基于ITA法和Mann-Kendall法的漓江流域极端降水变化解析

为了分析全球气候变化背景下漓江流域极端降水的变化特征,基于流域内气象站点1963-2019年逐日降水资料,采用修改后的ETCCDI指数,通过ITA(innovative trend analysis)法和Mann-Kendall法2种非参数检验方法从站点和流域尺度研究了漓江流域极端降水的变化趋势,并分析了流域年降水量、汛期降水量和极端降水事件发生时间的变化情况。结果表明:1963-2019年漓江流域年降水量及汛期降水量均呈增长趋势;空间上,各极端降水指数呈现出由流域西北向东南递减的分布格局;时间上,各站点极端降水指数均呈上升趋势;极端降水事件在年内最早发生时间总体表现为流域北部站点时间推迟,南部站点时间提前;ITA法和Mann-Kendall法对漓江流域极端降水指数的趋势显著性检验结果存在明显差异,ITA法的敏感性更强。

基于Mann-Kendall法的流域降雨与地下水位时空变化特征研究

降水量在空间和时间上的变化会影响水资源的可用性,导致农业、生态和基础设施受损。在区域和局部尺度上,降雨均有增加和减少的趋势。降雨强度增加可能导致山洪暴发,降水减少也会影响水的可用性和水质。如何预测降水量在时空中的变化趋势具有重要意义。采用Mann-Kendall方法对河北某区域降雨量变化趋势及特征进行分析,并分析观测井的降雨量与地下水水位之间的关系,研究成果可知:4个观测台站中,H台站接收的年降雨量最大,最大值达到了5 153 mm,而K-K台站最大降雨量仅次于H站台,为3 598 mm。地下水位变化与降雨变化趋势相同。可为相关工程提供参考。

基于Mann-Kendall法的湖泊稳态转换突变分析

采用变化趋势与倾向率、Mann-Kendall趋势检验法和突变点分析法对1981~2008年间太湖湖泊稳态转换关键因子总氮（TN）、总磷（TP）和叶绿素a（Chla）进行突变识别,结果表明,（1）TN、TP和Chla分别在0.05、0.10和0.05水平上呈显著增加趋势;（2）TN浓度在1990~1991年间和1994~1995年间发生了两次突变;TP浓度突变点发生在1987~1988年;Chla浓度历史变化存在三个阶段,1981~1989年为第一阶段,尚未产生突变阶段,第二阶段为1990~1996年,突变过渡阶段,第三阶段为1997~2008年,属于突变后的状态;（3）综合TN、TP和Chla浓度历史变化存在不同阶段,结合各因子的历史变化序列,太湖湖泊稳态转换突变点为1988年和1997年,并把太湖划分为三个阶段,第一阶段为1981~1987年,TP浓度为0.025mg/L,属于草藻共存,接近于清水稳态阶段;第二阶段为1988~1996年,TP浓度为0.086mg/L,属于藻草共存阶段;第三阶段为1997到2008年,TP浓度为0.103mg/L,属于藻型浊水稳态研究结果表明Mann-Kendall法在湖泊稳态转换突变分析中具有一定的适用性.

基于Mann-Kendall和R/S法的水文序列变化趋势分析——以苏州市为例

由于Mann-Kendall法和R/S法均无法独立获取水文序列过去及未来的变化趋势,本文尝试将其相结合。针对苏州市水文历史数据,利用Mann-Kendall法分析水文序列过去的变化趋势、R/S法获取其分形特征,预测苏州市水资源未来趋势特征,并利用弹性系数法定量评估气候变化和人类活动对水资源变化的影响贡献率。结果表明:苏州市水资源量在过去的60年以及未来均呈现上升趋势,且在1979年发生突变;苏州市气候变化是径流变化的主要驱动因子,贡献率达到87%,人类活动的贡献率为13%。掌握苏州市水资源变化趋势可为苏州市水资源合理开发利用和海绵城市建设提供决策依据。

基于Mann-Kendall法的汉江上游水沙趋势分析

为了解汉江上游水沙变化趋势以指导水利工程规划建设,利用汉江洋县水文站1956-2008年还原后的天然年径流和年输沙量序列,采用非参数检验Mann-Kendall法,分析了汉江洋县水文站天然径流和输沙量的年际年内变化趋势和发生突变的年份,以及引起天然水沙序列变化的主要影响因素。分析结果表明,1990年代以后,汉江上游的径流和输沙量发生减小突变,且减小趋势显著;径流量突变发生在1993年,突变前后偏小的幅度为40%;泥沙量突变发生在1990年,突变前后偏小的幅度为85%。研究结果为流域的防洪治理、河道整治、水资源规划等提供了科学依据。

