寿光市近56年降水量及雨日雨强变化特征分析

为了掌握寿光市降水的演变规律,充分利用降水资源,为切实做好气象灾害防御工作提供决策依据。根据寿光市1959—2014年逐日降水资料,利用线性拟合、Mann-Kendall和滑动t等方法,分析了寿光市近56年来降水量、雨日和雨强的变化特征。结果表明:寿光年降水量平均每10年减少12.50 mm,未发生显著突变。日降水量≥0.1 mm、≥1.0 mm的日数减少显著,平均每10年分别减少2.61天和7.83天。日降水量50.0 mm以下的降水日数呈减少趋势,50.0 mm以上降水日数呈不显著微增多趋势。各级降水日数与年降水量多呈显著正相关,日降水量≥10.0 mm的日数与年降水量的相关性最显著。寿光市最长连续降水日数平均每10年减少0.33天,最长连续无降水日数平均每10年增加1.07天。寿光市1日最大降水量和任意15时段降水量均呈不显著略增多趋势,任意1 h、24 h最大降水量分别以3.80 mm/10 a、9.13 mm/10 a的趋势增加,1日最大降水量以3.71 mm/10 a的趋势增加。

鲁西南近50年降水量和雨日雨强变化趋势

利用最小二乘法、Mann-Kendall方法分析近50年来鲁西南9县区降水量、雨日、雨强变化。结果表明:鲁西南中南部地区降水日数减少较北部明显;≥25.0mm、≥50.0mm、≥150.0mm平均降水日数均呈略增加趋势,≥100.0mm降水日数中北部呈减少趋势,南部呈增加趋势。各级平均降水日数均与年平均降水量显著相关,≥25.0mm降水日数与年降水量相关最为密切,说明从平均状况看,降水量的多少取决于降水日数的多少,特别是≥25.0mm降水日数的多少。平均最长连续降水和无降水日数均呈减少趋势。平均最大连续降水量以3.719 mm/10年的趋势减少(近30年以6.724mm/10年的趋势增加),平均最大日降水量以0.38mm/10年的趋势略增(近30年以4.904mm/10年的趋势增加)。平均1小时最大降水量以1.423mm/10年的趋势增加,平均10分钟最大降水量以0.707mm/10年的趋势增加。鲁西南年平均降水资源减少,年降水季节和空间分布明显,气候有"干化"变化趋势。降水日数减少但降水强度增加,短时强降水出现的月份集中且夜间出现频率接近50%,致使洪涝灾害防御任务更加艰巨,应做好气象灾害防御规划趋利避害。

云南雨日特征及其影响因子分析

为研究云南雨日特征,基于1960~2019年气象站点观测的逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和NOAA的重构海温资料,分析了云南降水日数的时空变化特征及其与海温的联系。结果表明,云南降水主要集中在5~10月,以6~8月最多,并以5 d及以上的长持续降水为主。但是,近年来,云南雨日数有明显下降趋势,EOF分析第一模态表明,云南5~10月雨日变化主要为全区一致型。通过线性相关分析发现,同期北印度洋海温与云南雨日有显著负相关关系,将10°~25°N,55°~65°E区域平均海温定义为北印度洋海温指数,通过海温指数与同期大气环流的回归分析,结果表明:当印度洋海温偏高时,200 hPa西风急流增强,云南地区附近高空有风场辐合,500 hPa低纬度地区位势高度增加,700 hPa低空存在较明显的水汽通量辐散和下沉运动,由印度洋和南海向云南输送的水汽减少,不利于降水发生。通过对比海温低值和高值年的雨日数可以发现,印度洋海温高值年,云南5~10月雨日数均为负距平,反之亦然。研究成果可为金沙江中下游水资源调度和水库群联合调度提供参考。

