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     

降水量时间序列变化的小波特征

利用小波变换对降水量时间序列的多时间尺度变化及突变特征进行了探讨。小波变换不仅能将降水量时间序列的频率特征在时间域上展现出来，清晰地给出各种时间尺度的强弱和分布情况以及早涝变化趋势和突变点，而且还能分析出其主要周期。以新安江流域黄山地区主汛期(5—7月)和年降水量为例，计算表明，其年际及年代际时间尺度在时域中分布不均匀，具有明显的局部化特征；同时分析出主汛期降水具有8年、19年左右的周期，年降水存在6年、19年左右的周期；研究还表明，主汛期降水与年降水的时间尺度变化比较接近。     

云南不同量级降雨下的降雨侵蚀力特征分析

为研究云南省及5个子区域年降雨侵蚀力和各量级降雨侵蚀力的时空变化特征,基于云南120个站点近43a逐日降水资料,利用Man-Kendall趋势检验、Morlet连续复小波变换分析等方法进行系统分析。结果表明:各区域大雨侵蚀力在年降雨侵蚀力中起主导作用;年内各月降雨侵蚀力滇西北基本以大雨侵蚀力为主,其余区域干季以中雨侵蚀力为主,雨季以大雨侵蚀力为主;各量级降雨侵蚀力表现出降雨量级越大,季节性越强,集中程度越高的特征;各区域中雨侵蚀力相对变化呈减少趋势,其余量级降雨侵蚀力变化趋势以减居多;暴雨侵蚀力相对变化程度最强,大雨和中雨侵蚀力相对较缓;滇西北年降雨侵蚀力、大雨和中雨侵蚀力以9a左右时间尺度为主震荡周期,其余区域主震荡周期多为18~21a左右,暴雨侵蚀力主震荡周期在各区域存在一定差异。     

集合经验模态分解在长江中下游梅雨变化多尺度分析中的应用

基于长江中下游流域5个梅雨监测站1961~2012年的日数据,利用集合经验模态分解（EEMD）方法,对研究期内梅雨时间序列进行多尺度的分析,探讨其在不同时间尺度上的振荡模态结构特征。结果表明：近50多年来,长江中下游梅雨变化呈现出显著的年际和年代际尺度振荡特征,在年际尺度上表现出准3 a和6 a的周期变化,而在年代际尺度上显示准13 a和24 a的周期变化;各分量方差〖JP2〗贡献率显示,年际振荡在梅雨长期变化中占据主导地位;自1961年以来,EEMD分解的梅雨长期变化趋势表现出先增加后减少的倒“U”型特征,其中1961~1985年呈上升趋势,1985~2012年呈下降趋势,尤其是在2000年之后的下降趋势最为明显。由此可以看出,EEMD能够有效地揭示梅雨长期序列在不同时间尺度上的变化规律,可用于诊断非线性、非平稳性信号变化的复杂性特征     

长江上游流域水位长期变化特征分析

长江上游地区的水能资源对于我国能源发展具有重要意义,研究长江上游水文的周期和突变规律,可以提前预防旱涝灾害给农业带来的损失.利用线性回归方法对长江上游清溪场水文站的水位资料进行插补延长,然后用小波分析方法和Mann-Kendall方法对三峡大坝蓄水前的1890～2002年旱季1～3月份和雨季6～8月份的水位序列的周期性、阶段性和突变特征进行了比较分析.结果 表明:(1)旱季水位在1890～ 1940年偏高,1940～2002年偏低;雨季水位在1965年以后持续偏低.(2)清溪场水文站旱季的水位存在5～8年的年际变化主周期,其中1900～1950年间5～8年的周期变化是显著的;清溪场水文站雨季水位的主周期为35年左右的年代际变化周期,1940～1960年存在8年左右的年际变化显著周期.(3)旱季水位在1933年发生突变,1933年以后水位由高向低转变,1940年以后水位持续偏低;雨季水位在1957年以后水位由高变低,1965年水位下降趋势加大,到1993年雨季水位显著降低,1997年以后雨季水位有升高的趋势.(4)长江上游流域面雨量与清溪场水位变化趋势相一致,明清小冰期东亚夏季风偏弱长江上游气候偏湿润水位整体较高,20世纪30年代、40年代全球气候相对变暖而东亚夏季风偏强,导致雨带偏北,长江上游气候转而偏干水位整体偏低.     

