开都河流域积雪特征变化及其与径流的关系

本文利用MOD10A2遥感影像提取开都河流域2000年-2010年积雪覆盖数据,结合水文气象站点数据分析了开都河流域积雪时空分布特征、及气象因子-积雪面积-径流之间的关系。结果表明：开都河流域积雪面积在时间上的分布特征体现在年内和年际的变化。年内积雪变化较大,冬季积雪面积达到最大,夏季面积最小。近11a来积雪面积年际变化呈微弱的下降趋势,其中夏季和冬季下降趋势较明显,春季和秋季的变化趋势不明显。通过研究区积雪面积与气候资料的相关性表明,冬春季气温与流域积雪面积相关性最大,夏季最小;而降水在冬季和积雪面积的相关性最大。对径流和基流的影响因素进行分析表明积雪面积对春季径流和基流影响最大,在夏季的影响最小。气温与径流和基流的相关性在春秋季最大,降水量在夏季与径流和基流最相关。由此可见,气温在影响流域积雪面积变化方面起着重要作用,而气温和积雪面积在春秋季对径流和基流的影响最大,夏季降水对径流和基流的影响最大。     

1956-2013年元江-红河流域径流变化及其影响因素分析

国际河流水文变化和跨境影响一直是国际关注的焦点,从全流域尺度分析径流变化特征及其影响因素可为跨境水资源合理利用和管理等提供科学基础。本文基于元江-红河流域干支流6个水文站径流数据以及64个气象站降水、气温数据,分析径流的年内分配、年际变化特征、径流变化趋势和周期性以及气候变化和人类活动对径流变化的影响。研究结果表明：①元江-红河径流年内分配不均匀,约80%的径流量集中于汛期（6-11月）。支流站点的径流年内分配变化大于干流站点,所有站点径流集中期均表现出提前的趋势;②径流年际变化剧烈,具有明显的丰枯特征,20世纪50年代中期-60年代中期为枯水期,60年代中期-70年代中期为丰水期,70年代中期-90年代初期为平偏枯水期,90年代中期-2002年为平偏丰水期,2002年以后为枯水期;③1956-2013年元江-红河年平均径流量呈减少的趋势,其中李仙江站减少趋势显著;R/S分析表明未来径流量可能呈增加的趋势;④蛮耗站和李仙江站的周期变化主要是4a、6~9a的年际变化和21~22a的年代际周期变化,Son Tay水文站在8~10a和21~22a的年际和年代际变化周期与上游蛮耗站和李仙江站基本一致;⑤流域降水变化是径流量减少的主要原因,人类活动一定程度上改变了径流年内分配特征,但对径流量变化的影响有限。     

太白山地区7月NDVI多尺度周期变化及其对气候因子的响应

多尺度周期变化是植被研究的重要前沿问题之一,对揭示植被系统变化规律及其复杂性具有重要意义。本文基于太白山地区树轮宽度年表重建的近172年的7月NDVI资料数据,采用集合经验模态分解法（EEMD）对其在不同时间尺度上的变化特征及其对气候因子的响应进行了分析,结果表明：①太白山地区南北坡7月NDVI呈微弱的非线性上升趋势,北坡/南坡NDVI分别具有3.3 a/3.5 a、8.1 a/8.8 a的年际尺度周期,以及18 a/19.1 a、36 a/34.4 a和64.8 a/68.8 a的年代际尺度周期。②重构的年际尺度变化较好地呈现了NDVI原始序列的波动细节,而年代际尺度变化则揭示了不同时期内NDVI的增减交替变化。北坡NDVI的年际尺度波动较大,而南坡NDVI的年代际尺度波动略强。③在年际尺度上影响NDVI的主要因素是降水,年代际尺度上影响NDVI的主要因素是气温。④北坡NDVI变化主要受水分因素控制,而南坡NDVI则受热量因素影响更为明显。分析太白山地区NDVI的多尺度变化及其影响因素对研究太白山地区植被生长的变化特征具有重要意义。     