缺资料地区日降雨时间上向下尺度化方法探讨——以黄河流域为例

降雨是流域水循环的主要影响因子之一,雨强时程分布对于流域水循环具有重要的意义,在相同的下垫面条件下,如果降雨强度不同,产流机制也会出现很大的不同。然而,要想获得完整长系列的短历时降雨资料,难度很大。本文以黄河流域为例,提出了日降雨时间上向下尺度化模型,探讨了缺资料地区通过日雨量在时间上向下尺度化生成短历时降雨资料的方法。文中根据黄河流域降雨特点,把全流域分成5个降雨区划,采用1991年～1997年731个站点大于10mm雨日的短历时降雨记录,对向下尺度化模型的参数进行了分区率定和分析。通过分析实测短历时降雨资料发现,黄河流域日降雨量和历时相关关系很差,相比而言,与雨强相关关系较好。文中建立了1个日雨量～雨力关系模型,并分区率定了模型的参数。日降雨时间上向下尺度化模型的参数反映了雨强日内分布的集中程度,大体趋势是从西到东增强的。本文采用Nash Sutcliffe效率系数和MSEQ两种指标对模型进行了评估,分区统计结果显示,提出的模型和方法是有效的,下一步的工作是在流域水文模拟中进行应用和作进一步地验证。

中国雨日的气候变化

利用1954~2000年中国160站的资料,通过计算趋势系数等现代统计诊断方法,研究了中国年、季、月雨日的时、空特征和气候变化。指出,中国年雨日已经明显减少,而且雨日的减少比降水量的减少明显得多,平均每10年减少雨日3.8天。各季的雨日都是负趋势;季雨日平均每10年减少1天左右。夏季雨日减少最明显(统计检验最显著),秋季雨日减少最多(雨日减少天数多)。雨日长期趋势变化有明显的空间变化,东北、华北、西南区的雨日减少是最多的,这些地区的雨日每10年减少7~10天。雨日的长期趋势变化与降水量的长期变化并不完全一致。雨日的负趋势与降水的负趋势比较,不但范围广,而且强度大(负趋势绝对值大)。中国年降水量明显的负趋势仅位于华北(34°N^38°N,109°E^122°E),而雨日减少最多的地区是东北、华北、西南,范围比降水量大得多。季雨日的长期变化与季降水量的长期变化的差别很大。中国没有一个季节、一个测站的雨日有明显的正趋势变化,但是,降水量仅在秋季是大范围的负趋势,夏季降水量有些测站是明显正趋势,冬季降水量只是小范围的负趋势(冬季的降水量在增加),在冬季,东北仅是很小范围的降水量在减少,而雨日是大范围的明显减少。

中国夏季分级雨日的时空特征

利用1961～2005年中国565个台站的逐日降水量观测资料,运用线性回归等统计方法对我国夏季(6～8月)降水进行了日雨量分级研究。按日雨量大小依次分成痕量(无记录)、微量(≤1 mm/d)、小雨(1.1～9.9 mm/d)、大雨(10～49.9 mm/d)、暴雨(50～99.9 mm/d)和大暴雨(≥100 mm/d)6个等级,而把小雨～大暴雨4个等级的雨日量总和称为有效雨日。年平均痕量雨日东西差异以东亚夏季风气候北缘为分界线,该线以西地区痕量雨日数大于以东地区。有效雨日的分布表现为西北地区最少,东部地区从西南至华南地区依次向北递减,其中东北地区东部的雨日数要大于西部。近45年来有效雨日的趋势分布表现为长江流域中下游、西北地区的新疆等地雨日增加,而黄河中下游等地区雨日减少。痕量雨日在我国基本为负趋势。微量雨日除我国西北地区为正趋势以外,其他地区均为负趋势。西北地区有效雨日增多主要来自于小雨雨日的贡献,长江-江南的有效雨日增多来自于大雨和暴雨雨日的贡献。西南和环渤海地区的有效雨日减少来自于大雨雨日的减少。

青海省近40年雨日、雨强气候变化特征

利用青海省 1 96 1～ 2 0 0 2年 2 6个代表站逐日雨量资料和青海省东部地区 1 0个站1 981～ 2 0 0 1年降水自记资料 ,分析近 4 0年来青海省雨日、雨强气候变化。结果表明 :青海近年来虽然夏半年降水量和雨日在减少 ,但降水强度在增大。夏半年降水量的减少主要是降水日数的减少造成的 ;而冬半年降水量的明显增加是由于雨日增多和每个降水日平均雨量的增大造成的。近 2 0年来 1 0分钟、1小时最大降水的强度在明显增加。同时 ,2 0世纪 90年代夜间出现强降水的几率多于 80年代。