基于小波分析与Mann-Kendall法的上海市近12年空气质量变化

综合应用小波分析和Mann Kendall非参数检验方法,对上海市近12 a PM10、SO2和NO2逐日空气污染指数序列进行分析,揭示了空气污染变化的多尺度特征、变化趋势和突变特性,以深入了解上海市空气质量状况。结果表明：PM10、SO2和NO2污染序列呈现多尺度的变化特征,具有1 000 d和300 d左右的中、小时间尺度周期。在小尺度上,各序列具有300 d左右的主周期和30 d左右的次周期。空气污染具有“冬重夏轻”的特征,冬季和春季是污染比较严重的时段;2007年夏季以来,空气质量总体趋于好转。近12 a来各序列均呈显著的减少趋势;PM10序列突变开始于2006年7月3日前后,SO2于2010年3月21日前后,NO2则于2006年4月18日前后;突变后,各序列基本均呈显著的下降趋势。最后,提出了未来改善上海市空气质量的相关建议。     

秦巴山区降雨侵蚀力时空变化特征

降雨侵蚀力时空变化特征的研究对区域土壤侵蚀风险评估及水土保持规划具有重要的意义。利用秦巴山区及周边地区共63个气象站1961~2016年的逐日降雨量数据计算各站的降雨侵蚀力，借助Kriging空间插值法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验等方法分析了秦巴山区降雨侵蚀力的时空变化特征。结果表明：秦巴山区年均降雨侵蚀力为3 696 MJ·mm/(hm²·h·a)，年内变化呈单峰型，7月最大，占全年的26.6%；四季中，夏季最大，冬季最小。代际间，20世纪80年代的降雨侵蚀力最大，90年代最小。年际间，年降雨侵蚀力存在明显的阶段性，但未表现出显著的趋势性和突变性特征。秦巴山区多年平均降雨侵蚀力呈南高北低的分布格局，不同地区年均降雨侵蚀力变化于787~8 858 MJ·mm/(hm²·h·a)之间；整体而言，年降雨侵蚀力随纬度增加而减小，随海拔升高而减小。     

雅鲁藏布江中游河谷气温时序变化的小波分析

通过对雅鲁藏布江中游河谷地区拉萨、日喀则、江孜和泽当等4个气象站1957～2007年逐日气温资料进行等权平均取值，采用气候倾向率和小波分析法，研究了不同时间尺度下近51 a气温变化趋势及周期特征。结果表明：近50 a年平均气温倾向率为0.27℃/10 a，高于西藏地区平均值。气温变化以秋、冬季较显著，夏季气温增长最不明显。年与各季气温变化均存在15～20 a时间尺度上的周期性震荡，突变点在1987年左右，总体表现为1987年前气温偏低，1987年后处于偏高期。春、秋、冬季在1975年左右存在一个升温期，但夏季较明显的升温期却在20世纪80年代中期。
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三峡库区近百年来气温变化特征

利用1924～2011年重庆和宜昌站气温资料，分析了三峡库区近百年来气温变化特征。结果表明：从线性趋势、年代变化、突变和周期分析表明近88 a重庆和宜昌气温的变化特征是比较一致的，两段显著偏暖的时期分别是20世纪20年代中期至40年代和20世纪90年代中期至今。用重庆和宜昌站的平均来代表三峡库区，库区气温阶段变化与重庆、宜昌站基本一致，20世纪90年代中后期至今出现的显著增温现象迟于我国1986年前后开始的普遍增温。库区各季节气温变化存在差异，4个季节最近一次增暖主要集中在20世纪90年代中期或中后期。近88 a来三峡库区年平均气温发生两次突变， 1947年左右突变为降温趋势； 1996年左右突变为增暖趋势。三峡库区年平均气温2～4a周期变化最为显著，4 a左右的周期1980年代后期开始显著。1920年代到1980年代存在的16～20 a的年代际周期，但能量较年际周期弱。近88 a三峡库区与全球气温变化存在较大差异，最近一次显著增暖时间比较，三峡库区比全球滞后约10 a     

