1960年至2005年河西干旱区的日照时数变化时空特征分析——以黑河中上游地区为例

运用复值Morlet小波分析及非参数统计检验Mann-kendall法,并借助地统计软件ArcGIS(9.X)时黑河中上游1960年～2005年日照时数变化的时空特征进行了分析.结果表明:①近50年来年均日照时数呈现增加趋势,β值为18.57;眷、夏、秋、冬四季日照时数均为上升趋势,β值分别为7.13、7.72、3.18和6.96;②年、季节的日照时数变化在空间上存在差异,对于年均日照时数而言,酒泉、金塔、鼎新一线为日照时数升降的分界线,以北为主要的上升趋势区,升幅大于8.0h/年;以南则主要表现为下降趋势,降幅在(1.9～31.5)h/年;③日照时数年变化具有12年左右的主振荡周期和5年左右的次振荡周期,年代际特征明显.日照时数在1975年开始由显著增加趋势变为不明显的减少趋势;④年、夏冬两季日照时数的变化主要是大气中云量变化引起的,而春秋两季日照时数变化的原因还需进一步探讨.     

1959年至2008年石羊河流域日照时数时空变化特征

利用石羊河流域气象站点1959年-2008年的逐日、逐月、逐年的日照时数观测资料,应用非参数统计检验Mann-kendall法分析研究区日照时数的变化趋势,复值Morlet小波法分析研究区日照时数的周期变化,并在ArcGIS环境下分析了研究区日照时数的空间分异。结果表明:①近50a来流域年日照时数呈现不明显的增加趋势,变化趋势(β)值为1.78;四季日照时数均为增加趋势,其中以春季增加为主;②日照时数变化存在25a的主振荡周期和5~8a左右13a左右的次振荡周期;③日照的空间分布特点是北部城区日照时间长,南部山区日照时间短,中部走廊平原的日照等值线大概和纬线平行;④暗岛效应在一定程度上影响了城区日照时数的变化,气溶胶、降水量、排放物等的变化以及地形因素的影响都会在一定程度上导致流域日照时数发生变化。     

1971年-2007年青海省日照时数的时空分布特征

基于青海省51个气象站1971年-2007年各月日照资料,分析了青海省日照时数分布特征:青海省多年平均日照实数在2351.5～3397.7h之间,多年平均日照时数最多的地区是柴达木地区,日照时数最少的地区是果洛地区。从日照时数的年变化来看:青海省日照时数最多的月份是5月,只有果洛地区的几个县最高日照时数出现在4月。从日照时数的年际变化特征来看:20世纪80年代与70年代相比,只有格尔木呈上升趋势,其余地区呈下降趋势;20世纪90年代与80年代相比,同仁、共和日照时数分别上升60.8h、83.7h;而西宁、乐都、德令哈、格尔木、玉树呈下降趋势,除乐都、共和略有增加,其它地区均呈下降趋势。通过影响日照时数的要素分析:总云量、低云量与日照存在着显著的负相关关系。     

桦南县近40a日照时数的变化特征

本文就桦南气象站自1970～2009年近40a的日照时数的年、季和月变化特征及与总云量的关系进行统计分析,得出日照时数的变化特征,分析结果表明:桦南县40a年日照时数总体呈增加的趋势,其变化趋势为每年增加5.5h,40a共增加218.5h,增加明显的为20世纪70、80年代后期。日照时数变化存在季节差异,夏、秋、冬三个季节的日照时数呈增加趋势,夏季呈减少趋势,2009年日照时数有突变现象。月日照时数变化为,6～12月日照时数为减少趋势,1～3月日照时数为增加趋势。总云量是影响日照时数的重要因素,日出日落时间也是重要因素之一。     