近50年黄河流域降水量及雨日的气候变化特征

利用1961-2010年黄河流域143个测站降水量和雨日资料,分析了黄河流域年、季降水和雨日的时空变化特征。结果表明:(1)多年平均年降水量和年雨日空间分布特征均呈北少南多。(2)年降水量和年雨日变化趋势相一致,二者均呈减少趋势,年降水量负趋势的测站数达81.8%,年雨日负趋势达88.8%,即年雨日较年降水的减少趋势更显著。(3)在季节变化方面,除冬季外,春、夏和秋季的降水量和雨日都是负趋势,特别是秋季减少最显著。四季降水量通过显著性水平检验的负趋势站数从多到少依次为秋季>春季>夏季>冬季,雨日则为秋季>夏季>春季>冬季。(4)流域年降水和年雨日一致突变点为1985-1986年,其降水量及雨日减少主要原因是大气环流发生了变化,1986年以前黄河流域降水和雨日偏多是由于季风较强,使水汽得到有效输送和河套西北部的风向辐合造成的,而突变后降水和雨日减少与季风偏弱、缺乏有效的水汽输送和蒙古至河套的反气旋环流有关。

江苏省雨日及降水量的气候变化研究

利用江苏省1960—2000年13个测站逐日降水资料,分析了41 a来江苏省年、季、月雨日的时空特征和雨日的气候变化。结果表明,江苏省的年雨日已经明显减少,平均每10 a雨日减少10.4 d。各季的雨日都呈负趋势,平均每10 a季雨日减少2.6 d。而秋季雨日减少最明显也最多。雨日长期趋势变化有明显的空间变化。江苏省的年雨日东部比西部减少的多,东部雨日每10 a减少14.6 d。月雨日也呈减少趋势,尤以4月、9月明显。雨日的长期趋势变化与降水量的长期趋势变化并不完全一致,这种不一致表现在长期趋势变化的强度上、范围上。总的来说,雨日的负趋势变化要强于降水量,负趋势的范围也要比降水量来得广一些。

近50年云南省雨日及降水量的气候变化

利用1959-2009年云南省30个测站逐日降水资料,通过计算趋势系数、相关系数等现代统计诊断方法,分析了近50年来云南省年、季、月雨日和降水的时空变化特征。结果表明,云南省多年平均雨日空间分布和降水量空间分布基本一致。降水量最大值出现在滇西南地区,滇中到滇东南地区相对较少;年雨日最大值也出现在滇西南地区,滇中地区最少。年降水量在近50年来总体变化不大,但是年总雨日出现明显的减少趋势,趋势系数为-0.475,通过了0.01显著性水平检验,回归系数为-3.19d.(10a)-1。季雨日的分析表明,云南省除了春季以外,其他三季雨日均呈大范围的负趋势,其中夏、秋季30个测站的趋势系数均为负值,四季通过0.05显著性水平检验的负趋势测站数从多到少的排列为夏季>秋季>冬季>春季。全年12个月中有9个月是负趋势测站的超过一半以上,尤以6～10月最明显,总的来说,月雨日呈减少趋势。

近35年青藏高原雨量和雨日的变化特征

利用青藏高原1971-2005年49个气象台站逐日雨量和雨日资料,分析了青藏高原年、季雨量和雨日变化趋势。结果表明,近35年西藏大部分地区年雨量、雨日呈现显著增加趋势,而青海省大部分地区雨量、雨日却呈减少趋势。夏半年,高原上雨日减少,雨量增加,说明降水越来越集中,降水强度在增加。冬半年,高原上雨日、雨量均在增加。高原夏半年小雨(0.1～4.9mm)雨日减少,雨量增加;小雨(5.0～9.9mm)和中雨的雨日和雨量均呈增加趋势,大雨以上的雨日和雨量均减少。冬半年,青藏高原小雪、中雪、大雪不同量级日数和雪日的平均雪量均呈增加趋势;暴雪日和雪量变化均不明显。

青藏高原至中国东部年雨日变化趋势的分形研究

根据1951-2002年中国194台站的雨日资料,运用分形理论中R/S分析法的基本原理,设计了两项Hurst指数试验。研究并预测了中国5大区域年雨日的气候变化趋势。研究表明：中国5大区域未来年雨日变化趋势与过去50年来的变化有着很好的自相似性。两项Hurst指数试验结果表明中国今后年雨日将继续减少。依照5大区域的气候倾向率,未来10年青藏高原和川西高原平均每十年减少雨日3.7-3.8天;中国东部南方区和中国东部北方区平均每十年减少5.9-6.8天;四川盆地年雨日减少最多,平均每十年减少雨日12.3天。且期间雨日没有突变。