开都河流域径流对气候变化的响应

开都河属塔里木河的源流之一,随着塔里木河流域近期综合治理的深入进行,开都河径流变化对气候的响应关系已逐渐成为国内外科学家关注的热点问题之一.鉴于此目的,该文采用经典的Mann-Kendall和Mann-Whitney检验方法,利用该流域巴音布鲁克气象站和大山口水文站1958～2002年的实测资料,分析对比了气温、降雨和径流序列变化特征.结果表明:除春季外,其他季节的年径流基本表现为1958～1973年偏丰、1974年～1986年偏枯和1987年～2000年偏丰,并在1987年～2000年间表现为显著上升的趋势;年平均气温经历了高-低-高三阶段,其中夏季气温总体呈上升趋势;降雨的空间差异性明显,上游年降雨量1973后跳变减少,其中夏季降雨量于1977年～1988年间为多年最小值;中游夏季降雨量1987年后跳变增加.以径流自身的特征变化为时段划分基础,对比了径流、降雨和气温变化过程,研究表明:夏季年际降雨与气温变化是引起夏、秋、冬季径流变化的根本原因;其中年降雨变化对径流变化起主导作用,夏季气温变化导致的冰川融水变化对径流具有一定调节作用,70年代～80年代冰川融水减少使径流减少幅度大于降水减少幅度,而90年代冰川融水增加使径流增加幅度大于降水增加幅度.     

河西内流干旱区气候变化与径流的时空耦合分析——以黑河中上游地区为例

基于ArcGIS平台的地统计Kriging插值方法,分析了黑河上中游25个气象和水文站点1956年～2000年逐月气温、降水、蒸发和径流资料,并且空间化显示了各年代间的气温、降水和蒸发的变化幅度,结果表明:本区域气温和降水的变化及由此引起的蒸发和径流的变化具有时间和空间上的差异性,反映了大气环流、地形、下垫面因素和径流变化的时空耦合性。60年代～70年代开始整体升温, 70年代以来80年代和90年代气温上升最为典型,高山湿润半湿润区气温升高约为0.5℃～0.6℃,平原荒漠区升温一般高于0.5℃,同期中西部山区降水增加, 50年代～60年代之间西北部降水增加、中部小幅减少, 60年代～70年代上中游绝大部分地方的降水增加,70年代～80年代除北山迎风坡降水增加较少外,其它地方降水均增加较多,80年代～90年代降水的变率呈现出由西向东规律性递减的趋势。另外,径流形成主要受到山区降水的影响,但冬季气温的上升会将融雪期提前,增加冬季流量,影响流域的春季径流。上游降水量和径流增幅比较接近,体现出时间上的一致性和空间上的拟合性,径流和降水的变化系数分别为1.3444和1.4823。平原大面积的人工绿洲区升温幅度较低,在0.3℃～0.5℃,与局地下垫面即绿洲的小气候效应有关。     

石羊河流域出山口径流特征及其与山区气候变化相关关系分析

采用Mann-Kendall与Morlet小波变换对石羊河流域出山口近50年(1956年～2005年)的径流量进行趋势和周期性分析，结果显示石羊河流域出山口年径流量总体呈现平稳波动走势，近50年来处于历史较低时期。该径流存在30年以上尺度的年际变化和年代变化，以及22年左右的尺度、14年～15年尺度、约12年尺度和10年以下尺度的周期变化；中长尺度周期变化突出，30年表现为第一主周期。石羊河流域出山口年径流的周期变化与乌鞘岭站年降水量和年均气温周期基本上都能在同一周期上下浮动，其中出山口年径流量与乌鞘岭山区年降水量相关系数为0.61，说明地表径流量主要是由山区降水补给；年径流量与山区年均气温变化呈0.28的反相关，说明该流域近50年来出山口径流与山区气温呈反比，即径流量随年均气温上升而减少，相关性暂时不十分明显。     

雅鲁藏布江中游地区气候要素变化及径流的响应

基于1956-2010年雅鲁藏布江流域中游及周边17个气象站逐日降水、气温数据,以及拉孜和羊村水文站逐月天然径流资料,采用小波分析、相关分析及多元线性回归等方法,定量分析了径流与气候要素变化特征及其响应关系。研究表明:1研究区增温趋势明显,平均增温速率为0.31℃/10a,径流的变化趋势与降水高度一致,均表现出增加→减少→增加→减少的波动规律;2年径流量与降水量均存在6.0~6.5a和15.5~16.5a的变化周期,而气温变化周期性稍差;3降水是研究区年径流变化最主要的控制因素,年径流量与年降水量的相关系数达0.89;但气温和降水同时影响着径流年内分配过程,且径流响应具有一定滞后性;44-9月降水量的丰枯决定着径流量变化,径流系数小于1.0;其它月份则以非降水补给为主,径流系数远大于1.0,年径流系数呈下降趋势,非降水补给因素对径流的影响在逐渐增强。     