“日光城”拉萨日照时数的变化特征

利用拉萨1970年～2004年的日照时数、水汽压、降水、云量等资料,采用气候统计方法讨论了35年来拉萨日照时数气候变化特征及变化原因,主要得出以下结论:拉萨年日照时数达2 980h;一年中10月份的日照时数最长,长达281h,8月份日照时数最短,为219h。4个季节中,秋季日照最丰富,长达777h,其次是春季、冬季,分别为769h、736h,夏季最少为698h。1970年～2004年以来拉萨的年日照时数呈减少趋势,平均每10年减少近58h,20世纪90年代末期以来日照时数更是显著减少;4个季节中夏季日照时数的减少幅度最大,减幅为27h/10年。大气水汽压、降水是影响拉萨日照时数变化的主要因子,尤其是20世纪90年代以来,它们的显著增加对该时期日照时数的减少有着重要贡献。     

西北地区1962年至2000年降水量变化的时空特征分析

利用1962年-2000年中国西北地区46个气象站点逐日降水量数据,以线性趋势分析、小波分析以及Mann-Kendall法为基础,对中国西北地区降水变化的时空特征进行了分析。分析结果表明:①近40年来年均降水量变化表现出一定的周期性,主要存在25年左右的年代振荡周期以及4年和9年左右的年际振荡周期;②降水空间分布呈现出由东南向西北逐渐减小的趋势,基本上呈连续分布。而新疆的塔里木盆地中部和东部以及吐鲁番盆地东部降水分布最少,并以此为中心向外扩展,平均降水量逐渐增加。降水增加区域主要分布于降水量较小区,降水减少的区域主要分布于降水量较高区,降水变化不明显区域则处于前两者之间的过渡区;③降水量少的地区降水增加趋势强烈,降水量偏多的地区降水减小趋势强烈。西北地区整体降水量并不是在下降,而是侧重于上升,以整个西北地区来讲上升幅度则很小。     

近40年嘉黎日照时数的气候变化特征

利用1962年～2012年嘉黎逐月日照时数资料,采用气候倾向率、M～K等方法,分析了近50年嘉黎日照时数的变化趋势、异常年份和突变特征。结果表明：近50年嘉黎年日照时数的线性趋势表现为显著的增加,平均每10年增加60．6h。四季日照时数都表现为增加趋势,增幅为8．92～18．62h／10a。但近30年四季日照时数均趋于减少,减幅为2．97～23．17h／10a,牟日照时数减幅达53．65h／10a。20世纪60至70年代季日照均偏少,80年代日照均偏多;90年代夏、秋季日照略偏少,春、冬2季偏多;进入21世纪前10年,秋季日照偏多,其他季节偏少。50年里,季、年日照时数在60年代多异常偏少年,异常偏多年仅出现在1982年。除夏季外,其他3个季节和年日照时数都发生了气候突变,季日照时数突变点均出现在70年代初;年日照指数突变较早,从1967年开始。     

近40年藏西北羌塘草原荒漠生态功能区日照时数时空分布特征分析

利用藏西北羌塘草原荒漠生态功能区所辖6个气象观测站1971～2010年逐日日照时数数据,采用现代统计方法诊断分析,结果指出:近40年藏西北荒漠生态功能区冬季日照时数呈现逐年增多趋势,春、夏、秋三季及年日照时数呈现逐年减少趋势,其中夏季日照时数减少率最大,减少率为6h/10a,年日照时数减少率为2.3h/10a;夏季和年日照时数突变分别发生在1996年和1991年;藏西北地区冬季、夏季及年日照时数空间上自西向东减少。     

