1967—2017年新疆降水分配时空特征研究

利用新疆全域50个站台1967—2017年逐日降水资料,通过对降水集中度与集中期的计算,分析新疆降水年内分配的不均匀性。结果表明,研究时段内北疆多年平均降水日数大于50 d,西部、北部山区可达90 d,南疆仅西部、北部沿天山地区达30~50 d,南疆其余区域及东疆均小于20 d;新疆降水量呈现增加趋势,降水日数及降水强度均有所增加;降水变异系数与多年平均降水量呈负相关,即降水越多的区域,年际差异越小,全疆降水变异系数在0.20~0.65,呈由北向南递增态势;全疆降水集中度在0.17~0.78,自北向南增大,降水分配趋于集中,且研究时段内降水集中度以0.011/10 a速度降低;全疆降水集中期在6月中旬至8月初,自西南向东北推迟,南疆最先进入集中降水期;在典型年中,南北疆的变化以降水强度为主,东疆以降水日数变化为主;新疆降水存在显著周期,现在阶段处于25~32年的降水偏少周期,且处于降水集中度由低向高转变的交替过程中。

1981—2022年福建省降雨集中度和集中期时空变化特征分析

为研究福建省降雨集中度和集中期时空分布特征和变化规律,利用福建省内25个气象站点1981—2022年的逐日降雨量资料,根据降雨集中度和集中期模型,采用克里金插值法和Mann-Kendall非参数检验法和小波分析等方法研究福建省降雨集中度和集中期的时空分布规律。结果表明:福建省降雨集中度空间分布呈现由西北向东南递减特征,降雨集中期空间分布由东北向西南递减,集中期较早,长期趋势上看集中度表现为上升趋势,集中期表现为下降趋势,集中度和集中期在20世纪90年代末发生突变,集中度和集中期都存在26年左右的显著周期,在1995—2010年存在10年左右的相同周期。1981—2022年福建省降雨集中度缓慢增加,集中期提前,预计未来福建省降雨有趋于集中的态势,应重点防范夏季降雨造成的洪涝灾害。

东北地区降水年内分配的不均匀性

利用东北地区93个台站1961-2005年的逐日降水资料,通过降水集中度和降水集中期,讨论了该地区降水的年内分配不均匀分布特征。结果表明,东北地区的降水集中度自东南向西北逐渐递减;集中期具有南北高中间低的变化特点。从长期趋势上看,降水集中度的减小趋势显著,在该地区的东北部和西北部各有一个趋势明显的区域(通过0.05的显著性检验),但集中期的减小趋势不显著,只有2个台站通过显著性检验。年降水量与降水集中度和降水集中期的相关系数表明:东北地区年降水量与降水集中度呈显著的正相关,即年降水量越多(少)的地区,年内降水越集中(均匀);年降水量与降水集中期的关系并不显著。

中国强降水过程时空集中度气候趋势

基于日降水资料序列提出一种度量不同强度降水过程时空集中程度的指标,根据中国740个气象站逐日降水资料研究分析了我国强降水过程集中度和集中期及其相关统计特征,结果表明暴雨过程年内集中度与年降水量正相关区与中国降水空间分布有很好的一致性;在对大范围洪涝灾害研究方面,暴雨过程年内集中度和集中期在定量地表征降水量在时空场上的非均匀性时有更高分辨力;暴雨过程年内集中度比较清晰地反映出长江流域、江淮地区洪涝增加的趋势及黄河中下游、华北强降水减少的趋势。该方法可直接应用到评估水旱灾害及其气候影响等领域。

1951—2012年中国降水集中度和集中期的时空格局

以1978年为分界点,对1978年前后的以周为单位的降水集中度和集中期的时空格局和变化趋势进行研究.结果表明：1）中国的降水集中度首先具有明显南北分异规律,其次在中国北部具有明显东西差异;最后,中国整体降水集中度波动呈现减小趋势,且1978年之前波动较大,1978年之后趋于平稳.2）中国的降水集中期主要集中在一年中的第26—30周左右,并在1978年前后有1~3周不同幅度的滞后和提前,且南方以推迟为主,北方以提前为主;中国整体降水集中期波动呈现微弱减少趋势,且1978年前显著减少,但1978年后显著增加.

