四十年来长江流域气温、降水与径流变化趋势

40 a来,长江流域大部分地区年平均温度呈现上升趋势,20世纪90年代增温幅度最大; 在季节变化上,除了夏季,其他季节都呈升高趋势;全流域夏季降水量显著增加,尤其表现在20世纪90年代,这主要由于长江流域大部分地区夏季暴雨日数显著增加的结果;夏季径流量和年最大洪峰流量在长江中下游地区均呈现显著增加趋势。长江流域夏季降水量的增加,尤其是暴雨日数的增多必然会增加长江流域中下游地区的洪水风险。20世纪90年代以来,长江洪水的频繁发生是对气候变暖的响应。     

1979～2016年西南地区夏季持续性降水的变化特征

本文基于1979～2016年西南地区25个站点的逐日降水资料分析了西南地区夏季降水和持续性降水的变化特征,得到的结论如下:(1)西南地区夏季降水总天数总体呈减少趋势,无雨时段平均持续天数总体呈增加趋势,有雨时段平均持续天数仅川内呈增加趋势。(2)长、短持续性降水平均持续天数均呈减少趋势,其中长持续性降水平均持续天数减少趋势显著。各站长、短持续降水事件的总降水天数占持续性降水总天数的比例呈南北反向的变化趋势,长(短)持续降水事件的总天数占持续性降水总天数的比例呈北增(减)南减(增)。(3)长、短持续性降水异常年差值合成环流的相似之处:在对流层低层,我国东南部存在气旋性环流异常,与我国北方反气旋性环流在西南地区产生辐合。垂直速度场均为负异常(< -0.015Pa/s)-上升运动。上述结论可为气象灾害预测、预警提供线索。      

1961年以来海南岛降水变化趋势分析

应用趋势分析法和聚类分析法等方法分析了海南岛全岛各站点1961～2004年雨量和雨日分布特征及其变化规律。结果表明：全岛年降水主要集中在5～10月份；年均雨量最多在中部和东部沿海地区，其中琼中最高（2438．9mm／a）；最少在西部沿海地区；不同等级降雨雨日分布与雨量基本一致。从年际变化看，全岛年雨量、早期雨量、汛期雨量均呈增加的趋势；全岛平均年降雨日数、毛毛雨日数以及年最长持续降雨日数均呈逐渐减少的趋；而全岛多年平均年大雨日数、暴雨日数则呈逐渐增加的趋势。     

1998年长江流域降水致洪的评估

通过１９５１年以来长江流域１０个大水年的降水量手对比,对１９９８年长江流域降水致洪进行了评估。结果表明,１９９８年长江大水与１９５４年一样,是一次全流域性的大水年,降水总量接近１９５４年,强于其它大水库。     

1961-2000年西南地区小时降水变化特征

根据西南地区112个站点1961-2000年逐时降水资料,分析了不同季节降水时数、小时雨强、极端强降水时数和极端强降水强度的变化趋势.从降水时数变化来看,夏季西南大部分地区如四川盆地西部、云南、贵州南部等地总降水时数有减少趋势,四川盆地东部和川西高原总降水时数增加;整个区域平均趋势为-0.9%/10a.相应地,极端强降...     

1961年以来海南岛降水变化趋势分析

应用趋势分析法和聚类分析法等方法分析了海南岛全岛各站点1961~2004年雨量和雨日分布特征及其变化规律。结果表明:全岛年降水主要集中在5~10月份;年均雨量最多在中部和东部沿海地区,其中琼中最高(2438.9mm/a);最少在西部沿海地区;不同等级降雨雨日分布与雨量基本一致。从年际变化看,全岛年雨量、旱期雨量、汛期雨量均呈增加的趋势;全岛平均年降雨日数、毛毛雨日数以及年最长持续降雨日数均呈逐渐减少的趋;而全岛多年平均年大雨日数、暴雨日数则呈逐渐增加的趋势。     

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。     

1998年和1999年长江流域汛期降水及其季风流管特征

１９９８年６、７月长江中游雨量集中,两月总雨量７３４．７ｍｍ年６月长江中下游雨量分别为３２５．５、６３６．２ｍｍ,安庆、上海月雨量均为１９４９年以来同期最高值。南亚高压东北侧存在一高空急流,中低层西太平洋副热带高压西北侧为一低空急流,两急流轴线间为宽广的近东向垂直上升运动区,并伴为湿舌和涡旋存在,构成季风流管。长江流域受季风流管影响,产生大到暴雨。     

1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征

在全球气候变化影响下,长白山区的降水量发生着显著的变化,降水强度也发生着不同程度的变化。明确长白山区不同等级降水的降水量和降水天数的变化趋势对于揭示长白山区水资源演变规律具有重要意义。本研究基于长白山区气象观测站点的逐日降水数据,选取不同等级降水指标,分析了1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征。结果表明:近60年,长白山区年均降水量呈现不显著的下降趋势（?0.31 mm/a）,降水天数呈现显著的下降趋势（?0.16 mm/a）,平均降水强度呈现不显著的上升趋势。不同等级降水变化主要体现为:小雨、中雨和大雨年均降水量和降水天数呈现下降趋势,而暴雨年均降水量和降水天数呈现不显著的增加趋势。长白山区年均降水量和降水天数的减少主要受小雨、中雨和大雨降水量和降水天数的减少影响。不同季节降水变化方面,长白山区春冬季降水量呈增加趋势,夏季和秋季降水量和降水天数均呈下降趋势。     