1985～2019年海北州日照时数变化特征分析

根据海北地区4个地面气象观测站1965～2019年的日照时数资料,运用线性倾向估计、五年滑动平均、日照异常年、Mann-Kendall法、小波分析法和显著性检验等方法分析了海北地区的日照时数变化特征。结果表明:海北地区年日照时数变化总体呈振荡减少趋势,且减少的趋势相对明显,气候倾向率为-64.83h/10a,海北四县年平均日照时数刚察最多、门源最少。海北地区季日照时数总体呈下降趋势,其中春季、冬季的日照时数下降趋势不太显著,夏季和秋季日照时数下降趋势较显著。从气候倾向率来看,海北地区月日照时数都呈现减少趋势,日照时数最多的月份为5月,最少的月份为9月。根据天气、气候异常标准判断得出,年日照时数以异常偏少为主,主要出现在2018年和2019年。从小波变换得出海北地区日照时数存在着6a尺度和准13a尺度的周期振荡。     

果洛州大武镇近47年来气候变化特征分析

本文利用果洛州气象台1960-2006年气温、降水量、蒸发量、风速、日照时数资料,分析了大武镇年及各季、年代际气候变化特征.结果表明:该地区气温变化趋势与全球及我国的气温变化总趋势是一致的,呈明显增暖趋势,增温速率为0.23℃/10a,冬季增温幅度最大,达0.37℃/10a,秋季增温最小,为0.11℃/10a.年降水量呈减少趋势,气候倾向率为-7.37mm/10a,冬、春季呈增多趋势,而夏、秋季呈减少趋势,且夏季降水减少幅度最大,达6.9mm/10a.年蒸发量呈明显的减少趋势,减少幅度为46.5mm/10a,春、夏减少量最为明显,分别为15.3mm/10a、15.2mm/10a.年平均风速总趋势是增加的,增加幅度为O.05m·s-/10a.年日照时数呈增加趋势,增加率为12.3h/10a.     

气候变化背景下近50年来黑河流域冰川资源变化特征分析

本文运用RS和GIS,基于航空相片、地形图和遥感影像数据分析了近50a来黑河流域冰川资源变化特征。研究表明,1950s/1970s-2003年,该流域的335条冰川总面积缩小了29.6%,平均每条冰川缩小0.10km2,冰川末端平均后退258m,退缩比率达31.0%,且黑河干流以西的冰川面积缩小及末端退缩幅度均强于干流以东。分析认为,气温显著升高是黑河流域冰川快速萎缩的主导因素。与我国西部其它地区冰川变化相比,黑河流域冰川面积缩小幅度明显较大,且祁连山东、中、西段冰川变化存在显著的区域差异性,这是区域气候差异、冰川规模等因素综合作用的结果。     

基于均一性检验的1961年至2006年四川省日照变化规律研究

利用标准正态检验法(SNHT),对四川省117个站点1961年-2006年日照时数观测资料进行均一性检验,得到54个均一站点,并在此基础上通过统计方法初步分析了近46a四川省日照时数变化规律,得到以下几点初步认识:四川省88.9%的站点年日照时数呈减少趋势,且盆地减少幅度大于高原;各季日照时数变化以夏季呈减少趋势的站点范围最广、减幅最大,冬季次之,而春季表现为增加的站点范围最大;20世纪60年代、70年代日照时数偏多,80年代以来,日照时数持续偏少;有明显的突变现象,突变点在1980年附近;日照周期变化显著,"暗亮"交替现象明显,年代际及年际尺度的主要周期分别为24a、6a以及3a。     

基于HIMS的黑河上游山区径流模拟分析

基于HIMS（Hydro-Informatic Modeling System）,构建了黑河上游山区的分布式水文模型,取得了较高的模拟与验证精度,并在不同的气候变化情景下模拟分析黑河上游山区莺落峡水文站径流,结果表明：①HIMS在黑河上游山区具有适应性,日过程模型率定期和验证期Nash-Suttcliffe效率系数均达0.80,月过程模型率定期和验证期均高达0.97;②莺落峡站年径流量与气温呈负相关关系,与降水量呈正相关关系,气温升高和降水量减少都会减少年径流量;③降水不变情景下,气温对不同月份径流量影响不同,气温降低2℃时会加剧径流年内分配不均的程度;而在气温不变的情景下,月径流量均随降水增加而增加,但径流量年内分配格局未受到降水变化的显著影响;④不同气候变化情景下年径流量差异明显,对年径流量最不利的气候变化情景是气温升高2℃,降水减少20%;最有利的情景是气温降低1℃,降水增加20%。     

