基于Mann-Kendall检验的嘎呀河流域降水变化趋势及突变分析

基于Mann-Kendall检验方法,对嘎呀河流域降水量数据进行分析,发现年降水量总体呈现下降趋势,在研究时段内年径流量各雨量站均存在突变点,就流域而言,1985年为整个流域降水量的突变点。汛期降水量整体呈现下降趋势,非汛期降水量整体呈现上升趋势,老庙、天桥岭、汪清、仲坪和西大坡站汛期降水量变化对年降水量变化具有决定性作用。该流域汛期降水量突变点为1982年,非汛期无明显突变点。

基于Mann-Kendall的济南市气温变化趋势及突变分析

基于Mann-Kendall检验方法,通过对1951—2007年济南市气温数据的分析,发现济南市年均气温存在十分明显的上升趋势,线性增温速率为0.24℃/10 a,其中50、80年代年均气温增温迅速,60、70年代呈相对稳定的波状起伏,1983年之后升温趋势十分显著,2000年之后升温趋稳并呈微小下降态势。研究时段内年均气温存在两次突变,分别发生在1975年和1984年。对于四季气温,春季和冬季增温趋势十分显著,两季的升温速率分别为0.31℃/10 a和0.43℃/10 a;秋季气温增温显著,夏季气温随时间变化而增暖的趋势不明显,两季的升温增速分别为0.156℃/10 a和0.055℃/10 a。四季气温随时间变化特征表现为:春季和秋季整体呈现缓慢波状上升,而夏季和冬季则起伏较大。分析表明,1969年的夏季和1986年冬季是季温发生突变的节点。

Mann-Kendall检验方法在降水趋势分析中的应用研究

采用本溪地区4个气象站1958—2006年间气象资料,应用Mann-Kendall检验方法对降水量的年际变化特征、月际变化特征及趋势进行分析,并进行突变性检验。结果表明:近50 a本溪地区降水量随时间呈上升趋势变化;本溪站和草河口站降水量发生突变,分别是1978年、1986年和1976年。

Mann-Kendall检验及其在河流悬沙浓度时间序列分析中的运用

探讨了Mann-Kendall非参数秩次相关检验在时间序列分析方面的应用,并以云南省文山州盘龙河为例,把它运用到河流悬沙浓度时间序列的趋势分析和突变分析研究中。结果表明:①M-K检验同样适用于河流悬沙浓度的趋势与突变分析;②盘龙河自20世纪60年代初至90年代末河流悬沙浓度一直表现为波动上升趋势,1999年后有下降的迹象;③盘龙河的河流悬沙浓度自20世纪60年代以来存在着两个明显的突变点,其一在1973年,其二在1999年。

基于Mann-Kendall检验的生态足迹时间序列趋势性分析

生态足迹作为一种可持续发展的定量评价指标得到了广泛的应用,但由于其静态性等特点,使得计算结果不能很好地反映发展的动态变化。本文引入Mann-Kendall检验对生态足迹时间序列进行趋势性分析,以江苏省阜宁县生态经济系统为例进行检验,并将结果同线性回归检验结果进行比较,结果表明:江苏省阜宁县的人均生态足迹、人均生态赤字都具有显著上升趋势,人均生态承载力虽也有上升趋势,但不如前几项明显。万元GDP生态赤字虽有下降趋势,但其趋势并不显著。线性回归检的结果与Mann-Kendall检验相同,表明Mann-Kendall检验可以很好地得出生态足迹时间序列的趋势性以及趋势性大小(斜率)。

基于Mann-Kendall检验法的菏泽市降水变化规律分析

利用菏泽市2012-2020年降水量资料,通过在Excel中运用Mann—Kendall检验法,对菏泽市多年降水量变化整体趋势进行分析研究,得到了该地区年降水量、季节降水量以及月降水量变化特征。结果表明:菏泽市近9年年降水量整体呈现上升趋势,季节降水量趋势为上升但不显著,1月及8月份逐年降水量呈现显著上升趋势,其他月份降水量无明显变化趋势。通过分析菏泽市近年来不同尺度降水量变化规律,为该地区的防洪抗旱提供参考依据。

