中国积雪时空演变特征及其与海气环流因子的时序关联性

积雪时空变化作为表征增暖背景下冰冻圈的重要指标之一,在全球气候变化科学研究中具有重要作用.采用1961-2016年中国545个气象观测站的积雪日数、积雪深度日值数据和3个海气环流因子,通过多种统计方法,诊断中国积雪的时空演变特征及积雪与海气环流因子的时频相关性.结果 表明:(1)1961-2016年中国积雪日数和深度在...     

基于海陆分异视角的全球暴雨多属性时序变化及其与ENSO的关联性分析

全球气候变化背景下多关注陆地暴雨,而对海洋暴雨及暴雨的海陆分异关注较少。基于1979—2016年ERA-Interim降水数据,采用多种统计方法,从海陆分异视角诊断全球暴雨多属性时序变化特征及其对ENSO的响应。结果表明:(1)1979—2016年全球总体、陆地与海洋的暴雨量及暴雨量贡献率呈增加趋势;全球总体、陆地与海洋的总雨量则呈减少趋势。全球陆地总雨量表现出明显的先增加(1979—2006年)后减少(2007—2016年)的分段变化特征。全球海陆暴雨与总降雨量的对比表明,1979—2016年暴雨量在海洋和陆地均趋于增加,全球较弱强度降雨量趋于减少。(2)MK突变检验结果表明,1979—2016年全球总体、陆地与海洋的暴雨量分别于2006年、1999年和2008年发生了突变,未通过0.05显著性水平检验;全球总体、陆地与海洋的总雨量分别于1998年、2014年和1994年发生了突变,均通过了0.05显著性水平的检验。全球总体、陆地与海洋的暴雨量贡献率分别于2006年、2003年和2007年发生了突变,仅陆地与海洋的突变通过了0.05显著性水平的检验;全球海陆暴雨量与总雨量的突变年份与ENSO的暖事件年或由冷事件向暖事件转变的年份一致。(3)1979—2016年全球陆地与海洋的暴雨量与总雨量在多时间尺度上不具有一致性变化特征,反而表现出反相位或提前与滞后的位相关系。(4)相比ENSO,全球陆地(海洋)暴雨量在高能量波谱区变化提前(滞后);相比ENSO,全球陆地暴雨量在低能量波谱区变化具有一致性或提前特征,而全球海洋暴雨量相比ENSO变化则主要以提前特征为主。     

海河流域降水时空演变特征及其驱动力分析

选取海河流域35个气象站点1961-2018年逐日降水数据,采用创新趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和Pettitt突变检验法综合分析了海河流域不同量级降水量的时空演变特征,并采用交叉小波探究了太阳黑子和大气环流异常因子对年降水量的影响.结果表明:1961-2018年海河流域降水整体上呈现出减少趋势,其...     

基于时空分异的中国1961-2018年不同极端气温指数演变特征

为诊断变化环境下中国极端气温事件的动态演变特征,基于中国气象局国家气象信息中心的《中国地面气象要素年值数据集》的545个气象站点观测数据,考虑平均气温、气温年较差、极端最高气温和极端最低气温4项指标,采用距平分析、线性趋势、变异系数等多种统计方法,从多属性角度诊断1961-2018年中国极端气温指数时空分异特征.结果 ...     

基于小波变换的长江中下游地区极端降水与大气环流响应关系研究

在气候变暖背景下,探讨极端降水对大气环流的响应规律,对区域洪涝灾害防护以及科学管理极为重要。基于长江中下游地区435个气象站点1980-2018年的日降水数据,以连续小波变换为基础,采用交叉小波变换与小波相干方法分析了长江中下游地区近40年来极端降水指数以及大气环流指数的振荡周期特征及其之间在时频域中的共同特征和相关关系。结果表明:极端降水指数均存在多尺度周期性震荡,这些指标的周期性震荡趋向于高时频尺度,这意味着从1980年到2018年,极端降水各个指标\"增加-减少\"变化更加频繁;大气环流指数在20世纪80年代中期至90年代中期均出现显著周期;大气环流指数与极端降水之间的相互影响主要体现在年际尺度上,不同时域中存在明显差异,但是EASM与PDO在高能量谱区对长江中下游地区极端降水的影响较弱,IOD在低能量谱区对极端降水指数影响较弱。     

近100多年来香港和澳门气温时序变化特征及其与ENSO的关联性

基于近100多年来的均一化气温数据,从趋势变化、季节差异、突变特征、周期振荡方面诊断香港和澳门的气温变化特征.结果 表明:(1)港澳年平均气温和不同季节气温在近100多年来均呈显著增加趋势,其中春冬季节增加速率较大,夏秋季节增加速率较小.除秋冬季节外,其它时间上的香港气温增加趋势均大于澳门.港澳夏冬季节气温差异均呈减少...     

