年降水量统计马尔可夫预测模型及其应用

论文基于大气降水过程存在着大量的不确定性和不精确性的特点,将简单的统计计算与马尔可夫链理论有机结合起来预测降水量,方法的物理概念清晰,计算简便。以杭州市1956—2008年的降水量资料为例,应用统计模型进行逐年降水量预测,从前40 a的降水量序列资料(1956—1995年)开始,预测1996年的降水量,然后剔除1956年的降水资料,将1996年的实际资料加入到序列中,再按照降水量预测的基本步骤预测1997年的降水量,依此类推进行逐年降水量预测,结果表明,13 a中误差小于±10%、±15和±20%的分别占30.77%、53.85%和69.23%,预测误差最大值为-24.03%;应用统计马尔可夫预测模型进行逐年降水量预测,8 a中误差小于±1%和±5%的分别占37.50%和62.50%,预测误差最大值为8.77%,其降水量预测结果的精度有较大的提高,该法为提高大气降水量预测的精度提供了一条值得探索的途径。     

三江平原沼泽湿地垦殖对蒸散量的影响

三江平原沼泽湿地大面积垦殖已对区域生态环境产生了明显影响.2005～2007年每年5～10月利用涡度相关系统对三江平原典型沼泽湿地、水稻和大豆田进行了观测,目的是阐明沼泽湿地垦殖为农田对地表水分蒸散的影响.结果表明,沼泽湿地垦殖前后潜热通量日变化均表现为单峰变化特征,但其最大值当湿地垦殖为水稻田后增加了14%～130%,当垦殖为大豆地后在2006年增加了3%～77%,而在2005年和2007年发生干旱时降低了25%～40%.植被叶面积指数差异是造成不同系统潜热通量日变化差异的主要原因.沼泽湿地垦殖为农田没有改变潜热通量的季节变化趋势,但是当垦殖为水稻田后潜热通量明显增加,5～10月水稻田日平均潜热通量较沼泽湿地增加了38%～53%,这主要是由于净辐射和叶面积指数增加所致.相比之下沼泽湿地垦殖为大豆地后潜热通量的变化与降水密切相关,土壤水分亏缺时降水量是控制大豆地水分蒸散的主要因子,这导致干旱的2005年和2007年大豆地日平均潜热通量较沼泽湿地减小了11%～17%,而在降水充沛的2006年大豆地蒸散量较沼泽湿地蒸散量增加了22%.生长季(6～9月)内水稻田总蒸散量较沼泽湿地增加了24%～51%,大豆地总蒸散量在2005年和2007年较沼泽湿地减少了19%～23%,而在2006年增加了19%.总之,三江平原沼泽湿地开垦种植水稻或大豆蒸散量发生明显变化.稻田潜热通量高于湿地;大豆田潜热通量在降水充沛的年份高于湿地,但在干旱年份则低于湿地.这与净辐射、叶面积指数和降水量等蒸散量主控因子的改变密切相关.     

Distribution and deposition of polycyclic aromatic hydrocarbons in precipitation in Guangzhou, South China

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were measured in precipitation from March to August 2005 in Guangzhou, South China. Fourteen PAHs were studied, and their total concentrations varied from 616.6 to 3486.7 ng/L in dissolved phase and from 403.8 to 3125.5 ng/L in particulate phase. The estimated deposition loading of PAHs was 3568 μg/m2 during the monitoring period. The deposition of PAHs was a potential source for Pearl River comparing with the contents of surface water. In addition, the high concentra...     

GPS可降水量与大雾天气关系的初步分析

利用2007年12月成都地基GPS网络观测数据反演的大气可降水量和地面自动气象站网观测资料,分析了对成都市交通和环境造成严重影响的7次大雾天气过程。通过对有雾和无雾时GPS可降水量、地面空气比湿的合成分析,从雾区上空和近地层水汽变化分析了四川盆地辐射雾形成的原因,而GPS可降水量的日变化特征可为大雾天气的短时临近预警预报提供有价值的参考信息。     

