APPLICATION OF CLIMATIC DIVISIONAL DATA TO FLOOD INTERPRETATIONS: AN EXAMPLE FROM LOUISIANA

The East Central climate division of Louisiana is used as a case study to evaluate relationships between divisional climate data and the 15 largest flood events on each of seven rivers during a 25-year period. Monthly precipitation and moisture surplus (a water-budget component) are correlated with number of rivers in flood within the division; the Palmer Drought Severity Index (PDSI) is not. Although divisional data sets index climatic variability for nearly 100 years, this study indicates that some cautions should be considered when applying divisional data to flood analyses. [Key words: water budget, PDSI, climate division data, flooding, storm precipitation.]     

Application of fractal models to characterization of vertical distribution of geochemical element concentration

Characterization of the vertical distribution of geochemical element concentration is essential for economic planning in the mining industry. 10 mineralized boreholes and 1 non-mineralized borehole from the Qulong copper deposit, Tibet, western China, were collected to identify the vertical distribution properties of Cu values using fractal models. The vertical distribution of Cu values in mineralized and non-mineralized boreholes shows a positive skewed distribution in the former and multimodal distribution in the latter. The results obtained by the box counting method show that the vertical distributions of Cu values in mineralized and non-mineralized boreholes exhibit self-similarity with box dimensions ranging from 1.28 to 1.37. The box dimensions of mineralized boreholes are greater than that of Cu values in the non-mineralized borehole, indicating that the mineralization makes the distribution of Cu values more irregular. The power-law frequency analysis reveals that Cu values in mineralized boreholes are bifractal. The two portions of the plot define a crossover point at 0.33%, for Cu values less than and greater than 0.33, fractal dimensions range from 0.1 to 0.65, in non-mineralized rocks, and range from 2.71 to 5.79, in the mineralized rocks. Hurst exponents for mineralized boreholes occur at 0.8, which are greater than 0.5, indicating that Qulong copper deposit has a good continuity of mineralization.     

近50a来塔里木河源流区区年径流量的持续性和趋势性统计特征分析

对塔里木河源流区三条源流5个水文控制站1957-2003年近50 a的年均气温、降水及年径流资料,在进行Mann-Kenclall非参数统计检验的基础上,运用R/S法分析了5个水文控制站年径流量的Hurst指数,以统计特征估计未来径流量的变化趋势.结果显示:由于近年来温度的持续升高,阿克苏河的径流量有显著的增加趋势,并且其增长的持续性较强;和田河的径流量有微递减的趋势,但趋势并不显著,在未来的变化中,其随机性较强;叶尔羌河的径流量虽表现出增加的趋势,但趋势不显著,其径流量在未来的变化中将会是反持续性与随机性共存.     

青藏高原未来气温变化趋势的R/S分析

青藏高原气候变化是全球气候变化的重要组成部分。文章采用R/S分析法,对青藏高原拉萨、托托河等9台站的气温平均值和极端值进行了计算分析。研究结果表明:青藏高原气温的长期相关性特征总体表现为持续性,表明青藏高原未来气温总体变化将与过去的变化趋势一致。年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温有着几乎一致的升高趋势,其中年极端最低气温升高趋势的持续性相对较强。由青藏高原9台站年平均气温、年平均最低气温和年极端最低气温3项气候要素时间序列的升高趋势及其长期相关的持续性特征,预示着青藏高原未来冷暖气候变化的趋势是持续变暖。     

基于R/S分析黄河及黄土高原主要河流水资源的变化

河流水资源观测资料反映河流随时间变化,它表现为一时间系列。作为非线性分析的工具,R/S可以有效地分析这些资料的时间系列。将R/S 这一时间序列分析方法引入到水资源观测资料的处理和分析中,并应用该方法对黄河及黄土高原地区主要河流在1956—2004年间水资源观测数据进行处理,预测了今后黄土高原地区水资源的变化情况。分析结果表明,黄河及黄土高原地区主要河流径流量赫斯特指数在0.2771～0.3305之间,均小于0.5,背离了正常的长程相关趋势性增强的变化规律,预测了径流量逐步增大的趋势。     

