黑河流域非一致性极端高温频率特征分析北大核心CSCDCSSCI

气候变化影响下很多水文气象时间序列的一致性条件遭到破坏。以黑河流域9个气象站1960-2010年逐日气温资料为基础,选取年平均日最高气温和高温强度2个极端高温指数,采用多种统计检验方法和概率分布模型,探讨非一致性条件下研究区极端高温指数的频率特征。结果表明:黑河流域极端高温指数呈现显著的非一致性;基于还原途径对极端高温指数进行一致性修正后,通过对比修正前、后不同重现期水平下极端高温指数的估算值,可以发现,气候变化条件下黑河流域极端高温指数呈现强度增强、重现期缩短、发生频率增加的趋势,与中国西北地区极端气温总体变化趋势一致。     

黑河流域春季降水空间分异性特征及其与黑河流量的相关分析

利用黑河流域13个气象站建站至2012年3—5月降水量资料和黑河莺落峡水文站流量资料,分析了黑河流域春季降水的基本气候特征;通过EOF、REOF、Morlet小波变换等方法,对黑河流域春季降水的时空特性进行了研究;用Mann-Kendall检验法检验黑河流域春季降水序列是否存在突变现象.结果表明:黑河流域春季降水空间分布极不均匀,其空间分布特征是南部为多雨区、北部为少雨区.黑河流域春季降水在第一空间尺度上为全区一致,在第二空间尺度上可分为2个自然气候区,在第三空间尺度上可分为3个自然气候区.从年代际变化来看,21世纪最初10年是近半个世纪来降水最多的10年,20世纪70年代是降水最少的10年;黑河流域春季降水的年际变率十分显著,降水最多的年份是最少年份的6倍多.1961—2012年间河西走廊春季降水发生了明显的突变:2001年出现了一次趋于增多的突变.最显著的周期是4年的短周期、14年和22年的长周期.黑河流域春季各月降水与黑河流量均呈正相关,尤其是春季各月降水滞后1个月的相关和5月份降水的同期相关性显著;春季气温与黑河流量也均呈正相关,特别是春季各月气温的同期相关和3月气温滞后1个月的相关性显著,说明黑河流量的增加取决于前期降水量的增加和同期气候的明显变暖.     

黑河流域大气降水水汽来源分析

根据黑河流域取得的降水水样和降水气象资料,分析了该区域降水中氢氧同位素的时空差异与水汽输送的关系,定量估算了大陆性局地水汽循环在总降水中所占的比率.研究表明,春夏季降水主要受海洋性水汽来源影响,秋冬季降水受大陆性局地水汽来源影响;受水库水体蒸发水汽影响的附近区域降水氘盈余偏高,受海洋蒸发水汽控制的祁连山区降水氘盈余接近全球平均值10‰;基于氘盈余值估算,局地水循环对区域降水贡献率较大,占全年降水比例至少达31.06%.     

黑河流域日降水格局及其时间变化

利用10个气象站1950—2000年日降水资料,对黑河流域的降水及其时空格局进行了研究。结果表明:①降水事件以≤5 mm的降水为主,占全年降水事件的82%,0～10 d间隔期占全年无降水期的40.7％,＞10 d间隔期占59.3％;②年降水日数与降水量之间存在显著的正相关性(r=0.78,P<0.01),＞10 mm降水总量与年降水量呈显著正相关,而≤5 mm降水总量与年降水量的相关性差;③＞10 mm和≤5 mm的降水总量变化范围分别为:0～262.6 mm,20.3～172.7 mm ,变异系数分别为0.25～0.92,0.17～0.25;④近50 d来,黑河流域近50 d降水量的变化总体上呈平稳上升趋势,≤5 mm的降水日呈现小幅下降的趋势,≥10 mm的降水日呈小幅上升的趋势。0～10 d的降水间隔期出现的频率总体保持不变,＞10 d间隔期出现的频率出现明显的下降趋势,年内总降水日数保持不变。     

