近54年来辽西北地区降水与太阳黑子关系研究

太阳是给予地球万物运动的主要外部能量因子,太阳黑子又是反映太阳活动的重要指标,它对大气环流、径流量、降水量等都有影响[1,2],是分析旱涝产生原因必不可少的因素。强降水如暴雨、特大暴雨极易导致严重的洪涝灾害,所以降水也是旱涝研究的重要因子之一[3]。太阳黑子与降水的关系非常复杂,因时代的更替和地理位置的变化均有所差异。因此研究太阳黑子与降水的关系对于加深区域的旱涝研究具有十分重要的意义。

目前,不同领域的专家和学者针对不同区域进行了大量的相关研究。已有结果表明,太阳活动在影响北京陆地降水的因素中起着很重要的作用[4]。张肖南等人在研究西安夏秋季降水时,发现太阳黑子在9 a时间尺度上与降水量有很大的相关性[5]。杜国生等人研究表明,太阳活动对江淮地区梅雨量、梅雨强度的影响具有地域性[6]。李春晖等人认为太阳黑子与黄河流域降水在9 a时间尺度上呈现负相关关系,且降水滞后1~2 a[7]。鄱阳湖流域降水周期与太阳黑子活动有一定的联系,且降水量在太阳黑子活动的上升期比下降期小[8]。目前对于太阳活动对降水影响的相关研究已经比较深入,但都是根据滑动平均法和小波分析等方法针对降水量的多少及周期的变化与太阳活动的关系展开分析,在不同时间尺度上,不同的区域都有差异。对于在一定的时间序列内,不同时间段的太阳活动与降水变化的具体分析与研究还有待完善。

辽西北地区与辽宁省其他地区相比,降水量最少,年降水量为500 mm左右,且干旱频率和严重程度堪称辽宁省之最。而辽西北地区距海相对较远,地形多丘陵,受到海洋的影响相对较小,降水的变化主要受到太阳辐射和地形的交叉影响,对于太阳活动与辽西北地区的降水的关系及影响的研究仍然存在空白。因此本文在总结前人研究方法的基础上,结合1960~2013年辽西北地区的平均降水量数据和同期太阳黑子相对数数据,利用年降水量距平、累积距平、滑动平均法等方法分析降水量变化趋势,基于Mann-Kendall检验法来检测降水突变年,根据Morlet小波分析法对辽西北地区降水量和太阳黑子的关系展开分析,以及在不同的时间段内两者呈现的复杂关系展开分析。深入了解该区的旱涝规律和相关影响因子,为未来该地区降水规律和影响因素的研究提供理论支持。

1 研究区概况和数据来源

辽西北地区位于39°59′N~43°29′N、118°50′E~124°26′E之间,占地面积6.37×104km2。包括朝阳、锦州、葫芦岛、阜新4个地级市及沈阳市的康平县、法库县和铁岭市昌图县。本文降水量数据是通过筛选辽西北地区雨量站1960~2013年的历年逐日降水资料,剔除缺测年份和站点,最后确定了50个数据完整且具有代表性的雨量站(图1)。太阳黑子数据来源于美国航天局1960~2013年的历年逐日太阳黑子相对数数据。

图1   辽西北地区雨量站分布

Fig.1   Distribution of rainfall stations of northwestern Liaoning

2 研究方法

距平与累积距平都是常用的由曲线直观判断变化趋势的方法。距平是指某一系列数值中的某一个数值与平均值的差。累计距平是n个时刻距平的累积值。滑动平均法是用确定时间序列的平滑值来显示变化趋势。本文以上结合3种研究方法,可全面地了解辽西北地区降水趋势及变化情况。

Mann-Kendall非参数秩次相关检验法广泛用于检验水文气象资料的趋势成分,适用于非正态分布或经过删检的资料。根据样本量构造时间序列Sk,在时间序列随机独立的假定下,定义统计量UFk,在给定的显著性水平临界值下通过信度检验可判断序列的增减趋势。同理,用于逆序列中求得统计量UBk,曲线UFk和曲线UBk的交点就可能是突变点。