华北雨季降水集中度和集中期的时空变化特征

运用新定义的降水集中度和集中期,讨论了我国华北地区雨季降水在时间上和空间上的分布特征和变化规律。结果表明,华北东部地区的降水较西部更为集中;集中期较晚,华北地区雨季降水集中期空间分布有较好的整体一致性;从长期趋势上看,集中度、集中期和雨季降水量都呈显著的下降趋势,但三者在空间上则表现出较大的区域差异,发生突变的时间都集中在20世纪70年代末至80年代初。集中度和集中期周期振荡不一致,但二者和雨季降水量在一定时间内存在相同周期;华北地区的降水量与集中度和集中期存在一致的正相关性,采用合成分析方法,华北地区多水年和少水年降水集中度的空间分布有明显的不同。青藏高原北部到蒙古高原的低压可能是影响华北降水集中度的最重要因子。华北地区雨季集中期和雨季降水量与东亚夏季风具有较好的正相关关系,华北北部地区为集中期与东亚夏季风的显著相关区。

近46年辽宁省降水集中程度研究

利用辽宁省25个台站1960—2005年逐候的降水资料,运用降水集中度和集中期分别讨论了辽宁省降水时空分布特征和变化规律,同时对多水年和少水年的集中度进行了比较。结果表明降水集中度和集中期能够定量地表征降水量在时空场上的非均一性,降水集中度平均为0.655,最大为0.749,最小为0.509;集中期平均为40.953候,最大值为45.221候,最小值为37.697候。年降水集中度和汛期降水集中度均呈减小趋势,汛期降水集中度减小的趋势明显。降水集中度的EOF分析显示取前3个特征值对应的特征向量可解释70%以上的方差。第一特征向量表现为全省一致性,而第二特征向量表征为东南与西北地区的反相,第三特征向量表征为东部山区与西部和沿海地区的反相。多水年的降水集中度明显比少水年的偏大且多水年的降水集中度分布较少水年复杂。

宁夏春、夏、秋季干旱与降水集中期及集中度的关系

应用宁夏气象台站1961-2010年逐候降水量序列资料,计算了春、夏、秋季3个季降水的集中期、集中度和干旱Z指数,运用趋势分析、相关分析、合成分析讨论了3季的集中期、集中度与旱涝程度的时空变化特征及其相互关系.结果表明:50a来宁夏春夏秋干旱等级均呈加剧趋势,秋季加剧更明显,3季中中部干旱带加剧最严重,南部山区次之,北部最小.春季集中期无明显变化趋势,但集中度有上升趋势,夏季集中期、集中度缓慢下降,秋季集中期、集中度变化不明显;近10a来3季集中度明显增大,春夏两季集中期推迟.春季降水集中度对干旱没有显著影响,但首场透雨出现早晚对干旱影响显著,透雨出现偏早,干旱等级低,反之亦然;夏季集中期对干旱影响不显著,但集中度显著影响干旱,集中度高,雨涝发生概率越大,集中度低,干旱发生概率大;秋季集中期、集中度对干旱都有影响,集中度高,集中期早,雨涝发生概率大,反之干旱出现概率大.

新疆阿勒泰地区汛期降水集中度和集中期的时空变化特征

利用新疆阿勒泰地区7个台站1961-2007年5-9月(第25-54候)逐侯降水资料,分别讨论全区和各站汛期降水集中度和集中期在时间和空间上的分布特征和变化规律。结果表明:降水集中度(PCD)和集中期(PCP)能够定量表征降水量在时空场上的非均一性。阿勒泰全区汛期降水平均集中度为0.205,平均集中期为第38.12侯。平均集中度空间分布不均匀,东部比西部大;平均集中期基本一致,阿勒泰、福海站比其它站略偏晚。利用Morlet小波变换求出阿勒泰全区及各站PCD和PCP的变化周期,周期在空间分布上表现出较大的地域差异。通过降水距平与集中度和集中期的相关合成分析表明,大部分站的集中度和集中期与汛期降水距平呈负相关;多水年的集中度比少水年小,多水年的集中期比少水年早,但空间分布存在相同和不同之处。

东北降水过程年集中度和集中期的时空变化特征

利用1959—2004年东北81个气象站逐日降水资料分析了东北年降水量、年集中度和年集中期时空分布特征和变化规律。结果表明,东北地区年集中度很大,多年平均值为0.66;年集中期出现的较晚,多年平均值为全年的第40候。东北地区年降水量与年集中度在空间上表现出非常好的正相关性,年降水量越大,降水量越集中,直接导致洪涝灾害发生的可能性将越大,尤其是在相关显著区域。从长期趋势上看,东北地区年降水量、年集中度和年集中期都表现为减少趋势,但3者的趋势在空间分布上表现出较大的地域差异。Mann-Kendall突变检验结果表明,东北地区年降水量与年集中度的年代际变化趋势比较一致,而与年集中期的年代际变化趋势则不太相同。