近47 a来黑河流域的降水时空特征分析及预报评估

 利用1960—2006年黑河流域13个气象站, 地面气温、降水等观测资料,对该流域降水的气候年代际特征及干旱变化的成因进行了初步分析。结果表明,该流域降水量,由于受地形地貌、海拔高度和不同尺度大气环流的影响,流域内降水分配极不均匀,南北差异很大, 呈现为东南多西北少, 但降水日数的年月分布和流域的地理分布与降水量分布基本一致。总体上变化均呈波动性上升状态。同时,对2000年承担黑河流域分水的预报任务中研制的黑河流域降水预报服务系统输出的24~48 h降水量预报过程的准确率进行了TS评分检验。证明该系统对黑河流域的降水具有较强的预报能力,预报产品在气象服务工作中有重要参考价值,同时也为今后的精细化预报业务工作打下了一定的基础。     

黑河流域中上游地区降水中氢氧同位素与温度关系研究

根据黑河流域中上游地区所取得的降水水样和降水气象资料,分析了该区域降水中氢氧同位素随温度的变化特征,研究了内陆河黑河流域中上游地区降水中氢氧同位素与温度的关系,揭示了降水中氢氧同位素随温度的变化规律。降水中氢氧同位素与温度有很好的正相关关系,且与降雨前后平均气温之间的相关性优于与降雨前和降雨后气温之间的,温度与δ~(18)O之间的相关性优于与δD的。在黑河流域,局地性降水的增加影响降水中氢氧同位素与温度之间的关系,在山前或山前盆地,因局地性降水增加,所以降水中氢氧同位素与温度的关系与山区相比较差。     

黑河流域湿地资源分布特征

黑河流域湿地是丝绸之路文化孕育和发展的摇篮,对河西走廊的天然生态环境和社会经济发展具有十分重要的作用.采用野外实地调查的方法,开展了黑河流域湿地资源的调查,分类统计了黑河流域的各类湿地面积和湿地分布状况.结果表明,黑河流域有2大类13种湿地类型,湿地总面积为170411.62hm2.黑河流域天然湿地面积为159701....     

基于Copula函数的广东北江流域极端降水指标概率分布特征

选用9种概率分布函数对广东北江流域18测站近50 a极端降水指标R1d(年内最大1日降水量)和R5d(年内最大连续5日降水量)进行拟合,采用线性矩法估计参数,根据拟合优度检验,确定出最佳的概率分布函数,并在此基础上对50 a、100 a一遇设计值进行空间分析。通过择优选取GH Copula作为联接函数,对流域R1d-R5d联合概率分布进行研究。结果表明:1)翁源、清远地区出现50 a、100 a一遇的R1d或R5d概率较大;中北部地区50 a、100 a一遇的R1d和R5d同时出现的概率较大。2)特定R1d设计频率条件下,随着R5d设计频率的减小,二者遭遇概率也随之迅速减小;反之,特定R5d设计频率随R1d条件频率的减小,二者遭遇概率随之明显增大。     

黑河流域非一致性极端高温频率特征分析

气候变化影响下很多水文气象时间序列的一致性条件遭到破坏。以黑河流域9个气象站1960-2010年逐日气温资料为基础,选取年平均日最高气温和高温强度2个极端高温指数,采用多种统计检验方法和概率分布模型,探讨非一致性条件下研究区极端高温指数的频率特征。结果表明:黑河流域极端高温指数呈现显著的非一致性;基于还原途径对极端高温指数进行一致性修正后,通过对比修正前、后不同重现期水平下极端高温指数的估算值,可以发现,气候变化条件下黑河流域极端高温指数呈现强度增强、重现期缩短、发生频率增加的趋势,与中国西北地区极端气温总体变化趋势一致。     

Changing features of extreme precipitation in the Yangtze River basin during 1961-2002

