近50年湖北省降水变化特征分析

在气候变化背景下,区域降水变化波动较大。湖北地处亚热带,位于典型的季风区内,旱涝灾害比较突出,特别是水患,历来是威胁湖北的一大灾害,因此对降水时空变化进行分析研究,有很现实的意义。利用1961年以来全省65站逐日降水观测资料为基础,根据气候特征和行政区划将湖北省进行区域划分,利用多种统计分析方法,以揭示在全球气候变暖背景下湖北省各区域的降水变化事实。结果表明：湖北省平均年降水量鄂西北最少,鄂东南最多,秋季降水量的减少和冬季降水量的增加最为显著;极端降水事件的变化中,鄂西北发生站次最多,江汉平原其次,鄂西南和鄂东南最少。该结论为湖北各区域的旱涝变化趋势预估、为水资源管理和防汛抗旱工作提供科学的参考     

西南地区极端降水的时空变化特征

西南地区是我国山地灾害最为严重的区域之一,而短时极端降水则是山地灾害成灾演化的关键控制因素。以西南地区1960~2011年110个气象站的逐日降水量资料为基础,通过建立起超门限峰值序列(POT),结合GIS空间分析技术与线性倾向估计、Mann Kendall趋势检验、Morlet小波分析等方法,研究了西南地区极端降水事件的时空变化规律。结果发现：20世纪60年代以来,西南地区极端降水频数有增加趋势,速率为0017/10 a,极端降水量在总降水量中所占的比重不断增加,增幅为0.638%/10a;西南地区极端降水频数的变化在年代际间存在显著的区域增减差异,增加的区域主要呈现出斑块状分布,而减少的区域则呈现出较明显的条带状分布;云南西南部、贵州大部和四川盆地中部3个区域是极端降水频发区,而川滇交界处的元谋-会理一带和四川盆地北部山区则较少发生极端降水;季风期极端降水频数呈现出明显的增加趋势,速率为0031次/10 a,非季风期极端降水频数则呈现出减少的趋势,速率为-0014次/10 a;季风期和年极端降水频数均没有明显的突变年份,非季风期存在3个突变点,分别是1969、1983和1994年;季风期与年极端降水存在27、15和7 a时间尺度上的周期性振荡,非季风期的周期性振荡则主要集中在27和12 a时间尺度上     

湖北省连阴雨的分析

从农业气候角度，重点讨论湖北春秋雨季连阴雨的时空分布，形成原因和对农业生产的影响，首次较为系统地利用模糊聚类方法对湖北省连阴雨进行分区，对各区连阴雨的时空变化规律作了较深入的探讨。最后找出影响湖北省连阴雨的天气系统主要是北方冷空气的频繁活动。用回归分析方法找出连阴雨与我省西部北部上空５００ｈｐａ高空环流指数有明显的相关关系。     

湖北省双季稻生长季降水及洪涝变化特征

利用1961～2008年湖北省双季稻区常规气象站资料,统计计算了双季稻产区在早晚稻生长季的降水量、暴雨量、暴雨日数以及洪涝发生次数,揭示了近50 a来双季稻区降水及洪涝的变化特征。结果显示：湖北省双季稻区在早晚稻生长季的降水量都有弱的增加趋势,尤其是鄂东北局部和江汉平原南部;在水稻抽穗扬花至成熟期间,早稻暴雨量大部有不显著的增加趋势,而晚稻则大部为弱减少趋势。早稻生长季内洪涝的发生次数总体呈增加趋势,局部地区严重洪涝发生次数加大;晚稻生长季洪涝总次数有略减少趋势,重度以上洪涝发生很少,但呈略增加趋势     

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。     

湖北省雨涝灾害的指标和时空分布特征

在总结全国各地和湖北省现有雨涝灾害指标的基础上，考察粮、棉、油等农业生产需要，新建了一个有别于前人的不有较强农业意义的雨涝灾害指标，并用此指标讨论湖北省雨涝灾害的时空分布特征，比较符合实际情况。     

湖北农村降水中SO4^2—浓度变化研究

在湖北农村１０个地点。利用澳大利亚集雨器自１９９６年１月至１９９８年６月,按季度采集大气降水样品测定ＳＯ５＾２－浓度,并对数据进行统计分析。研究结果表明,各地１９９７年降水中ＳＯ４＾２－浓度年均值比１９９６年显著升高;大多数地点１９９６、１９９７、１９９８年１季度和２季度降水中ＳＯ４＾２－浓度呈逐年升高趋势;大多数地点每年１、４季度降水中ＳＯ４＾２－浓度高,２、３季度降水中ＳＯ４＾２－浓度低,说明     

