基于降水Z指数的山东省近60年旱涝变化特征

利用山东省123个国家级气象观测站1954—2013年的逐月降水量资料,对全省降水情况进行分析,将平均降水量值较为一致的站点结合地理分布特征,把山东省划分为鲁西北黄泛平原、鲁中山区、山东半岛丘陵、鲁西南平原、鲁东南平原5个气候区。通过各气候区代表台站资料,计算出逐年降水Z指数,发现近60a鲁西南、鲁东南及山东半岛易涝易旱,并易发生等级较高的旱涝灾害。运用趋势系数法、M—K趋势检验法、滑动t检验法和Morlet小波分析法分析各气候区降水Z指数的年际变化特征、突变特征及周期特征,得出近60a5个气候区逐年Z值均呈减少趋势,鲁西北、山东半岛、鲁东南降水Z指数突变时间均在1979年前后。鲁中降水Z指数存在16a左右的年代际旱涝变化周期,鲁西北在1970年代中期之前存在9a左右的年代际旱涝变化周期,山东半岛存在的年代际旱涝变化周期则以12a为主,鲁西南在1974年之前的周期以8a为主,鲁东南在1980年代之前的周期为12a左右,之后周期加长。     

乌鲁木齐汛期降水集中度和集中期时空变化特征

利用乌鲁木齐5个国家级气象站1978—2019年5—9月逐日降水资料,统计分析逐候降水集中度(P_(CD))和集中期(P_(CP))变化趋势和时空分布特征。结果表明:近42 a乌鲁木齐汛期降水集中度和集中期均呈微弱下降趋势,表明汛期降水分配趋于均匀,降水集中期呈逐渐提前趋势。汛期降水集中度和集中期空间分布差异显著,降水集中程度由西向东逐渐增大,降水集中期出现时间由北向南逐渐推迟。汛期降水集中度在整个研究期内存在6、15 a左右周期变化,降水集中期存在12 a左右周期变化。对多降水年和少降水年降水集中度和集中期合成分析,发现少降水年降水集中程度高于多降水年,而降水集中期明显晚于多降水年。     

近50年孝感市降水变化特征分析

利用趋势分析、小波变换等方法,分析了湖北省孝感市1957—2006年近50年降水的多时间尺度变化特征。结果表明:孝感市年降水量呈弱增加趋势,春秋季降水量呈下降趋势,冬夏季降水量呈增加趋势,其中以冬季降水增加趋势最为显著,降水量变化的年代际差异较小,年际差异很大;降水量变化存在明显的多时间尺度特征,其中以3~7a和准11a周期表现显著。     

近58年柳州市汛期降水特征分析

利用柳州市1951～2008年的月降水量资料,采用线性倾向估计和小波分析方法,分析了近58a柳州市汛期（4～9月）降水的变化特征。结果表明：近58a来柳州市汛期降水主要呈波动性变化,线性趋势变化不明显,但前汛期降水总体呈上升趋势,降水量约增加87mm;后汛期降水量总体呈下降趋势,约减少了89mm。因此,前汛期有变涝趋势,后汛期有变旱趋势。近58年柳州市汛期降水年代际变化的主要周期为20～25a,20世纪80年代以后,汛期降水存在周期10-15a的年代际变化。20世纪80年代以前,柳州市汛期降水主要的年际变化周期2～4a,以后的年际变化周期是4～8a。     

揭阳市汛期极端降水事件的变化特征

利用揭阳市1991—2020年国家基本站汛期逐日降水量资料，运用线性倾向估计、相关系数检验、累计距平法、小波分析等方法研究揭阳市汛期极端降水事件的变化特征。结果表明：揭阳市前汛期(4—6月)出现极端降水事件较后汛期(7—9月)略偏多，但后汛期的极端降水强度明显更强。前汛期极端降水日数和降水量呈上升趋势，降水强度呈下降趋势；后汛期极端降水日数、降水量以及降水强度均呈下降趋势。前汛期极端降水强度存在准15年、6～7年、准8年的周期变化，其中准15年周期震荡最强，为第1主周期；后汛期存在准9和准17年两类尺度的周期变化，二者在整个时段表现稳定，具有全域性，其中准9年为第1主周期。     

