“雅安天漏”降水变化气候特征的分析

论文基于1951—2008年逐日降水资料和1969—2000年逐小时降水资料,应用统计诊断分析方法,研究了青藏高原东侧雅安降水量、降水频率的多时间尺度变化特征。结果表明：与整个四川省的降水变化一致,近58 a“雅安天漏”的年降水总量和年雨日是减少的,并且后者比前者减少得更加显著;降水量在20世纪90年代的显著减少是雨日和雨强变化共同影响的结果;除冬季外,春、夏、秋三季的降水量和雨日均呈减小趋势,其中秋季减少最明显;汛期降水量减少占年降水量减少量的92.7%,汛期雨日的减少比降水量显著,占年雨日减少的62.9%;21世纪初期后,“雅安天漏”强降水月份减少,雨日集中时段缩短;“雅安天漏”夜雨特征突出,夜间降水量和频次远远大于白天,呈单峰单谷结构,降水谷值到峰值增加速率是峰值到谷值衰减速率的2倍,易夜间形成强降水,具有明显持续性。进一步分析发现,雅安不仅夜雨量和发生频次减小,而且降水表现为峰值出现时间提前、向前半夜移动的变化特征。     

中国夏季夜雨的空间分布特征

夜雨作为降水日变化中的特殊现象,是一种独特的气候资源。论文借助2 046 个经质量控制的自动气象站逐小时降水资料分析中国夏季夜雨空间分布特征,并比较分析不同典型夜雨区和非典型夜雨区的降水日变化特征。结果表明:中国夜雨现象站点多且分布较广。降水峰值时间多出现在下午和后半夜,其中东部多发生在下午,西部多发生在后半夜;夜雨现象最明显的区域是青藏高原、四川盆地、云贵高原,此外在山脉及附近区域也普遍存在,北方和西部最明显;而夜雨现象不明显的区域在长江中下游以南区域;中国大部分地区夜间的降水前半夜少于后半夜,而青藏高原东部、四川盆地大部分地区呈现前半夜多于后半夜。地形对降水日变化的主要影响为双日波特征,降水峰值不仅出现在下午,也出现在后半夜;其次,波动性更大。山区夜雨的成因与独特地形的热力差异引起的山谷风环流有关,而下午的峰值与太阳辐射加热大气引起的热对流有关;高原夜雨与山区不同,可能与夏季对流性的积状云比较多有关。     

红河流域1960-2007年极端降水事件的时空变化特征

利用中国境内红河流域23个气象站点1960-2007年的逐日降水数据,基于极端降水指数分析流域极端降水事件的时空变化特征。结果表明:极端降水频次和强度表现出从东南向西北递减的特征,高值区分布在江城-绿春-金平-河口一线以南,低值区分布在巍山-南涧-弥渡一线以北及元江中游河谷;极端降水频次峰值出现在7月,汛期极端降水出现频次占全年的91.48%。1960-2007年期间,极端降水指数均表现出上升趋势,其中,极端降水贡献率和平均日降水强度上升趋势较为显著,线性趋势值分别为0.68%·(10 a)^-1和0.17 mm·d^-1·(10 a)^-1。除了平均日降水强度整体上表现出上升的趋势外,其余5个极端降水指数趋势变化具有空间差异性,增加的站点大多分布在李仙江上游、 元江中上游和藤条江流域,减小的站点大多分布在李仙江下游、 元江下游和盘龙河流域。     

20世纪90年代以来上海地区降水资源变化研究

为了揭示20世纪90年代上海地区降水资源的变化特点,根据1991-2003年上海地区11个站降水资料,在与前30年(1961-1990年)平均比较的基础上,统计分析1991年以来降水量、降水日数、相对湿度、蒸发量、降雪日的变化情况,结果表明:20世纪90年代以后,上海地区年平均降水量增加11%,汛期平均雨量增加18%,年平均降水日数却略有减少,这样使年平均降水强度增强了12%,季节分配格局改变,区域分布格局未变;年平均相对湿度和年平均蒸发量略减小,年平均降雪日数减少5d。     

1958—2009年松花江流域降水时空演变特征

利用松花江流域降水资料,采用克里格(Kriging)法进行插值,用Mann-Kendall秩次相关法分析降水系列的变化趋势,用集中度和集中期分析降水量年内分配特征等,分析了流域降水特征时空变化。结果表明:①1958—2009年52 a来流域年降水呈不显著减少趋势,降水由东部向西部递减,绝大部分地区年降水呈不显著减少趋势;②年内降水不均匀,大多集中在5—9月,6—8月最为集中,汛期(6—9月)降水占全年77.65%,呈不显著减少趋势;③流域年降水集中度很大,多年均值为0.682,呈东南小西北大的特点。年降水集中期为181.90°~187.68°,最大降水一般出现在7月20—26日,集中期地域差异不大,总体呈北高南低的特点,年降水集中度减少趋势不显著,集中期呈显著减少趋势。     