近52年来洞庭湖流域气象干旱的时空分布特征

基于洞庭湖流域84个气象站点1962~2013年的逐日气象资料,利用综合干旱指数(CI)对洞庭湖流域气象干旱的时间和空间特征进行分析。结果表明:在过去52 a,区域性干旱强度较强的时段以夏季、秋季、夏秋和秋冬时节为主;区域干旱强度在春季、夏季、夏秋、冬季呈上升趋势;秋冬时节和年干旱强度变化不明显;春夏时节、夏秋时节、秋冬时节和冬春时节的平均干旱强度比春、夏、秋、冬单个季节的平均干旱强度大。小波分析表明,区域干旱强度的周期以10a为主周期,5 a和22 a为次周期。近52 a来,历年干旱站次比主要集中于10%~30%之间,多表现为区域性干旱,以夏季和秋季的干旱范围较大;干旱频率高发时期主要为夏季、夏秋时节和秋季。干旱频率高发地主要以流域的南部山地和北部的洞庭湖平原为主,西北部的山地发生干旱相对较少,衡邵盆地随季节变化干旱频率易发生高低值转换。     

1960～2017年汉江流域气象干旱时空特征分析

基于汉江流域13个站点1960～2017年的逐月降水和平均气温资料,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析汉江流域气象干旱时空特征,并结合大气环流指数讨论该流域气象干旱成因.结果表明:(1)汉江流域SPEI数值具有3～4年的主周期,表现出干湿交替的状态.(2)年尺度下,轻旱和中旱发生频率在5％～24％,且西部地区较高.春季,多轻旱和中旱发生且频率在6％～19％;夏季,轻旱频率中部高于四周,最高地区频率在20％～28％;秋季,中部地区干旱频率较高;冬季干旱频率普遍高于10％但以轻旱和中旱为主.(3)年尺度下,汉江流域SPEI值以0.0021/a的速度降低,说明全球变暖对流域年际干旱情况影响很小;春季和秋季SPEI值与MEI、SOI显著相关,相关系数绝对值在0.271～0.422之间;夏季SPEI值与EASM显著相关,相关系数绝对值在0.261～0.498之间;冬季SPEI值与AO、NAO显著相关,相关系数绝对值在0.220～0.281之间.     

基于RDI指数的云南1960~2013年#br# 旱涝变化特征分析

利用云南省40个气象站逐日降水量和蒸发量数据，采用RDI指数研究云南旱涝灾害的时空分布特征。结果表明：云南年际、季节旱涝与历史记录十分一致，1960~2013年云南年RDI指数呈下降趋势，表现为变干趋势，但不显著；2001年以前发生雨涝年的强度和站次比较干旱年明显，在此之后，发生干旱年的强度和站次比较雨涝年明显。季节尺度上，春季呈显著的变湿趋势，夏、秋、冬季呈不显著的变干趋势；春、夏季分别突变于1980年和1965年。从空间分布上来看，年、夏、秋、冬季整体以滇南和滇东北呈变干趋势，而滇西北呈变湿趋势；春季除滇东北外，其余区域均呈变湿趋势；年际、季节干旱频率以滇西北、滇西南、滇东南较高；年、春、夏、秋季重旱频率以滇中和滇东十分突出；年、夏、秋季特旱频率均以滇东北十分突出，春季滇中和滇东北极易发生特旱；冬季以滇中重旱频率较高，特旱极易发生在滇西北、滇西南、滇东北。年际、季节雨涝频率以滇西、滇东南较突出。年重、特涝频率以滇西南十分突出；春季重涝频率以滇西南和滇中较突出，特涝频率以滇中和滇东南较突出；夏季重、特涝频率均以滇西北较高；秋季重涝频率以滇西北较高，特涝频率以滇东南较高；冬季重涝频率以滇东南较突出，特涝频率以滇西北较高。 关键词： 云南省；RDI指数；旱涝变化趋势；时空特征     

