1965年至2005年泾河流域极端降水事件的变化趋势分析

极端降水事件是导致黄土高原水土流失的主要原因之一,分析其变化趋势可为该区的生态建设提供重要的参考信息。选取泾河流域为研究区域,基于Mann-Kendall和小波分析等方法,分析了1965年-2005年极端降水事件的降水量、降水天数、降水强度和严重干旱次数等的变化趋势、突变、年代际变化和振荡周期等。结果表明,泾河流域极端降水事件的整体变化趋势不显著,但其发生频率和强度等都可能呈上升趋势,且存在空间差异,流域中下游呈上升趋势而流域西南部和北部呈下降趋势。各指标均呈波动变化,但基本都在1985年以后呈上升趋势,且在2000年左右发生多次上升突变;波动周期为2～3a,7～8a,13a和17a。尽管变化趋势不显著,但极端降水事件的各指标都趋于升高,表明未来极端降水事件可能对泾河流域的水土保持工作造成更加严重的威胁。     

1963-2012年青藏高原东缘极端气温变化特征及趋势

利用1963-2012年青藏高原东缘23个站点逐日最高气温、最低气温及日平均气温资料,选取11个极端气温指数,采用线性倾向估计、曼-肯德尔（Mann-Kendall）突变检验及小波分析法对该区域近50a极端气温的时空变化趋势进行分析,结果发现：①年内日最高气温、年内日最低气温、夏日日数、暖昼日数、暖夜日数及生物生长季的变化均为上升趋势,结冰日数、霜冻日数、冷昼日数、冷夜日数及气温日较差的变化均为下降趋势;②三个区域的极端气温指数空间差异明显,且极端高低温、冷暖指数及昼夜指数的变化趋势呈现一定的不对称性;③各个极端气温指数在不同的年份发生了突变,且存在13a左右的震荡周期。     

河西地区1960年至2011年不同级别降水日数和极端降水事件的变化特征

选取河西地区13个气象站点1960年-2011年逐年日降水资料,计算河西地区极端降水阈值,分析了河西地区极端降水的时空变化特征,并对未来变化特征进行了预测.结果表明:①各量级的降水日变化不尽相同,其中以小雪日的增加和微雨日的减少最为显著;②各极端降水指数均呈增加趋势,在20世纪60年代增加幅度大;③在0.05的置信度下,极端降水指数在1966年发生突变现象,突变之后极端降水指数向增多趋势转变;④极端降水指数在不同的时间序列存在长短不同的周期振荡,同时在不同时间尺度上所反映的极端降水指数的偏多和偏少结构不一样;⑤在空间分布上,极端降水指数的变化趋势存在较大的区域性差异,由河西西北向东南呈增加趋势,表明极端降水的分布是与所处的气候带有关的,季风可能是引起其变化的主要原因;⑥Hurst指数表明未来降水日数与过去趋势一致,但以小雪日(增加)和微雨日(减少)的持续强度最显著;极端降水指数中,R95极端降水量和最大5天连续降水量未来变化趋势和过去一致,但持续强度不大,R99极端降水量和最大1天降水量未来变化趋势不明显.     

祁连地区极端气温事件气候变化特征研究

选用祁连地区托勒、野牛沟和祁连3个气象观测站1961～2016年逐日气温(最高、最低、平均)资料,采用WMO推荐的极端气候指标定义计算了8种极端气温指数,并分析其主要气候特征。结果表明:祁连地区极端最高气温、最低气温、暖夜日数和暖昼日数呈上升趋势,霜冻日数、结冰日数、冷夜日数和冷昼日数呈下降趋势。除最高气温和冷夜日数没有检测到突变点外,最低气温在1995年发生突变,霜冻和结冰日数分别在1990年和2000年发生突变,暖夜和暖昼日数分别在1994年和1998年发生突变,冷昼日数从1997年发生突变。在近56a的时间尺度上各极端气温指数均存在多个较明显的周期。祁连地区极端气温指数与年平均气温具有很高的相关性,即极端气温对气候变暖具有很好的响应。各极端气温指数均存在明显的Hurst现象,即其未来总体变化趋势将与过去变化趋势保持一致。     