昭鲁坝近50年四季降水量对气候变化的响应

采用气候倾向率、累积距平、气候统计学等方法,对昭鲁坝降水气候特征及其与全球气候变化的响应进行分析。其结果表明:昭鲁坝近50a总降水趋势减少,且夏秋降水减少趋势显著,≥0.1mm夏季降水日数减少趋势明显,≥0.1mm降水日数为每10年减少1.5个雨日,极端降水的强度和频次均减少。     

三江源地区极端气候事件演变事实及其成因探究

利用三江源地区14个气象台站1962-2005年逐日气温、降水资料分析了该地区冷暖干湿极端气候事件的演变规律，探讨了其变化成因。研究表明：近44a来三江源地区气温等级由冷向暖转变，极端高温事件频繁发生，而极端低温事件则逐年减少，致使气温不断向着更高的均值状态持续增暖；尽管降水量干湿变化不甚显著，但降水的极端状况即严重干旱或暴雨事件均呈减少趋势，降水量的变化趋于稳定，降水变率减小；地形对极端气温、降水事件频次变幅的空间分布均有着较为显著的影响，且对后者的影响更为显著；高原季风、厄尔尼诺事件及高原积雪等因子的年际振荡是三江源地区极端气候事件发生频次波动的主要原因。     

我国西双版纳夜雨资源的农业气候分析

研究了西双版纳地区夜雨及雾雨的天气气候特征及时空分布规律,分析了夜雨、雾雨的形成机制及其农业气候意义。结果表明,本区降水呈夜雨与昼雨相均衡的状况,夜雨率达５４５％～５７７％,尤其是雾季和干热季可分别达７１４％、７０６％。夜雨形成多是山风环流造成的地形雨,雨强小,雨时长,因而对作物的有效性高。夜间雾雨则在作物生态环境中起着至关重要的作用,可部分缓解干旱季节作物需水的不足。因此,深入探讨夜雨和雾雨资源是制定有效防御干旱对策的重要依据。     

1961—2007年黄土高原极端降水事件的时空变化分析

极端降水事件会引起严重的灾害事件,其变化趋势需要进行详尽的评估。基于50个站点1961—2007年日降水数据,定义极端降水事件及衡量指标后,使用M ann-Kendall法评估了黄土高原极端降水事件的空间分布和时间变化特征。结果表明,极端降水事件的空间分布具有东南—西北方向的梯度变化特征,降水量、强度和年最大日降水量均从东南向西北递减,而严重干旱事件从东南向西北递增。多数站点极端降水事件的各指标都具有单一趋势,但各指标具显著性趋势的站点数差异很大。约40%的站点极端降水频率具有显著降低趋势;约30%的站点极端降水量的减少趋势和严重干旱频率的增加趋势具有显著性;约10%的站点极端降水强度的上升趋势和年最大日降水量的下降趋势显著。     

中国西北地区城市经济发展对降水趋势的影响

利用西北地区136 个气象站1961-2012 年的降水量、降水日数、降水强度、日最大降水量、城市与经济发展等数据,研究了西北地区降水各要素的趋势变化特征及人为活动影响。结果表明,西北降水量在1980 年以后呈增加趋势,但东西部趋势相反,中西部地区增加,而东部地区减少。经济快速期(1979-2012 年)与慢速期(1961-1978 年)降水量的趋势差表明,人为活动密集的东部地区降水下降趋势明显减缓;而中西部区域的化工区、城市及其下风区的降水量、降水日数、降水强度和日最大降水量都有明显增加。省会城市和化工城市对降水各指标的正贡献总体在10%~60%之间,其中化工城市对降水的影响最为显著。多元回归表明,社会固定资产投资、工业产值和服务业产值对西北降水有显著影响。     

西南地区夏季云量与降水的关系特征分析

论文利用我国西南地区地面降水资料和ISCCP D2 云资料,通过SVD、合成分析等方法,分析研究了该区域夏季雨层云、高层云、深对流云与降水量、雨日的关系。结果表明：西南的贵州、重庆地区夏季的雨层云与雨日、雨量具有较好的关系,尤其是与雨日的相关系数高达0.73。除云南中、西部地区外,西南其余地区夏季高层云与雨量、雨日具有较好的关系,且相关系数与雨层云接近,反映此地区发生降水时,一般是雨层云和高层云相伴存在。夏季的深对流云也与雨量、雨日具有较好的关系,由于深对流云常产生阵性强降水,对降水量贡献较大,所以与雨量关系更为显著,其相关系数高达0.86,并且在三种降水性云系中与降水关系最好。     