天山南北坡气象因子对出山口径流影响通径分析—以开都河和玛纳斯河流域为例

基于开都河和玛纳斯河流域1950年代末以来的气象和水文资料,本文应用趋势分析、相关分析和通径分析等方法对比分析了近50年积温（〉0℃）、降水量和径流深在年和季节尺度上的变化趋势以及日积温和降水对出山口日径流深的直接和间接影响。分析表明近50年玛纳斯河流域仅年积温和秋季积温显著增加,而开都河流域除冬季外其他季节积温和年积温均呈现显著增加趋势。除开都河流域冬季降水量有显著的增加趋势外,两流域年降水量和其他季节降水量变化均不显著。两流域出山口年径流深增加趋势显著。相关分析和通径分析显示两流域日积温和日降水对出山口年、春季、夏季和秋季日径流深均有极显著直接影响。两流域日积温对年、春季和秋季日径流深的直接影响大于日降水。积温和降水是出山口径流产生的重要驱动因子,但积温的驱动能力要大于降水的驱动能力。     

天山开都河流域积雪、径流变化及影响因子分析

本文分析了开都河流域源流区积雪变化与气象要素及径流的变化趋势,讨论了气象-积雪-径流三者之间的关系。结果表明：开都河流域2000—2016年间积雪覆盖率呈微弱上升趋势（0.1%/10a）,其中,最大积雪覆盖率增加速率约为0.33%/a,而最小积雪覆盖率则呈减小趋势（-0.017%/a）;在年内表现为春、夏季节积雪面积减少,而秋、冬两季增加;在过去的45年间（1972—2016年）,融雪期在春季提前了约10.35天,而秋季延迟了约7.56天;温度对春季积雪变化影响较大,而降水则对冬季积雪变化影响较大。河川径流与径流峰值均呈增加趋势,年径流增幅约2.26亿m³/10a,其中夏季径流对气温（ε =1.41）和降水（ε =0.5）变化敏感,而春季对积雪面积的变化响应敏感（ε =0.59）。开都河流域山区温度升高和降水增加对径流的影响明显。     

近50年来黄河源区流量对气候变化的响应及其未来变化趋势预测

利用1961年-2009年黄河上游唐乃亥水文站水文资料及同期该流域气象资料,研究黄河源区流量对气候变化的响应及预测模型,并根据气候模式输出数据,经降尺度处理生成的未来气候情景,对未来黄河源区流量进行了预估。结果表明：近49a间,源区气温呈波动上升态势;蒸发量显著增大,年均降水量没有出现明显的趋势性变化,但具有明显的年际和年代际振荡。源区流量的变化与降水量、气温及蒸发的变化相关关系显著,近49a年来,由于气温的持续上升导致径流蒸散发损耗超过降水量的补给,源区流量总体呈减少趋势。预测未来两个时期2020s、2050s,源区年平均流量分别为593.61m3/s和525.11m3/s,较气候标准期1961年-1990年分别减少14.9%和24.7%。     

太平洋海温与嘉兴夏季降水年代际变化关系

用1953-2003年的51a嘉兴地区降水资料及同期NCAR的5°×5°海温(10°S～50°N,120°E～80°W)再分析资料作相关,结果得出太平洋海温与嘉兴夏季降水在20世纪70年代末发生了一次同期的年代际跃变。不同海区的海温异常对嘉兴夏季降水都有一定影响。在年代际尺度上,降水与西太平洋暖池区、赤道东太平洋的海温有明显的正相关,与西风漂流区及其以南的中太平洋海温则呈现反相关。在丰水期与枯水期,西风漂流区的海温春夏秋冬无论哪个季节都存在与降水反向的显著距平,该区海温是影响嘉兴夏季降水的一个强信号。而降水多寡不同时段,西太平洋暖池的海温在前冬和当年春季有较明显的距平,其他季节则无显著变化,降水变化滞后1～2个季度。赤道中东太平洋则在春夏季会有一个较大幅度的海温距平,夏季降水与之呈现同期或滞后一个季度相关。可见作该地区长期预报时,不同时段应着重关注不同海区的海温状况。     

金华市汛期降水特征分析及年际年代际差异

利用金华市1953-2005年逐日20～08时、08～20时降水资料,采用第2、3类距平、最大熵谱分析、小波分析等方法分析了汛期降水的基本特征及年际年代际差异。结果表明:金华市降水季节变化呈单峰型,主峰在6月;在不同时段有不同的降水集中期;汛期降水总体呈略减少趋势,降水异常偏多年多发生在多雨时段,异常偏少年多发生在少雨时段;汛期降水稳定存在18～20a、2～3a周期,不同时段还存在不同周期;暴雨开始的迟早、长短和暴雨降水集中期有明显的年际年代际差异,暴雨降水稳定存在18～20a周期,不同时段还存在不同变化周期。     