1960-2011年云南省极端气温事件的时空分布及趋势预测

基于云南省1960-2011年最低气温和最高气温的日数据,选取了31个气象站点,依据世界气象组织（WMO）确定的“气候变化检测和指标”,从中选取8个极端气温指数,采用反距离加权插值法、Mann-Kendall突变检验法、周期方差分析外推法、叠加趋势模型,来研究云南省极端气温事件的时空变化特征、突变检验、周期变化及对未来一个周期内变化趋势的预测。结果表明：冷昼日数、冷夜日数、冷持续日数、霜冻日数均表现为下降的变化趋势,暖昼日数、暖夜日数、暖持续日数、夏季日数均表现为上升的变化趋势,各指数空间分布各异,总体上表明云南省极端气温事件呈上升趋势。各指数发生突变的时间和周期不同,预测结果呈波动变化且与原趋势一致。     

福建省极端降水时空变化特征及其环流因素分析

利用福建省22个气象观测站1961-2013年逐日降水量实测资料,应用趋势分析法、Mann-Kendall突变分析法、小波分析法、点值法和相关分析法,分析了极端降水的时空变化特征及其环流因素。研究结果表明:(1)在时间尺度上,福建省极端降水整体上表现出增加的趋势,其中SDII、R50mm和CWD存在明显的突变现象,突变时间分别在1994年左右、1995年左右和1998年左右;各极端降水指数普遍存在着2~3a、6~8a的短周期和10~12a的中周期;(2)在空间尺度上,极端降水受海陆位置、纬度位置影响存在明显的空间差异,具体表现为PRCPTOT变化趋势由东部沿海向西部内陆减小;(3)随着季节变换,影响或登陆福建省台风数、副热带高压带的强度引发明显的环流季节变化对福建省极端降水产生重要影响,福建省在850hPa和1000hPa位势高度差值均存在负的低值中心,有利于极端降水事件的发生。研究结果为未来福建省的极端气候变化趋势预测、福建农业气象灾害影响预估、决策提供参考。     

1960-2014年东北地区大雨和暴雨事件的变化特征

本文基于东北地区87个气象站点1960-2014年逐日降水资料,运用趋势分析法、IDW空间插值法、Morlet小波分析及斯尔皮曼相关分析等方法,分析了近55a东北地区降水事件的时空变化特征。结果表明：近55a,东北地区年降水日数和强度存在明显的年代际变化,年降水日数总体呈极显著减少趋势,自东南向西北呈多-少-多的分布格局,年降水强度呈不明显的增加趋势,由南向北不断减小。大雨和暴雨降水日数均呈减少趋势,在空间上自东南向西北逐渐递减,且随着降水等级的提高,高值中心逐步向辽东南地区移动;强降水强度由南向北逐渐递减,大雨强度在各地差异不大,暴雨强度的差异较为明显。大雨和暴雨不是东北地区的主要降水方式,但对年降水量的贡献较大;降水量与强降水事件之间存在着显著的正相关关系,其中大雨降水量和日数的减少对研究区降水量的响应最显著,贡献率最大。大雨和暴雨日数变化的主周期分别为22a、5a,降水强度主周期均为28a。该研究有利于全面认识东北地区极端降雨天气,对区域农业发展等具有重要意义。     

1958-2013年豫南地区极端气温变化特征及周期分析

通过对豫南地区每日气温资料的搜集和整理,运用线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法、Morlet复数小波等方法对WMO发布的10种极端气温指数随时间的变化趋势、突变年份及周期性进行了分析与研究。结果表明,1958-2013年豫南地区的极端最高气温缓慢下降,极端最低气温呈显著上升趋势,夏季日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数呈现波动上升,冰冻日数、霜冻日数、冷昼日数、冷夜日数呈下降趋势。极端最高（低）气温、冰冻日数、霜冻日数、夏季日数、热夜日数、冷昼日数、冷夜日数、暖昼日数、暖夜日数都存在30a左右的周期。其中极端最低气温、冰冻日数、冷昼日数、冷夜日数、暖昼日数都存在5a及以下的周期。总体来说,1958-2013年,豫南地区极端天气热指数呈上升趋势,极端天气冷指数呈下降趋势。     

1960年至2012年黄河流域极端降水时空变化

利用黄河流域1960-2012年76个气象台站53a的逐日降水资料,应用趋势分析法、小波分析法、Mann-Kendall 突变分析法、反距离加权法,研究极端降水时空变化。结果表明：①时间上,极端降水量、降水频数、降水强度倾向率分别为-0.64mm/10a、-0.0079d/10a和-0.078mm·d^-1/10a,仅有极端降水比率表现为增长趋势,倾向率为0.49%/10a。极端降水量、降水频数、降水比率的突变时间不明显,而极端降水强度在1967年存在明显突变。极端降水指数均存在有28a和17a两个主振荡周期。上、中和下游极端降水量趋势变化发生转折的时间分别为1982年、2000年和1974年,UF与UB曲线均存在有多个交点,但都不是突变时间点;②空间上,黄河流域极端降水量由西北至东南呈阶梯式增多趋势,极端降水频数由流域北部向南部逐渐增大,极端降水强度和降水比率呈由西向东逐渐递增的规律。53a来,黄河流域极端降水量在流域西部、北部和西安周边地区呈不断增加趋势,极端降水频数在流域西部和北部地区具有增加态势,极端降水强度增加的区域主要分布在西宁和兰州周边以及银川—西安一带,极端降水比率整体呈增加趋势。     

