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金沙江流域降水结构演变及非平稳性特征

长江科学院院报 2024年

作者：朱玲慧关颖慧北京林业大学水土保持学院

研究降水结构的演变及其非平稳性对深入了解区域水循环的变异规律具有重要意义。以金沙江流域为研究对象，基于1960-2021年50个气象站点的日降水数据，采用Mann-Kendall非参数检验和Pettitt检验探讨了金沙江流域总降水量、极端降水量和... 详细信息

研究降水结构的演变及其非平稳性对深入了解区域水循环的变异规律具有重要意义。以金沙江流域为研究对象，基于1960-2021年50个气象站点的日降水数据，采用Mann-Kendall非参数检验和Pettitt检验探讨了金沙江流域总降水量、极端降水量和不同等级降水事件的时空演变特征和非平稳性。结果表明：（1）金沙江流域总降水量变化趋势不明显，但极端降水量以2.67 mm/10a的速率上升(P降水量和极端降水量均具有较为明显的非平稳性特征。（2）金沙江流域以小雨、中雨、大雨三种等级降水事件为主，发生率合计高达94 %，降水贡献率为70 %，成为流域总降水量的贡献主体。（3）随降水等级的增加，降水发生率和贡献率的峰值中心均呈现出由北往南逐渐转移的空间格局。（4）小雨发生率和贡献率呈显著下降趋势，中雨及以上等级降水事件的发生率以及大暴雨的贡献率均呈显著上升趋势。（5）降水发生率相比贡献率呈现出更明显的非平稳性特征，位于金沙江下段和雅砻江流域的站点的非平稳性最为显著。以上研究表明，1960-2021年金沙江流域降水结构发生了显著变化，区域内强降水事件增多、弱降水事件趋于减少，未来需要科学调度与管理当地水资源。

关键词：金沙江降水结构降水发生率降水贡献率非平稳性

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淮河流域汛期降水结构变化特征

水文 2022年第5期42卷 102-108页

作者：刘赛艳解阳阳方红远沈腾扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009 扬州大学现代农村水利研究院江苏扬州225009

基于淮河流域29个气象站1960-2020的日降水数据,采用降水发生率和降水贡献率两个指标和改进的Mann-Kendall检验法,研究了淮河流域汛期不同降水历时和不同降水等级的时空演变规律。结果表明:汛期,随着降水历时(或降水等级)的增加,流域降... 详细信息

基于淮河流域29个气象站1960-2020的日降水数据,采用降水发生率和降水贡献率两个指标和改进的Mann-Kendall检验法,研究了淮河流域汛期不同降水历时和不同降水等级的时空演变规律。结果表明:汛期,随着降水历时(或降水等级)的增加,流域降水发生率不断减小,贡献率则先增后减;受地形特征和季风系统变化的影响,淮河流域南部、西部和东北部边缘地带降水结构多出现显著变化趋势,而中部平原区降水结构整体变化趋势不显著。

关键词：降水结构汛期降水历时降水等级淮河流域

超强台风“利奇马”(1909)强度变化与降水结构分析

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应用海洋学学报 2022年第1期41卷 136-148页

作者：李瑞高帆尹承美胡鹏褚颖佳济南市气象局山东济南250102

利用新一代GPM IMERG卫星遥感反演降水数据产品以及NCEP提供的海表温度(SST)、海(陆)-气界面热通量和风场等资料,对超强台风“利奇马”(1909)强度变化和降水结构特征进行分析。结果表明:①2019年8月4日14:00至9日02:00,显著减弱的环境... 详细信息

利用新一代GPM IMERG卫星遥感反演降水数据产品以及NCEP提供的海表温度(SST)、海(陆)-气界面热通量和风场等资料,对超强台风“利奇马”(1909)强度变化和降水结构特征进行分析。结果表明:①2019年8月4日14:00至9日02:00,显著减弱的环境垂直风切变、SST为29.6~30.4℃的海域为“利奇马”提供的感热和大量潜热以及“利奇马”环流东侧极为强盛的偏南风低空急流向其输送充足的水汽和能量,使“利奇马”强度呈显著增强的趋势。2019年8月9日08:00至13日08:00,随着“利奇马”逐渐靠近陆地并登陆,显著增强的垂直风切变、“利奇马”从海洋(陆地)获得的潜热显著减小并且同时失去感热、“利奇马”环流东侧偏南风低空急流的显著减弱、对流层中低层干冷空气侵入“利奇马”环流以及“利奇马”登陆后受到陆面摩擦,使“利奇马”强度显著减弱。②当“利奇马”处于中等强度以上的垂直风切变环境中时(垂直风切变≥5 m/s),无论其移动缓慢(移速降水分布起决定性作用,“利奇马”内、外雨带上的强降水均位于顺垂直风切变方向及其左侧。当“利奇马”处于较弱的垂直风切变环境中时(垂直风切变降水分布由垂直风切变和“利奇马”移动共同决定,强降水分别出现在顺垂直风切变方向及其左侧以及移动的前方,而外雨带上的降水分布由垂直风切变起主导作用,即强降水位于顺垂直风切变方向。总的来看,与“利奇马”移动速度和方向相比,环境垂直风切变对“利奇马”内、外雨带上降水非对称分布的影响要重要得多。

