四川盆地东部近50年降水与旱涝时间序列分析

利用四川盆地东部地区8个国家基准气象台站1960~2010年逐日降水观测资料，运用线性分析、降水趋势系数等方法，分析了四川盆地东部年降水量以及季节降水量的时间序列变化趋势。在此基础上，通过Z指数法建立旱涝指数模型，结合Mexican Hat小波变换理论研究旱涝灾害在不同时间尺度上的周期振荡和变化规律，并对未来旱涝演变趋势进行判断。结果表明，四川盆地东部地区年降水量有弱减少趋势，各季节降水趋势差异较大，秋季明显减少，而夏、冬季有增加趋势。各季节旱涝灾害变化存在着不同的年际、年代际周期变化特征，不同的时间尺度周期具有不同的交替变化规律。春、秋季节旱涝存在6 a和10 a左右周期振荡，近期6 a周期振荡显著。夏季现处于20 a左右尺度上降水稳定性较差的偏涝期内，易发级别高、灾情重的洪涝灾害。秋季近期仍处于10 a左右尺度周期的干旱期，并将逐步向下一个偏涝期过渡     

1961~2015年西南地区降水及洪涝指数空间分布特征

利用西南地区98个气象站连续完整的日降水序列数据，整合降水强度、持续性指数及等级指数形成降水指数体系并研究该区域降水及洪涝指数的空间分布特征，得到以下主要结论：（1） 1961~2015年，西南地区年降水量（PRCPTOT）与极端降水量（R95PTOT）都呈现出“东多西少、南多北少”的分布形态；持续降水日数（CWD）则表现为“南高北低、西高东低”的分布格局。区域多年平 均PRCPTOT、R95PTOT、CWD分别以-13.12 mm/10 a、1.34 mm/10 a、-0.29 d/10 a的速率变化。（2）西南地区不同等级降水日数具有相似的空间分布特征，均呈现出“南高北低、东高西低”的分布形态。（3）西南地区洪涝强度指数呈由东北向西南递减的分布特征；降水总量越多的地区，洪涝强度反而越低，主要由于单站洪涝强度表征的是降水的波动情况，降水量越多波动越不明显。21世纪以来，该 地区洪涝等级以重级为主，2010年以来连续多年出现特重级洪涝。此外，洪涝强度越大，区域性年度灾害等级越高。该研究对于掌握西南地区极端气候变化规律，从而服务于防灾减灾具有一定的理论意义。     

环洱海地区气候变化特征研究

环洱海地区是云南省具有高原湖泊生态脆弱区、民族文化多元融合区和乡村经济发展活跃区等多重叠合特征的典型区域,是全球气候变化影响的敏感区和脆弱区。以环洱海地区1951~2014年6个基本站点的逐年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、降水量、最大日降水量和日降水量≥0.1 mm日数资料为基础。采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和R/S分析等方法,研究了环洱海地区气候变化规律。结果发现:自1951年以来,环洱海地区年均气温和极端最低气温呈现出升高的趋势,而极端最高气温则呈现降低的趋势,变化速率分别为0.07℃/10 a、0.03℃/10 a和–0.14℃/10 a,对于年降水量、最大日降水量和降水日数而言,三者均为减少趋势,速率分别为–12.85 mm/10 a、–1.09mm/10 a和–1.73 d/10 a;环洱海地区年均气温、极端最高和极端最低气温均没有发生突变,年降水量和降水日数在2010年发生了一次减少突变,而最大日降水量则没有检测到突变的年份;环洱海地区年平均气温和年降水量在长时间尺度上的周期性变化最为显著,分别存在30 a和33 a左右的周期变化,并贯穿整个研究时段,而短时间尺度上的周期变化局域性特征突出;从未来演变趋势来看,年平均气温和极端最低气温将维持升温趋势,而极端最高气温则将持续降低趋势,年降水量继续减少的趋势未来将会逆转,但最大日降水量和降水日数两者将持续减少的概率更大。     