小波变换是空间(时间)和频率的局部变换,因而能有效地从信号中提取信息,通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析。通过尺度伸缩因子和时间平移因子计算小波变换系数Wf(a,b),利用小波方差Var(a)对各序列的主要周期进行判断。

3 结果分析与讨论

3.1 降水量的年际变化

通过对各站点逐日降水数据进行计算,统计研究区逐年面平均降水量,对区域年降水进行降水距平和3 a滑动平均计算得到图2。由降水量3 a滑动平均曲线可以看出,在1975年之前和1980~1985年,降水量在波动中呈上升趋势;1975~1980年间与1986年至今,降水量整体呈下降趋势。20世纪70年代中期以前,辽西北地区年降水量正距平年份较多, 70年代中期到80年代中期的10 a间降水量急剧减少,负距平表现明显。1984~1994年,辽西北地区降水量再次呈现正距平,且程度大于70年代中期以前,降水明显增多。由降水距平值的线性拟合结果可知,辽西北地区1960~2013年年降水量总体变化呈微弱的下降趋势,平均每年减少约0.4 mm。这与辽宁省1956~2008年降水量呈下降趋势且年际变化波动不大的结论相符[9]。

图2   1960~2013年辽西北地区降水距平变化趋势

Fig.2   Trends of precipitation anomaly in northwestern Liaoning during 1960-2013

对辽西北地区年降水量进行Mann-Kendall突变检验得到图3。UF值在20世纪90年代之前总体大于0,即此时间段降水量总体呈增加趋势,部分时间段小于0,则呈减少趋势。2002年以后,UF值均为负值,说明2002年之后降水一直呈减少趋势。在临界值内,UF和UB曲线在1996~1997年之间出现交点,说明在此期间发生突变。突变点之后,降水量由增加趋势变为减少,至2013年无突变点,降水变化稳定。

图3   辽西北降水量时间序列的Mann-Kendall突变检验

Fig.3   Mann-Kendall mutations test of precipitation time series in northwestern Liaoning

3.2 太阳黑子与降水变化的关系

根据太阳黑子相对数年内均值和辽西北地区年降水量距平值绘制图4,图中太阳黑子出现极值的年份与降水量极值年份并不完全对应。1987年以前,太阳黑子变化极值年与降水量变化极值年基本对应,而1979年和1968年降水量变化滞后大约1 a。1987年以后,太阳黑子和降水量变化关系相对复杂,降水量极值年相对太阳黑子极值年滞后了2~4 a。总体来看,自1960~2013年以来,太阳黑子高值时期对应降水量负距平年份较多,太阳黑子低值时期对应降水量正距平年份较多。

图4   年均太阳黑子相对数与辽西北地区年降水量距平的关系

Fig.4   Relationship between the annual average number of sunspots and precipitation anomaly in northwestern Liaoning

由太阳黑子相对数的变化可知,太阳黑子活动呈现出一定的周期性[10],在1960~2013年间,降水量出现4个极大值年(M年)分别为：1968年、1979年、1989年和2000年;5个极小值年(m年)分别为：1964年、1976年、1986年、1996年和2009年。统计太阳黑子极值年附近的降水距平值,见表1。由表1结果可以看出,太阳黑子负相位年降水距平值总和约为596.6 mm,太阳黑子正相位年降水距平值总和约为-496 mm。太阳黑子正负相位年降水变化差异明显,负相位年前后相关系数为-0.6899(|r|>r0.01=0.354),太阳黑子相对数与降水距平值负相关关系显著。

太阳活动呈现4个上升期和5个下降期。太阳活动上升期去除M年,平均降水量分别为521.3 mm、582.5 mm、591.1 mm、530.2 mm;太阳活动下降期去除m年,平均降水量分别为：499.8 mm、554.5 mm、485.9 mm、570.9 mm、481.2 mm。可见,在降水突变年份之前太阳活动上升期降水量大于太阳活动下降期降水量。综上,太阳黑子对降水量的变化趋势有一定的影响,太阳黑子相对数极大值年前后降水量减少,太阳黑子相对数极小值年前后降水量增多。太阳黑子数与降水距平值呈现出显著的负相关关系。