贵州西部汛期降水特征及环流形势分析

利用贵州西部6个代表测站1961—2007-05-09的逐月降水量资料,对贵州西部汛期降水的时间变化特征进行了诊断分析,采用滑动t-检验法和Yam amoto法对贵州西部汛期降水进行突变检测;用Morlet小波分析了汛期降水的多时间尺度的变化特征。结果表明:近50 a来贵州西部汛期降水呈下降趋势,存在着明显的年际、年代际变化特征;汛期降水在2002年附近发生了突变;在年代际尺度上存在显著的16 a周期振荡,年际尺度上有一个9 a和5 a的周期振荡较为显著。     

黔西南近30a降水时空变化特征分析

利用贵州省黔西南州8个台站1982—2011年的逐月降水资料,采用Morlet小波分析、一元回归分析、Mann-Kendll法对黔西南州30 a降水序列变化进行分析,对小波的功率谱变化进行了检验,空间场及时间场上给出了黔西南州30 a的降水气候态年及四季分布。结果表明:黔西南州年降水存在多时间尺度特征,30 a时间尺度周期振荡明显,时间上表现为线性减少,空间分布表现为州西部及北部多,东部少;降水的年内分配极不均匀,每年6月前降水量呈逐月增大趋势,且增幅逐月增大,至6月达到年内最大值,之后月降水量呈下降变化,且变幅逐月减小;季节变化特征明显,夏季降水最多,占全年降水量的55%,冬季最少为5%;近30 a黔西南州降水量一直呈减少趋势,比较明显的突变点是1989年;Morlet小波分析结果表明黔西南州季节降水具有较明显的周期变化规律,30 a降水量在年际尺度上存在6 a、2 a的周期振荡。     

1951—2009年天津市主要极端气候指数变化趋势

利用1951—2009年天津市逐日气温和降水量资料,计算了极端气候指数,并研讨了其中11个主要指数的变化特征。结果表明：天津市暖日、冷夜具有基本相反的变化趋势,暖日显著增加,冷夜显著减少,且冷夜的变化幅度远大于暖日。持续暖期、霜日呈显著增加趋势,持续冷期呈显著减少趋势。降水指数中连续干日呈增加趋势,最大连续5 d降水量、日降水强度、强降水率和极强降水率及连续湿日均呈减少趋势,表明天津市干旱化倾向明显。与气温有关的极端指数大多在1993年前后出现突变,周期特征不明显。与降水有关的极端指数未现突变,但周期特征明显,大多出现10 a和4 a的周期。     

大同地区降水变化特征及趋势分析

根据大同地区8个县市1972—2009年逐日气温、降水量数据,采用趋势分析、Mann原Kendall突变检验和R/S 分析法研究了大同地区年降水量时间序列和空间序列变化规律,结果表明：大同地区降水量和汛期降水量均呈缓慢减少趋势。2001年前后大同地区各县市年降水趋势发生扭转,大部分县市降水量呈少量增加趋势。1972—2009年,大同地区汛期降水高频周期以准3a周期为主,同时存在准15a的低频周期。从低频周期变化可以看出1973—1978年、1990—1997年、2004—2009年为多雨期;1982—1986年、1997—2001年为少雨期。1993-1996年,大同地区高频周期转为准5a,同时叠加准15a的低频周期。大同地区各县市年降水量存在明显的Hurst现象,大部分县市降水量未来变化基本保持现有减少趋势,个别县市降水量未来变化趋势不明显。     

