,在1986年前后发生了由冷到暖的突变,冬、春季降水量均在20世纪70年代和80年代出现了由少向多的突变。长江源区气候在波动性变暖变干过程中,自1986年起出现了气候转向暖湿的信号,其主要原因在于全球变暖并由此引起的海洋蒸发和陆地蒸散加强,地气水分循环加快,空中水汽输送加强。     

江淮流域水稻高温热害灾损变化及应对策略

构建基于Logistic模型的规范化可累计高温热害综合指数,研究了江淮流域高温热害与单季稻产量损失的时空对应关系,发现江淮流域西北部为单季稻高温热害灾损关键区,高温热害平均减产率从20世纪70年代的8.9％上升到21世纪的17.9％,花期处在高温集中时段是单季稻减产的主要原因.江淮流域单季稻生育关键期高温热害出现年代际波动,20世纪60年代高温热害最强,21世纪初覆盖范围最广.高温热害覆盖面积比例在1971年发生突变后迅速上升,到21世纪初超过63.6％.每年7月11日至8月15日为江淮流域高温集中时段,高温出现比例超过20％.20世纪70年代以来高温集中时段的热害强度以增强为主,江淮东南部趋势显著,但通过采用晚熟品种和推迟播期,江淮东南部单季稻花期成功避开高温集中时段.综合考虑气温稳定通过20℃终日的气候平均值、高温热害变化和气候变暖背景下热量资源的改善,借鉴江淮东南部成功经验,建议全流域推广中晚熟品种,自北向南播种期延迟到5月上、中、下旬,花期安排在8月下旬至9月上旬,避开高温同时能保证单季稻生育关键期处在20℃以上安全生长季内.     

长江中下游地区近60年暴雨变化特征研究

为了揭示长江中下游地区暴雨变化特征,基于1958～2017年426站点的逐日降水资料,定义4个暴雨特征变量,通过线性趋势分析、累积距平检验、滑动t检验和Pettitt检验进行趋势变化分析以及突变检验。结果表明:1)年暴雨量和年暴雨日数从江西中部向周围递减,年暴雨强度和年暴雨变异系数从南到北逐渐增加;4个暴雨特征变量存在明显的季节差异,夏季是全年暴雨的主要贡献者,春季暴雨明显多于秋季,冬季最少,但其暴雨变异系数最大,波动性强。2)74%站点的年均暴雨量、暴雨日数和暴雨强度呈增加趋势;从西北往东南,年均暴雨量、暴雨日数的线性趋势率逐渐增加。暴雨量和暴雨日数显著增加的站点比分别为17.8%和16.7%(p 0.05)。3)累积距平检验、滑动t检验和Pettitt检验结果表明1988年是近60年长江中下游地区暴雨变化显著的突变点,且1988年后三个暴雨特征变量的平均值和趋势率较1988年前有明显增加。     

兰江流域近43年气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法对兰江流域近43年（1961-2003年）气温、降水量和径流量资料进行分析,研究兰江流域气候变化及其气候变化对水资源的影响。结果显示：兰江流域近43年来气温、降水量总的趋势是上升的;1990年代是兰江流域气温上升和降水增加最显著的时段,主要表现在冬春气温明显上升,夏季降水量明显增加：兰江流域年径流深与年降水量基本保持同步变化。兰江流域过去43年的气候变化对流域内水资源产生了较大的影响,而且由于兰江流域内水资源空间分布差异较大,致使流域内人均水资源占有量较少的金华地区易受气候变化影响而出现供水紧张。     

45年来塔里木河流域气候变化对径流量的影响研究

根据塔里木河流域40个气象站1961-2005年的降水、 气温资料及源区内7个水文站1957-2005年年径流量资料, 利用Mann-Kendall检验, 分析了近45年来塔里木河流域的气候变化的特征, 探讨了气候变化对塔里木河流域水资源的影响。结果表明： 整个流域除个别站点外, 塔里木河流域气温整体呈显著上升趋势, 且以秋季最显著, 降水增加以夏季最明显。特别是中天山南坡, 而流域西南部、 和田地区和巴州南部的降水量几乎没有增加。根据Mann-Kendall检验结果, 除阿克苏河年径流量呈显著增加趋势外, 其它3条源流（和田河、 叶尔羌河、 开都河）径流量近45年变化趋势均不显著。     