从Mann-Kendall特征看石羊河流域降水量的演变规律

以石羊河流域5个气象站从建站到2008年逐月降水量资料为基础,从mann-kendall方法入手,分析了降水量的时间和空间变化特征。结果表明:石羊河流域降水量变化存在地理差异,上游明显减少(Zc=-0.561),中游略有增加,下游略有减少。流域年降水量呈波动性变化,在近十年间流域的增湿非常明显,气候变化趋于暖湿性。年内降水量分布极不均匀,8月份降水量极不稳定,季节性降水差异明显。此外上下游降水分别存在准17 a、准9 a的周期震荡,而中游则同时兼顾这两种主周期变化。降水量在空间分布上由南向北递减,形成"乌鞘岭>古浪>永昌>武威>民勤"的降水递减变化特征。

Kendall检验在水文序列趋势分析中的比较研究

通过蒙特卡洛模拟对Kendall非参数秩次相关检验法在水文时间序列趋势检验中的识别能力做了研究。模拟结果表明,该方法的识别能力与之前给定的显著性水平、样本容量、趋势度和变差系数有关。随着趋势度的绝对值、样本容量和显著性水平的增加,Kendall检验法的识别能力增强;随着变差系数的增加,该方法的识别能力减小;当趋势存在时,该方法还与时间序列服从的分布类型和形状参数有关。最后采用Kendall秩次检验法分析了北江清远站。

1980—2011年北京城区能见度变化趋势及突变分析

选取1980─2011年5个位于北京城区的国家级地面气象台站(海淀、朝阳、北京观象台、石景山、丰台)人工观测的大气水平能见度(下称能见度)数据,采用Mann-Kendall趋势分析及突变检验法、滑动t检验方法对能见度进行分析,以了解其变化趋势和突变.结果表明:海淀和石景山站的年均能见度呈下降趋势,而朝阳、北京观象台和丰台站则呈上升趋势;能见度最大和最小变率分别出现在朝阳和丰台站,分别为2.50、1.11 km/10 a;北京城区年均能见度(对5个台站数据平均得到)呈上升趋势,变率为0.47 km/10 a.2007─2011年北京城区平均能见度为18.5 km.突变分析表明,海淀、石景山、北京观象台和丰台站的年均能见度均出现了突变,但突变类型不尽相同,而朝阳站和北京城区的年均能见度未出现显著突变.

基于中国气象资料的趋势检验方法对比分析

结合全国317个气象站1956—2005年气象资料,分别利用普通Mann-Kendall、预置白Mann-Kendall、去趋势预置白Mann-Kendall趋势检验方法分析了年降水量、年平均气温和年蒸发皿蒸发量的趋势检验结果及自相关系数变化规律。其中,年降雨序列的自相关性不显著,3种趋势检验方法的分析结果差异不大;年平均气温和年蒸发皿蒸发量自相关性显著,其3种方法的检验结果差异性较大,需要剔除自相关性后进行趋势检验;空间特征上,北方站点气象要素的自相关显著性较高。数据分析和数学推导表明,序列正自相关性会放大序列趋势的显著性,序列的趋势项会增大计算的自相关系数。

渭河流域径流序列趋势及突变分析

采用Mann-Kendall和中值检验法对渭河流域华县站1956－2000年径流序列进行了趋势和突变分析；同时，对影响渭河流域径流量变化的因素进行了分析。结果表明：Mann－Kendall统计量Zc值为－3．51（Z0.01=1．96），检验达到极显著水平，中值检验β=-1．21〈0，表明渭河径流量具有下降趋势；在α=0．01的置信水平下，渭河流域径流量在1992年发生了突变；渭河流域径流量的变化主要是降水和人类活动共同作用的结果。

近55年中国大陆地区降水突变的区域特征

利用中国大陆1951～2003年160站较为完整的降水观测资料,采用Mann-Kendall检验法和小波分析方法,确定了中国大陆不同区域降水突变事件的大致时间,研究揭示了近55年中国大陆降水突变事件变化的区域特征。得出如下结论:(1)近55年来,中国大陆年平均降水量正在逐步减少。华北地区、四川盆地和东北地区年降水量减少明显。年降水量增加的区域位于长江中下游及其以南地区,另外,西北部分地区和青藏高原南部略有增加。(2)中南地区和青藏云地区年降水在20世纪90年代中后期出现突变,华北地区降水突变出现在20世纪70年代中期,东北地区突变出现在20世纪60年代中期,华南地区降水在20世纪70年代初期出现突变。