海河流域干旱时空演变及其与气候因子的关系

With the standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) used as the drought reflection index, the Mann-Kendall (M-K) trend test was used to analyze the drought change of the Haihe River Basin, the empirical orthogonal function analysis method was used to analyze main modes of drought distribution, and cross wavelet transform and Pearson correlation analysis were adopted to study the correlations between sunspots, large-scale circulation factors, and drought in the Haihe River Basin on monthly, seasonal, and annual scales, respectively. The results show that from 1960 to 2017, the Haihe River Basin developed to aridity, with SPEI decreasing 0. 16 per decade on annual scale, 0. 015 per decade on seasonal scale, and 0. 004 per decade on monthly scale, respectively; the first mode of drought distribution of the Haihe River Basin was the global uniform distribution pattern, and the second mode was the south-north inverse distribution pattern, reflecting the influence of latitude on the drought distribution; among the atmospheric circulation factors, Niño3. 4 has a high correlation with drought in the Haihe River Basin (with negative correlation on the annual and seasonal scales and positive correlation on monthly scale), and sunspots have a significantly negative correlation with drought in the Haihe River Basin and also have a profound impact on the occurrence of drought events in the Haihe River Basin. © 2023, Editorial Board of Water Resources Protection. All rights reserved.     

近100多年来香港和澳门气温时序变化特征及其与ENSO的关联性

基于近 100 多年来的均一化气温数据,从趋势变化、季节差异、突变特征、周期振荡方面诊断香港和澳门的气温变化特征。结果表明: ( 1) 港澳年平均气温和不同季节气温在近 100 多年来均呈显著增加趋势,其中春冬季节增加速率较大,夏秋季节增加速率较小。除秋冬季节外,其它时间上的香港气温增加趋势均大于澳门。港澳夏冬季节气温差异均呈减少趋势。( 2) 香港和澳门年平均气温分别于 1963 年和 1991 年发生突变。在季节上,港澳地区的气温突变均在秋季发生年份最晚,冬季次之,夏季再次之,春季最早。( 3) 香港年平均气温分别存在 3 a、7 a、15 a 和 30 a、60 a 和 120 a 的周期振荡特征。澳门年平均气温存在 3 a、6 a、12 a、24 a 和 48 a 左右的周期振荡特征。( 4) ENSO 与香港年平均气温在 4 a 以下尺度以同位相或提前 1 a 位相变化关系为主,在 4 a 以上尺度以同位相变化关系为主。ENSO 与澳门年平均气温在不同时频域均以同位相变化关系为主。     

1959-2018年山东省降水时空分布特征与洪旱演变规律

基于山东省1959-2018年地面气象观测站逐日降水资料,应用反距离权重插值、Z指数、Mann-Kendall检验及小波分析等研究方法,探讨近60年来山东省降水的时空分布特征及洪旱演变规律.结果表明:空间分布上,降水量存在显著的地区差异,呈现东部多西部少且山区多于平原的空间分布格局.时间分布上,多年平均降水量呈现下降的...     

基于MODIS的积雪时空变化与CMADS气象因子相关性研究——以塔什库尔干河流域为例

积雪是塔什库尔干河流域宝贵的资源,了解流域融雪时空变化规律及其与气象、地形因素的相关关系具有重要意义。基于不同高程带、坡度和坡向的Arc GIS解译积雪覆盖数据和CMADS数据,采用方差分析和Pearson相关性分析等方法,研究不同高程带、坡度和坡向雪盖时空变化规律及其与气象因子的相关关系。结果表明:平均气温、太阳辐射和降水是影响塔什库尔干河流域积雪的主导气象因子,同时还受地形(高程、坡度、坡向)的限制;积雪覆盖率在各地形上存在明显季节差异性及月差异性,积雪覆盖率与气象因子相关度从高到低依次排序为:平均气温太阳辐射降水风速相对湿度,积雪覆盖率与前3个因素存在显著负相关关系,风速次之,与相对湿度的相关性最小。     