我国南方地区50 a冬季降水和相对湿度特征分析

根据中国地面气候日值数据集资料，利用气候趋势系数、气候倾向率等方法，研究了我国南方地区冬季50 a降水和湿度的时空变化特征，并运用基尼系数对降水均匀性的空间分布进行了分析。结果表明：降水和相对湿度分布皆自西北向东南递增，最大中心位于长江以南附近内陆区域，最小值基本位于高原。降水强度整体呈现增加趋势，在沿长江附近区域以及云南部分地区增强明显，最大气候倾向率为1.0 mm/d/10 a左右，有明显的突变时间，为1979年；降水量呈微弱的增加趋势，其中云贵和川渝局部区域降水量呈减少趋势，为-3 mm/10 a左右，没有明显的突变时间；降水日数在长江以南局部区域及云贵区域显著减少，其中云南的西南地区为最小气候倾向率-10 d/10 a，明显突变时间为1980年；相对湿度表现出一定的局地增减趋势，长江以北（南）主要呈微弱增加（减少）趋势，云南南部减小趋势显著；相对湿度和降水呈明显的正相关，其中与降水量和降水日数相关系数高达0.784、0.753。降水量基尼系数的空间分布与降水分布相似，只是降水分布的大（小）值中心为基尼系数小（大）值中心，不同年代及冬季不同月份的降水量基尼系数大（小）值区域范围有所增减。总的来看，我国南方冬季中部和东部大部分区域为降水均匀区，西南高原区域为不均匀区。 关键词： 南方地区；冬季；降水；相对湿度     

1961～2010年华中区域降水变化特征分析

收集1961～2010年华中区域239个气象站点,选择通过均一化检验的233个站点作为研究对象,系统分析了近50a华中区域降水变化特征。结果表明:1961～2010年华中区域年降水量无明显的增减趋势,20世纪60年代降水接近常年,90年代降水偏多,70～80年代、21世纪初降水偏少。降水纬向分布特征比较显著,由南向北逐渐递减,且空间分布不均匀。年降水日数减少趋势显著,减少速率为3.4d/10a。1989年以后区域降水量增加明显,2006年以后降水减少,同时存在2a左右周期振荡;降水日数在1986年以后减少明显。春、秋季降水总体减少,减少速率分别为5.4、12.2mm/10a;夏、冬季降水总体增加,增加速率为15.9、6.3mm/10a。四季降水日数的变化速率分别为-1.4、0.2、-2.1、-0.1d/10a。     

近50年来四川干能见度霾日数及消光系数时空变化特征

利用四川省147个气象观测站1961～2010年能见度、相对湿度、降水等观测资料，分析了四川省近50 a来干能见度的时空变化特征，以及四川盆地霾日数和干消光系数的变化趋势。结果表明:四川盆地及盆缘区域干能见度较差（12~20 km），而西部高海拔山区较好(40~50 km)，与青藏高原接壤的地区最好(＞50 km)。从20世纪70年代到20世纪末，四川盆地的干能见度呈现明显减少趋势，而川西高原的干能见度却出现显著增加趋势；21世纪近10 a来四川干能见度变化趋势趋于停止。近50 a来，有544%台站出现干能见度减少趋势，且主要集中在盆地和攀枝花地区；另有456%台站干能见度有增加趋势，且多集中在高海拔山区。四川盆地的干消光系数和霾日数的变化趋势较为一致。干消光系数1996年之前迅速增加，1996年以后有小幅度的减小，增加的气候倾向率为003/10 a，霾日数的增加速率为104 d/10 a。能见度下降、消光系数和霾日数增加与人为排放污染物浓度增加有密切关系     

近51年川滇地区气候暖干化与旱涝灾害趋势判断

为揭示川滇地区气候特征与旱涝灾害趋势，以川滇地区70个气象站点1961～2011年的逐月气温、降水资料为基础,采用线性回归、五年滑动平均、M K突变检验、反距离加权空间插值、Z指数法、Morlet小波变换等方法，对川滇地区气候变化特征与旱涝灾害进行了分析。结果表明：近51 a川滇地区气温以021℃/10 a的速率增加；降水量以1076 mm/10 a的速率减少；尤其是20世纪90年代末期以来正经历着以增温和变干为趋势的气候变化特征，气候暖干化趋势明显。近51 a川滇地区年旱涝灾害总的趋势是向干旱发展，以2000年为转折点，2000年以前该区多涝灾，2000年后多旱灾，这与该区的气温与降水变化一致，气候暖干化的结果直接导致了旱灾加剧。川滇地区春、冬两季旱涝年际周期变化规律强，Z指数呈上升趋势，降水量增加；夏季旱涝周期变化十分显著，旱涝灾害程度加剧，干旱化趋势明显；秋季旱涝变化周期性不强，呈弱干旱化趋势发展     

