西北地区东部夏季不同等级降水的空间分布特征及其在旱涝年分布的差异

根据我国西北地区东部59个气象台站近50 a(1965-2014年)的逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨和大雨3个等级,分析了该地区夏季不同等级降水的降水量、降水日数和降水强度的空间分布特征,并讨论了不同等级降水量及降水日数与夏季总降水量的关系及其在典型旱涝年的空间分布差异。结果表明:(1)西北地区东部夏季降水日以小雨为主,约占总降水日数的81%;但在夏季总降水量中,小雨、中雨和大雨降水量相当,各约占1/3。(2)该地区夏季不同等级降水量、降水日数和降水强度的空间分布不均,但均大致呈现出由南向北递减的空间分布特征。(3)该地区夏季总降水量与中雨日和大雨日的相关关系显著,表明中雨以上量级降水日数的变化可基本反映夏季降水量的变化。(4)西北地区东部典型涝(旱)年,降水量的偏多(少)主要是由于中雨以上等级降水日数偏多(少)引起的中雨量和大雨量偏多(少)所致。

全球变暖情景下中国东部地区不同等级降水变化特征分析

利用日本东京大学气候系统研究中心、日本环境研究所和日本地球环境研究中心联合研制的全球海气耦合气候模式MIROC_Hires输出的逐日降水资料,分析了全球变暖背景下中国东部地区不同等级降水的变化特征。为了检验模式模拟未来中国不同地区降水变化趋势的可信程度,首先评估该模式对1971—2000年夏季降水的模拟能力,结果表明,该模式无论从空间分布还是时间变化上均可以较好地模拟中国1971—2000年的降水情况。在此基础上,将中国东部地区划分为华南、江淮、华北、东北4个区域,分析在全球变暖情景下未来（2071—2100年）较近期（1971—2000年）各个地区不同等级的降水量和降水频数的变化特征,发现华南地区无降水和强降水（≥24 mm·d^-1）的频数增加幅度均较大,分别达到13.8 d·a^-1和4.2 d·a^-1,弱降水（1～12 mm·d^-1）的频数减少;江淮地区年降水量增加,强降水的频数增加了3.6 d·a^-1,弱降水的频数减少;华北地区年降水量增加幅度在4个地区中最大,达到30.5%,无降水频数减少,8 mm·d^-1以上的降水频数增加;东北地区的降水强度和频数均增加。即中国东部地区降水变化趋势呈现华南地区暴雨频数增加，江淮、华北和东北地区降水量增多，降水强度也增加的情形，因此，4个地区极端降水事件发生的频数增加。

近51年来广西不同等级降水的变化特征

基于广西省20个气象站点1961—2011年的逐日降水资料,采用一元线性倾向估计法、小波分析、M-K突变检测和R/S等方法分析了广西省不同等级降水的时空变化特征,并探讨了降水量的变化趋势。结果表明:(1)不同等级降水量的年际变化趋势有所不同,微雨和小雨呈非常显著的减小趋势,中雨呈明显的减小趋势,大雨呈不明显的减小趋势,暴雨呈不明显的增大趋势;(2)在0.05的置信度下不同等级降水量的突变表现出差异性,尤其小雨具有显著的突变现象;(3)在空间分布上,不同等级降水量既表现出东西差异,也表现出南北差异,微雨、小雨、中雨以及大雨均存在下降趋势,暴雨略有增加趋势,各站点的降水也存在空间差异性,这与年际变化趋势相一致;(4)从周期变化来看,受不同因素的影响,广西各等级降水量存在长短不同的周期振荡;(5)R/S分析表明,不同等级降水未来的变化趋势和过去一致。

西藏高原汛期不同等级降水变化特征分析

根据西藏25个台站近37a(1973～2009年)的逐日降水资料,利用线性倾向估计以及Morlet小波变换等方法对高原汛期(5～9月)不同等级降水日数进行分析。结果表明:(1)西藏高原降水主要由小雨和中雨组成,两者雨量相当,大雨不到降水总量的10%;(2)在空间分布上,高原降水日数与小雨日数相似,由雅鲁藏布江下游向四周递减,高原西北部最少;中雨和大雨由雅鲁藏布江流域向南北2侧递减;(3)在时间演变上,总降水日数与小雨日数在各季节分配均匀,而中雨和大雨则均有明显的季节差异,主要集中在6月下旬至8月中旬。近37a来,总降水日数和小雨日数存在明显的年代际变化,具有准12～13a的年代际周期;小雨日数呈减少趋势,而中雨呈增加趋势,总降水日数和大雨日数无明显增加和减少;(4)在降水日数变化趋势的空间分布上:总降水和小雨日数在雅鲁藏布江以及高原东部地区以减少趋势为主;而高原西北部以增加趋势为主。在高原大部分地区中雨和大雨日数以增加为主,中雨日数减少的地区主要位于高原南部边缘地区,而大雨日数减少的地区主要位于高原东部。

