清代江苏省冬季冷暖等级序列的重建及特征分析

通过对历史文献资料的收集整理,重建了清代江苏省冬季逐年冷暖等级序列,并利用Morlet复小波变换分析方法对序列进行了多时间尺度特征的综合分析。结果表明:(1)整个清代江苏省冬季气候变化大致可分为2个冷时段(1644—1730年、1821—1900年)和1个暖时段(1731—1820年);(2)重建的冷暖等级序列存在多尺度下的周期变化特征,其中有较明显的周期变化尺度是38～42 a、18～20 a、13～15 a和8 a,38～42 a和8 a特征时间尺度的周期变化相对具有全域性,18～20 a尺度的周期变化在1690—1790年之间比较明显,13～15 a尺度的周期变化在1720年之前和1830年之后比较明显;(3)重建序列的第1主周期为42 a,第2、3、4主周期依次是20 a、 8 a和3 a;在42 a尺度下,清代江苏省冬季气候可划分为6个偏冷时段和6个偏暖时段。     

北半球及其各大洲过去1200年温度变化的若干特征

利用近年来发表的北半球、北半球各大洲及中国近千年温度序列,分析了年代至百年尺度上北半球和中国温度变化之间的异同性、北半球各大洲百年尺度典型暖期和典型冷期的位相差异,并比较了中世纪典型暖期与20世纪暖期的温暖程度差异.结果表明:1)在150～200年周期段,北半球和中国平均温度变化主要受太阳活动的影响,具有相似的变化特征;2)在50年和100年的尺度上,北半球和中国温度的变化速率具有相似性,近150年来二者都表现出持续的增温趋势;3)北半球洲际尺度上不存在起止时间相近的百年尺度典型暖期和冷期;4)北半球、中国及其他大洲最近30年(1971～2000A.D.)的温度较中世纪(800～1250A.D.)任何30年时段都要高,而最近100年(1901 ～ 2000A.D.)的温度只有北极地区显著高于中世纪最暖100年.     

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...     

黄河甘肃境域降水变化的多尺度周期特征分析

依据1956~2013年黄河甘肃境域及周边194个雨量和气象站点年降水量基础数据,运用线性趋势和Morlet小波变换等方法,分析了境域内不同区域年降水序列的变化趋势和多时间尺度特征。结果表明:龙羊峡以上区域年降水呈弱增加趋势,其余3个区域呈弱减少趋势,全境域平均变化倾向率为-5.1 mm/10a;各区域年降水不同尺度的变化周期不尽相同,主要存在20 a或25 a、12~13 a和4~5 a尺度的变化周期;龙羊峡以上区域25 a尺度的信号最强,龙羊峡至兰州和龙门至三门峡区域20 a尺度变化显著,且贯穿整个时域,兰州至河口镇区域具有较强的时频局部特征;在20 a尺度上主要经历了9个丰枯交替变化,在12~13 a尺度上则有13个丰枯交替;预计2013年以后降水将会处于正常或偏多阶段。     

青藏高原地区积雪年际变化异常中心的季节变化特征

利用青藏高原1980-2009年SMMR、SSM/I和AMSR-E被动微波遥感反演得到的逐日积雪深度资料, 应用EOF方法分析了近30 a青藏高原地区冬春季积雪年际变化异常的时空变化. 结果表明: 青藏高原冬春季积雪年际异常敏感区随季节有着显著变化, 并具有多尺度性. 其在大尺度上最主要的空间特征是从秋末(10-12月)到隆冬(12-翌年2月)位于青藏高原腹地和东南缘的河谷; 后冬和前春年际异常变化的敏感区显著变小, 整个青藏高原地区的积雪稳定少变; 而春季(3-5月), 随着青藏高原气温的回升, 敏感区出现在青藏高原东部. 青藏高原冬春季积雪年际变化在局地尺度上存在着季节变化, 表现为青藏高原积雪年际变化的异常与年际变化趋势相反的特征, 以及积雪年际变化东西反向异常随季节的演变. 青藏高原冬春季积雪年际变化的异常敏感区在空间范围上的变化, 反映了冬春季积雪在季节尺度上受冬季风和南来的暖湿气流之间相互消长和进退影响的特征. 青藏高原冬春季积雪具有显著的年代际变化, 在20世纪80年代处于多雪期, 80年代后期进入一个积雪较少期. 秋末至隆冬(10-翌年2月)的积雪在20世纪90年代后期出现明显转折, 进入多雪期, 2000年后又进入一个少雪期.     