The total precipitation of the highest 1 day, 3 day, 5 day and 7 day precipitation amount (R1D, R3D, R5D and R7D) in the Yangtze River basin was analyzed with the help of linear trend analysis and continuous wavelet transform method. The research results indi-cated that: 1) Spatial distribution of R1D is similar in comparison with that of R3D, R5D and R7D. The Jialingjiang and Hanjiang river basins are dominated by decreasing trend, which is significant at >95% confidence level in Jialingjiang River basin and insignificant at >95% con-fidence level in Hanjiang River basin. The southern part of the Yangtze River basin and the western part of the upper Yangtze River basin are dominated by significant increasing trend of R1D extreme precipitation at >95% confidence level. 2) As for the R3D, R5D and R7D, the western part of the upper Yangtze River basin is dominated by significant increasing trend at >95% confidence level. The eastern part of the upper Yangtze River basin is dominated by decreasing trend, but is insignificant at >95% confidence level. The middle and lower Yangtze River basin is dominated by increasing trend, but insignificant at >95% confidence level. 3) The frequency and intensity of extreme precipitation events are intensified over time. Pre-cipitation anomalies indicated that the southeastern part, southern part and southwestern part of the Yangtze River basin are dominated by positive extreme precipitation anomalies be-tween 1993–2002 and 1961–1992. The research results of this text indicate that the occurrence probability of flash flood is higher in the western part of the upper Yangtze River basin and the middle and lower Yangtze River     

基于空间差异的黑河中游土地多功能利用研究

土地多功能利用是提高土地利用综合效率、协调用地矛盾的有效途径。选择人地关系较活跃的黑河中游为研究区,融合多源数据,采用集对分析、热点分析和空间自相关等方法,对2000-2014年土地多功能利用进行动态评价及空间关系揭示。结果表明：土地利用功能增加了近一倍,以社会功能和经济功能为主;各功能之间表现为协同或互斥关系：社会功能和经济功能、环境功能和文化功能之间均呈正相关关系,但社会功能和环境功能之间呈负相关关系;土地利用各功能均具有明显的空间聚集性特点,多功能利用集中在黑河水系形成的绿洲平原区、区县建成区和南部山区。研究结果对干旱区土地持续利用管理具有重要的借鉴意义。     

Accuracy evaluation of two precipitation datasets over upper reach of Heihe River Basin, northwestern China

As an important forcing data for hydrologic models, precipitation has significant effects on model simulation. The China Meteorological Forcing Dataset (ITP) and Global Land Data Assimilation System (G...     

1944-2005年黑河流域径流量变化特征及趋势(英文)

The Heihe River drainage basin is one of the endangered ecological regions of China. The shortage of water resources is the bottleneck,which constrains the sustainable development of the region. Many scholars in China have done researches concerning this problem. Based on previous researches,this paper analyzed characteristics,tendencies,and causes of annual runoff variations in the Yingluo Gorge (1944-2005) and the Zhengyi Gorge (1954-2005),which are the boundaries of the upper reaches,the middle reaches,and the lower reaches of the Heihe River drainage basin,by wavelet analysis,wavelet neural network model,and GIS spatial analysis. The results show that: (1) annual runoff variations of the Yingluo Gorge have principal periods of 7 years and 25 years,and its increasing rate is 1.04 m3/s·10y; (2) annual runoff variations of the Zhengyi Gorge have principal periods of 6 years and 27 years,and its decreasing rate is 2.25 m3/s·10y; (3) prediction results show that: during 2006-2015,annual runoff variations of the Yingluo and Zhengyi gorges have ascending tendencies,and the increasing rates are respectively 2.04 m3/s·10y and 1.61 m3/s·10y; (4) the increase of annual runoff in the Yingluo Gorge has causal relationship with increased temperature and precipitation in the upper reaches,and the decrease of annual runoff in the Zhengyi Gorge in the past decades was mainly caused by the increased human consumption of water resources in the middle researches. The study results will provide scientific basis for making rational use and allocation schemes of water resources in the Heihe River drainage basin.     