太阳黑子相对数的谷(峰)值比年降水量的谷(峰)值出现早2~6 a。分别计算太阳黑子与降水距平在落后2~6 a的相关系数,得出相关系数结果分别为：

-0.7373(|r|>r0.01=0.354),-0.3494(|r|>r0.05=0.2732),0.3314(|r|>r0.05=0.2732),0.7898(|r|>r0.01=0.354),0.6305(|r|>r0.01=0.354)。

最大相关系数出现落后5 a,说明太阳黑子的活动对于降水量的急剧变化的关系有显著的5 a的滞后性。

3.3 太阳黑子与降水周期的关系

根据太阳黑子相对数和区域年降水量绘制小波周期变化等值线图和小波方差图[11,12](图5)。由图5a可知,太阳黑子相对数在7~12 a尺度上震荡明显,高值区和低值区交替出现,小波方差图呈现出规律明显的10 a周期。由图5b可知,辽西北地区降水量存在明显的30~32 a的主周期震荡,高低值变化交替出现;在8 a左右的时间尺度上,降水量也存在相对较弱的周期震荡,此外降水量在20 a时间尺度的周期震荡上也有微弱体现。由此可知,太阳黑子周期变化与降水量周期变化在时间尺度上有所差异,与太阳黑子的变化趋势并不完全相同,所以太阳黑子对于降水周期的影响不大。

表1   太阳黑子极值年 （M/m）附近的降水距平值

Table 1   Precipitation anomalies around sunspots extreme years (M/m)

m-1mm+1小计M-1MM+1小计1-20.38134.56-63.1151.07-85.83-94.54157.91-22.46240.5335.25168.73244.51-39.9131.25-153.71-162.373120.06133.8961.89315.84-5.96-96.6392.55-10.04458.53-25.86-47.52-14.85-117.45-85.66-98.04-301.15合计596.57-496.02

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图5   1960~2013年太阳黑子相对数(a)与辽西北地区年降水量(b)小波变化分析

Fig. 5   The morlet wavelet analysis of relative number of sunspots (a) and annual precipitation (b) in northwestern of Liaoning in 1960-2013

3.4 太阳黑子与降水量的关系

为了消除降水量在短期内变化的影响,进一步分析太阳黑子对降水量的关系[13,14]。因太阳黑子相对数变化和辽西北地区降水量变化均有相对明显的10 a尺度的周期,所以提取了10 a尺度下的太阳黑子相对数和年降水量的Morlet小波系数绘制图6。由图6可知,太阳黑子相对数和降水量在10年尺度上的小波系数变化呈现不明显的相关关系。

图6   辽西北地区年降水量与太阳黑子相对数10 a周期下的小波系数变化

Fig.6   Wavelet coefficients of variation of precipitation and the number of sunspots under the 10-year cycle in northwestern of Liaoning Province

结合太阳黑子极值年的分布和降水量的年际变化大致可分为3个时段来分析。1960~1976年,太阳黑子小波系数与年降水量小波系数相关系数为0.265(|r|<r0.1=0.2306)。1977~1986年两者相关系数为-0.782(|r|>r0.01=0.354),呈现显著的负相关关系。1987~2013年,太阳黑子相对数和辽西北地区年降水量小波系数的相关系数为0.339(|r|>r0.05=0.273 2)。太阳黑子对于辽西北地区降水量的负相关关系表现显著,1977年以前正相关表现不明显。负相关的影响大于正相关的影响,太阳黑子与降水量值相关关系复杂。

综上可知,研究区内太阳黑子与降水量变化趋势负相关关系显著,且太阳黑子对降水量的急剧变化存在5 a的滞后性,说明太阳黑子对该区降水量的变化趋势有一定影响,辽西北地区日照丰富,大气透明度比较高,日照时数减少趋势较小[15],太阳活动是影响该区降水量变化趋势的重要因素之一。

尽管研究结果证明太阳活动对降水有一定的影响,但是由于气候系统影响因素复杂多样,太阳活动对降水造成的影响也显现出复杂多样的变化。辽西北地区降水与太阳黑子变化并不完全对应,说明除了太阳活动的影响之外,仍然存在其他因素影响辽西北地区降水变化。厄尔尼诺和拉尼娜事件作为影响全球气候变化的重要因子,也是低纬度地区海气相互作用的气候信号[16],王大均等人也在研究中指出ENSO对辽宁夏季降水具有一定的预测和指示意义[17]。此外,人类活动和局地因素也会影响降水的变化和分布[18~24]。本文从年尺度上分析了辽西北地区降水与太阳黑子之间的关系,但辽西北地区降雨主要集中在夏季和秋季,所以从季节尺度上还有待进行深入研究。