2000～2007年湖北省耕地变化的遥感调查与分析

以中国科学院资源环境数据库为基础,利用2005和2007年获取的遥感数据,结合地面调查,对湖北省2000～2007年的耕地动态变化进行了监测,并进行了制图分析。研究结果表明：2000年以来湖北省耕地面积在不断下降,7a间净减少125 387 hm2;水域扩张是耕地流失的最主要原因,占到耕地流失面积的54.6%,其中又有88%是转变成坑塘;耕地资源变化存在明显区域差异：江汉平原水域的扩张导致超过湖北全省的一半耕地流失发生在江汉平原,建设用地占用耕地主要发生在湖北中东部和平原地区,湖北中西部耕地减少则是生态退耕造成;2005年以来,建设用地扩张明显,是2005年以来耕地流失的主要原因。因此,今后湖北应继续实行严格的耕地保护政策,着力解决粮渔争地问题和加强对建设用地的控制,以实现湖北省耕地资源的可持续利用。〖     

嘉陵江流域降水集中度的时空变异与驱动因素研究

降水的集中分布是引发洪涝灾害和河流高含沙事件的主要因素,对降水集中度时空变异规律的认识及其主要驱动因素的辨析可为区域水资源管理和灾害预警提供依据.以长江上游最大的产沙支流嘉陵江流域为研究区,基于流域内19个气象站点1954～2018年的逐日降水数据,计算年平均降水集中度(ACI)和长期降水集中度(LCI)指数,采用Mann-Kendall趋势检验法、Sen's slope坡度检验法和反距离权重插值法分析降水集中度指数的时空变异规律,基于相关性分析和随机森林算法探讨其主要驱动因素.结果 表明:(1)嘉陵江流域的ACI和LCI值在空间上均呈现北低南高的分布格局,东南部人口密集区降水集中度大,极端降水事件发生的可能性大;而西北部山区降水集中度较小,降水较均匀,发生极端降水的可能性较小.(2)研究期间降水集中度的数值变化范围为0.53～0.83,变幅较大;19个气象站点中,15个站点降水集中度呈现上升趋势(其中8个为显著上升),4个站点呈现下降趋势(其中2个为不显著下降),各站点的趋势性差异亦与地形、气候因素密切相关.(3)通过相关性分析发现,降水集中度与流域高程具有显著的负相关关系(p＜0.01);基于随机森林算法的重要性分析结果表明,对嘉陵江流域内降水集中度影响最大的气候因子为太阳黑子指数SS,重要性为17.24％～20.25％,其次为ENSO指数(MEI和SOI).     

湖北省降水分区研究

利用湖北省19个国家级气象台站1956~2009年逐月降水资料,采用分层聚类方法,基于聚类分析碎石图和聚类树状图来探索最适宜的分区方案,对湖北省全年、逐月降水进行了分区,并结合西太平洋副热带高压的移动探讨了分区的合理性,之后逐区进行了自相关分析和趋势分析。结果表明：湖北省全年降水分区为5区,1~12月降水分区分别为3、3、4、3、5、4、3、3、3、4、3、3个区。各月降水分区的差异性与西太平洋副热带高压的南北移动有密切关系,副高脊线在北纬18°以南、北纬20°以北,以及缓慢南退过程中,分区形式有较大差异。自相关分析以及趋势分析结果表明单一气象站不能代表所在分区的气候特点,而所在分区又不能代表湖北省的气候特点,基于不同目的,进行分区和综合,将有助于研究特定区域的气候特点     

自然景观遥感解译基础上的华中自然区划研究

在自然景观类型的卫星图像解释和制图的基础上，通过对自然景观类型分布规律的定性分析和定量计算，自下而上归并与自上而下划分相结合，将华中地区划分为５个自然区、１９个自然亚区和３０个自然小区。     

湖北省经济与人口空间分布分析研究

对经济与人口分布的均衡性、经济发展与人口结构的相关性进行科学的研究与分析，是实现地区可持续发展的基础性工作。湖北省各个地区自然、社会、经济、文化、人口差异很大，影响经济发展和人口分布的因素也各不相同。为了分析清楚湖北省经济与人口空间分布的现状．首先通过计算基尼系数和地理联系率，分析比较了湖北省主要经济部门与人口的空间分布的集中与分散程度，然后通过设计综合经济指数、文化水平综合均值，计算出湖北省综合经济水平与人口发展的相关关系。从经济部门的内部组成与外部综合经济实力两个方面，分析了湖北省经济与人口分布以及综合经济水平与综合人口素质的空间关系，为湖北省的经济布局和人口政策的制定提供了参考意见。     