近50年西藏色林错流域气温和降水的变化趋势

利用西藏色林错流域气象观测站1961～2008年逐月平均气温、降水量等资料,分析了近50牟流域气温、降水的年际和年代际变化特征和异常年份,结果表明：近50年流域年平均气温以0．40℃／10a的速率显著升高,冬季增温最突出。平均最高气温除夏季变化趋势不大外,其它各季以0．21～0．35℃／10a的速度显著升高;年平均最低气温以0．56℃／10a的速度显著升高,明显高于最高气温的井幅。流域年降水量以20．4mm／10a的速率呈显著的增加趋势,四季降水量表现为增加趋势,为0．8～10．4mm／10a,以夏季增幅最大。20世纪60年代至90年代,除夏季外,其它3季和年平均气温都表现为逐年代增加趋势。年、季平均最高气温的年代际变化特征不明显。60年代流域降水表现为偏少的年代际变化特征;70年代夏季降水偏多,其它季节偏少;80年代夏、秋两季降水正常,冬、春季偏多;90年代,夏季偏少,秋、冬季偏多;进入21世纪前8年,秋季降水偏少,其它三季降水偏多,年降水量增幅明显。     

柴达木盆地气温降水的长序列变化及与水资源关系

根据柴达木盆地8个气象观测站点1960年-2009年共50年的逐月平均气温及降水量资料,综合运用线性趋势分析及Mann-Kendall趋势检验等气象统计分析方法对柴达木盆地气温及降水的变化趋势进行了分析。结果表明在过去的50年里,柴达木盆地经历了明显的升温过程,且增温幅度越来越大,特别是进入20世纪90年代,总的升温幅度在0.5℃/10a左右,远大于同期全球的升温幅度;柴达木盆地降水也略有上升,变化幅度6.2mm/10a左右。从空间分布上看,柴达木盆地气温增幅从东到西逐渐增高,而降水倾向率则逐渐减小。季节分布上,盆地内冬季的气温升温幅度最为明显,增温幅度达0.72℃/10a左右,降水倾向率则夏季最大,达3.4mm/10a。累积距平曲线及Mann-Kendall趋势突变检验综合分析表明,柴达木盆地气温在20世纪80年代有一个明显的增温过程,增温起点在1987年左右。气温、降水的变化也在一定程度上影响到水资源量的变化,相关分析表明,地表水资源量与降水呈显著相关关系,但与气温关系不明显。另外,上一年降水也对地表水资源量有一定的影响。     

甘肃黄土高原春季气温变化对物候的影响

利用甘肃黄土高原1971年~2000年43站的春季平均气温资料、西峰站1981年~2000年冬小麦及1984年~2000年苹果树春季生育期资料,对甘肃黄土高原春季气温的空间分布、时间变化及影响变化的500hpa高度场、500hpa温度场和500hpaORL场环流特征进行了分析;并比较了温度变化对冬小麦和苹果春季发育期造成的影响。结论得知:甘肃黄土高原春季气温具有明显的区域分布,形成了分别以兰州、天水、灵台为中心的高温度中心和以华家岭为中心的低温度中心,究其原因主要是因为甘肃黄土高原地区的垂直层差异性大,受地势和地形影响,形成了随地形分割的不规则的春季气温分布区;春季气温的年际变化较大,且其变化趋势在逐年升高,平均每年升温0.12℃,在周期变化上形成了明显的14年长周期,其次是9年周期的气温变化;春季气温的变化主要受500hpa高空场的影响,温度高年处在高度场正距平、温度场正距平及OLR场正距平的控制之下;温度低年处在高度场负距平、温度场负距平以及OLR场负距平控制下;春季气温变化对物候影响较大,春季冬小麦及苹果生育期与春季平均温度呈显著负相关,且冬小麦生育期越后期其与春季温度的相关性越好。     

嫩江流域径流量多时间尺度特征分析

目前在全球气候变化与人类活动的双重影响下,陆地水文循环发生了深刻的变化,近50年来,嫩江流域径流过程发生了巨大变化,加剧了水资源的短缺和时空变异性,并带来一系列突出的水与生态环境问题.本文根据嫩江、石灰窑、同盟、江桥、大赉水文站1956年～2006年51a的径流资料,采用Morlet小波对嫩江流域径流序列进行了多时间尺度研究,结果表明:流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有8a、20a、45a多尺度的周期变化规律,且以45a尺度的年代周期信号最强,表明45a尺度的年代周期变化最为明显;嫩江、江桥气象站的降水周期与上述径流资料基本一致,说明降水的变化是流域径流演变过程的重要自然控制因素.     