淮河流域近50年降水异常及其大尺度环流特征

根据国家气象中心整编的全国714站月平均降水量资料，运用REOF分析、Morlet小波分析、差值分析等方法，通过对淮河流域代表站点的选取，分析了1960～2009年淮河流域降水的趋势变化特征、周期特征，以及多雨、少雨年的大气环流异常特征。结果表明：（1）淮河流域年降水总量呈缓慢增长趋势，20世纪80年代初期由负距平转为正距平。冬季和夏季降水量呈显著增长趋势，春季和秋季降水量呈显著减少趋势，80年代前期为降水变化的转折期；(2)淮河流域夏季降水存在准3 a的显著振荡周期和准10 a的次显著振荡周期，同时在60～90年代还存在准6 a振荡周期；（3）淮河流域多雨年，500 hPa经向风偏强且范围广，850 hPa上从孟加拉湾经南海向华东地区的水汽输送明显偏强，在江苏、安徽地区有水汽的正涡度辐合区；少雨年，经向风偏弱，华东地区方向的水汽输送明显减弱；（4）多雨年与少雨年的500 hPa风场差值场、高度场差值场分析表明，多雨年贝加尔湖西部和鄂霍次克海地区阻塞高压活动频繁，东北冷涡异常活跃，副高偏强，3者共同作用使得降水偏多。500 hPa温度场差值场分析表明，多雨年中国东部、华北和东北地区冷空气偏强，同时南方大部分地区暖空气也偏强，冷暖空气共同作用使降水偏多     

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     

安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素

利用安徽省78个气象台站1961～2009年逐日雷暴资料，统计出历年各站雷暴日数并建立时间序列，通过趋势分析、EOF分析、小波分析、MK突变检验等方法对安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明：安徽省雷暴日数存在显著的减少趋势；空间分布为南部多于北部，山区多于平原；季节分布为夏季最多，春季次之，秋季相对较少，冬季很少出现雷暴；初雷日期推迟而终雷日期提早，雷暴期有缩短趋势；安徽省所有台站的雷暴日数均在减少，其中江淮之间西南部及皖南南部减少的幅度最大；雷暴日数EOF展开前3个模态累积方差贡献达987%，第一模态为全省一致型，第二模态为南北相反型；雷暴日数存在10~12年和2~3年左右的周期，在1976年存在一次显著突变；雷暴的时空变化与大气环流、纬度、地形、季节等因素有关     

汉江流域1960~2014年降雨极值时空变化特征

深入研究降雨极值的时空变化规律和特点，有助于提高应对极端灾害的能力。通过构建PDS/GP模型，并引入降雨极值变化指标，结合统计检验分析汉江流域15个气象站点1960~2014年春、夏、秋季以及全年月降雨超定量系列的年际变化特征；利用复杂网络理论的聚类系数和节点度，结合各站点在典型年份春、夏和秋季的降雨极值变化指标，分析月降雨极值的空间分布特征。分析结果表明：从时间上看，汉江流域月降雨极值年际变化的季节性差异较大，近55 a没有明显的一致性变化趋势。受季风气候影响，夏季的月降雨极值年际变化与春、秋季相反，而秋季的变异指标年际波动最大。从空间上看，受季风气候、下垫面条件和人类活动等多种因素的综合作用，中下游月降雨极值变化的差异性要高于上游。随着相关阈值的增大，流域站网总体关联度有所降低。相同阈值下的结果表明空间上相邻的站点其关联性差异较大，部分相距较远的站点具有更大的关联性，分析结果可为降雨极值的空间插值提供参考。     