1961-2013年山西省极端气候事件时空演变特征

利用中国气象局整编的山西18个台站1961-2013年的逐日气温、降水数据,采用极端事件定义方法和Mann-kendall突变检验等方法,计算与植被生长的水热条件与寒旱灾害直接相关的极端气候事件指数,分析1961-2013年山西省极端温度和降水气候事件的时空演变特征。结果表明,研究区极端温度事件的发生频率与持续时间在前30年呈平稳态势,20世纪90年代后变化迅速。表征极端低温事件的霜日日数(FD0)、冷昼日数(TX10P)、冷夜日数(TN10P)、冷持续指数(CSDI) 等指数均呈现下降趋势,而表征极端高温事件的夏日指数(SU25)、作物生长期(GSL)、暖昼日数(TX90P)、暖夜日数(TN90P)、热持续指数(WSDI)则均呈上升趋势。极端降水指数除普通日降水强度(SDII)和持续干燥指数(CDD)外均呈下降趋势,表明该地降水总量略有减少,但降水强度和持续干燥指数却有所增加。与极端高温事件发生频率的加剧出现在90年代初不同,表征强降水事件发生频率和强度的极端降水指标的显著变化发生在70年代。在空间尺度上,与温度相关的极端气温指数呈现出由南向北递减的分布规律,冷、暖系列指数表明晋南地区最高,晋北地区最低。与降水量相关的极端降水指数也呈南高北低的规律,最近一个时段的强降水事件有所增加。     

1936—2018年环北极典型流域气温与降水时空变化

降水是环北极地区水资源的主要来源。定量分析气温与降水时空变化是深入理解环北极地区陆地水循环过程的基础。本文选取鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河流域为对象,利用167个俄罗斯国家气象站点1936—2018年的气温与降水观测数据,结合线性趋势分析和Mann-Kendall突变点检验,揭示环北极典型流域气温与降水的时空变化特征。结果表明：①鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均气温为0.06 ℃、-2.98 ℃、-7.41 ℃,年均增温速率分别为0.27 ℃/10 a,0.22 ℃/10 a,0.15 ℃/10 a。年内极端最低温（TNn）上升尤为明显,约为年均增温速率的1.3倍,春、冬季增温速率大于夏、秋两季;②鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均降水量为496 mm、428 mm、369 mm;年降水量显著增加,其中叶尼塞河流域增速较慢（3.36 mm/10 a）,而鄂毕河（13.02 mm/10 a）和勒拿河（9.59 mm/10 a）流域增速较快,降水增加集中在春、秋、冬三季;③在空间上,增温较快的区域集中在西伯利亚高原和山地,最大增温速率达0.60 ℃/10 a,而平原地区普遍偏低;降水的空间差异大,西伯利亚南部高海拔地区（>1100 m）年降水量达1000 mm左右,北部低海拔地区普遍为300~ 600 mm。上述观测数据指示,环北极流域正在变暖变湿,且空间差异大,可能与“北极放大”及流域下垫面条件有关。     

基于Budyko假设评估洮儿河流域中上游气候变化的径流影响

洮儿河流域中上游为我国东北典型生态敏感地区,近几十年来由于受到人类活动与气候变化的综合影响,一系列生态问题开始凸显。为更好的进行水资源管理,迫切需要准确评估气候变化及人类活动对径流的影响。本文基于Penman-Monteith公式计算研究区及其周边气象站点的潜在蒸散发,采用非参数Mann-Kendall检验及滑动T检验识别径流、降水及潜在蒸散发的趋势及突变点。发现作为整个研究区控制站点,洮南站年径流具有明显上升趋势并以1985年为突变点,据此将研究时段划分为基准期及变化期。然后利用降水及潜在蒸散数据,基于6种Budyko公式评估气候变化对年径流影响,结果表明气候因素约占45%。研究结论证实了人类活动对流域水文过程的确具有显著影响,增进了对该区水文水资源的认识。     