关键词：海洋气象学超强台风“利奇马” 强度变化降水结构 SST 海(陆)气热通量垂直风切变

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长三角地区夏季降水结构演变及其非平稳性

水科学进展 2022年第5期33卷 730-742页

作者：吴雷许有鹏王强徐羽高斌安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 宁波大学地理与空间信息技术系浙江宁波315211

基于长三角地区72个站点1960—2016年逐日降水量观测数据,采用Pettitt与Mann-Kendall非参数检验法,从降水量、降水日数、降水强度和不同等级降水(小雨、中雨、大雨与暴雨)发生率方面,分析长三角地区夏季降水结构的时空演变及其非平稳性... 详细信息

基于长三角地区72个站点1960—2016年逐日降水量观测数据,采用Pettitt与Mann-Kendall非参数检验法,从降水量、降水日数、降水强度和不同等级降水(小雨、中雨、大雨与暴雨)发生率方面,分析长三角地区夏季降水结构的时空演变及其非平稳性特征,并探讨其可能的成因。结果表明:(1)长三角地区夏季小雨发生率以减少为主,其他6个降水指标均以增加为主。其中,小雨发生率非平稳的站点表现为单调减少,降水量、降水强度、大雨和暴雨发生率非平稳的站点表现为单调增加,并且主要分布在太湖流域,增加了该区域遭受洪涝灾害的风险。(2)东亚夏季风强度与长三角地区多数站点的小雨发生率呈正相关关系,而与其他降水指标呈负相关关系。(3)长三角地区城市化典型区(太湖流域)城市化对夏季降水量、降水强度、大雨和暴雨发生率有增加作用,贡献率分别为25.4%、27.9%、54.6%和25.5%;对降水日数、小雨和中雨发生率有减少作用,贡献率分别为-37.3%、-33.2%和-100%。

关键词：降水结构时空演变非平稳性长三角地区

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北京地区降水结构时空演变特征

水利学报 2015年第5期46卷 525-535页

作者：宋晓猛张建云刘九夫杨淼南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 水利部应对气候变化研究中心江苏南京210029 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 北京龙软科技股份有限公司北京100190

利用北京地区42个雨量站1980—2012年的小时降水数据,采用降水发生率和降水贡献率两个指标,分析不同降水历时和不同降水等级的时空演变规律以及北京地区降水日变化特征。利用非参数的Mann-Kendall检验法探讨降水结构的变化趋势,结合地... 详细信息

利用北京地区42个雨量站1980—2012年的小时降水数据,采用降水发生率和降水贡献率两个指标,分析不同降水历时和不同降水等级的时空演变规律以及北京地区降水日变化特征。利用非参数的Mann-Kendall检验法探讨降水结构的变化趋势,结合地形特征和城市化发展情况,本文将研究区域经验性地划分为6个子区域,评估降水历时和降水等级的空间变化特征。研究结果表明：（1）北京地区各历时降水发生率随降水历时的增加而呈幂指数递减趋势,贡献率则先降低后增加;（2）北京地区各等级降水发生率也随着等级提高而减小,而贡献率则呈现增加趋势;（3）1~3 h超短历时降水发生率在1990年代开始下降,而其他历时降水发生率则呈增加趋势,6 h以内短历时降水贡献率存在增加趋势,特别是4~6 h历时的降水贡献率变化更为显著;（4）小雨发生率存在下降趋势,其他等级降水发生率则呈增加趋势,大雨及以下等级的降水贡献率先降后升,而暴雨和大暴雨的降水贡献率则先升后降;（5）降水历时和降水等级的空间分布受地形特征的影响,短历时降水和暴雨及其以上等级降水贡献率的峰值一般位于平原地区与山区的边缘地带及城市区域。

关键词：降水结构降水历时降水等级北京市

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长江上游流域降水结构时空演变特性

水科学进展 2014年第2期25卷 164-171页

作者：冶运涛梁犁丽龚家国蒋云钟王浩南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

为研究气候变化和人类活动背景下的长江上游流域降水结构时空分布特性,利用长江上游流域67个气象站点1961—2005年45年的日降水资料,分析了各种不同历时连续降水的时空演变特征。通过Trend Free Pre-Whitening方法消除降水时间序列中的... 详细信息

为研究气候变化和人类活动背景下的长江上游流域降水结构时空分布特性,利用长江上游流域67个气象站点1961—2005年45年的日降水资料,分析了各种不同历时连续降水的时空演变特征。通过Trend Free Pre-Whitening方法消除降水时间序列中的自相关成分,利用非参数的Mann-Kendall法检验了降水结构的变化趋势。结果表明:①长江上游流域及各分区各历时降水发生率随降水历时增加呈指数递减趋势,贡献率先增加后降低,以短历时降水为主;②长江上游短历时(1 d和2 d)降水贡献率发生突变的时间在1976年,长历时(6 d和10 d)降水发生率发生突变的时间为1984年,贡献率发生突变的时间为1999年;③长江上游短历时降水集中出现的次数增加,降水强度增大,降水量占总降水量的比例较大,而长历时降水出现频次降低,降水量占总降水量比例下降,其中岷沱江流域、大渡河流域、长江干流区间通过了显著性检验。