长江流域汛期降水集中程度和洪涝关系研究

运用新定义的降水集中度和集中期分别讨论了我国长江流域不同地段汛期降水在时间和空间上的分布特征和变化规律 .结果表明在对长江流域旱涝灾害研究方面 ,降水集中度和集中期能够定量地表征降水量在时空场上的非均匀性 ,提取出最大降水重心对应的时段 ,因此可以比较理想地分析旱涝灾害发生的基本特征及其形成机制 .

长江中下游梅汛期强降水过程非均匀特征

根据长江中下游地区205站1960—2004年的逐日降水量和梅雨期的特征参数,计算并分析了长江中下游地区梅汛期暴雨降水过程降水量、集中度和集中期的时空非均匀特征。结果表明:长江中下游梅汛暴雨降水量、暴雨日数显著增加,而集中度和集中期无明显变化;暴雨降水量和暴雨降水集中程度在时空上的叠加是造成长江中下游地区大旱大涝趋势加重的重要原因之一。

黄河流域汛期降水非均匀性变化规律研究

降水的时间分配对水资源利用有很大影响,降水的分配不均匀更是季风气候区旱涝灾害的主要原因。利用黄河流域72个台站1960-2010年汛期(6-9月)的逐日降水资料,通过EOF,Morlet小波分析等方法分析了该地区近51年来汛期降水集中程度的变化规律,并定量研究了降水集中度与旱涝指数之间的关系。研究表明:黄河流域汛期降水分配具有明显的不均匀性,东北部地区的降水不均匀性和集中度以及降水集中度对旱涝的影响更加明显,应高度警惕极端强降水造成洪涝灾害,而西部地区的降水相对较少,因而进一步加重了西部的干旱;降水集中期表现出从东北向西南地区推进的规律,7月中旬是降水集中的主要时段,并存在年际及年代际变化。

一种新的汛期降水集中期划分方法

汛期降水集中期是近期气象学者提出的表征汛期气候的一种新的特征量,它在气候研究中体现了较好的灵活性、客观性,通过对其分析,可为汛期气候的诊断和预测提供依据。但现在普遍使用的降水集中期在计算方法和时间长度上存在缺陷,特别是运用到时间跨度较长时段的气候分析时,特征量表征作用就有所缺失,而且计算方法较为复杂。为更好地使用降水集中期这一特征量,提出了以15天作为时长,用滑动统计来划定汛期降水集中期的新方法,并运用统计方法、天气气候学方法进行了论证,同时在长江下游主雨季降水集中期分析和金华地区汛期分析两个实例中进行了应用检验。结果表明,汛期降水集中期新方法划定的特征量与汛期降水总量存在时间上的相对独立性和总趋势上的显著相关性,且在汛期气候极端灾害事件上有较强的描述能力。因此认为,15天滑动统计新方法划定的汛期降水集中期使用便捷,天气气候意义明确,在实际应用中更为客观有效。

桂林市汛期降水集中度和集中期与旱涝关系的研究

利用桂林13站近50a的逐日降水资料,采用近年来气象学者提出的降水集中度和集中期的定义,计算桂林汛期降水集中度和集中期,对其统计特征进行分析,结果表明:降水集中度最大值为0.59,最小值为0.12,平均值为0.33,年际变化大,有10a的变化周期;降水集中期出现在汛期第5旬到第8旬之间的年份占76%。对集中度大值年和小值年进行对比分析,得出汛期降水量偏多时,集中度偏大容易造成洪涝灾害,集中度偏小则降水较均匀,不利于洪涝的形成。多水年和少水年降水集中度的空间分布明显不同,多水年的集中期明显比少水年偏迟。

阿勒泰地区冬季降雪的集中度和集中期变化特征

利用1961～2010年阿勒泰地区冬季台站降水资料，计算并分析了阿勒泰地区降雪集中度和集中期的时空变化特征。结果表明：降雪集中度（PCD）和集中期（PCP）能够定量表征降雪量在时空场上的非均一性。阿勒泰地区降雪平均集中度为0．27，平均集中期为第7．8候（12月上旬）。平均集中度和集中期空间分布不均匀，东部的降雪集中度和集中期较西部大。Morlet小波分析表明，阿勒泰地区降雪集中度和集中期存在各自的年际尺度周期变化。通过降雪量与集中度和集中期的合成分析表明，多雪年集中度较少雪年偏小，集中期较少雪年偏早。