近50年来黑河流域气温和降水量突变特征分析

采用Pettitt方法对黑河流域10个气象站点1960年-2009年年平均气温和年降水量资料进行突变分1析98。6研年究,突表变明后：①多气年温平方均面气。温除均野比牛突沟变站前气有温所序增列加在,上19游92站年点存突在变显后著增突温变幅外度,其要余大站于点中气下温游的站突点变的年增份温均幅发度生,突为变前仅有拐子湖...     

近10 年黑河流域上游积雪时空分布特征及变化趋势

基于黑河流域上游1960年-2011年降水、气温数据及2000年-2011年MODIS（Moderate-resolution ImagingSpectroradiometer）积雪产品,采用Mann-Kendall非参数检验和累积距平曲线,研究了降水、气温序列的变化趋势和突变点,分析了黑河流域上游积雪面积的年内分布过程和年际变化趋势,探讨了近10a来降水、气温变化对积雪覆盖面积的影响。结果表明：①黑河流域上游年平均气温呈显著的上升趋势,年降水量也呈微弱增加趋势;②黑河流域上游积雪面积年内分布呈双峰型,峰值分别出现在秋季和春季,夏季积雪面积最小;③2000年-2011年积雪面积呈微弱上升趋势,但各季变化不同。春、秋季积雪面积呈上升趋势,夏季为减少趋势,冬季没有明显的变化;④积雪频率有3个高值区,分布在黑河流域上游西岔札马什克水文站周围及以上区域。积雪频率与流域内高程存在显著的相关性;⑤各个季节积雪面积与气温呈负相关的关系;除秋季外,与降水呈正相关的关系。也即较大的降水在较低的气温条件下,有利于积雪的增加,温度的升高则使积雪面积减少。     

国家黑河流域综合治理工程生态成效科学评估

黑河是我国西北地区第二大内陆河,2001年国家实施了该流域的综合治理工程。文章基于近10年来对黑河流域自然-经济系统水循环、水过程和生态与环境变化研究成果和阶段认识,对生态治理效果及其生态环境影响进行了科学评估。整体上,黑河流域水资源主要受西风带影响,主要产流区为中高山区。近10年和百年是流域器测记录以来和千年尺度上的丰水期,这为流域分水和综合治理提供了有力的水资源保障,而持续增长的社会经济系统水资源需求压力是导致流域中下游和经济发展-生态用水之间矛盾的主要根源。在中游地表水利用量得到有效控制的情况下,中游地区社会经济系统用水结构产生显著变化,但地表水资源限制和中游耕地面积持续增加导致局地地下水水位及储量呈减少趋势,且面临枯水期水资源严重超载问题。进入下游的水量接近规划要求,下游水系统和生态环境恶化趋势得到有效遏制,但还未全面恢复,并存在较大空间异质性;持续增加的由河岸林地开垦而来的耕地,对下游生态与生产用水分配带来更大的压力,下游需要更为精细的水资源时空管理和调控措施。在未来可能面临的枯水期,流域社会-经济-生态可持续发展目标下的水资源管理将面临更大的挑战。     