2000—2020年呼伦贝尔地区归一化植被指数时空变化及其对气候的响应

利用2000—2020年MOD13Q1和气象观测数据,结合Sen趋势分析、M-K显著性检验、变异系数、Hurst指数、相关系数等对呼伦贝尔地区归一化植被指数(NDVI)时空变化及气候响应进行分析。结果表明：呼伦贝尔地区多年生长季平均NDVI为0.63,平均年变化倾向率为0.028/10 a,大部分地区呈增加趋势,其中大兴安岭森林大部及岭西耕地增加显著。呼伦贝尔地区生长季NDVI的平均变异系数为0.08,其中呼伦贝尔草原西部的波动较大。Hurst指数表明,呼伦贝尔地区生长季NDVI整体变化呈反持续性趋势,结合现有NDVI变化趋势,未来将呈下降趋势,对生态环境的保护工作较为不利。大兴安岭森林生长季NDVI与气温呈正相关,耕地与草原区呈负相关,而呼伦贝尔大部分地区的生长季NDVI与降水普遍呈正相关,其中呼伦贝尔草原和大兴安岭两麓耕地的生长季NDVI与降水相关显著,说明气温是制约北部大兴安岭森林生长的主要因素,而降水是制约呼伦贝尔草原生态平衡和农牧业发展的主要因素。     

近55 a来安阳日照时数变化趋势及未来变化趋势分析

依据安阳市近55 a(1954-2008年)逐年和逐月日照观测数据,运用线性倾向估计法和Mann-Kendall法,分析了安阳市日照时数的年际和季节变化趋势.在此基础上,运用Hurst指数对该市未来日照时数变化趋势进行了预测.结果表明:安阳市年日照时数总体呈减少趋势;日照时数季节差异较为明显,四季减少趋势强度为:冬季>夏季>秋季>春季;在未来一段时期内,安阳年日照时数仍保持与过去55 a相同的变化趋势,呈减少趋势.     

1998~2010年全球中低纬度降水时空特征分析

基于1998~2010年热带降雨测量(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)卫星3B43资料在像元尺度进行Mann-Kendall非参数检验,计算Hurst指数,绘制降水"月历"与演化态势图谱。分析全球中低纬度降水时空特征,结果表明:全球中低纬度降水主要集中在夏季和冬初且各月降水的年际波动比较明显;全球中低纬度降水呈现由低纬向中纬递减的趋势,海洋降水明显多于陆地,海陆梯度特征显著;月尺度降水大部分地区为增加(或减少)但统计不显著的趋势,同时绝大部分地区具有显著的长程自相似性;12月份降水变化态势的空间差异明显强于其它月份,而3月份则最不明显;季节尺度98%以上的地区降水具有显著的长程自相似性,季节演化态势表现出极强的空间差异性。     

2000—2018 年锡林郭勒地区干旱时空变化及其气候响应

温度植被干旱指数（Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI）是一种反映干旱状况的重 要方法。以内蒙古自治区锡林郭勒为研究区,基于温度植被干旱指数,采用趋势分析、R/S 分析方 法,探究了锡林郭勒地区 2000—2018 年温度植被干旱指数 TVDI 时空变化特征及其降水、气温气候 因子对 TVDI 变化的影响关系。研究表明：（1）19 a 间,TVDI 的偏差值呈现先减少后增大的趋势, 19 a 平均 TVDI 值为 0.55,TVDI 值范围为 0.51 ~ 0.61,说明锡林郭勒地区整体处于轻旱状态。（2）19 a 间,锡林郭勒地区 TVDI 呈明显增加的面积占 9.48%、轻度增加的面积占 18.52%,增加的趋势主要 分布在东乌珠穆沁旗东北部地区;TVDI 呈明显减少的面积占 28.65%、轻度减少的面积占 9.03%,减 少趋势的主要体现苏尼特右旗、苏尼特左旗、阿巴嘎旗和镶黄旗地区。19 a 来锡林郭勒地区变化趋 势为：东部强于西部。Hurst 指数的平均值为 0.44,大于 0.44 的地区占总面积的 47.7%,整体干旱持 续性略弱于反持续性。（3）TVDI 与年平均气温相关关系较弱,而与月平均气温又较强的相关性。     

2000~2014年黑龙江流域（中国）植被覆盖时空变化及其对气候变化的响应

采用MODIS/NDVI数据,利用Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析2000~2014年黑龙江流域（中国）植被的时空变化特征、植被变化发展趋势及可持续性特征;应用相关分析法研究了气候变化对植被生长的影响。结果表明,2000~2014年黑龙江流域（中国）植被NDVI指数呈缓慢增加趋势,山区植被覆盖增加显著,东北部平原区植被覆盖持续退化,总体上植被覆盖持续改善能力较弱。植被NDVI对气候响应的季节差异显著,且不同类型植被对气候因子的响应不一致：春季植被NDVI主要受温度影响,夏季植被NDVI主要受降水量影响,秋季林地NDVI与温度正相关、草地NDVI与降雨量正相关。