基于SWAT模型的汉江流域径流模拟

应用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型对汉江流域1971-2000年30年逐月径流进行了模拟.结果表明:模型模拟精度高于评价标准(模拟效率Ens>0.5,相关系数r 2>0.6),SWAT模型适用于汉江流域的径流模拟;水量平衡各要素中,30年月、年平均蒸散发量、地表径流量、土壤对地下水补给量、土壤含水变化量、地下水侧流量分别占降水量的55.97%、25.88%、17.64%、0.26%、0.25%,蒸散发是该流域水量的主要输出项;各月30年平均降水量变化趋势与地表径流量变化趋势较一致,而与基流量变化趋势一致性较差;30年流域降水量年变化趋势与地表径流量、基流量的变化趋势较一致;30年月、年地表径流量对降水的响应程度高于基流.     

自然环境高温对长江中下游地区中稻结实率的影响及模拟

利用长江中下游地区6个代表站2004—2011年中籼迟熟水稻品种区试资料及1984—2013年逐日最高气温资料,通过分析田间环境下逐日最高气温与水稻结实率的关系发现,长江中下游地区中稻高温敏感时段主要在水稻齐穗期前36天至齐穗期前4天。其中,齐穗期前14天左右(减数分裂期前后)高温对结实率的影响最为显著。在此基础上,利用水稻高温败育模型,根据各样本水稻减数分裂期逐日最高气温,实现研究区域站点尺度水稻高温败育的定量模拟预测。模型对高温年份2004年和2007年各站点水稻相对结实率模拟和预测的均方根误差分别为4.74%和2.84%。分析表明,利用基于水稻高温败育模型的定量模拟方法,可对长江中下游地区水稻高温热害情况进行较好预测。     

Synergistic contribution of precipitation anomalies over northwestern India and the South China Sea to high temperature over the Yangtze River Valley

This study explores the characteristics of high temperature anomalies over eastern China and associated influencing factors using observations and model outputs. Results show that more long-duration (over 8 days) high temperature events occur over the middle and lower reaches of the Yangtze River Valley (YRV) than over the surrounding regions, and control most of the interannual variation of summer mean temperature in situ. The synergistic effect of summer precipitation over the South China Sea (SCS) region (18°-27°N, 115°-124°E) and the northwestern India and Arabian Sea (IAS) region (18°-27°N, 60°-80°E) contributes more significantly to the variation of summer YRV temperature, relative to the respective SCS or IAS precipitation anomaly. More precipitation (enhanced condensational heating) over the SCS region strengthens the western Pacific subtropical high (WPSH) and simultaneously weakens the westerly trough over the east coast of Asia, and accordingly results in associated high temperature anomalies over the YRV region through stimulating an East Asia-Pacific (EAP) pattern. More precipitation over the IAS region further adjusts the variations of the WPSH and westerly trough, and eventually reinforces high temperature anomalies over the YRV region. Furthermore, the condensational heating related to more IAS precipitation can adjust upper-tropospheric easterly anomalies over the YRV region by exciting a circumglobal teleconnection, inducing cold horizontal temperature advection and related anomalous descent, which is also conducive to the YRV high temperature anomalies. The reproduction of the above association in the model results indicates that the above results can be explained both statistically and dynamically.     

江南初夏降水集中期降水变化及其统计预测模型

利用1979—2018年252个台站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析等资料,分析了江南初夏降水集中期降水(Rainfall in the Precipitation Concentrated Period,RPCP)的时空演变及其环流特征,并通过寻找其前期物理因子建立统计预测模型。结果表明：(1) 6月10—29日为江南初夏降水集中阶段,其降水呈现全区一致的空间分布结构。20世纪90年代初—21世纪初江南地区为多雨期,在此期间RPCP强度存在3～5 a的周期振荡;(2)与异常偏多的RPCP显著相关的热带海温异常从EP El Ni1o转为CP La Ni1a,即RPCP异常偏强通常发生在EP El Ni1o衰减阶段,随后将出现CP La Ni1a发展事件;(3)前期冬春季ENSO海温信号、赤道中太平洋SLP异常及印度洋—海洋性大陆SLP趋势均可通过增强菲律宾海反气旋对RPCP异常变化产生影响。基于这3个物理因子建立统计预测模型,预测与观测结果相关系数达0.63,说明该模型可为江南初夏降水的季节性预测提供有用工具。