中国西南纵向岭谷区近百年降水的时空变化特征

对纵向岭谷地区近百年来降水的时空变化特征进行分析,结果表明:纵向岭谷区年降水量、夏季降水量和冬季降水量第一种主要分布型式呈现出一致偏多(或偏少)的特征。由于受地形阻隔、通道及地形抬升影响,岭谷地区年和夏季降水量以元江-红河流域为界,东部降水量空间分布减小,西部年降水量空间分布增加,其中心在澜沧江、怒江流域摆动,具有经向分布特征;冬季岭谷地区雨量具有纬向分布特征。近百年的降水量变化,年际变化最显著,周期变化主要集中在3.5年以下的高频振荡时域内,其次是年代际变化,最后是气候态的变化,但冬季的气候态变化并不明显;年降水分布第二模态的气候态变化是3个不同时段中最明显的,其次是夏季降水分布的第二种模态。     

江淮下游降水特征及其对水位的影响研究——以里下河腹部地区为例

采用降水集中度、等级分析及小波相干等方法,探讨了江淮下游里下河腹部地区1957—2006 年间降水、水位的等级特征及两者关系。结果表明:①年降水量的集中期与集中度皆为减小趋势,两者在1980 年前后由同相位转为反相位相关。②汛期高等级降水的日数和贡献率皆以1980 年代最高。不同等级的降水日数皆为减少趋势,但高等级降水的贡献率在大洪涝年中异常偏高,表明降水强度加强。③低、高等级水位日数皆为减少趋势,但低、高等级水位的贡献率分别呈增加、减少趋势,而中等级水位的日数与贡献率都显著增加。较之降水日数,降水贡献率对水位等级变化更具决定性影响。④高等级降水与水位在日数上呈显著的同相位正相关,但低等级相反,而中等级为较弱正相关,且等级降水总量与相应水位贡献率的相位关系亦具类似特征。高、低等级降水与水位的贡献率皆为显著同相位正相关,但在中等级上,其相位特征较弱。     

河北南部地区雾霾天气气象特征分析

利用1981-2013年河北南部地区各气象站点的地面观测资料,对河北南部地区雾霾天气的时空分布规律、雾霾天气的气象要素特征、长持续雾霾天气过程发生的气象条件进行统计分析。结果表明,33年来河北南部地区雾霾日数呈增加趋势,速率为0.4天/年;年重雾霾日数略呈减少趋势,速率为-0.02天/年;年最长持续雾霾日数呈显著增加趋势,趋势系数为1.3天/年。长持续过程的持续天数与平均风速减小、平均相对湿度的增加和前期降水量的增多幅度均呈一定的正相关,尤其与平均风速减小关系密切。     

近50a来珠江流域降水变化趋势分析

全球气候变化和人类活动影响下,近年来珠江流域降水时空分布变化显著。论文利用珠江流域62 个站点1959—2009 年逐日降水序列,选取Mann-Kendall 统计检验方法和有序聚类法,研究了该流域16 个降水特征指数的趋势变化和变异特征,得到如下结论：①流域全年、春季、冬季降水量呈微弱上升趋势,秋季降水量为稳定下降趋势,夏季降水量无明显变化趋势。夏季降水变化趋势对全年降水变化趋势的空间分布影响最大,春秋次之,冬季最小;②流域春、冬两季降水占全年降水比例呈上升趋势,夏、秋两季降水占全年降水比例呈下降趋势;③流域全年降水日数和小雨日数呈显著下降趋势,中雨日数没有明显变化趋势,大雨、暴雨日数和95 百分位值降水日数均呈上升趋势。全年、小雨和暴雨降水日数显著突变时段发生在20 世纪90 年代初;④流域日平均降水量呈稳定上升趋势,降水时段趋于集中化。     

基于近40年降水数据的全国七大地理区屋面雨水利用可行性研究

雨水利用是解决城市水资源危机和缓解城市内涝的有效途径,降水特征和雨水利用可行性是衡量雨水利用工程可行与否的关键指标。基于全国各监测站点1980—2020年降水量数据,分析了全国七大地理区的降水特征;运用水量平衡原理,建立了日降水量-用水量平衡模型,探究了屋面雨水利用的影响因素,分析了全国七大地理区7座典型城市的雨水利用可行性。结果表明：1)我国年均降水量受地形和气候差异的影响,呈现出由东南向西北逐渐递减的趋势;季节降水量和年均降水量空间分布趋势一致,各季节降水量以夏季最高、春秋季次之;降水集中度分布特征与降水量不同,年均降水量较小的地区降水相对更加集中。2)降水特征、雨水罐设计容积、集雨面积、日用水需求量、节水效率和溢流率对不同地区雨水利用可行性具有显著影响。降水量越大的地区雨水利用可靠性越高,不同地理区7座典型城市雨水利用可靠性顺序为广州>武汉>南京>昆明>哈尔滨>北京>西宁,但各城市的雨水利用可靠性均难以达到100%。3)雨水利用可靠性随雨水罐容积的增大而增大,但当雨水罐容积达到10m³时,其增加显著减缓;雨水利用可靠性与集...     