近47年云贵高原汛期强降水和极端降水变化特征

利用云贵高原159个常规气象站1961～2007年汛期（5～10月）逐日降水量，用百分位法定义站点强降水和极端降水阈值，对强降水和极端降水事件进行了分析研究。结果表明：云贵高原汛期强降水和极端降水阈值地理分布差异较大，与汛期降水量关系不大，而与站点海拔高度显著负相关；1961～2007年汛期降水量变化趋势不明显，但降水日数显著减少，降水有集中的趋势；强降水量和极端降水量具有与汛期降水量相似的年际波动特征，极端降水与汛期降水的相关高于强降水；以强降水量和极端降水量与汛期降水量的比重表征事件的强度，两者均呈显著增加的变化趋势，并在1990年代初期发生了显著增加的突变；强降水和极端降水与夏季季风强弱变化显著负相关。     

长江流域极端降水过程事件的年内分布特征

使用长江流域142个站1960～2009年逐日降水量资料，通过定义度量极端降水过程时空聚集程度的参数--极端降水过程事件聚集度和聚集期，并采用主成分分析、Morlet小波分析方法，研究了长江流域极端降水过程事件的年内分布特征。结果表明：长江流域上游极端降水过程事件主要聚集在7月上旬，出现相对比较集中，且聚集度和聚集期年际变化小；中下游则主要聚集在5月中旬至6月下旬，出现比较分散，聚集度和聚集期年际变化相对较大。极端降水过程事件聚集度和聚集期的主要空间异常模态分别表现为东南与西北反向和南北反向的变化特征；其区域平均序列分别呈上升和下降趋势，并分别在13 a和10 a尺度上周期震荡明显，表明长江流域极端降水过程事件的发生有趋于集中和提早趋势     

西南地区不同地形降水稳定同位素特征及其水汽来源

为阐明西南地区不同地形对于降水稳定同位素的影响以及各个水汽团在地理上的分界线，选取四川盆地、云贵高原、青藏高原东部及横断山脉3个地区共10个研究点作为本次研究的对象，分析了西南地区大气降水中δD、δ18O的时空变化特征，并初步建立了3个地区大气降水线，探讨了降水稳定同位素与温度、降水量及水汽来源之间的关系，并利用HYSPLIT4.9模型分析追踪冬夏半年降水事件的水汽来源及运移路径。结果表明：西南地区降水稳定同位素存在显著的高程效应；δ18O=-0.0028H-3.93,R=0.89，降水中δ18Ｏ和δＤ值表现出由四川盆地-云贵高原-青藏高原东部与横断山脉地区逐渐贫化的趋势，季节变化规律特征为冬半年整体偏重，而夏半年整体偏轻。同时西南地区除昆明与成都地区外，d值整体上表现出夏低冬高的特征，符合我国季风降水影响区域的特点。3处地区大气降水线（LMWL）与全球大气降水线（GMWL）相比，四川盆地、青藏高原东部及横断山脉地区斜率与截距明显偏小，而云贵高原斜率与截距偏大，其主要与水汽凝结时温度、蒸发条件、水汽来源以及输送方式有关。温度效应和降水量效应在不同地区主导性存在差异，四川盆地地区、云贵高原地区、青藏高原东部以及横断山脉地区整体上不存在温度效应，存在显著降水量效应。西南各地区主导型水汽团也存在差异性，通过对不同地区冬夏季风期间主导型水汽团初步分析，受单一性水汽团影响的区域主要分布于西南部与东北部，而受多种水汽团影响的区域主要分布于西北部与东南部；贵阳-安顺一线处于西太平洋水汽团与孟加拉湾水汽团交界处，成都-卧龙-黄龙一线处于西太平洋水汽团与西风带水汽团的交界处。 关键词： 大气降水；稳定同位素；水汽来源；不同地形；西南地区     

气候变化对洪湖湿地的影响

气候变化影响着湿地生态系统。在全球气候变化的背景下，洪湖湿地区域气候也发生了明显变化。通过对洪湖周边4个站点1961~2004年的气象数据分析，从气象学和生态学的角度探讨了气候变化对洪湖湿地的影响。结果表明20世纪60年代以来，洪湖湿地区域气温有显著升高趋势，气温增加倾向率为0264℃/10 a；年降水量有微弱升高趋势，增加倾向率为49964 mm/10 a；降水量夏季和冬季有升高趋势，但是春季和秋季有减弱趋势。气候要素的综合变化使洪湖湿地区域湿润系数具有降低趋势。气候变化造成洪湖湿地面积萎缩、水位降低，同时造成了生物多样性降低和生物入侵，降水格局的变化改变了湿地水文状况，加剧了湿地的生态不稳定性。研究结果为湿地恢复重建和本区湿地生态安全提供了科学依据.     