4 结 论

1) 1960~2013年以来,辽西北地区年平均降水量在440~560 mm之间。近50 a以来降水量的变化在波动中呈现减少趋势,由Mann-Kendall检验结果得知降水量在1996~1997年之间发生突变。突变后降水量变化趋势由上升变为下降,且趋势较为稳定。

2) 太阳黑子活动高值区对应年降水量负距平,太阳黑子活动低值区对应降水正距平。太阳活动上升期年降水量大于太阳活动下降期降水量。太阳黑子活动对极值年前后降水距平值的影响表现为显著的负相关关系。太阳黑子对于降水量急剧变化有5 a的滞后期。

3) 太阳黑子活动呈现规律明显的10 a周期。辽西北降水量在30~32 a、8 a和20 a的时间尺度上出现周期变化。太阳黑子对辽西北地区年降水量的主周期变化影响不大。

4) 太阳黑子对于辽西北地区降水量的负相关的影响大于正相关,不同时间段内,两者的相关关系表现复杂。

The authors have declared that no competing interests exist.

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太阳黑子、厄尔尼诺与陕西夏季降水

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利用1951～1990年陕西41个测站夏季（6～8月）降水资料，对照太阳黑子极值年和厄尼诺年，用统计分析法对太阳黑子、厄尼诺及陕西夏季降水关系进 行研究，得结论：太阳黑子极值年和厄尼诺年有较好的对应关系.太阳黑子峰值年陕西降水偏多机率大，谷值年偏少机率大。厄尼诺当年陕西夏季易北旱南涝，次年 以涝为主。预测1998年陕北夏季降水偏多，关中、陕南正常，全省汛期易发生暴雨洪涝。

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关于异常降水预报的思考

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洪水灾害是我国的一种主要自然灾害,其产生的原因是异常降水.因此,研究并准确确定异常降水 无疑具有重要的意义.基于对洪水发生原因以及太阳黑子变化率与降水量关系的分析结果,初步提出了从某一地区能量以及能量连续变化的观点,来分析与降水有关 的能量过程.从宏观-能量的角度,来考虑与降水有关的主要过程以及这些过程之间的定量关系,是一种值得探讨的方法.

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西安夏、秋季降水与太阳黑子的关系

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基于西安市1960—2007 年的降水数据和太阳黑子相对数,采用一元线性回归、Mann-Kendall检验等方法,对西安降雨量进行分析,然后采用小波分析方法研究了西安夏、秋两 季降水量与太阳黑子之间的关系。结果表明:夏、秋两季降水量约占西安全年降水量的80%;西安夏季降水量呈上升趋势,秋季降水量则呈下降趋势;降水量的变 化与太阳黑子数多少密切相关,在太阳黑子出现极值年及2 a左右,降水量也出现极值;西安夏季降水量有10 a左右的周期,秋季降水量有9 a左右周期;太阳黑子在9 a时间尺度上与降水量有很强的相关性,且夏季降水量与太阳黑子相差1～2 a的正相关,秋季降水量则与太阳黑子提前2 a左右的负相关关系。

[6]程国生,杜亚军,陈烨.

近52年太阳活动与江淮梅雨异常关系分析

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我国涝灾主要集中在江淮地区, 其中6-7月的旱涝,大部分是由梅雨异常引起的。为了研究梅雨的影响因子,利用1954-2005年太阳黑子、江淮地区33站梅雨期降水资料,分析了太阳 活动对江淮地区梅雨的影响。研究表明,梅雨量趋势系数的最大值中心位于杭州地区,而太阳活动与杭州地区的梅雨基本上没有关系。太阳活动对江淮地区梅雨量、 梅雨强度的影响具有地域性。太阳活动与梅雨量的相关关系由北向南,依次呈现为负相关性、正相关性和负相关性,太阳活动强的年份,江淮地区北部和南部梅雨量 偏少,江淮中部梅雨量偏多;太阳活动与梅雨强度的相关关系由北向南,依次呈现正相关性、负相关性,太阳活动强的年份,江淮地区北部梅雨强度较强,江淮南部 梅雨强度较弱。合成分析结果表明:太阳活动谷年江淮地区普遍偏涝。