1960-2013年中国东南沿海地区年内降水集中度和集中期的时空变化特征

[目的]揭示中国东南沿海地区降水集中度（PCD）和集中期（PCP）时空变化特征,为科学应对旱涝灾害和水资源利用等提供依据。[方法]基于东南沿海地区46个气象台站的逐日降水量资料,采用Morlet小波分析、EOF等气候分析方法对1960—2013年东南沿海降水集中度和集中期时空变化特征进行分析。[结果]在时间变化上,PCD波动幅度介于0.10~0.25,存在13~16a,19~23a和33~35a的周期变化;PCP波动幅度介于139.5~208.2,存在13~16a和25~30a的周期变化。在空间变化上,PCD具有明显的地域分异特征,PCP空间差异性大。[结论]1960—2013年中国东南沿海地区降水集中度在增强,且沿海地区值大于内陆地区;降水集中期稳定波动,空间上变化具有一致性。

山东省1961～2010年降水的非均匀性特征

根据山东省121个气象站1961~2010年逐日降水观测数据，采用气候趋势系数、M-K突变检验、滑动t检验、Morlet小波分析、相关分析、合成分析等方法讨论了山东省降水集中程度的时空分布特征和变化规律。结果表明：山东省降水集中度（ PCD）的变化范围在0.55~0.70之间，鲁西北、鲁中山区、半岛内陆地区为高值区；降水集中期（ PCP）变化范围在37~46侯之间，地区间差异明显。PCD多年平均值为0.62，PCP在43侯前后。各站PCD的变化趋势均不显著，大部分站PCP的变化趋势不显著。PCD和PCP没有发生突变，PCD和PCP一直分别存在5 a、8 a左右振荡主周期，同时并存多个周期。多水年和少水年PCD和PCP的空间分布差异较明显，年降水量与年内PCD在全省表现出一致的正相关，与PCP相关系数空间分布差异较大，但整体也表现为正相关性。

河北省汛期降水集中度和集中期时空特征分析

基于河北省1965—2015年25个典型气象站汛期(6—9月)逐日降水资料,利用小波分析、Mann-Kendall法和合成分析法对降水集中度(PCD)和集中期(PCP)时空变化特征进行分析。结果表明:(1)PCD值为0.18~0.56,PCP值为47.26°~194.70°,汛期最大降水集中在7月上旬和中旬;PCD和PCP均存在35 a左右的主周期和20 a左右的次周期;近50年,PCD和PCP均不存在突变年份。(2)PCD由东南向西北方向递减;河北南部PCP由东北向西南逐渐推迟,河北北部PCP由承德地区向东西两个方向逐渐推迟。(3)多水年和少水年PCD的空间分布均由东南向西北递减,但多水年的PCD高值区多于少水年;多水年和少水年PCP空间分布较一致,河北南部PCP由中部地区向南北两侧逐渐推迟,河北北部PCP由丰宁和围场向东西两侧逐渐推迟,但少水年比多水年PCP时间范围更长,空间差异更大。(4)从相关分析来看,汛期降水量与全省PCD具有较好的正相关性,仅与承德、涉县、清河和馆陶的PCP存在较好的负相关性。

抚河临水流域降雨量变化特征及趋势分析

利用抚河临水流域内10个雨量站的1979—2008年降水观测数据,运用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验法和小波变换等方法对抚河临水流域降雨量变化特征及趋势进行了分析。结果表明:(1)临水流域年平均降雨量集中度在13.6%~52.9%之间,年际变化较大,多年平均的降雨集中期是主要集中在4—6月;(2)临水流域存在15 a和4 a左右尺度的周期性变化,其中,15 a尺度为变化主周期;(3)临水流域春季、秋季及冬季降雨量均存在减小趋势,春季降雨量在1984年发生突变,2003年以后春季降雨量减少趋势达到显著性,夏季降雨量突变发生在1992年,之后降雨量开始增加,在1998—2002年增加显著,秋季降雨量突变点发生在1992年,冬季降雨量总体呈减少趋势,但减少趋势不明显,年降雨量突变点在1984、2002年,2002年之后降雨量开始呈减少趋势。