关中盆地降水量变化趋势的Mann-Kendall分析

采用关中盆地1959—2006年的气象资料,应用Mann-Kendall检验方法分析了关中盆地降水量的年季变化趋势和突变情况。结果表明:关中盆地降水量总体呈减少趋势;春、秋季节降水量呈下降趋势,夏、冬两季降水量均呈上升趋势;年降水量的突变发生在1992年,之后降水量总体开始下降,到21世纪依旧呈减少趋势;春季降水量在1994年发生突变,降水量明显下降;夏季降水量突变于1978年,之后降水量开始上升;秋季突变于1973年,之后降水量转变为下降趋势;冬季降水量总体呈增加趋势。

Sen’s斜率估计与Mann-Kendall法在设备运行趋势分析中的应用

基于某企业设备运行时轴承状态自上次检修以来的历史数据,采用Sen’s斜率估计与Mann-Kendall检验相结合的方法对其运行趋势进行分析,并与一元线性回归法分析结果相比较。结果表明,Sen’s斜率估计与Mann-Kendall法相结合,适用于设备运行状态的趋势分析,可在基于状态监测的预防性维修工作中推广应用。

R/S和Mann-Kendall法综合分析水文时间序列未来的趋势特征

讨论了R/S法和Mann-Kendall法用于水文时间序列分析存在的不足,提出综合了应用两者分析水文时间序列未来趋势特征的方法,以闽江流域竹岐站年径流序列为例进行了分析。结果表明,综合应用R/S和Mann-Kendall法能比较好地分析水文时间序列未来的趋势特征,也揭示了闽江流域中、上游地区年径流的未来有显著下降的趋势特征。

基于Mann-Kendall法的径流丰枯变化过程划分

提出利用Mann-Kendall法,将已有径流时间序列划分为若干个时间序列,计算出每一个时间序列的U值,以U-t曲线的变化趋势来划分径流序列的丰枯变化过程;以闽江流域竹岐站和白山水库的径流序列为例进行分析。结果表明:闽江流域径流丰枯变化过程为1946-1996年,白山水库丰枯变化较闽江流域频繁,分别为1946-1966年和1967-1975年,且第三个丰枯变化过程还没有完成。由于Mann-Kendall法属于非参数检验,受样本的分布类型限制比较少、样本中可允许少量漏测值以及方法比较简单适用等特点,因此,Mann-Kendall法可以和应用差积曲线法划分丰枯变化过程的方法互为补充。

重庆天然光总照度变化趋势Mann-Kendall分析

为了研究重庆天然光总照度变化趋势。基于重庆1961—2012年太阳辐射数据,结合中国辐射光当量模型,获取重庆天然光年总照度值和月总照度值。在此基础上,应用Mann-Kendall检验方法及统计方法分析重庆天然光年和月总照度值年际变化趋势及分布状况。结果表明,重庆天然光年总照度基本变化趋势为减少,且变化趋势非常明显,并在1974年发生突变。重庆月总照度值变化趋势除5月、9月及11月无变化外,其他月份均减少,且其减少趋势在1月、7月、8月和12月非常明显,2月、4月及10月明显,3月不明显。同时重庆1月、2月、10月、11月和12月天然光月总照度值年际变化波动小,3月、4月、5月、6月、7月、8月和9月天然光月总照度值年际变化波动大;月总照度低值出现在冬季的1月和12月,月总照度高值出现在夏季的7月和8月。重庆夏季天然光月总照度值最大,冬季最小,春秋季居中,且春季月总照度值大于秋季月总照度值。

基于Mann-Kendall法的地震前兆观测数据异常分析

应用Mann-Kendall法对1998年泾阳4.8级地震和2009年高陵4.4级地震某些指标数据序列进行异常分析。分析结果表明地震前兆观测数据的某些指标呈现出异常变化,应用此方法可以确定出突变的具体时间。本研究对地震预报预测有积极作用。

基于Mann-Kendall方法的龙江流域近60 a降水特性及变化趋势分析

采用Mann-Kendall方法分析龙江流域中上游坪洋、南阳、崩坎、磁窑4个代表站1959—2018年近60a的降水变化趋势及突变特征,结果表明:①龙江流域各降水站多年平均降水量在2100~2600mm之间,降水主要集中在汛期;②龙江流域年降水量总体呈现下降趋势,坪洋、南阳站通过90%的显著性检验统计值,汛期降水量整体呈现下降趋势,非汛期降水整体呈现上升趋势;③4个代表站在1962、1975年均出现突变点,崩坎、磁窑站进入20世纪80年代后,降水突变特征点明显增多。

基于Mann-Kendall法的林芝市农业界限温度变化特征分析

为探明1971年以来林芝市农业气象界限温度变化及突变情况,采用五日滑动分析法和Mann-Kendall趋势分析法计算初始日、终止日、持续天数等≥0℃农业气象界限温度指标。结果表明,林芝市起始日变幅较大,介于1-2月之间;终止日变幅较小,集中在12月,且随着年份的增大,呈现出一定的延期趋势。持续天数呈现明显增长趋势。1975年存在1个突变点,且部分年份为0.05水平上的显著性增温。建议林芝市青稞、油菜等春播作物可以进行适时早播或冬播。

基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究

研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956-2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:(1)大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;(2)在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65m·(10a)^(-1)的年际显著下降趋势,但降水具有12.65mm·(10a)^(-1)的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;(3)大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;(4)通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。