1960—2010年中国南方地区夏季旱涝时空分布特征

基于1960—2010年中国南方地区51 a降水资料,进行Z指数变换,再利用降水距平场作REOF分区,并分别对各区域代表站点Z指数序列作线性趋势分析和M-K分析及Morlet小波分析。结果表明：中国南方5个分区岳阳站、广州站、丽水站、信阳站和巢湖站5个典型站点的年际及年代际波动幅度都比较明显,但均呈由干变湿的趋势。且5个站点分别在1973、1993、1992、2002年和1979年发生突变,突变后UF一直呈上升趋势,总体均由干变湿5,个分区旱涝异常具有相对一致的性质。中国南方地区夏季降水具有多时间尺度振荡的特点,存在2—3 a和5—6 a的周期。     

1957—2007年雅鲁藏布江中游河谷降水变化的小波分析

通过对近51 a雅鲁藏布江中游河谷地区4个气象站逐日降水资料进行等权平均取值,采用气候倾向率和小波分析法,研究了不同时间尺度下近51 a降水变化趋势及周期特征。结果表明:研究区降水量以20世纪80年代为最少,2000年后年降水量与20世纪90年代和60年代基本持平。夏季和秋季降水量年代际变化与年降水量的变化基本一致。近51 a降水量增加趋势不显著。年降水量存在准3 a、8—11 a和30 a的周期,以准11 a周期最为突出。降水量变化以春季增长趋势最显著,可在干旱季补充土壤水分,减轻风沙化土地的发生发展。秋季和冬季增长趋势不明显,夏季降水量呈减小趋势。就季节降水变化的时间尺度和周期性而言,2007年后四季降水表现为,春季在20—30 a时间尺度上将处于偏高期,夏季在8—12 a时间尺度上将处于偏低期,秋季在8—12 a时间尺度上将处于偏低期,冬季在20—30 a时间尺度上将出现向降水偏高的过渡期。     

气候变化背景下的贵州草海湿地降水量特征研究

贵州草海湿地对于气候调节、生物多样性研究等方面具有极其重要的作用。利用贵州省威宁国家基准气候站50a降雨量资料,采用数理线性回归,Man-Kendall检验法、最小平方法对降水量进行分析、预测,结果表明：年代际上,草海湿地降水量近50a来呈减少趋势,趋势递减率为-12.24mm/10a,减少趋势不明显。季节上,春季、夏季降水量呈增加趋势,趋势率分别为1.37mm/10a、6.15mm/10a。秋季和冬季降水量呈减少趋势,其中秋季减少趋势较为明显。趋势率为-17.86mm/10a。通过Man-Kendall参数趋势检验对近50a降水量进行趋势突变检验,Z值为-0.788,其绝对值小于1.28,未通过0.9的信度检验,说明降水量呈减少趋势,减少趋势不明显,与数理统计结果相吻合。Man-Kendall非参数突变检验近50a的降水量在1986年、1997年、2012年均存在突变。2019~2048年30a间草海湿地降水量呈现增加趋势。     

近35年云贵高原暴雨特征分析

利用云南和贵州188个气象台站1980~2014年的逐日降水资料,得到了云贵高原的年平均总降水量、年平均暴雨量、暴雨频率、暴雨贡献率和暴雨的月分布情况,探讨了近35年云贵高原暴雨的分布特征和年际变化特征。结果表明:云贵高原的年降水量分布大体上呈南多北少,整体上由南向北递减。暴雨的贡献率占16%左右,云贵高原最早1月就会出现暴雨,最晚6月出现暴雨天气,暴雨集中出现在4~11月,夏季平均暴雨日数2.5天。1980~2014年暴雨降水量偏多年与暴雨降水量偏少年差别不大,暴雨量在近35年内未出现明显的变化趋势。通过小波分析得出云贵高原的年降水,年暴雨都存在多时间尺度特征,不同的时间尺度表现出不同的循环交替。至今暴雨增多的等值线未出现闭合,降水还有增加的趋势。      