南京市不同时间尺度温度变化特征

利用南京市1951～2005年的气温资料，研究了南京市不同时间尺度的气温变化特征。结果表明：1951～2005年，南京市温度的年变化呈现上升趋势，年平均最高温度的上升幅度较年平均最低温度高，温度日较差（DTR）的年平均值为下降趋势，1992年可作为近55a南京地区冷暖期的转折点。温度的季节变化也多数呈现上升趋势，四季的平均气温增暖幅度最大是春季，最小的是夏季；四季的平均最高气温与平均最低气温多数都表现为上升的趋势，只有夏季的平均最高温度表现为下降的趋势。因此，近55a南京市在温度总体呈现上升趋势的情况下，夏季有变凉的趋势。四季的DTR的变化中，只有春季为上升趋势，其余季节都是下降的趋势。极端年份的日平均温度变化趋势基本一致，但各年份的DTR变化趋势却不相同。     

1961~2013年长江三角洲地区霾日季节特征及变化分析

选取长江三角洲146个观测站1961~2013年的地面观测资料,分析了霾日季节性的年际、年代际长期变化及空间分布规律。结果表明,长江三角洲霾多发时段随年际增长逐渐由冬季蔓延至春季,秋季和夏季。长三角平均霾日的季节变率从60~70年代的72.5%~78.5%,80年代跌至61.2%,到90年代跌至55.3%,而在本世纪的13 a低达52.3%,体现了长三角霾日变化季节性的年代际特征,即近53 a季节差异在不断减小,霾趋于常年化发生。霾日季节性的空间分布及年际变化特征还表明:近53 a长三角霾日呈持续上升趋势,1980年以前的2个年代增长缓慢,并维持低霾日水平,尽管1980年以后仍然增长缓慢,但维持多霾日的较高水平。霾日高发区域主要集中在南京-镇江一带、上海西南部地区、湖州-杭州-绍兴-金华一带、宁波西北部地区,高值中心依次为金华西北部兰溪市的70.2 d,江苏南京市的 40.0 d,上海金山的38.0 d以及宁波余姚市的35.5 d。长三角中部的霾日年增长率整体低于南部和北部地区,江苏中部及南部、浙江南部及东部沿海、安徽东南部地区是霾日年际增长高值区。长三角霾日年际变化趋势以夏季增长率最高,其次是秋季、春季,冬季霾日年际变化趋势普遍增长率最低,近53 a来长江三角洲大部分地区出现了霾日季节性差异变小的季节性变异特征。     

湖南省四水流域水沙周期特征及其影响因素分析

采用复小波变换和M K非参数检验的方法分析了湖南省四水流域主要控制站1951~2011年径流量与输沙量周期规律和突变特征。结果表明：(1)湖南四水径流量存在多个波动增加和波动减少的波动变化现象，但无显著变化趋势；而输沙量虽然有一定的波动，但总体上呈波动减少变化态势，而且下降趋势较显著;(2)湘潭站、桃江站和桃源站径流量和输沙量存在20~25 a的第一主周期，而石门站径流量和输沙量的第一主周期不具有一致性，径流量主周期为2 a，输沙量主周期为13 a，但其径流量和输沙量第二、三主周期变化规律相吻合，均为3~5 a的周期;(3)大量的水利工程建设是导致输沙量减少的主要原因，径流量的变化与降水的变化规律较为一致     

云贵高原北坡石漠化地区近50a降水波动分析——以四川省兴文县为例

全球气候变暖背景下的局地气候变化特征及其响应，是近年来的研究热点。兴文县是云贵高原北坡的典型石漠化区域，其多年降水变化在一定程度上可以反映该区的气候变化。对兴文县1959~2007年全年和分季节降水量进行Morlet连续小波变换，结果表明：全年与分季节降水总体上均呈减少之势，并具有多尺度波动的特征，不同季节的多年降水具有各自的变化规律。春季和夏季降水量丰贫交替的周期较长（超过9 a），变化相对较缓；秋季、冬季和全年的降水丰贫更替周期较短（少于6 a），变化相对较快。目前兴文县处于降水相对较丰时期的后半程，未来几年将进入降水相对偏少的时期。降水的波动减少趋势，将会加剧该区域水资源的供需矛盾，给农业生产带来不利影响，增加生态系统的脆弱性和影响喀斯特地貌的发育过程，并最终促进石漠化的发展。