关键词：降水结构降水历时水文循环长江上游

基于TRMM PR探测资料的青藏高原东坡降水结构特征分析

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暴雨灾害 2022年第4期41卷 384-395页

作者：李函璐孙礼璐杨柳罗晶傅云飞中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

利用热带测雨卫星(TRMM)探测资料和ERA5再分析资料,研究了2006年7月6日发生在青藏高原东坡的一次强降水过程,并在此基础上分析了青藏高原东坡夏季(6—8月)的降水结构特征。研究结果表明:青藏高原东坡较强降水个例发生在低层辐合、高层... 详细信息

利用热带测雨卫星(TRMM)探测资料和ERA5再分析资料,研究了2006年7月6日发生在青藏高原东坡的一次强降水过程,并在此基础上分析了青藏高原东坡夏季(6—8月)的降水结构特征。研究结果表明:青藏高原东坡较强降水个例发生在低层辐合、高层辐散的降水环境背景场中,雨带呈东北-西南分布,最大降水强度超过20 mm·h^(-1)。对流降水回波顶高超过17 km,层状降水回波顶高低于15 km,6.5 km高度存在亮带,且外形也似非高原地区的层状降水垂直结构。统计分析表明在高原东部偏南区、高原东部与四川盆地交界区南部的夏季降水频次高,而在高原东部偏北及四川盆地的降水频次、对流和层状降水频次均比上述地区小;多年夏季的日均降水量分布大体与降水频次分布类似。降水反射率因子的垂直结构具有地域性特点,高原东部偏南和偏北区的回波垂直结构相似,因受到地形高度的压缩,其降水垂直结构与非高原地区的不同;而高原东部与四川盆地交接区的降水垂直结构外形,介于高原与非高原之间;四川盆地的对流降水和层状降水垂直结构与中国东部平原及热带副热带洋面的相近,但层状降水的亮带高度高出1 km。

关键词：青藏高原东坡陡峭地形热带测雨卫星测雨雷达降水结构

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南京地区降水结构时空演变特征

水资源开发与管理 2023年第6期9卷 33-37,44页

作者：朱永军湛忠宇刘美丽江苏省水文水资源勘测局南京分局江苏南京210008

为研究南京地区降水结构时空演变规律,本文选取南京地区7个雨量站点1973—2021年的逐日降水资料,采用降水发生率和贡献率指标,利用Mann-Kendall法进行变化趋势检验,分析南京地区不同历时、不同等级降水结构的时空变化规律。结果表明,南... 详细信息

为研究南京地区降水结构时空演变规律,本文选取南京地区7个雨量站点1973—2021年的逐日降水资料,采用降水发生率和贡献率指标,利用Mann-Kendall法进行变化趋势检验,分析南京地区不同历时、不同等级降水结构的时空变化规律。结果表明,南京地区降水发生率随降水等级的增加而降低,各等级降水贡献率分布较为均衡;降水发生率及贡献率随降水历时的增加呈先增加后减小再增加的趋势,短历时降水发生率和贡献率呈由南向北逐渐增加的趋势。

关键词：降水结构降水历时降水等级南京地区

1979—2020年粤北和珠三角地区夏季降水结构对比分析

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气象研究与应用 2022年第2期43卷 23-28页

作者：陆杰英孙丽颖王春林翟志宏吴健达广东省广州市增城区气象局广州511300 广州市气候与农业气象中心广州511430 环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站广东珠海519082

利用1979—2020年粤北和珠三角地区30个气象站逐日降水资料,通过计算降水集中度指数Q,分析了广东省粤北和珠三角地区夏季降水的结构。结果表明:(1)粤北和珠三角地区夏季降水空间分布呈北低南高态势,Q值为0.2~0.4,降水结构粤北比珠三角集... 详细信息

利用1979—2020年粤北和珠三角地区30个气象站逐日降水资料,通过计算降水集中度指数Q,分析了广东省粤北和珠三角地区夏季降水的结构。结果表明:(1)粤北和珠三角地区夏季降水空间分布呈北低南高态势,Q值为0.2~0.4,降水结构粤北比珠三角集中;两地降水量均呈增多趋势,珠三角中部增速最明显为30mm·(10a)^(-1),Q指数则呈下降趋势。(2)日雨量≥1mm雨日呈增多趋势,广州增速最大(2d·(10a)^(-1));持续多日降水过程珠三角呈增加趋势,粤北相反。(3)日雨量≥25mm雨日呈增加趋势,广州增速最大(0.92d·(10a)^(-1)),珠三角以雨日降水过程占主导,粤北相反。(4)粤北日雨量≥50mm日数及雨日≥3d降水过程呈增加趋势,珠三角降水过程呈增加趋势。粤北和珠三角夏季降水结构差异明显,存在反相分布现象。

关键词：粤北珠三角持续性降水降水结构