华东地区夏季不同等级降水变化特征分析

采用华东地区78个气象站点逐日降水资料,根据日降水量的5个等级划分,应用线性趋势分析、相关分析等分析了不同等级降水频率和降水量的空间分布及其变化趋势。结果表明:(1)夏季不同等级降水频率在整个华东地区具有明显的地区差异,区域平均的降水频率由大到小依次为小雨、微量降水、中雨、大雨、暴雨。(2)平均的夏季总降水量呈南多北少的分布,各等级降水对总降水量的贡献率由大到小依次为暴雨、大雨、中雨、小雨,暴雨对夏季总降水量的贡献在某些年份可达50%以上。(3)区域平均的夏季降水日数呈下降趋势,但总降水量却有明显的增大趋势。(4)区域平均的某等级降水频率正异常时,华东地区各地该等级降水频率,亦多表现为正异常,尤其中雨以上等级降水频率异常符号在整个华东地区更为一致。(5)华东区域微量降水和小雨发生频率分别与其他等级降水存在显著的反相关关系,而中雨、大雨、暴雨三者发生频率之间无显著相关。

我国十大流域不同等级降水的变化趋势分析

利用我国612个气象站1961—2010年逐日降水量资料,分析我国十大流域不同等级降水量的年度、季节变化趋势。结果表明,近50年来我国不同等级降水存在明显的季节和地区差异。全国十大流域中,西北诸河流域具有明显的变湿趋势,即年降水量呈现明显的上升趋势,其不同等级降水,即小雨、中雨和极端降水的降水量也体现出一致上升的趋势。辽河流域、海河流域和黄河流域呈变干趋势,即年降水量呈现下降趋势,其中辽河流域主要是由小雨和夏季中雨的降水量下降引起;海河流域由小雨、暴雨(或极端降水)的降水量下降引起;黄河流域主要由小雨、中雨的降水量下降引起。就不同级别降水的降水量变化趋势而言,小雨和极端降水的降水量变化趋势较为突出,小雨的降水量在全国东部大部分地区,即辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域均呈下降趋势;极端降水的降水量在我国西部与东南大部分地区,即西北诸河流域、淮河流域、长江流域东部、东南诸河流域、西南诸河流域和珠江流域东部均呈上升趋势。

祁连山北麓牧区植被生长季不同等级降水时空变化特征

以祁连山北麓肃南县牧区为研究区,选取周边7个气象站1961-2016年的日降水资料,采用气候倾向率、Hurst指数、Mann-Kendall检验和反距离加权插值等方法,对肃南县植被生长季降水的时空变化特征进行研究。结果表明:肃南县植被生长季降水量和降水强度距平百分率趋势显著增加,而降水日数增加趋势不显著;植被生长季降水量和降水强度在1998年发生显著突变,而降水日数无显著突变;植被生长季降水以小雨为主,中雨降水变异系数较大,但近年来趋于稳定上升状态;植被生长季降水日数和降水强度在空间上呈东南多西北少,小雨降水分布与其分布类似,而中雨强度呈南少北多的空间分布差异;小雨对肃南县植被生长季降水量贡献较大,但近年来中雨比小雨增加明显,降水时空分布呈不均衡发展趋势。