大气污染物的变化趋势及突变研究

运用非参数Mann-Kendall法对连云港市3个定位监测点近10年来的大气SO2、NOx和TSP序列数据进行了趋势检验和突变分析。结果表明,连云港市大气SO2表现出明显的上升趋势,而TSP则表现出显著的下降趋势;NOx总体变化不大,但NOx在住宅商业功能区表现为轻微的上升趋势,而在工业功能区则有不显著的下降趋势。季节性Mann-Kendall法检验表明,除工业功能区的NOx外,SO2和NOx在夏季的增长趋势要较其他季节更为显著,而TSP在一年四季中都表现为显著的下降趋势。突变分析表明,除NOx外,大气污染物序列均出现了突变现象,且突变主要发生在2000上半年到2002上半年之间。研究结果对于认识连云港市城市大气环境质量变化过程和科学制定环保决策具有重要意义。

合肥地区近60年由冬入春气温突变点的研究

利用合肥气象站点1953～2011年的日平均气温资料,应用Mann-Kendal法分析了合肥地区近60年由冬入春(1～4月)的日平均气温变化情况。确定了日平均气温变化趋势,合肥地区日平均气温上升的始点和突变点,并利用Yamamoto法对突变点做了检验。对气温上升始点和经过验证的突变点的日期进行了频数统计。结果表明,合肥地区由冬入春气温上升始点的波动性较大,对应日期分布比较离散,位于1月30日～2月10日的相对较多。气温突变点的起伏较小,对应日期分布比较集中,位于1月10日～15日的最多,而位于1月10日～20日的天数频率超过了50%。

上海气温趋势与突变分析

气温的变化影响着人们的生活和发展,气温的趋势和突变研究是气候变化的一个热点问题。通过参数方法线性回归,累积距平法和滑动t检验,非参数方法Mann—Kendall突变检验和有序聚类分析对上海1980—2020年的年平均气温,冬季和夏季年平均气温和极端天气出现的天数进行分析。上海近41年的平均气温是呈显著上升趋势的,并且每年以平均0.063℃的速度上升,而突变发生的时间是20世纪90年代末和2016年,冬季的平均气温突变的时间是20世纪80年代中期和20世纪90年代末,而夏季的平均气温和极端天气出现的天数得到的突变时间都是2000年前后。春季和秋季的气温与全年的平均气温变化情况相差不大,并且可以对其做一元线性回归,其气温倾向率分别是0.077℃/年、0.061℃/年。

黄土高原清水河流域降水-径流的响应关系

宁夏清水河流域地处黄土高原干旱、半干旱地区,选取清水河流域出口泉眼山水文站及气象站1989—2019年逐日径流和降水数据,并通过Chapman-Maxwell法对清水河流域径流时间序列进行基流分割,并将基流分割的结果应用于径流事件的分离,来探究径流事件对降水的响应特征。结果表明:(1)宁夏清水河流域降水量、径流量和基流量整体上均呈现上升趋势,经Mann—Kendall检验未发现突变显著的时间点,日降雨量10 mm以下的降水呈现增加趋势,年内降水主要分布在5—9月,占比达81.72%。(2)基于日径流时间序列,在清水河流域近30年间共分离出58次径流事件。在旱季降水总量与降雨强度显著相关,在土壤湿度和流域内水量存储条件的影响下,干旱时期的径流过程对事件前期降水响应较为敏感;在雨季,降水总量和降水强度是径流量的主要影响因素。(3)土壤水分对径流事件特征的影响具有阈值的变化,当前10天降水量未达5 mm时,峰值流量对其响应敏感。