人类活动和降水变化对滑坡泥石流中长期演变的影响

根据滑坡泥石流灾害资料、耕地面积和公路里程等反映人类活动的资料以及降水资料,在定义了低纬高原区滑坡泥石流指数、人类活动指数和降水指数的基础上,研究了人类活动和降水变化对低纬高原区滑坡泥石流中长期演变的影响规律。结果表明,滑坡泥石流发生频次的中长期演变呈现出每年增加0.9次的趋势,且其演变具有明显的阶段性,从少发期到多发期的突变点出现在1993年。在11～16年的尺度上,人类活动与滑坡泥石流之间存在密切的关系。人类活动指数与滑坡泥石流发生频次之间为极显著的同位相关系,且人类活动超前于滑坡泥石流发生为0.2～2.8年;人类活动所导致的地质环境恶化是使低纬高原区滑坡泥石流频次增加的主要原因;除去人类活动影响后,低纬高原区滑坡泥石流与主汛期降水关系密切;在准3年和准6年尺度上,低纬高原区滑坡泥石流与主汛期降水呈显著的同位相关系,且低纬高原区主汛期降水超前于滑坡泥石流发生为0～0.8年;主汛期降水是影响低纬高原区滑坡泥石流频次变化的另一原因。最后,建立了考虑人类活动和主汛期降水且具有良好模拟和预测能力的低纬高原区滑坡泥石流的中长期演变预测模型。     

Probability Distribution of Precipitation Extremes over the Yangtze River Basin

 Based on the daily observational precipitation data of 147 stations in the Yangtze River basin for 1960-2005, and the projected daily data of 79 grids from ECHAM5/MPI-OM in the 20th century, time series of precipitation extremes which contain annual maximum (AM) and Munger index (MI) were constructed. The distribution feature of precipitation extremes was analyzed based on the two index series. Research results show that (1) the intensity and probability of extreme heavy precipitation are higher in the middle Mintuo River sub-catchment, the Dongting Lake area, the mid-lower main stream section of the Yangtze River, and the southeastern Poyang Lake sub-catchment; whereas, the intensity and probability of drought events are higher in the mid-lower Jinsha River sub-catchment and the Jialing River sub-catchment; (2) compared with observational data, the averaged value of AM is higher but the deviation coefficient is lower in projected data, and the center of precipitation extremes moves northwards; (3) in spite of certain differences in the spatial distributions of observed and projected precipitation extremes, by applying General Extreme Value (GEV) and Wakeby (WAK) models with the method of L-Moment Estimator (LME) to the precipitation extremes, it is proved that WAK can simulate the probability distribution of precipitation extremes calculated from both observed and projected data quite well. The WAK could be an important function for estimating the precipitation extreme events in the Yangtze River basin under future climatic scenarios.     

1960-2005年长江流域降水极值概率分布特征

Based on the daily observational precipitation data of 147 stations in the Yangtze River basin for 1960-2005,and the projected daily data of 79 grids from ECHAM5/MPI-OM in the 20th century,time series of precipitation extremes which contain annual maximum(AM)and Munger index(MI)were constructed.The distribution feature of precipitation extremes was analyzed based on the two index series.Research results show that(1)the intensity and probability of extreme heavy precipitation are higher in the middle Mintuo River sub-catchment,the Dongting Lake area,the mid-lower main stream section of the Yangtze River,and the southeastern Poyang Lake sub-catchment;whereas,the intensity and probability of drought events are higher in the mid-lower Jinsha River sub-catchment and the Jialing River sub-catchment;(2)compared with observational data,the averaged value of AM is higher but the deviation coefficient is lower in projected data,and the center of precipitation extremes moves northwards;(3)in spite of certain differences in the spatial distributions of observed and projected precipitation extremes,by applying General Extreme Value(GEV)and Wakeby(WAK)models with the method of L-Moment Estimator(LME)to the precipitation extremes,it is proved that WAK can simulate the probability distribution of precipitation extremes calculated from both observed and projected data quite well.The WAK could be an important function for estimating the precipitation extreme events in the Yangtze River basin under future climatic scenarios.     