湖北省耕地非农化压力的时空演变格局

耕地非农化压力及其区域差异是建设用地指标区际配置的基础。湖北省社会经济发展与城镇化水平存在显著的区域差异,耕地非农化压力区际差异明显。通过对比人均建设用地指标的理论值与实际值之间的差异开展湖北省耕地非农化压力的时空格局研究,结合重心迁移模型,采用Arc GIS空间分析方法揭示了湖北省耕地非农化压力的时空演化路径。结果表明:(1)湖北省耕地非农化压力存在显著的区域差异,西部地区中恩施市的耕地非农化压力较大,其他城市耕地非农化压力较小且相对变化较小;东部地区的耕地非农化压力较大且相对变化较大;(2)2000~2011年,湖北省耕地非农化压力的重心总体向东北方向迁移,表明湖北省东部一些城市的耕地非农化压力相对西部一些城市的增长较大。(3)重心迁移距离为17.37 km,相对较小,表明湖北省耕地非农化压力于2000~2011年整体变化相对稳定。     

青藏高原四季降水变化特征分析

利用青藏高原87个地面气象台站41年（1960～2000年）的月降水资料,并在Arcgis 9.0中通过Kriging插值方法对少数站点的缺测值进行了插补,用线性回归方法研究了高原四季降水量的变化趋势及区域上的差异。为了保证本研究的完整性,对高原年降水也做了相应分析。结果表明：（1）高原冬春两季降水量呈显著增加趋势。冬季雅鲁藏布江下游、春季高原东北部为降水减少区,高原其他区域均表现为增加;夏秋两季降水量基本保持不变,但夏季高原中部和川西降水减少,高原南部和北部降水表现为增加;秋季高原中部、南部降水增加,川西降水减少。（2）高原年降水呈显著增加趋势。在区域上高原南部大致以东经102度为界,该线以东降水减少,以西降水增加,且降水增加区域表现出随纬度的增加而递减的特征。高原中部、北部的年降水基本保持不变或微弱增加。     

湖北湿地的保护与利用

湿地是地球上具有多功能的、独特的生态系统,是人类最重要的生存环境之一.湖北省地处长江中游,湿地类型多,面积较大,河、湖湿地系统是主要的湿地类型.湖北湿地具有较大的资源潜力和环境调节功能,是自然界生物多样性丰富的生态景观.近年来,湖北省湿地保护面临人口增长的压力,围垦、污染和过度开发等对湿地保护构成了严重威胁,湿地环境遭到干扰和破坏.加强湿地科学的研究,保护管理好湖北湿地及其生态环境,实现湿地资源的持续利用,是湖北省21世纪环保工作所面临一项重要而紧迫的任务.     

湖北省湿地的保护与利用

湿地是地球上具有多功能的、独特的生态系统，是人类最重要的生存环境之一。湖北省地处长江中游，湿地类型多，面积较大，河、湖湿地系统是主要的湿地类型。湖北湿地具有较大的资源潜力和环境调节功能，是自然界生物多样性丰富的生态景观。近年来，湖北省湿地保护面临人口增长的压力，围垦、污染和过度开发等对湿地保护构成了严重威胁，湿地环境遭到干扰和破坏。加强湿地科学的研究，保护管理好湖北湿地及其生态环境，实现湿地资源的持续利用，是湖北省2l世纪环保工作所面临的一项重要而紧迫的任务。     

河南省汛期极端降水事件分析

利用河南1961～2006年50个气象站台站汛期（6～8月份）逐日降水量资料,定义95%降水分位数为极端降水事件的阈值,建立不同站近46年汛期极端降水事件发生频次的时间序列。在此基础上采用趋势分析、最大熵谱分析等统计技术方法,对河南降水事件发生频次的空间分布及年际变化特点进行了分析。结果表明：空间变化上总体具有北多南少的特点,而且汛期降水量的比重与极端降水事件发生频次的高低存在着很好的一致性;空间分布上主要有全省一致型、西北 东南型、南阳盆地型和中部分布型等4种类型,其中全省一致分布型为最主要的空间模态;年际变化趋势各地有所不同,豫西、豫南区为减少趋势,而豫中、豫北、豫东和豫西南区表现为增加趋势,而且在振荡形态上各有同异,以2~8年和10年左右的年代际变化最为普遍。