青海省海西州德令哈地区近千年来年降水量变化特征分析

试图揭示位于我国青藏高原东北部的青海省海西州德令哈地区近千年来世纪尺度年降水量变化规律。分析结果表明,该地区近千年年降水量变化存在显著的多尺度周期变化特征,其中以13～18世纪中的200年主控周期最为明显,并在15～17世纪达到最强,而近200年则以准120年的周期振荡为主,且在19世纪两种主要周期变化趋势相反,在近百年又趋向一致。年降水量序列的均值突变一般以30～100年尺度最为明显,世纪尺度的均值突变时段分别为公元1100～1111年、1403～1449年及1615～1661年,表现为年降水量的减少,以及公元1321～1348年、1497～1557年、1728～1743年及1885～1891年,表现为年降水量的增加。200年以上时间尺度的方差突变主要表现为序列的低频变化幅度,从公元1220年前后至1580年前后持续增大,且以15世纪的方差突变最为明显。     

基于小波变换的大安地区年降水量变化特征

基于小波分析的方法,对吉林省大安地区1959—2007年的年降水量序列的变化特征进行了分析。经分析表明,大安地区年降水量在其计算时域内各时间尺度分布不均匀,具有明显的局部化特征;其中4～6 a尺度主要发生在1959—1969年和1984年之后,10～12 a尺度主要发生在1965—1999年,20～25a尺度在整个计算时域内均有发生。不同时间尺度下,降水量偏多、偏少交替变化也不相同。此外,分析结果显示该地区年降水量具有4 a、10 a和21 a左右的主周期,其中4 a周期为第一主周期。     

青藏高原东北部寒潮次数时空变化特征研究

基于青藏高原东北部1961 - 2015年68个国家气象站点的逐日气温观测资料, 统计了各站月、 季、 年不同时间尺度的寒潮次数, 并用气候诊断方法分析了寒潮次数时空变化特征。结果表明： 在时间尺度上, 20世纪60年代至21世纪00年代, 寒潮各年代的年平均次数大致经历了“多 - 多 - 多 - 多 - 少”的变化过程; 1961 - 2015年青藏高原东北部寒潮年次数的平均值为2.6次, 以0.192次·（10a）^-1速率呈显著的减少趋势; 1981年为突变点, 2005 - 2015年为显著的减少时段, 而1961 - 2004年为较弱的减少时段; 春、 秋、 冬三季寒潮次数的平均值分别为0.7、 0.7、 1.2次, 秋季减少趋势通过了显著性检验, 2月和11月减少的趋势最为明显。在空间尺度上, 年度、 春季、 秋季寒潮次数显著减少的站点数量分别达19、 44和21个。寒潮年次数减少的这种变化特征与青藏高原地区20世纪80年代气候变暖以来气温明显升高的趋势基本一致。     

1543—2001年北疆区域年降水量变化特征分析

征,同时200 a左右的周期变化特征也较为明显,且不同历史时期的周期变化特征存在明显差异.突变检验表明,均值突变尺度在50～100 a尺度上更为明显,公元1613-1643年,1731-1792年的突变表现为年降水量的增加,而公元1669-1712年的突变则表现为年降水量的减少;方差突变则以18世纪80年代最为明显.     

监利水文站年径流量序列多时间尺度分析

水文时间序列往往在时域中存在多层次时间尺度结构和局部化特征.本文运用小波分析的多分辨率功能,对监利水文站1951～2006年年径流量时间序列资料进行了多时间尺度分析,研究内容具有一定的实际意义和应用价值.研究结果表明,监利站年径流量存在明显的年际变化特征,主要存在20～30年、15～20年、5～10年及5年以下4类尺度的周期变化规律,变化主周期为17年,第二周期为7年;径流变化趋势分析表明,自2006年以后的6年左右,监利河段年径流量将处于一个相对偏枯期.     