长江流域极端降水时空分布和趋势

1986年以来，长江流域的极端强降水出现了显著增加的趋势，突出表现在中下游地区。长江中下游地区极端降水量的增加，既是极端降水强度增强，也是极端降水事件显著增加的结果。长江流域极端降水变化主要发生在东南部和西南部。趋势分析表明，自20世纪80年代中期以来，长江流域上游极端降水事件峰值提前到6月份出现，与长江中下游极端降水峰值出现的时间几乎同步，这必将加大遭遇性洪水发生的机率。20世纪90年代以来长江洪水的频繁发生，与长江流域极端降水时空分布的变化密切相关。     

长江流域1960-2004年极端强降水时空变化趋势

Recent trends of the rainfall, intensity and frequency of extreme precipitation (EP) over the Yangtze River Basin are analyzed in this paper. Since the mid-1980s the rainfall of EP in the basin has significantly increased, and the most significant increment occurred in the southeast mid-lower reaches, and southwest parts of the basin. Summer witnessed the most remarkable increase in EP amount. Both the intensity and frequency of EP events have contributed to the rising of EP amount, but increase in frequency contributed more to the increasing trend of EP than that in intensity. The average intervals between adjacent two EP events have been shortened. It is also interesting to note that the monthly distribution of EP events in the upper basin has changed, and the maximum frequency is more likely to occur in June rather than in July. The synchronization of the maximum frequency month between the upper and mid-lower reaches might have also increased the risk of heavy floods in the mid-lower reaches of the Yangtze River.     

长江流域1961-2000年蒸发量变化趋势研究

利用长江流域115个气象站点1961-2000年的观测数据,计算了各站点的参照蒸发量和实际蒸发量,并进行了20 cm蒸发皿蒸发量、参照蒸发量和实际蒸发量时空变化趋势分析。结果表明,近40 a来,长江流域蒸发皿蒸发量、参照蒸发量和实际蒸发量的年平均变化均呈现显著下降趋势。就季节平均变化而言,春季和秋季,三者的变化趋势都不明显,而夏季三者均具有显著的下降趋势,冬季蒸发皿蒸发量和参照蒸发量均显著下降,实际蒸发量却明显上升。蒸发量的变化趋势具有空间分布差异,长江流域中下游地区蒸发量的变化趋势明显比上游地区显著,尤其表现在夏季。尽管近20余年长江流域气温不断升高,但太阳净辐射和风速的显著下降,可能是导致蒸发量持续降低的主要原因。     

2000年以来夏季长江流域降水异常研究

根据1880年以来中国夏季的雨型、1890年以来长江中下游梅雨以及1951年以来北半球大气环流等资料,利用物理统计分析的方法,研究了2000年以来夏季长江流域降水异常特征及东亚大气环流背景。结果表明,20世纪50年代至70年代后期我国夏季主要多雨带位置偏北,黄河流域、华北一带降水偏多,长江流域降水偏少,长江中下游梅雨偏弱;70年代后期到90年代末我国夏季主要多雨带南移,长江流域进入多雨期,长江中下游梅雨偏强,黄河流域、华北地区则转入少雨期;但是2000年以来的夏季,在黄河流域、华北地区仍维持少雨的背景下,主要多雨带却徘徊在黄河与长江之间及华南、江南长江流域降水显著偏少,梅雨异常偏弱,空梅频繁出现,长江流域、黄河流域及华北地区同处在持续少雨位相和干旱频发阶段,这种同步振荡的异常现象历史上极为少见。夏季东亚环流型的特殊配置是2000年以来夏季长江流域持续少雨的主要原因之一,这与2000年以前长江流域夏季少雨的环流背景不一样。     

长江三角洲近46a气温和降水的变化趋势

利用长江三角洲地区84个气象站观测数据,分析了长江三角洲1961—2006年气温和降水的时空变化趋势。结果表明,46a间长江三角洲地区年平均气温上升趋势显著,冬季平均气温的增温幅度最大,春、秋次之。增温显著区域与城市带分布区域吻合。极端最低气温有明显上升,而年极端低温事件日数的下降趋势显著。部分地区的极端最高气温呈上升趋势,在城市密集带尤为突出。年降水量没有明显的变化趋势,但降水的季节分配有所变化,冬、夏季降水量呈现显著上升趋势,秋季降水量明显下降,春季没有明显变化。     

2050年前长江流域极端降水预估

20世纪90年代长江流域日最大降水增加主要出现在长江以南地区和金沙江流域,ECHAM5/MPI-OM模型也大致模拟出了这种趋势。在IPCC给出的3种不同的排放情景下,2000-2050年长江上游日最大降水均有上升趋势,2020年前A2情景下日最大降水最大,A1B最小;长江中下游日最大降水在2025年之前均有明显上升趋势,之后略有下降,波动较大。长江流域未来日最大降水增多的区域可能主要出现在长江以南地区,而极端降水减少的区域可能出现在长江以北地区。     

土地利用变化对长江流域气候及水文过程影响的敏感性研究

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM), 研究土地利用/植被覆盖变化对长江流域气候及水文过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心 (ECMWF) 再分析资料ERA40, 分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年 (1987～2001年) 时间长度的积分试验。随后, RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM, 研究土地利用/植被覆盖变化对长江流域河川径流的影响。研究结果指出, 中国当代土地利用变化对长江流域降水、蒸散发、径流深及河川径流等水文气候要素的改变较大, 对气温的改变并不明显。土地利用变化引起长江干流河川径流量在夏季(6～8月)有所增加, 并且越向下游增加幅度越大, 其中大通站径流量增加接近15%。总体而言, 土地利用改变加剧了长江流域夏季水循环过程, 使得夏季长江中下游地区降水增多, 径流增大。