西南5省市极端气候指数时空分布规律研究

利用西南5省市的33个气象站,采用M-K检验和滑动t检验等方法对极端气候指数的时空分布规律进行分析。结果表明:在时间尺度上,西南5省市60a来极端降水指数除PRCPTOT和CDD外均呈现出较弱的上升趋势,表明虽然该地区降水总量略有减少,但最大日降水量和降水强度却有所增加;极端气温指数中TN10、TX10和DTR呈现出明显的下降趋势,其他7指数均呈上升趋势,表明西南5省市有变暖的趋势,且昼夜温差变小;极端降水指数多在20世纪90年代以后发生突变。在空间尺度上,西南5省市与降水量相关的极端降水指数呈现出西北到东南递增的分布规律,四川和云南部分地区处于低值区,而其连续干旱日数(CDD)却处于高值区,因此这两省的干旱风险较高;极端气温指数分布规律不明显,冷、暖系列指数表明云南省气温最高,贵州省最低,结合气温日较差(DTR)和暖期持续天数(WSDI)分析发现云南省发生极端气候事件的风险较大。     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

三江源地区1961~2005年气温极端事件变化

利用三江源地区11个气象台站1961~2005年逐日最高气温和最低气温资料，分析了三江源地区极端高温和极端低温的变化趋势。研究表明：近45年来，白天和夜间温度极端偏高的日数明显增多，分别以26 d/10 a和44 d/10 a速度在增加;白天和夜间温度极端偏低的日数显著减缓，分别以41 d/10 a和85 d/10 a的速度显著减少;年极端低温和极端高温分别以042℃/10 a和029℃/10 a的速度增加;白天和夜间温度极端偏高的日数增加主要发生在冬季和夏季，而白天和夜间温度极端偏低的日数减少主要发生在春季和秋季，夜间温度极端偏低的日数减少趋势最为明显;长江源地区极端气温变化对区域增温的响应更为敏感。     

1961~2010年大渡河流域极端降水事件变化特征

基于大渡河流域1961~2010年逐日降水数据资料,运用Mann-Kendall非参数检验、Morlet小波分析法,分析了近50a来大渡河流域极端降水事件的时空变化特征。结果表明,大渡河流域的极端降水指数均呈现出相对稳定的波动增加;多年平均值均呈现出由西北向东南方向逐渐增多的分布特征,变化趋势的空间分布存在着区域差异:除强降水日数外,其他极端降水指数均呈现下游增加,上游减小的变化趋势,大渡河流域极端降水与年降水量变化趋势密切相关。大渡河流域各指数突变特征不一致,1d、5d最大降水量突变年集中在1974~1976年前后;强降水日数、极端降水量及极端强降水日数发生突变的年份分别为1984年、1979年及1977年,且突变后呈现明显的增大趋势。大渡河流域极端降水指数周期特征较复杂,但普遍存在5~10a的年际振荡周期和20~25a的年代际振荡周期,且25a是最强的主周期。     

长江流域极端降水的区域频率及时空特征

以长江流域130个气象站点1965~2014年的日降水量资料为基础，应用线性矩以及各种统计检验和空间分析技术对流域极端降水进行区域频率分析和时空特征描绘。研究表明：（1）应用模糊C均值分类和异质性检验，整个长江流域的年最大1、3、7和10日降水序列均可划分为7个一致性子区域。拟合优度检验表明，广义极值分布（GEV）和广义正态分布（GNO）为大部分区域极端降水序列的最佳分布；（2）使用考虑站间依赖性的Monte Carlo模拟评价极端降水增长曲线和分位数估计值的精确性，与站点绝对独立的情况相比，其均方根误差（RMSE）变大，90%的误差界也变宽；（3）每个一致性区域的区域增长曲线及其90%的误差界表明，当重现期小于100年时分位数估计值具有较高的可靠性，在四川盆地和长江中下游地区发生极端降水事件的可能性比较大，易发生高风险洪涝灾害；（4）重现期为100年的极端降水空间分布格局表明，从长江上游到下游的极端降水量逐渐增加，导致长江中下游流域更容易遭受洪涝灾害，这一结果与其区域增长曲线相一致。     