1953-2010年浙西南山区降水与旱涝变化特征

根据1953-2010年浙西南山区逐月降水资料,在对不同时间尺度降水进行气候分析的基础上,利用降水距平百分率研究年、季和月尺度上旱涝分布特征,并通过Morlet连续小波变化探讨旱涝演变趋势。结果表明：近58 a来,浙西南山区降水量和雨日均呈下降趋势,且雨日减少幅度较明显,约每10 a减少3.39 d。其中降水量以8月增多最显著,5月下降最明显;雨日则以5月和12月的减少最为突出。用Morlet小波分析得出旱涝存在不同尺度的周期分量,并且各周期强度有所不同,其中以4-8 a周期和16-20 a周期最为强烈,2010年后浙西南山区旱涝将向偏涝方向发展。年际尺度上,浙西南山区旱涝主要表现为轻旱和轻涝;季和月尺度上,以8-12月旱涝发生最为频繁,其中干旱概率多于洪涝,但洪涝强度大于干旱。     

锡林郭勒盟近50a降水变化及早涝年分析

利用1961—2010年锡林郭勒盟15个气象站的年及夏季（6—8月）逐月降水量资料,分析了锡林郭勒盟降水的时空变化特征和夏季旱涝年。结果表明：锡林郭勒盟降水量总体上呈南多北少,东多西少的分布特征;近50a降水量没有明显的增减变化趋势,但年际波动特征明显,近10a降水量显著减少。用区域夏季降水指数确定出1998年为涝年,而1980、2001、2005和2010年为夏季旱年。     

通辽市R_(5d)的气候特征分析

文章利用通辽市境内科尔沁区、开鲁、鲁北、保康、甘旗卡、库伦、大沁他拉七个测站53a(1959—2011年)逐日降水量资料进行通辽市连续5d最大降水量(R5d)的气候特征分析,结果表明,通辽市R5d为减小趋势,在0.05显著性水平以上,倾向率为-4.56mm/10a,各站R5d均为减少趋势,其中库伦、开鲁、科尔沁区的倾向率为-7.0^-5.64mm/10a,减少较为明显;R/S分析结果为,全市及各站均符合赫斯特现象,H指数>0.5,未来将持续减少,其中鲁北、科尔沁区、开鲁的H指数较大,维持减少趋势将较为强劲;M-K突变检测发现,R5d在1965年发生突变,此后UF下降趋势超过了0.001极显著水平。     

1961—2013年南雄降水和旱涝的变化特征分析

根据南雄市气象观测站1961—2013年降水资料,采用线性趋势分析、Z指数等方法,研究了南雄市近53年降水和旱涝的变化特征。结果表明,南雄市年平均降水量为1 524.7 mm,69%集中在汛期(4—9月),其中,前汛期(4—6月)占44%,年降水量以每年1.21 mm的速率呈弱的减少趋势,20世纪70、80、90年代降水偏多,20世纪60年代、21世纪初降水偏少。春、夏、冬3个季节的降水量变化趋势不明显,但秋季降水量却以每年1.52 mm的速率显著下降。年暴雨日平均3 d左右,6月最多,为0.6 d。53年间,旱年出现的频率22.6%,涝年出现的频率18.9%;正常年份出现频率58.5%。     

1961—2017年辽宁省旱涝急转现象时空演变特征

利用1961-2017年辽宁省61个气象站逐月降水数据,以5-8月为研究时段建立旱涝急转指数（drought-flood abrupt alternation index,DFAI）序列,采用线性倾向法、趋势分析、阶段性分析、T检验、ArcGIS空间插值等方法对辽宁省降水集中期的旱涝急转现象进行时空特征分析。结果表明：1961-2017年辽宁省降水集中期DFAI总体以-0.7/（10 a）的速率下降,有13 a出现旱转涝,有19 a出现涝转旱;DFAI强度以0.1/（10 a）的速率略呈上升趋势。近57 a,辽宁省旱转涝多发生在20世纪60年代,涝转旱多发生在20世纪70年代和20世纪初之后,1989年出现了涝转旱的突变,发生频率呈增多趋势,1994年又出现旱转涝的突变,发生频率呈减少趋势。典型旱转涝年（2013年）,DFAI的高值区分布在中、西部地区;典型涝转旱年（2014年）,DFAI绝对值的高值区分布在东北部和中西部地区。DFAI变化率在空间分布上具有明显的中、北部增多,东、西部减少的趋势差异。