漳卫南运河流域水文气象要素长期变化趋势分析

漳卫南运河流域是一个对气候变化十分敏感、人类活动又非常活跃的地区。本研究采用非参数MannKendall检验方法和R／S方法对漳卫南运河流域50年来的水文气象要素进行分析,并从气候变化和人类活动两方面分析其变化的原因。结果表明：受气候变化影响,50年来本流域气温上升了1．08℃,降水减少了83．2mm．而且这种趋势在未来仍可能持续一段时间;相对湿度的变化,在西部山区主要受气候变化影响呈下降趋势,在东部平原区受农业灌溉所产生的局部小气候影响呈上升趋势,但未来可能向相反趋势发展;径流量受人工调节,一致呈下降趋势,并且未来仍将持续一段时间。在气候变化和人类活动共同影响下,漳卫南运河流域有可能进一步朝暖干化方向发展。从更大范围的水循环来看．从本流域蒸发的水量可能随着季风在其它区域形成降水。进一步的研究可以分析包括土壤湿度、蒸散发、水汽传输和季风在内的区域水循环．以及气候变化和人类活动影响下的产汇流机理。从而找出区域干旱化的根本原因。     

气候变化和人类活动对湟水河流域径流量影响的定量评估

湟水河是西北干旱区重要河流之一,对维持西北干旱区生态平衡具有极其重要的作用。近年来,湟水河流域水资源减少已经引起了严重的生态环境问题,本文根据流域内1966-2010年水文气象数据,采用累积距平法、累积量斜率变化率法,对湟水河流域径流量和气候变化特征及趋势进行了分析,并定量评估了气候变化和人类活动对径流量变化的影响。结果表明:年降水量、蒸散发量和径流量总体均呈减少趋势;径流量的下降变幅为0.1亿m3/10a,具有4a、9a和20a的准周期变化,且在1987年前后发生了突变;气候变化对湟水河流域径流减少的贡献率达35.46%,人类活动改变了部分水循环的路径,对径流的减少起主导作用,贡献率为64.54%。     

1962-2012年西南地区极端降水事件的时空变化特征

基于西南地区90站1962-2012年逐日降水数据,采用百分位阈值法定义极端降水事件,用MannKendall秩次相关法,反距离加权插值法对西南地区的极端降水事件进行了时空变化分析。结果表明:1日最大降水量从东部的103~118mm减少到西部的25.4~46.7mm,极端降水比率从东部的39%~43%减少到西部的23%~25%。极端降水量、极端降水强度和5日最大降水量则分别从东南的508~610mm、55~64mm/d和158~190mm递减到西北的118~220mm、17~28mm/d和53~85mm。该区1日最大降水量的变异系数最大,达39%,其次为极端降水量、极端降水强度、5日最大降水量、极端降水比率,极端降水日数最小为18%;各极端降水事件因子的值均属较强变异,说明西南地区内部极端降水事件差异性较大。近50年呈上升趋势极端降水事件中,1日最大降水量、极端降水强度和极端降水比率所占比例分别达60%、64%和61%,其中呈显著上升趋势站点所占比例分别达12%、10%和13%;极端降水日数下降趋势和显著性下降趋势站点所占比例分别为52%和4%。西南地区近50年极端降水事件总体呈上升趋势,但显著性不高;这和海温异常变化和复杂的地理环境有较大关系。     

黄河上游流域气候变化对径流的影响

黄河上游是我国重要的水源涵养区。然而,近年来黄河上游年平均气温呈逐年上升趋势,对流域水资源情势造成较大影响。本文基于SWAT模型,研究在未来不同气候情景下,流域径流在未来两个时期（2046年-2065年以及2081年-2100年）的时空分布规律。结果表明,在未来两个时期内,流域径流量呈减少趋势,且2081年-2100年时期的减少幅度较2046年-2065年时期大;流域多年平均径流量、年径流量序列的第10和90百分位值（R10和R90）的最大值与最小值分别出现在CSIRO-A2和INM-B1两种组合情景下;CSIRO模式下流域径流量最大,INM模式下最小,MRI模式居中;日径流量的第90百分位值（Q90）在所有组合情景下都表现出减小的趋势。在不同气候变化情景下,流域未来多年平均径流深的空间分布与基准期较为一致,即上游径流深较大,下游径流深较小;在不同情景下流域多年平均径流深要低于基准期。研究结果可以为黄河流域水资源管理和相关政策的制定提供科学依据。