三峡库区汛期极端降水非均匀性特征

利用极端降水量集中度和集中期讨论三峡库区汛期极端降水量的非均匀性分布特征。结果表明: 三峡库区极端降水量空间分布表现为西南部和东北部地区相对较少，中部、东南部相对较多。库区汛期极端降水集中度和集中期的空间差异不大，集中程度总体较差，东北部和西部地区极端降水相对集中，中部相对分散。库区极端降水主要集中在6月底和7月上中旬，东北部和西部偏西地区集中期相对较晚，中部地区集中期相对较早。库区汛期极端降水量的分配状况与同期极端降水量存在较好的关系，即极端降水量越少，则极端降水量越集中、集中期越早；反之极端降水量越多，则极端降水量越分散、集中期越晚，尤其是在库区东北部地区最为显著。三峡库区蓄水后极端降水集中程度在空间上一致性较好，表现为蓄水后更为分散；极端降水量和集中期则在空间上差异显著，大致表现为蓄水后东北部极端降水增加并延迟；西南部极端降水减少并提前     

滇中高原区降水量50年的时空变化

根据云南境内滇中高原区的昆明、楚雄、大理、玉溪、蒙自、马龙等30个气象站自建站20世纪50年代～2010年的逐月降水量,逐年最大1h、6h、24h降水量等资料,采用Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波变换分析等对各站不同时间尺度的降水量变化趋势进行分析检验。结果表明,自有观测记录以来各站的短历时最大1h、6h、24h降水量普遍呈增大趋势。而月、夏季、年降水量序列则有增有减,高原上宾川-祥云、元谋、蒙自-建水等各个传统的干旱区降水量都是持续增加,干湿季节的差异性在缩小,特殊地,马龙的短历时降水(最大1h、6h)显著地增大,但其最大月、夏季和年降水系列都为减少的相反趋势。总体上,最大1h、6h、24h降水量呈4(或7)、23a的周期性,最大月、夏季、年降水量则呈6、21a的周期性。全球气候变化趋势的不可逆转性,使滇中高原区极端降水事件发生的频次不仅越来越多,其变化幅度也在呈增大趋势。     

安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响

为进一步了解安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响，以安徽省沿江地区12个棉花主产市、县气象观测站1961～2010年逐日平均气温、降水量和日照时数气象数据为基础，采用线性趋势法和Mann Kendall非参数检验法，分析了平均气温、≥10℃积温、降水量、日照时数等气象要素的变化特征，并讨论其变化对棉花气象产量的影响。结果表明：近50 a，安徽省沿江地区棉花生长季平均气温和≥10℃积温均呈明显增加趋势(P<001)，平均每10 a分别增加016℃和3713℃·d；降水量无明显变化趋势(P>005)；日照时数显著减少(P<001)，平均每10 a减少4692 h。棉花气象产量与生长季降水量、日照时数呈极显著相关关系，与平均气温、≥10℃积温相关不明显；平均气温、≥10℃积温和日照时数的增加均有利于棉花产量的提高，而降水过多不利于棉花产量的形成     

1960~2010年长江流域极端降水的时空演变及未来趋势

本文采用长江流域内分布较均匀、无缺测站点的1960~2010年逐日降水资料，借助趋势和突变分析、R/S分析和水文频率分析等方法，研究该流域极端降水的时空演变特征和未来趋势。结果表明：（1）长江流域区域平均气候平均降水量（PAV）、简单日降水强度（PINT）、强降水贡献率（PQ95）、强降水阈值（PF95）、最大1日-10日降水量（PX1D-PX10D）基本均呈上升趋势，中下游各极端降水指数均大于上游，同时，中下游的各指数年际变化比上游更剧烈。（2）PAV与PF95的空间分布类似，但前者在流域中部地区下降、两侧上升，而后者为中部上升、两侧下降；PINT与PQ95的空间分布相似，均为大部分地区呈上升趋势，仅西北部下降。PX1D-PX10D总体上以上升为主，但随着持续时间的增长，下降的区域有明显的扩大，而上升的区域有明显的缩小。（3）未来长江流域极端降水将以现有趋势继续发展，并将以上升趋势为主，流域洪涝灾害风险加大。（4）遂宁站PX1D、安化站PX10D极端降水的频率分析表明，直接采用整体数据计算设计降水量会使结果偏于不安全，对于较长重现期的设计降水表现更显著，因此对于极端降水量发生显著变化的情况需要深入研究，探讨更好的设计降水估计方法。