1976-2019年甘南高原汛期不同等级降水时空变化特征

基于甘南高原8个气象站1976—2019年降水地面气象观测资料,利用统计、线性趋势分析和Morlet小波分析等方法对甘南高原汛期(5—9月)降水量、降水日数以及不同等级降水的时空变化进行分析。结果表明:甘南高原汛期降水量最大值中心位于玛曲,最少在舟曲,降水量分布大致呈中间多、南北两端少的特点;降水日数的空间分布是西多东少,最多在玛曲,最少在卓尼,汛期降水日数与降水量的空间分布不同;高原汛期主要以小雨为主,小雨日数占汛期总降水日数的80%以上。不同等级降水日数的空间分布也不相同,小雨日数空间分布与高原汛期降水日数分布大致相似,中雨日数的空间分布与汛期总降水量的空间分布基本吻合,而大雨日数主要出现在迭部,暴雨日数主要集中在中西部高海拨地区;44 a高原汛期降水量和降水日数均呈逐年下降趋势,不同等级降水日数年变化趋势存在明显的差异,暴雨日数呈逐年上升趋势,小雨、中雨和大雨日数呈减少趋势;高原汛期降水的年变化周期主要以5-7,11-12,14 a为主,其中2004—2012年存在较为明显的准8 a周期。甘南高原各等级降水量所占当年汛期降水量的百分比的年变化趋势显示:暴雨对汛期年降水量的贡献在逐年增加,其它等级降水的贡献略有减少。

基于中国降水格点数据集的陕西夏季不同等级降水时空变化特征分析

利用1961—2015年中国地面降水日值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)(下称V2.0格点资料)及同期陕西省内55站逐日降水资料,评估了V2.0格点资料在陕西地区的适用性,并分析了近年来不同等级降水事件在陕西地区的时空变化特征。结果表明:V2.0格点降水资料在陕北地区的误差较小,在关中大部较实况降水偏大,在陕南地区较实况偏小;各等级降水在全省呈现出南多北少的分布特征,V2.0中雨和大雨等级降水空间分布与实况较为一致,V2.0小雨雨量及雨日大于实况,V2.0暴雨事件较实况显著偏少;观察不同等级降水的时空变化特征发现,小雨在全省大部呈下降趋势,中雨在陕北北部、关中大部及陕南东部呈增加趋势,在陕北南部及陕南西部等地减少,大雨和暴雨在全省大部增加,V2.0各等级降水变化幅度小于实况变幅,暴雨事件变化趋势差异最大。

1976-2017年西南地区夏季不同等级降水时空变化特征

利用西南地区116个站点1976-2017年的逐日降水资料,运用Mann-Kendall突变检验、滑动T检验、反距离权重插值和经验正交函数分解(EOF)等方法,统计分析了近42年西南地区夏季不同等级降水的时空分布特征.结果表明:西南地区夏季不同等级平均降水量以中雨为主,降水量和降水日数的年际变化具有一致性;受厄尔尼诺和热带风暴的影响,总降水量波动增加,总降水量分别在1998年和2006年发现最大值和最小值,且大雨的降水量在1984年有突变发生.在空间分布上,西南地区不同等级的降水量和降水日数分布一致,受地形因素和大气环流影响,小雨和中雨表现为中间高两边低的特点,而大雨和暴雨则表现为东高西低的特点;EOF结果显示西藏和川西地区的暴雨降水量年际变化主要为缓慢增加型,川东和重庆地区的年际变化则主要为明显增加型,云南东部和贵州大部分地区则为缓慢减少型.

近48 a浙江省不同等级降水变化特征分析

利用浙江省62站1971—2018年逐日降水资料,从不同等级降水日数、强度等对不同等级降水变化趋势进行了分析。结果表明:浙江省不同等级降水日数主要呈由北向南递增的分布;浙江总降水日数先减少,2009年后有所增加,而降水强度为显著的增加,小雨日数以减少趋势为主。暴雨日数1986年之后呈显著增加趋势,不同等级降水强度均呈现增加趋势;其中对年降水量贡献最大的是中雨,但小雨和中雨的占比均明显减少,暴雨占比增加较快。

近58年环青海湖地区不同等级降水量变化特征研究

本研究利用环青海湖地区8个气象站点1961~2018年逐日降水数据,采用气候统计诊断方法,研究分析了该地区夏半年降水量和各等级降水的变化特征。结果显示:环青海湖地区夏半年降水量呈显著增加趋势;不同等级降水的降水量呈增加趋势,其中大到暴雨和中雨呈显著增加趋势,小雨呈缓慢增加态势;不同等级降水的降水强度同样呈增加趋势,其中大到暴雨增加缓慢,中雨和小雨显著增加;不同等级降水的降水日数变化中,大到暴雨和中雨显著增多,小雨呈减少态势。不同等级降水量占比变化分析显示:小雨占比呈下降趋势,中雨、大到暴雨占比呈显著上升趋势。环青海湖地区大到暴雨和中雨降水量增加显著,强降水量的增加是环青海湖地区夏半年降水量增加的主要来源。