洪山泉流量对气候变化和人类活动的响应

利用回归分析理论通过建立洪山泉流量的混合回归模型,揭示了洪山泉当年流量与自身前一年流量、前四年的降水量以及当年岩溶水开采量的相关性;通过分析加权平均降雨量与泉流量的关系,进一步揭示了1980年后岩溶水开采等人类活动对洪山泉流量衰减的影响,最终得出洪山泉流量对气候变化和人类活动的响应机制,并在此基础上进行了洪山泉流量预测。该研究可为合理开发洪山泉提供依据,对保护洪山泉岩溶水资源、恢复泉流量具有重要意义。     

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。     

气候变化下21世纪上海长江口地区降水变化趋势分析

近百年来,以全球变暖为主要特征的气候与环境发生了重大变化,在此条件下,气候变化对自然生态系统的影响越来越大,特别是对水资源的负面影响尤为明显,包括水资源数量、质量及其时空分布,水资源开发利用程度,供用水结构以及产水、供水、用水、耗水、排水之间的关系等。上海长江口地区是我国经济发展核心区,而南水北调东线工程实施后,长江口的流量,以及海水的入侵都会直接影响到上海的发展,因此未来百年该区域的降水量在气候变化影响下的变化趋势对区域发展有着一定的影响作用。利用IPCC 数据分发中心提供的CCCma模式的4种模拟结果,分析了在全球气候变化下,由于人类活动影响、温室气体增加等共同作用时,长江口地区未来50～100年的降水量变化情景。结果表明,降水量总的会呈现上升趋势,并且降水强度的变化也越来越明显。     

川藏铁路沿线地区夏季气温日较差的影响因素研究

利用ERA5再分析资料,分析了1979—2018年川藏铁路沿线区域气候特征.研究了2014—2018年夏季气温日较差(DTR)的变化趋势,以及2014—2018年夏季DTR与地面太阳辐射(SSR)、总降水量(TP)、总云量(TCC)、海拔(DEM)和地表平均蒸发率(MER)的相关性.结果表明:研究区域气温呈上升趋势,2...     

近30年黄河流域降水量的时空演变特征

利用中国气象局和黄河水利委员会近30年269个观测站的降水资料,采用光滑薄面样条插值法对黄河流域各月及年降水量进行插值,在ArcMap/ArcInfo中进行图象处理和分类,完成了1km×1km栅格降水的空间化,在此基础上分析了降水的空间分布。利用GIS软件编程实现了Mann-Kendall非参数统计法与空间化技术的结合,生成了各月及年降水在空间上随时间的变化趋势图。结果表明:27年来,流域总降水量呈下降趋势,空间上表现为北半部以增加为主,南半部以减少为主。各月间差异很大,在秋冬季节,以下降趋势为主,部分地区达到显著;春夏季节除少数月份外,大部分地区降水量有不显著的增加趋势。全年降水呈下降趋势的月份占多数,但主要集中在降水较少的秋冬季节,呈增加趋势的月份集中在雨水充沛的春夏,这种变化趋势使得降水的分布更加不平衡,表现为秋冬季的降水减少,而雨水较多的5～7月降水有微弱的增加趋势。     

大气可降水量卫星遥感反演不确定性对太阳总辐射模拟的影响

辐射传输方程模拟法作为一种较为准确有效的太阳总辐射间接获得方法,其模拟精度受到代入方程的大气参数精度的影响。论文通过将香港2005—2013年卫星遥感反演的大气可降水量产品与地面站数据对比,以68.3%的置信水平分析了卫星遥感反演的大气可降水量的不确定性;并通过收集2005—2013年香港其他影响大气上界太阳辐射到达地表的大气参数,如气溶胶光学厚度、气溶胶单次散射反照率、臭氧含量综合模拟大气环境,确定了大气可降水量的不确定性在夏季和冬季对太阳总辐射模拟（250~2 800 nm）造成的相对误差。研究结果表明,受大气可降水量不确定性影响,使用辐射传输方程法模拟获得的太阳总辐射有1%~3%的相对误差。使用该方法冬季受大气可降水量不确定性影响程度比夏季大。决定相对误差大小的主要因素是波长,大气水汽吸收作用强的波长上,相对误差也大;其次因素是太阳天顶角,太阳天顶角越大,该方法模拟所得太阳总辐射相对误差越大。研究为大气可降水量参数不确定性影响下太阳总辐射模拟的误差评估提供了依据。