海口市极端降雨事件演变趋势分析

城市暴雨内涝与极端降雨事件息息相关。为揭示城市暴雨内涝成因,利用海口站1953-2012年日降雨量资料,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析法等探讨了海口市极端降雨事件演变规律。结果表明:近60年来海口市极端降雨指标均呈现出上升趋势,但极端降雨日数上升趋势较弱,短历时暴雨强度增加,对城市内涝带来较大压力;极端降雨事件的突变年份在2007年附近,暗示海口市在2007年附近对土地的开发利用是一个节点;海口市降雨周期性不是很显著。     

海流兔河流域径流变化的周期和趋势分析

以荒沙草滩区典型河流海流兔河为例,利用连续小波变换、多时相趋势分析,并联合利用离散小波变换和Mann-Kndall秩次检验法对1957—2011年的年均径流分别进行周期、趋势以及趋势结构分析。结果表明:1海流兔河年均径流量在时间序列上主要存在着12~21 a周期变化,第一主周期为17 a,且径流量偏少阶段将从2010年持续至2016年左右,之后将进入偏多阶段。2海流兔河流域径流量呈现显著下降趋势,与整个黄河中游总体径流量减少趋势相一致。3联合利用离散小波变换和Mann-Kendall秩次检验法可以很好地解释趋势的基本结构,8~16 a的周期性事件对海流兔河径流的趋势影响最大。水文时间序列周期部分的周期性越强,其对序列趋势的影响越大。4序列趋势的显著性和方向取决于其长度以及在整个序列中的位置,主要是因为序列中长周期丰枯交替的存在,多时相趋势分析一定程度上解决了由于序列长周期丰枯交替的存在造成的序列趋势判断的不确定性问题。     

云南省昭通市多尺度极端降水时空特征分析

为分析云南省昭通市多尺度极端降水时空特征,收集整理昭通市19个雨量站1969—2014年分时段逐年降水数据,并计算不同时间尺度(1,6,24 h)的年极端最大降水量,采用反距离加权法(IDW)插值展示其空间分布特性。在此基础上,对3个典型雨量站(鱼洞、新华、牛街)的极端最大降水进行深入分析,采用Mann-Kendall趋势检验及小波变换方法的趋势与周期分析,量化极端降水事件的时间分布特征。结果表明:昭通地区极端降水事件的空间分布规律为从北向南逐渐减少,且南北极端降水量相差较大,空间分布差异明显;3个典型雨量站多尺度极端降水变化趋势不显著(p0.05),其序列变化存在30,15,5~7 a 3个明显变化周期。     

和田河典型站点径流及气象因子变化规律分析

新疆和田河流域环境脆弱,径流极易受气候变化的影响。基于此,通过对和田河典型站点1980-2013年间的数据资料分析得出:同古孜鲁克站年降水量总体呈现明显增加趋势,增加率为18mm/(10a),降水量发生两次突变,1993年突变发生以后年降水量呈现减少趋势,2001年发生第二次突变,突变发生之后降水量呈增加趋势;年平均气温呈0.232℃/(10a)的上升趋势,2007年出现最高气温,最低气温出现在2012年;年日照时数以倾向率为21.5W/(m2·(10a))的速度趋势减少;年径流量以23.5×107 m3/(10a)的速率在增加;径流与前期气温的相关性强于降水。     

配电网单相故障多频带奇异量选线方法

采用3次B样条小波包提取各线路故障奇异量模极值,根据模极值能量分布最大原则,提出各线路特征频带的选取方法。当各线路特征频带一致时,以各线路零序电流模极值的幅值关系、相位关系构造选线判据;当各线路特征频带不一致时,分别在各线路的特征频带上构建各线路零序电流模极值的大小和极性关系矩阵,构造选线判据。解决了现有故障奇异量选线方法中因频带选择不合适而造成的误判问题。通过2组现场实录故障算例验证了选线判据的有效性和实用性。     

观测值序列的粗差探测方法

基于小波分析和未确知滤波理论,研究了对观测序列中粗差进行探测和剔除的方法,并结合实例进行了分析和比较,表明这2种方法得到的探测结果基本一致,均具备较好的应用价值。此外,进一步分析了2种方法的优点和局限性,为实际应用提供了有用的参考。根据2种处理方法的特点,提出了粗差探测的综合探测方法。     

小波变换在电力系统故障信号分析中的应用

正确检测电力系统故障信号对提高电力系统稳定性具有非常重要的意义。通过简要介绍小波变换应用在信号奇异性检测方面的基本原理,提出了基于小波变换的电力系统故障信号分析方法。该方法既充分利用了小波变换在故障信号分析中的优点,又克服了传统傅里叶变换分析方法的不足,并通过实例进行了验证．取得了良好的效果。