鄂尔多斯高原西南部清代霜雪灾害研究

通过对鄂尔多斯高原西南部清代文献资料的搜集、整理和定量分析,研究了该区霜雪灾害等级、阶段、时空变化、周期及其成因。结果表明,鄂尔多斯高原西南部共发生霜雪灾害57次,其中轻度10次,中度43次,重度4次。灾害变化可分为1644-1733年、1734-1783年、1784-1833年、1834-1863年及1864-1912年等5个阶段。时间上,灾害主要发生在秋末冬初和初春;空间上,灾害主要分布在银川、中卫、平罗、永宁、盐池和定边,共6个地区。同时,小波分析结果表明,灾害存在着4个明显的发生周期,即3 a、6 a、27 a和58 a的周期。降雪或寒流引起的气温骤降至0℃以下是造成鄂尔多斯高原西南部霜雪灾害发生的主要原因。     

清代华北蝗灾时空分布及其与水旱灾害的关系*

利用《清史·灾赈志》中的历史灾害信息,重建清代(公元1644—1911年)华北蝗灾、水灾和旱灾的逐年频次序列,并以核密度估计法刻画3种灾害的空间分布,在此基础上展开时空对比分析。结果表明,蝗灾频次体现出一定的阶段性,1640s—1690s与1800s—1850s为2个多发时段,空间上主要分布于冀鲁豫三省的平原地区及山西的汾河谷地。年际尺度上蝗灾与旱灾呈显著正相关,干旱对于蝗灾的触发作用较为明显,但极端干旱会在一定程度上抑制蝗灾的规模;水灾对于当年灾区的蝗情有显著抑制,但灾后由涝转旱的气候背景可能诱发大面积蝗灾。在空间上,蝗灾与水旱灾害多发区有良好的对应,但水旱灾害的不同影响机制以及蝗虫的迁飞特性,使得3种灾害的极端多发区并不重合。蝗灾最集中的区域呈新月状分布于河北省西部,可能是蝗虫从孳生地(海河水系下游近水荒滩)迁飞于此,在太行山脉的阻隔之下形成。上述结论有助于推进对历史时期蝗灾发生机制的科学认识,以及指导气候变化背景之下的蝗灾防治工作。     

Medium-scale natural disaster risk scenario analysis: a case study of Pingyang County, Wenzhou, China

A series of empirical studies involving typhoon rainstorm and flood risk scenario analysis were carried out on a medium spatial scale, covering Pingyang County. Considering a rainstorm/water-logging conversion process, active flooding submergence and per unit area values (million yuan/km²), two typical risk scenarios (50- and 100-year frequency) were simulated and analyzed. The study revealed that high-risk areas distributed across the towns of Aojiang, Qiancang and Xiaojiang, with a maximum submerged depth of 4.61 m for a 100-year flood hazard. In the case of a disaster loss rate >65 %, the potential maximum loss could be more than 10 million yuan/km². For medium-scale disaster risk, more attention must be paid to catastrophic events, which have a low probability of occurrence but would induce great losses. An amended risk formula could determine the degree of priority for responses to hazards of equal risk value better. In Pingyang County, the 50-year flood risk for Kunyang, Aojiang, Qiancang and Xiaojiang is greater than that of 100-year events for the next 50 years. However, these areas should give priority to their responses to 100-year disaster events during the next 100 years. In addition, the attention of disaster risk should vary in different spatial regions.     

China’s regional rainstorm floods disaster evaluation based on grey incidence multiple-attribute decision model

This paper deals with the problem of the estimation of rainstorm floods disaster. Based on the relevant historical disaster data of Yearbook of Meteorological Disasters in China (2005–2010), the initial disaster data of 31 provinces, municipalities and autonomous regions in mainland China (Hong Kong, Macao and Taiwan excluded) are processed into evaluation indices values. And then, the incidence degrees of disaster data are calculated. The disaster situation of rainstorm floods disaster for each region in mainland China from 2004 to 2009 is estimated by applied the grey incidence decision model of the dynamic multiple attribute. Simultaneously, the comprehensive quantitative assessment of the rainstorm and flood disaster of each region in mainland China nearly 6 years is conducted. According to the assessment results of 2004–2009 torrential rain and flood disaster in Chinese mainland, the level division of disaster loss is investigated. And the disaster loss of mainland China’s 31 provinces, municipalities and autonomous regions is divided into five levels in which the national flood disaster situation zoning maps are constructed. The results demonstrate that the evaluation method of rainstorm floods disaster is practical and effective.     

The comprehensive risk evaluation on rainstorm and flood disaster losses in China mainland from 2004 to 2009: based on the triangular gray correlation theory

In this paper, we introduce the gray correlation method of risk evaluation in meteorological disaster losses based on historical disaster data in China (mainland) and apply the improved gray relational analysis model (the triangular gray relational model) to the risk evaluation of rainstorm and flood disaster losses. In addition, we divide the risk grade standards of rainstorm and flood disaster losses according to 186 rainstorm and flood disaster data of four optimization indexes (disaster area, suffered population, collapsed houses, and direct economic losses), evaluate the extent of dynamic rainstorm and flood disaster losses in 31 provinces of China (Hong Kong, Macao, and Taiwan exclusive) comprehensively, and draw China’s zoning map of rainstorm and flood disaster from 2004 to 2009. The method provides reasonable and effective references for national disaster preventions which can be used in other researches focused on risk evaluation of meteorological disaster losses.     

