河南省境内淮河流域历史时期旱涝等级序列的重建

本文根据旱涝史料，运用旱涝等级评定法，对河南省境内淮河流域１４７０～１９４９年逐年的旱涝状况进行了评定；并采用“区域综合法”，重建了河南省境内淮河流域１４７０～１９４９年的旱涝等级序列。

淮河流域近545年旱涝等级序列完善及变化特征分析

结合历史文献资料与实测站点降水数据,补充完善1470—2014年淮河流域8个站点旱涝等级序列,利用泰森多边形法计算各区域面积并进行加权处理,重建淮河流域近545年旱涝等级序列,采用累积距平、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法探索旱涝时空变化特征。结果表明:①经典型旱涝年验证,重建的淮河流域旱涝等级序列是基本可靠的,其不符合年数所占比例为12.5%;近545年淮河流域发生涝灾事件的次数多于旱灾的,涝灾平均3.7 a发生一次,旱灾平均5 a发生一次。②淮河流域1470—1542年、1762—1814年和1855—2014年气候偏旱,1543—1761年和1815—1854年气候偏涝,1509年左右气候发生突变,开始偏湿;其旱涝变化周期特征明显,具有39、72、27、100 a以上的周期变化规律,且自1800年以来各时间尺度旱涝变化周期均在不断变短。③旱涝灾害事件的发生频率在空间上存在差异,淮河上游地区旱灾事件的发生频率高于涝灾的,中游、下游及沂沭泗河地区涝灾事件的发生频率高于旱灾的;各地区旱涝灾害事件的发生频率均较高,都在27%以上。

河南省境内淮河流域近五百年旱涝等级序列的重建

本文根据旱涝史料及现代观测资料，运用旱涝等级评定法和农田水分平衡法，对河南省境内淮河流域１４７０～１９８０年逐年的旱涝状况进行了评定；并采用“区域综合法”。

1470-1912年西北东部地区旱涝等级重建序列的特征及对比分析

通过收集整理西北地区东部1470-1912年旱涝灾害历史文献资料,重新建立逐年旱涝等级序列。利用滑动平均、累计距平、滑动T检验和小波变换等方法,综合分析了443 a间西北东部地区旱涝序列的变化特征。为验证本序列的可靠性,利用华山降水量重建序列和陇西地区干湿指数序列进行长期趋势对比分析,并将代表性省份石笋δ18O序列和重建旱涝等级序列进行对比验证。结果表明：（1）西北东部地区以旱灾为主,旱灾频繁且大旱、连旱严重。旱涝灾害具有明显的阶段性,大致可分为4个阶段,分别为1470-1540年、1541-1615年、1616-1796年和1797-1912年,且可分为12个明显的偏旱和偏涝时期。（2）在10 a尺度上检测出旱涝变化存在12个突变点,50 a尺度上存在5个突变点。（3）重建序列存在较明显的周期变化的时间尺度是130-110 a、70-80 a、50-52 a和28 a、10-15 a、5 a。28 a左右时的周期振荡最强,为第1主周期,第2、3、4周期依次是15 a、73 a和50 a。（4）根据对比分析,早涝重建序列和其他长降水量序列具有较高的一致性,与同期石笋氧同位素δ18O记录对应较好,间接证明了历史文献资料恢复历史时期气候变化的可靠性和可行性。

长江流域及三峡库区近542年旱涝演变特征

选取长江流域沿线及三峡库区12个代表站,根据中国500年旱涝图集等级和各站建站以来5—9月降水量资料,按照旱涝等级标准,分别得到长江全流域、上游流域、中游流域、下游流域及其三峡库区1470—2011年旱涝等级序列。结果表明:长江各流域及其三峡库区均呈现较为明显的旱涝交替阶段,20世纪偏旱频率强烈增加,19世纪和20世纪偏涝频率明显增加。长江流域和三峡库区偏旱以上等级具有准160年周期震荡,全流域偏涝以上存在准140年的周期震荡,但20世纪后有所减弱,三峡库区偏涝以上等级存在准百年的周期震荡。三峡建坝蓄水前后库区降水EOF时空分布呈一致减少趋势,与此同时长江上游降水呈下降趋势,反映了长江上游流域及三峡库区气候趋旱;M-K突变检验显示水库蓄水前后流域上游和库区降水均未发生显著变化。在全球气候变化的背景下,三峡库区旱涝演变并不是孤立事件,而是与长江上游乃至整个长江流域旱涝背景密不可分。

旱涝预测的演化建模方法

发展了一种旱涝预测的演化建模方法,数值试验结果表明,该方法能够从历史资料中准确地挖掘出气候要素演化的主要动力学特征,所建立的模型不仅能够较好地模拟要素的历史演变情况,而且还能够对未来的演变趋势进行准确的预测.对于演化建模所得到的误差较大的模型,对其预测误差序列进行二次演化建模可明显提高模型的预测精度.