51a河北省降水时空分布及变化特征

利用经验正交函数分解（EOF）、Mann—kendall突变性检验、滑动r检验、最大熵谱分析等方法，分析了河北省1961—2011年降水量的变化情况，结果表明：河北省年降水量空间分布不均，在燕山和太行山迎风坡一侧降水量较大，其中承德南部、唐山、秦皇岛年平均降水量较多，超过600mm，张家口和承德北部年平均降水量较少，不足400mm，各区降水量主要呈下降趋势，除故城、盐山、黄骅、昌黎、唐山、滦县、遵化外，大部分台站下降趋势不显著；河北省年降水量的空间分布既有“一致型”，也存在“南北型”；在时间变化上，除夏季降水量显著减少，5月（8月）显著增加（减少）外，年及其他月季降水量增减不明显；河北省年降水量整体存在2～3a左右的变化周期，在1996年存在突变现象，而各季节降水量的变化有所不同。河北省降水量的时空特征符合河北地形特点及大尺度气候系统的变化规律。

淮北平原气象要素变化趋势分析

利用淮北平原五道沟实验站1971—2019年实测气象数据资料,采用线性倾向估计法、Mann—kendall突变检验以及重标极差法,定量分析水面蒸发、降水、风速、气温、日照时数和相对湿度四季变化趋势、突变年份以及未来变化趋势。结果表明:(1)降水量、日照时数均呈下降趋势,其中水面蒸发量四季均呈下降趋势,降水量春秋冬三季呈下降趋势,日照时数夏秋冬三季呈下降趋势;(2)相对湿度、气温均呈上升趋势,其中相对湿度四季呈上升趋势,气温春秋冬三季呈上升趋势;(3)由Mann—kendall突变检验结果表明,水面蒸发、降水、相对湿度、气温以及日照时数等气象要素四季均发生了突变,而风速要素只在夏季发生突变;(4)水面蒸发、降水、风速、气温、日照时数和相对湿度的Hurst指数均超过0.5,表明未来变化趋势与历史变化趋势一致。

近50年中国蒸发皿蒸发量变化趋势及原因

采用Mann-Kendall趋势检验方法、完全相关系数法及多元线性回归模型分析了中国全域及其各气候区近50年的蒸发皿蒸发量变化趋势及原因。结果表明,中国蒸发皿蒸发量存在减少趋势,区域平均减少速率为17.2mm/10a;其中湿润区减少速率最大,为29.7mm/10a;半干旱半湿润区次之,为17.6mm/10a;干旱区最小,为5.5mm/10a。四季中,夏季减少速率最大,全国平均减少速率为16.2mm/10a,其次为春季,为9.7mm/10a,秋冬两季减少速率较小。中国蒸发皿蒸发量存在显著减少趋势的地区主要分布在湿润区的长江中下游地区、华南地区和云贵两省,半干旱半湿润区的黄淮海地区、山东半岛和藏东地区,以及干旱区的新疆、甘肃中部和青海省等。完全相关系数法分析表明,气温日较差和平均风速的减小与蒸发皿蒸发量的减少具有最显著的相关性,是蒸发皿蒸发量减少的影响因子。气温日较差的减小主要由云量和人类活动所引起的气溶胶及其他污染物的增加引起,这导致到达地面的太阳辐射强度减弱;而平均风速的减小则主要与全球变暖背景下亚洲冬季风和夏季风减弱导致我国平均风速的减小有关。

青海湖流域气候变化及其水文效应

利用青海湖流域内及周边6个气象站近50年来的逐日最高、最低、平均气温和降水量，青海湖水位、面积以及沙柳河和布哈河逐月径流资料分析了该流域的气候变化及其水文效应。结论认为：青海湖流域近年来最高气温以（0．29±0．17）℃／10年的速度增加（P〉0．05），最低气温以（0．55±0．5）℃／10年的速度显著增加（p〈0．05），平均气温以（0．28±0．03）℃，10年的速度显著增加（P〈0．05），同时，年平均温差以（-0．12±0．02）℃，10年的速度显著减少（P〈0．05）。与全球气候变暖相比，青海湖流域气温升高的速度更快。流域各站年降水量和日最大降水量呈增加趋势（P〉0．05），降水天数和干旱期变化差异性较大。青海湖水位和面积分别以7．8cnd年和7．4km^2，年的速度显著下降（P〈0．01）。沙柳河、布哈河年径流量呈略微减少趋势（P〉0．1），而且分别在4月～5月和12至次年4月减少趋势显著（P〈0．05）。气候变化和水文效应相关分析表明，青海湖水位与流域平均气温呈显著负相关（P〈0．01），而水位变化量、沙柳河和布哈河径流量与降水量呈显著正相关（P〈0．01）。