中国雨日变化趋势的分形研究

利用1951-2002年中国752个台站的雨日资料,运用分形理论和R/S分析法,研究并预测了中国五大降水区年雨日的气候变化趋势。研究表明:中国五大降水区未来的年雨日变化趋势与过去50 a的变化有着很好的自相似性。为了更深入研究雨日的未来的变化,设计了两项Hurst指数试验,用两项试验结果与年雨日年际变化趋势的对应关系来推断未来的变化趋势及其转折与突变。结果表明:中国五大降水区年雨日有着一致的减少趋势,但其变化呈现显著的地域分异特征。依照五大降水区的气候倾向率,西北区、西南区、青藏高原区、东部北方区、东部南方区未来平均每10 a雨日减少分别为4.1d,11.4d,3.7d,6.8d和5.9d,其中西南区年雨日减少最多。期间,中国五大降水区虽有气候变化的转折,但不存在雨日气候变化的突变点。

华南雨日、雨强的气候变化

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料,通过EOF分析、功率谱分析和计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年、前汛期、后汛期的雨日、雨强以及降水量的时空特征和气候变化。结果表明:华南年雨日以4.8 d/(10 a)的速率明显减少,但前、后汛期雨日减少趋势不明显。华南年雨日长期趋势变化有明显的空间差异,在广西北部、华南沿海和海南,减少速率高达9～17.8 d/(10 a),其中海南的白沙减少趋势最为明显。华南年平均雨强以0.4 mm/(10 a.d)的速率明显增加,但平均雨强前汛期变化趋势不明显,后汛期明显。年雨强增加速率在海南、华南沿海和广西北部高达0.4～1.1 mm/(10 a.d),最大值出现在海南的五指山和三亚。华南降水量和雨日的长期变化趋势不相似,但与雨强的变化趋势大部分相似。小波分析表明:华南年雨日和降水量都有2～3年、3～5年两个显著周期,年雨强在2000年后有2～3年的显著周期。根据EOF分析,华南雨日、雨强和降水量主要有"全区一致型"、"东西差异型"和"南北差异型"三种分布型。

1961-2005年新疆区域分级雨日(量)的气候特征

利用新疆区域108个常规气象观测站的逐日降雨资料对新疆区域1961-2005年分级雨日(量)的气候特征进行研究。按日雨量的大小分成4个等级:小雨(0.1~6.0 mm)、中雨(6.1~12.0 mm)、大雨(12.1~24.0 mm)和暴雨(≥24.1 mm),有效雨日(量)为上面4个等级雨日(量)的总和。结果发现:新疆区域各个等级的雨日(量)都表现为明显的上升趋势,并且它们都从1987年开始发生转折性变化;年有效雨日的平均值和增加量主要来自于年小雨日量的贡献,而年有效雨量的多年平均值和增加值则是小雨、中雨和大雨共同作用的结果;各个等级雨日(量)区域平均值表现为正的气候变化趋势。单站分析的结果也表明绝大部分站点各个等级的雨日(量)都以上升趋势为主,明显上升的站点主要分布在天山山区,表现为下降趋势的站点较少,而且都未通过显著性的信度检验水平。除暴雨外,各个等级雨日(量)多年平均值及其变率的空间分布形态具有相当高的一致性,基本表现为北疆多于南疆,西疆多于东疆,山区多于盆地和谷地的特点。

近40年浙江省降水量、雨日的气候变化

用 1 96 1～ 1 999年浙江省 3 6站的资料 ,研究了浙江省年、季、月降水总量与雨日数的气候变化。指出在浙江省年降水量增加的同时 ,雨日数没有同步的增加。浙江省除了 7、8月份雨日是增加以外 ,其他月份的雨日数都表现为减少。由于 7、8月降水量的增加比雨日的增加更明显 ,反映出浙江省平均的日降水的强度增加了。研究还指出 ,雨日的减少是在1 978年前后突变发生的。 2 0世纪 80年代以后 ,浙江省 9～ 1