黄河上游末次冰盛期古洪水事件的初步研究

洪水的发生规律是洪灾预报的前提，已有的人类洪水记录时间尺度，不足以认识和把握洪水的出现规律。因此，利用地质记录延长洪水序列，探讨地球特征气候期的洪水特点，就显得非常重要的必要。黄河上游兰州－银川段的洪水地质记录表明，在末次冰盛期的20－18ka，该区共发生了106次大洪水漫滩事件，其中有18次为多次洪峰叠加的复合型大洪水，洪水的发生频率达53次/ka。发生于末次冰盛期的大洪水可能属冰凌洪水，与末次冰盛期强烈的气候波动和不稳定有关。这些大洪水的频发与中国西部的末次冰盛期出现的高湖面相对应，既不符合一般的季风气候理论，也不同于我国东部广大地区末次冰盛期以冷干为主的气候特点，表明中国西部气候的独特性和复杂性。     

Late-Holocene Formation of Lake Michigan Beach Ridges Correlated with a 70-yr Oscillation in Global Climate

A radiocarbon-dated series of 75 beach ridges, formed at regular intervals averaging 72 yr over the past 5400 yr, provides further support for the existence of a 70-yr oscillation in Northern Hemisphere climate, postulated recently from instrument data representing less than two cycles of this climate oscillation. Results from this study lend support to the interpretation that internal variations in the ocean–atmosphere system are an important factor in climate fluctuations on a decadal–centennial time scale. A temperature oscillation with a period of about 70 yr has been a previously unrecognized but fundamental part of the global climate system since at least the middle Holocene.     

An assessment of multidimensional flood vulnerability at the provincial scale in China based on the DEA method

China suffers frequent and severe floods. A lot of studies have been done in the field of flood disaster, including flood vulnerability assessment. This paper develops assessment models of multidimensional flood vulnerability based on the data envelopment analysis method and identifies multidimensional flood vulnerability??population, death, agriculture and economy??at the provincial scale in China using flood damage data and socioeconomic statistical data from 2001 to 2010. Based on the characteristics of multidimensional flood vulnerability of each province, some suggestions for flood prevention and mitigation are suggested. The assessment models of multidimensional flood vulnerability are simple and can be used for vulnerability analysis of natural disaster at regional or national levels. The assessment of multidimensional flood vulnerability can provide multifaceted information that contributes to a deeper understanding of the flood vulnerability and provides a scientific base for the policy making and implementation of flood prevention and mitigation designs.     

Large-scale natural disaster risk scenario analysis: a case study of Wenzhou City, China

Based on the analysis and calculation of the hazard intensity of typhoon rainstorms and floods as well as the vulnerability of flood receptors and the possibility of great losses, risk scenarios are proposed and presented in Wenzhou City, Zhejiang Province, China, using the Pearson-III model and ArcGIS spatial analyst tools. Results indicate that the elements of risk scenarios include time–space scenarios, disaster scenarios, and man-made scenarios. Ten-year and 100-year typhoon rainstorms and flood hazard areas are mainly concentrated in the coastal areas of Wenzhou City. The average rainfall across a 100-year frequency is 450 mm. The extreme water depth of a 100-year flood is 600 mm. High-vulnerability areas are located in Yueqing, Pingyang, Cangnan, and Wencheng counties. The average loss rate of a 100-year flood is more than 50%. The greatest possible loss of floods shows an obvious concentration-diffusion situation. There is an area of about 20–25% flood loss of 6–24 million Yuan RMB/km² in the Lucheng, Longwan and Ouhai districts. The average loss of a 100-year flood is 12 million Yuan RMB/km², and extreme loss reaches 49.33 million Yuan RMB/km². The classification of risk scenario may be used for the choice of risk response priorities. For the next 50 years, the 10-year typhoon rainstorm-flood disaster is the biggest risk scenario faced by most regions of Wenzhou City. For the Yueqing, Ruian, and Ouhai districts, it is best to cope with a 100-year disaster risk scenario and the accompanying losses.