基于Mann-kendall法的嘉陵江流域降水量时空分布规律

选取嘉陵江流域11个气象站点经过处理的1961-2015年月降水量数据资料,以Mann-kendall非参数检验方法为主,分析嘉陵江流域降水量时空分布特征,为其水资源检测、评估和防治提供一定理论依据和基础.结果表明:(1)嘉陵江流域近55年年均降水量为977.7mm,整体上呈现出下降的趋势(Z=-0.56),且存在多个突变点;(2)降水量在春季和秋季均呈减小幅度,秋季最为明显(Z=-1.35),且主要集中在夏季,约占全年降水量的48.3%;(3)年均降水量空间分布总体表现为自东南向西北地区逐渐减少.遂宁地区降水量春季减小幅度最大(Z=-1.86),夏季上升最为明显(Z=2.49),秋季除武都地区增加(Z=0.21),其余地区均呈减小趋势,冬季巴中地区降水量上升幅度最大(Z=1.00).研究降水量的变化,预测和防治流域内旱涝和泥石流等气象灾害的发生,并在一定程度上预测未来气候变化趋势具有重要的意义.

基于Mann-Kendall法的中国海洋环境质量变化趋势分析

海洋环境质量是海洋资源可持续开发利用不可忽视的重要因素,对长时间序列数据的变化趋势分析可提高对海洋环境演变的认识。基于《中国海洋环境质量公报》(2001—2015年),采用Mann-Kendall法对中国管辖的近海海域不同水质等级海域面积、赤潮发现次数、赤潮发现面积以及河流入海污染物排放量时间序列数据进行变化趋势分析。结果表明:中国近海第二类海域(依据《海水水质标准》(GB 3097—1997)分类)面积呈下降趋势,劣四类海域面积呈上升趋势,近海海洋环境污染的形势依然严峻。近海海域赤潮发现次数和面积均呈下降趋势,尤其是东海,下降趋势明显。河流入海排放主要污染物中,COD与营养盐排放量均呈上升趋势,其中COD排放量上升趋势明显;石油类排放量呈明显下降趋势。沿海人口、海洋生产总值与劣四类海域面积均呈强正相关。沿海人口的增加、海洋生产总值的增长可能会对中国近海环境造成一定压力。

基于Mann-Kendall法的房山区降水量时空分布变化趋势分析

本文运用Mann-Kendall法对房山区20个雨量站1980—2013年降水量时空分布及其变化趋势进行了分析研究。结果表明:房山区春、秋、冬降水量变化均呈显著增加态势,降水量增加的趋势自1985年前后开始,该区降水集中在夏季且变化趋势并不显著,造成区域全年降水量虽呈整体增多趋势,但增加并不显著;降水量空间分布呈现西部山区向东部平原递减趋势;区域内降水时空变化趋势分析结果显示,在春、秋、冬三季各雨量站降水量均呈增多趋势,形成以史家营乡为中心的降水增幅高值区,夏季东部平原降水明显减少,以房山、葫芦垡两站降水量下降趋势最为显著。

基于Mann-Kendall法对洞庭湖区三口入湖水量趋势性分析

根据实测资料,采用Mann-Kendall法秩次趋势性显著检验表征了松滋口、太平口、藕池口三口入洞庭湖的水量演变趋势,结果表明1959-2013年长江上游年来水、枯季来水和9-10月来水呈减少趋势,而荆南三口分流年入湖水量、枯季入湖水量和9-10月入湖水量减少趋势显著,其中藕池西支管家铺站来水量减少最多。

基于Mann-Kendall检验分析里畈水库水质变化趋势研究

根据临安市环境监测站2006-2016年里畈水库的监测数据,采用Mann-Kendall非参数统计检验法对里畈水库水质变化趋势进行分析。趋势分析表明,pH和溶解氧的值总体呈上升趋势,氨氮、总磷和高锰酸盐的值总体呈下降趋势,11年间里畈水库水质总体呈上升趋势;总磷是影响里畈水库水质类别的主要因素。对各参数突变次数及时间分析表明,总磷突变最为复杂;溶解氧和氨氮变化趋势最为简单;水质突变主要集中在2007年和2016年。

综合R/S法和Mann-Kendall法分析杭州市60年小雨降水日趋势变化

综合利用R/S算法和Mann-Kendall算法研究杭州气象站和临安气象站近60年来小雨降水日的趋势变化。首先通过M-K法计算序列突变点,再将数据序列分为突变前和突变后分析,从而验证本文算法的可行性,最后通过本文方法对两个自动站1951-2016年的小雨降水日趋势变化进行分析。结果表明:在全球气候变暖和环流背景下,杭州站和临安站近60年来小雨降水日呈下降趋势,随时间越来越显著,且未来也将保持趋势延续性。对比两个站的检测结果,表明杭州站的下降趋势较临安站更加明显,也侧面反映杭州的城市化进程对降水的影响可能更加显著。