近48年西南地区降水量和雨日的气候变化特征

利用1960-2007年西南地区97个观测站点的日降水量资料,研究分析了西南地区年、季节的降水量和雨日的气候变化特征。结果表明,西南地区降水量分布整体呈"东多西少"的分布形态,高值区位于四川盆地的雅安地区和滇西南区,且这两个地区也是四季中降水最多的。年雨日、春季雨日和秋季雨日呈东北—西南向的"偏少—偏多—偏少"型分布,夏季雨日呈"西多东少"型分布,冬季与夏季分布相反。近48年西南地区年降水量总体上呈弱的减少趋势,春、冬季的降水量呈增多趋势,而夏、秋季的降水量呈减少趋势,且夏季降水量存在着明显的准16年周期变化。雨日的季节变化趋势与降水量类似,夏季雨日呈明显的准17年周期变化。另外,中雨日和小雨日呈明显减少趋势,但暴雨日、大雨日均呈增加趋势,极端降水天气日益突出。

泊头市近50年降水量及雨日变化分析

为了解泊头地区降水规律,合理利用降水资源,运用距平分析、线性回归、变差系数等方法对泊头市1961—2010年日变化气象资料进行分析,结果表明:50年间该地区平均降水量为582.72mm,年际间降水总体呈递减趋势;年内降水主要集中在夏季,降水量约占全年降水量的72.0%,1970年代以后夏季降水亦呈递减趋势,降水倾向率为-20.33mm/10a;雨日数变化表现为:1980年之前逐渐降低,1980年以后逐渐增大。针对该区降雨的年内年际变化特点,提出充分利用降雨资源的具体措施,对该区水资源优化配置方案的制定具有一定参考价值。

中国雨日数的气候特征及趋势变化

使用国家气象信息中心整编的全国2 425个观测站1961年1月—2013年2月的52 a逐日降水观测资料,美国气象环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)资料。通过计算气候场、雨日概率、倾向值、M-K突变检验等现代统计诊断方法,研究了中国各等级雨日数的年、季节的时空分布特征和不同等级雨日数的趋势变化特征以及相关的背景环流。得到以下结论:(1)中国年总雨日数高值区在四川东部、贵州、江南及云南西南部,以小雨日数占比最高;中雨、大雨日数高值区在江南东部和云南西南部;50 mm以上雨日数中心分别在华南沿海和闽—浙—赣交界,前者强后者弱;(2)年内总雨日概率分布表现为3类:平缓型、单峰型、双峰型,南方地区除云南外均为平缓型;西藏东部、川西、陕甘宁3省南部、青海东部为双峰型;全国其余地区为单峰型;(3)中国季风区小雨日数在1970s末—1980s初发生突变,呈趋势性显著减少,除东北外,四季均减少,以秋冬季云南、上海等地减少最显著,而干旱半干旱区小雨日数呈增加趋势;(4)西南地区东部的年中雨日数在2000年后显著减少,秋季减少最明显,而京、沪、粤3大城市群年中雨日数呈增加趋势;西南地区东部秋季、云南夏季大雨以上日数在2003年后显著减少,而夏冬两季长江中下游中雨以上等级的雨日数明显增加;(5)川东、贵州、江南中部的雨日高值区与青藏高原东部低层回流冷空气形成的静止锋或辐合带相联系。

惠州城区50年来雨日的气候统计和变化特征

利用统计软件SPSS,分析了1957～2006年惠州城区雨日和不同强度雨日的气候统计特征及其变化规律。结果表明:惠州城区50年来年平均雨日为142.1d,属于多雨日区,但年际变化较大;小雨日最多,中雨日次之,灾害性暴雨及以上量级降雨各月都有出现的可能,但主要出现在汛期。雨日月和季节变化明显,月变化呈6月为主峰,8月为次峰的双峰型分布。雨日平均每10年减少3.28d,主要表现为小雨日的减少,四季中秋季的减少最明显;年降雨量无明显线性增减趋势而年雨日呈线性减少趋势使雨日平均雨量呈上升趋势,降水呈集中的趋势;雨日的减少可能是受全球变暖引起的大气环流变化和城市发展带来的空气污染等多重因素造成的。