近30年来云南省不同等级降水时空变化特征分析

利用1987—2016年云南省29个气象站点逐日降水资料,将云南省划分为6个流域,运用线性趋势和小波分析法,分析了云南省不同流域不同等级降水日数和强度的时空变化特征。结果表明:(1)云南省微量降水、小雨、中雨和大雨降水日数和强度整体呈减小趋势,暴雨呈增加趋势,其中微量降水日数和强度、小雨降水日数呈极显著减小趋势;(2)各等级降水强度平均贡献率呈现出中雨>大雨>小雨>暴雨>微量降水;(3)各等级降水强度普遍存在22 a和29 a的长周期变化特征;(4)微量降水日数和强度呈现出东北多西南少的分布特征,小雨、中雨、大雨和暴雨降水日数和强度呈现出西南多东北少的分布特征,微量降水日数和强度减少幅度呈现出由东南向西北递增的趋势,小雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在中西部,减小幅度较小区域主要集中在长江流域中部和澜沧江流域南部,中雨降水日数和强度减小幅度呈现出由中部向东北和西南递减的趋势,大雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在西北和东南部,减小幅度较小的区域主要集中在中南部,暴雨降水日数和强度上升幅度较大区域均集中在西南和东部。研究结果可为区域农业生产和农业用水提供基础性参考。

不同等级降水对廊坊市污染物浓度的影响分析

利用2013~2016年廊坊市气象观测站小时降水资料、环保局空气质量监测药材公司站六类主要污染物(SO2、NO2、CO、O3、PM10和PM2.5)相应浓度数据,利用数理统计方法分析了不同等级降水强度、不同降水时段、不同季节降水性质等6个方面,研究分析了降水对主要污染物浓度的影响。结果表明:1) 在不同小时降水强度下,大雨和中雨的稀释作用要优于小雨;2) 六类污染物对降水有较明显差异,PM10、PM2.5和SO2浓度下降率最明显,达到60%,O3的下降率最弱,对降水强度变化不敏感;3) 降雨作用优于降雪,降水对污染物浓度下降率普遍高于降雪;4) 夏季降水的稀释作用最强,其次是秋季,春季和冬季最差,这也和降水强度和降水量相关;5) 降水结束2小时污染物浓度下降率又比降水结束1小时偏高。

阳曲县近30年汛期不同等级降水变化特征

文章通过整理1991年—2020年近30年阳曲国家气象观测站5月—9月汛期逐日降水量,分析汛期降水量变化规律及不同等级降水量和降水日数变化规律,研究表明:1991年—2020年阳曲县汛期年均降水量为348.3 mm,近30年来阳曲县年汛期降水量与年份总体呈上升趋势;阳曲县汛期不同等级平均降水量中以中雨降水量最多,约占汛期降水量的34%,汛期降水量影响顺序为中雨>小雨、大雨>暴雨;阳曲县汛期降雨日数约48 d,小雨降水日数为37.1 d,中雨降水日数为7.6 d、大雨降水日数为2.8 d、暴雨降水日数为0.5 d。汛期不同等级日数占比小雨降水日数占比呈减少的趋势,中雨、大雨、暴雨降水日数占比呈增加的趋势,其中中雨>大雨>暴雨。

赣江流域不同等级降水变化特征及其与大尺度气候相关性研究

为阐明赣江流域近60 a不同等级降水变化特征及其可能影响因子,基于赣江流域11个气象站点1960~2017年的逐日降水数据,采用一元线性趋势、滑动t检验、小波分析和反距离加权空间插值等方法分析了赣江流域各等级降水量、降水日数及降水强度的时空变化特征,并探讨了其与北极涛动等21个大尺度气候指数的相关性。结果表明:(1)1960~2017年期间,赣江流域小雨、中雨的降水量和降水日数呈现减少趋势,2000年减少趋势最为显著;而大雨、暴雨的降水量和降水日数表现为增加趋势,1990年增加趋势最为显著;各等级降水强度均呈现增加态势;各指标均存在26和19年的2个明显的变化周期;(2)赣江流域大雨和暴雨的降水量、降水强度及降水日数表现为由东北向西南递减趋势,小雨量和小雨日数呈现西高东低的分布特征;总降水强度和小雨日数分别在整个流域呈显著增强和减少趋势,大雨量和大雨日数在流域东北部呈显著增加趋势;(3)东大西洋遥相关型、西太平洋副热带高压面积、强度和西伸脊线位置对流域当年大雨和暴雨影响显著;北大西洋涛动对次年中雨和大雨影响显著。