1970—2013年西北干旱区空中水汽含量时空变化与降水量的关系

论文基于1970—2013年西北干旱区高空和地面气象资料,采用多种统计学方法,分析了西北干旱区空中水汽含量的时空变化特征及其与降水量的关系。结果表明：1）1970—2002年,西北干旱区空中水汽含量呈显著的增加趋势,速率为0.835 mm/10 a（P<0.01）,其中以夏季增速最高（1.709 mm/10 a,P<0.01）;而降水效率基本稳定,仅春、冬季节略增。在空间上,1970—2002年水汽含量变化速率大小依次为北疆>南疆>河西走廊,其中冬、春季节以北疆水汽增速最大,夏、秋季节以南疆水汽增速最高。2）2003—2013年,西北干旱区水汽含量呈不显著下降趋势（-2.061 mm/10 a）;而降水效率明显增加,速率为0.136%/10 a,这说明近年来空中水汽转化为降水的效率明显提升。同时,北疆降水效率增加幅度明显高于其他地区。3）西北干旱区各季节的降水效率与降水量均呈显著正相关性,而水汽含量与降水量的相关性则表现出明显的季节性差异：春季>夏季>秋季>冬季。另外,新疆降水变化与水汽含量和降水效率均呈显著正相关性,而河西走廊降水量与降水效率的关系更为密切。     

长沙近42年气候变化对霾日的影响

利用长沙站1971-2012年地面气象观测资料,分析了长沙42年霾日数的变化特征及气象因子对霾日的影响。结果表明:(1)年气温、暖日数、暖夜数、冷日数、冷夜数、风力条件f≥5 m/s日数、f≥10 m/s日数、降水量≥0.1 mm日数等是影响长沙霾日数的关键因子;(2)近42年来,年气温、暖日和暖夜数呈极显著升高、增加趋势,它们与霾日呈极显著正相关;冷日和冷夜数呈极显著减少和减少趋势,与霾日呈极显著和显著负相关;(3)f≥5 m/s日数、f≥10 m/s日数及降水量≥0.1 mm日数呈极显著减少趋势,与霾日呈极显著、显著负相关;(4)近42年来长沙霾日数呈极显著增加趋势;气候变暖、风力条件对大气污染物稀释扩散能力明显减小以及降水对大气的净化能力减小,是近10年霾日数激增的3个重要原因。     

三江源区径流长期变化趋势对降水响应的空间差异

为探究三江源区径流长期变化特征的空间模式,采用Mann-Kendall趋势检验、双累积曲线法和GIS技术,分析1957—2012年三江源区降水和径流的变化趋势,以及径流对降水响应关系的空间差异.结果表明:1957—2012年三江源区有67.1%的区域年降水量呈显著增加趋势;47.3%的区域径流深变化趋势不显著,45.4%的区域显著增加;其余7.3%的区域内降水变化不显著但径流深显著减少.长江源区绝大部分区域降水量和径流量都显著增加,径流量增速达0.616 9×108 m3/a.澜沧江源区在降水显著增加或变化不显著的情况下,径流深无显著变化或显著减少.黄河源区内部差异很大,降水呈增加或无显著变化趋势,径流深则呈无显著变化或显著减少趋势.除澜沧江源子曲外,三江源区年径流深和降水量呈显著线性正相关,Pearson线性相关系数为0.51~0.87.径流量对降水量的响应关系存在明显的空间差异性,可以分为稳定型、波动型、上升型及下降型4种类型,并以稳定型为主,涉及面积占三江源区总面积的48.9%;其次为下降型和波动型,分别占32.8%和12.9%;上升型涉及面积所占比例最小,仅为5.5%.研究显示,三江源区61.8%的区域内径流对降水的长期响应关系并未发生明显变化,或者在波动中保持相对稳定的关系.      

基于泊松回归和超门限峰值方法的极端降水变化分析——以徐州市为例

基于1960—2012年徐州市逐日降水数据,采用超门限峰值方法来提取极端降水事件。在泊松回归方法基础上,分析徐州市极端降水的特征及变化趋势。结论指出:徐州市年最大日降水量呈现震荡变化。另外,根据泊松回归分析结果,徐州市的年极端降水强度和年极端降水事件数呈现震荡趋势。