1951-2012年渭河流域降水频次变化特征分析

利用渭河流域26个气象站点1951-2012年的逐日及逐年降水数据,分析流域降水频次的变化特征及其相关影响。结果表明：（1）年降水频次在空间上表现出由北向南逐渐递增的趋势,最高年降水频次为111.39 d·a^-1,最低年降水频次为67.77 d·a^-1。强降水频次在空间上表现出由西北向东南逐渐递增的趋势,高值区最高年强降水频次为8.10 d·a^-1,低值区最低年强降水频次为1.99 d·a^-1。（2）年降水量与强降水频次Pearson相关系数>0的区域占到总流域面积的96.59%,>0.6～<1的区域占到了总面积的74.14%,呈现为强相关或者极强相关,Pearson相关系数为负数,且呈现强相关或极强相关的区域只占到了总面积的0.8%。（3）强降水频次在一定阶段符合幂律分布。在拟合趋势线中间会发生转折点,强降水频次的规模较大时,拟合方程为y=198.9x-1.199（R²=0.901 8,P<0.01）,强降水频次较小时拟合方程为y=113 466x-5.402（R²=0.983,P<0.01）。幂律分布规律可以深层次的解释强降水是引发渭河流域洪灾的重要影响因素。     

黑河流域历史时期水资源利用空间格局重建

黑河流域水资源开发利用的空间格局历史演变在中国西北干旱区具有典型性和代表性,对其进行复原并总结经验教训,对现代水资源开发具有宝贵的借鉴意义。利用历史文献、古今地图、遥感影像等资料,结合实地考察,在地理信息系统技术的支持下,对黑河流域历史时期水资源利用的空间格局进行重建,并分析其演变过程。结果表明: 该区域大规模的农业水资源利用开始于汉代,其范围覆盖流域中下游沿河平原和三角洲的大部分地区。魏晋南北朝时期虽然总体上承袭了汉代的格局,但局部地区萎缩明显。隋唐时期,中游地区灌区规模较大,但随着唐中叶吐蕃的入侵而遭破坏。宋元时期,水资源开发利用仅在主要绿洲的核心区有所分布。明、清直至民国时期,中游地区渠系增加,密度增大,灌区出现沿河向上的溯源扩展和由近岸向两侧的外延扩展,一些地势较高的山前绿洲也被开垦,水资源利用强度持续增加、规模扩大,最终奠定了现代水资源开发利用的空间格局。但是,此时的下游却处于游牧状态,无大规模开发活动。可以发现,明代以前水资源开发利用波动频繁,兴废不定;而明代以来,中游灌区规模稳定扩大和下游萧条情况形成鲜明对比。水资源利用引起尾闾湖萎缩、土地盐渍化、沙漠化等生态问题逐渐显现。     

Research on runoff variations based on wavelet analysis and wavelet neural network model: A case study of the Heihe River drainage basin (1944?2005)

The Heihe River drainage basin is one of the endangered ecological regions of China. The shortage of water resources is the bottleneck, which constrains the sustainable development of the region. Many scholars in China have done researches concerning this problem. Based on previous researches, this paper analyzed characteristics, tendencies, and causes of annual runoff variations in the Yingluo Gorge (1944–2005) and the Zhengyi Gorge (1954–2005), which are the boundaries of the upper reaches, the middle reaches, and the lower reaches of the Heihe River drainage basin, by wavelet analysis, wavelet neural network model, and GIS spatial analysis. The results show that: (1) annual runoff variations of the Yingluo Gorge have principal periods of 7 years and 25 years, and its increasing rate is 1.04 m3/s·10y; (2) annual runoff variations of the Zhengyi Gorge have principal periods of 6 years and 27 years, and its decreasing rate is 2.25 m3/s·10y; (3) prediction results show that: during 2006–2015, annual runoff variations of the Yingluo and Zhengyi gorges have ascending tendencies, and the increasing rates are respectively 2.04 m3/s·10y and 1.61 m3/s·10y; (4) the increase of annual runoff in the Yingluo Gorge has causal relationship with increased temperature and precipitation in the upper reaches, and the decrease of annual runoff in the Zhengyi Gorge in the past decades was mainly caused by the increased human consumption of water resources in the middle researches. The study results will provide scientific basis for making rational use and allocation schemes of water resources in the Heihe River drainage basin.