青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

青海省海东市是青海省重要的粮食生产基地,干旱直接影响着农业的有序发展。利用1961—2015年青海省海东市5个气象站逐日降水资料,笔者分析各级雨量和雨日及Z指数的变化趋势,并研究各级雨量和雨日对旱涝的影响。结果表明:(1)夏(冬)半年降水以小雨(雪)和中雨(雪)为主;夏半年小雨和大到暴雨(中雨)的雨量及雨日呈减小(增加)趋势,冬半年各级雨量及雨日均呈减小趋势;(2)夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势;(3)采用偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大;(4)采用合成分析法的标准化值,在偏涝年,各级雨量和雨日基本都为正值,夏半年差异主要表现在大到暴雨和中雨雨量和雨日,而冬半年差异主要表现在小雪雨量和雨日;在偏旱年,各级降水雨量和雨日基本都为负值,夏半年差异主要表现在中雨雨量和雨日,冬半年差异主要表现在小雪和中雪雨量和雨日。

北京城、郊和山区不同强度等级降水变化特征比较

利用北京地区1977—2013年18个站点逐小时降水资料,将小时降水分为弱降水(第50百分位值以下)、中等强度降水(第50至90百分位值)以及强降水(第90百分位值以上)3个等级,对北京地区山区、郊区以及城区夏季不同强度等级降水变化特征进行了深入细致的分析。结果表明,北京地区夏季降水量存在显著的减少趋势,这种减少趋势主要是由于弱降水和中等强度降水的显著减少引起的,强降水没有表现出明显的增多或减少趋势;与郊区相比,2004年之后城区的强降水对夏季总降水量的贡献越来越大而弱降水的贡献减小。在降水日变化上,不同地区、不同等级的降水存在差异。弱降水存在清晨和夜间双峰值特征,中等强度和强降水只存在夜间单峰值特征。清晨峰值时刻,山区、郊区和城区弱降水都表现出一致的显著减少趋势;夜间峰值时刻,山区的各等级降水变化不显著,而在2004年之后,城区弱降水少于郊区,强降水则多于郊区。北京地区降水过程不对称性特征(降水过程峰值前后差异性)十分明显,其中以强降水的不对称性最强,相对于郊区和山区来说,城区强降水过程的不对称性有增大的趋势。

基于不同降水等级的城区降水径流过程模拟

采用衡水市城区降水径流实测资料,建立了暴雨及大暴雨、大雨、中小雨次降水径流关系,并进行参数检验。通过对3个不同降水量等级降水径流过程模拟分析,构建了变化环境下衡水市城区降水径流预报模型。经过检验,模型预报精度较高,为城区防洪排涝及管网设计提供参考依据。

甘肃河东旱作区不同强度日降水特征

利用1971-2007年甘肃河东旱作区分布较为均匀的13个气象站（兼有农业气象试验观测）共37年的逐日降水量资料,按照Bonsal边缘分布函数方法将日降水量划分为弱、较弱、中等、较强和强5个不同强度等级,从而分析了各强度等级的降水量和降水日数在旱作区的时空分布特征及变化趋势。结果表明：旱作区平均降水日数与降水量的分布不一致,平均年降水日数最多（少）的地方并不对应年降水量最大（小）的地方。各站不同强度等级的降水日数均表现为弱降水日数最多,强降水日数最少。弱降水日数的分布决定了平均总的降水日数的分布;而强降水日数的变化,对降水量的变化起到了决定性的作用。降水量的变化趋势较之降水日数的变化趋势要复杂得多,旱作区中各站降水日数变化趋势的一致性强,而降水量变化的区域性特征却比较明显。较之其它等级的降水,旱作区强降水的年际变化剧烈,各年强降水的日数和降水量都有很大的不确定性变化。