极端干旱频率在华北地区的变化

本文利用1961—2010年华北地区国家基准站的逐日降水资料,采用一元线性方程回归、Mann-Kendall趋势检验法及突变检验法、EOF正交函数分解、小波变换、MF-DFA分形理论等分析方法,研究极端干旱频率在华北地区的变化,可得到如下结论:(1)从华北地区上空的极端干旱年际变化特征上可以看到,发现年平均降水量呈现逐年递减的趋势,极端干旱发生的频率呈逐年增加的趋势,平均而言10年增加0.011次;(2)从极端干旱发生频率距平值分析得出,在90年代极端干旱发生频率距平值处在均值范围以下,在00年代中后期至20年代前期极端干旱发生频率距处在均值范围以上,可称为极端干旱期,总体而言,其年代际变化差异性较大;(3)极端干旱发生频率存在3类尺度的周期变化规律、分别为2～6年的小尺度、6～11年的中等尺度以及6～18年的大尺度演变周期,且2005年为华北地区极端干旱发生频率一个突变年;(4)运用MF-DFA法预测华北地区极端气候事件的发展方向和程度,结果表明指数会持续上升,即在接下来的十年内华北地区出现极端干旱气候事件的可能性仍在增加。     

黄土高原长武县域植被变化季相趋势及影响因素

黄土高原地区植被生长改善情况已被广泛证实,评价县域季节尺度的植被覆盖变化及影响因素有助于针对性识别植被改善时空效果。本文基于2000-2012年MODIS NDVI数据和Sen+Mann-Kendall模型,对陕西省长武县季相植被覆盖变化趋势的影响因素进行分析,研究结果显示:①2000-2012年长武县的NDVI值呈波动上升趋势,增速为0.064/10a,其中2000-2004年增加最为明显;②长武县植被覆盖总体增加,呈减少趋势区域主要分布在城镇化和工业化快速发展的县城周边;平缓波动趋势区域在空间分布上较集中于北部耕地;③2000-2012年间长武县夏季植被改善情况最为显著;秋季植被改善状况次之;春季改善状况较夏秋弱,北部区域植被覆盖减少像元数增多;④气温和降水的变化促进了植被改善,其中在年际尺度降水为主要影响因素;在季相尺度春季降雨对植被生长具有最显著作用;月际尺度降水的改变对植被生长的影响较小,而气温因素对植被生长的影响较大。不仅退耕还林工程对长武县植被改善有积极影响,农用地撂荒对植被恢复的作用也值得考量。     

1972—2021年浙江省气温和降水变化的多时间尺度分析

本文利用浙江省68个国家气象站1972—2021年的年降水量和日平均气温资料,采用线性倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等数理统计分析方法,对浙江省近50 a来的气候变化特征进行研究。结果表明：(1)浙江省近50 a来,年均气温显著上升,气候倾斜率为0.39℃/10a;年降水量整体呈现小幅度的上升趋势,波动现象比较明显,气候倾斜率为38.339 mm/10a;(2)年均气温在1997年左右出现了1次明显突变,经历了1次低温到高温的转变;年降水量则在2010年左右出现明显突变,2010年是浙江省年降水量逐渐增加的开始;(3)小波分析结果显示浙江省近50 a来的气候变化的第一主周期为30 a;年均气温主要存在着24～32 a的长周期规律,短周期规律不显著;年降水量的震荡周期存在24～32 a、14～24 a、8～12 a、4～8 a的多尺度嵌套结构;(4)目前处于小波系数等值线气温高值中心及降水低值中心,等值线尚未闭合,预测未来一段时间将继续处于年均气温偏高、降水偏低的周期内。     

嘉善县降水与厄尔尼诺和拉尼娜现象的关系

通过研究分析1971-2020年嘉善县降水与厄尔尼诺和拉尼娜事件的关系可知,当发生厄尔尼诺事件时,嘉善县降水较常年偏少的概率更高,冬、夏季降水距平变化较春季更加明显,其中秋季降水正距平变化最明显.厄尔尼诺年时,冬季降水变化具有年代际特征,2000年以前降水较常年基本上偏少,之后则偏多.当发生拉尼娜事件时,嘉善县秋冬季降水量较常年偏多的概率更高,春夏季则相反,且冬、夏、秋季降水距平变化较春季更加明显.同时,嘉善县降水偏少的概率基本上集中在40％～60％,其中拉尼娜年春季嘉善降水偏少的概率稍高.通过皮尔逊xx2拟合方法检验可知,嘉善县降水与厄尔尼诺及拉尼娜现象间的线性相关不显著,即二者相互独立.