1960年至2009年河西走廊东部太阳辐射变化规律及太阳能资源利用分析

利用线性回归分析和Mann-Kendall检验法,统计分析了河西走廊东部1960年-2009年近50a来的太阳总辐射和日照时数的变化规律。结果表明:河西走廊东部年平均太阳总辐射为5988.7MJ/m2,为太阳能资源丰富区,太阳总辐射存在明显的季节变化,月和日太阳总辐射变化趋势均呈单峰型。河西走廊东部年平均太阳总辐射在波动中上升,其线性倾向率为+12.7MJ(/m2·a);春、夏、秋、冬季的太阳总辐射呈不同程度的上升趋势,线性倾向率为+4.72MJ(/m2·a)、+5.69MJ(/m2·a)、+2.0MJ(/m2·a)、+0.17MJ(/m2·a)。年太阳总辐射、年日照时数的突变增大年与区域内气候开始变暖年同步,气候变暖使区域内中北部川区降水呈增多趋势,说明全球增暖的气候背景下,降水增多对空中的大气污染物有抑制作用,有利于河西走廊东部太阳能总辐射值、日照时数的增大。河西走廊东部年日照时数在空间分布呈现由北向南逐渐减少,季节分布呈现由夏-春-秋-冬季减少。研究区域太阳能资源总量丰富,有利于太阳能资源的开发利用。     

黑河流域中游地区近43 年来农作物需水量的变化趋势分析

根据黑河流域中游地区7个气象站点1967年-2009年的逐日气象资料,利用FAOPenman-Monteith模型和所提供的作物系数计算出主要作物不同生育阶段的需水量,采用Mann-Kendall趋势分析法对主要作物需水量的变化特征进行了研究,并对引起作物需水量的驱动因子进行了相关性分析,在此基础上,应用基于分型理论的R/S方法对作物需水量的变化趋势进行了预测。结果表明：近43年来,中游地区春小麦和玉米ETc均呈波动下降趋势,春小麦下降斜率为6mm/10a,玉米下降斜率为8mm/10a;其中,民乐和甘州站春小麦和玉米的ETc呈缓慢上升趋势,其他站点春小麦和玉米的ETc均呈下降趋势,且部分站点下降趋势显著。春小麦和玉米ETc的主要影响因子均为相对湿度、日照时数和平均风速。中游地区各站点春小麦和玉米需水量Hurst指数H均大于0.5,同时分维数D均小于1.5,因此未来一段时间ETc仍然保持与过去相一致的变化趋势。     

三江源地区太阳辐射与日照时空分布特征

本文利用1961年-2008年三江源地区16个气象台站观测的日照时数、日照百分率资料,区内玉树气象站的太阳总辐射观测资料以及改进的Angstrom模型模拟的全区太阳总辐射年分布资料,应用线性趋势法,对三江源地区太阳辐射、日照时空分布特征以及可能影响因素进行了分析。研究表明:全区多年平均日照时数为2602.8h,多年平均太阳辐射值为6751.08MJ/m2,较全国平均而言,三江源地区太阳能资源非常丰富。日照北部高于南部,太阳总辐射西部高于东部;1961年-2008年间,三江源地区日照在玛多、达日地区显著增加,在治多、兴海显著减少,其余地区日照百分率和日照时数呈稳定状态,不同于全国大部分地区日照减少的现象;三江源地区太阳总辐射1960年代后期至1980年代中后期呈减少趋势,1990年代后呈增加趋势,其变化趋势和全球先"变暗"后"变亮"过程较为一致。     

黑河上游地区基流分割及其变化特征分析

基流是枯水期河川径流的主要来源,是一种比较稳定的径流组成部分,对于干旱内流河流域水文模拟和水资源开发利用至关重要。本文基于1979年-2008年莺落峡水文站的实测流量资料,采用数字滤波法中的单参数数字滤波法和递归数字滤波法对内陆河流域黑河上游的流量过程进行了基流分割研究。探讨了黑河上游年基流量和基流指数BFI的年内与年际变化特征,以及不同水平年基流指数BFI变化规律。研究表明,黑河上游基流量年内变化为先增后减,峰值出现在8月份,基流指数则是先减后增,6月份最小。受气温升高和融雪径流影响,黑河上游基流量年际变化呈增加趋势,而基流指数呈减少趋势。在不同水平年,枯水年份的平均基流指数BFI为O．577,平水年为0．551,丰水年为0．521。