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太阳活动与黄河流域降水关系分析

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太阳活动对黄河流域降水有一定影响.引用Morlet小波分析技术,对黄河流域近50年来的降水与太阳黑子的小波系数变化进行分析,表明在1951～1997年期间,黄河流域年降水与太阳黑子在9年时间尺度上呈一定的负相关关系,且降水有1～2年的滞后现象.

[8]贾玉芳,申洪源,丁召静.

鄱阳湖流域降水变化及其与太阳黑子的关系

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基于鄱阳湖流域1961-2000年的降水栅格数据和太阳黑子相 对数数据,采用滑动平均、一元线性回归、Mann-Kendall检验等方法对鄱阳湖流域1961-2000年降水特征进行了分析;采用小波分析方法探讨 鄱阳湖流域降水变化规律与太阳黑子的可能联系.结果表明:1961-2000年鄱阳湖流域降水量呈增加趋势,并在1996年发生突变.通过小波分析发现鄱 阳湖流域降水主周期为10 a,与太阳黑子活动周期相同,且两者的小波方差系数达到0.86.在1996年发生突变之前,降水量在太阳黑子活动的上升期比下降期小,鄱阳湖流域降水周 期变化与太阳黑子活动有一定联系.

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1956~2008辽宁省近53年降水量变化

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近50年淮河流域旱涝与太阳黑子的关系研究

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根据淮河流域 1961～2010年的月降水资料,用Z指数法分析了淮河流域旱涝灾害规律,并采用频率分析法分析了太阳黑子极值年附近的旱涝特征、Morlet小波分析 淮河流域的旱涝指数和太阳黑子数时间序列之间的周期性和相关性。结果表明,Z指数能较好地反映淮河流域旱涝灾害的实际情况,且洪涝化程度随淮河流域旱涝事 件频率增加而加大;淮河流域旱涝灾害与太阳活动有一定的对应关系,淮河水系地区分别在太阳黑子m、M年附近易发生涝灾、旱灾,旱涝指数约存在4、10、 16年的主要周期;沂沭泗水系地区在太阳黑子M年附近易出现旱灾,旱涝指数约存在3、12、30年的主要周期,但局部时间段上有较明显的相关性,随时间段 的不同,相关变化也不同。

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基于小波分析的长江和黄河源区汛期、枯水期径流特征

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利用db3小波分解和重构1965~2007年长江源沱沱河站、直门达站和黄河源吉迈站、唐乃亥站春汛期、夏汛期和枯水期流量数据,除沱沱河外,各站春汛期、夏汛期和枯水期流量皆呈下降趋势,各站流量下降速率依次为夏汛期>春汛期>枯水期。沱沱河站多年流量呈增加趋势,夏汛期变化速率依然高于春汛期。应用复Morlet小波分别分析上述4个水文站实测流量的周期特征。黄河源总体存在11~12a波动周期;长江源春汛期有4~6a波动周期,夏汛期有13~14a波动周期。不同流域春汛期、夏汛期和枯水期主周期分布规律不同。

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根据1956～2007年山西省运城市的降水资料和美国观测站公 布的太阳黑子活动周期的观测资料,在用Z指数对降水资料进行处理而确定旱涝等级和年份后,对太阳黑子活动周期与运城市旱涝年的相关关系进行了分析.发现运 城市涝灾主要发生在太阳黑子周期的极大值年及其后第3年,旱灾则在太阳黑子周期的极值年及前后1～2年内都有可能发生.

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基于小波分析的河北平原降水变化规律研究

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利用1995~2000年月平 均降水和年平均降水资料,采用墨西哥帽小波函数,对河北平原近45年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了河北平原降水变化的多时间 尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周斯和突变点,并根据主周期对未来降水变化进行了预测.结果表明,各季节和年降水均存在8~12年左 右时间尺度的周期特征;其次,4~6年左右时间尺度的周期特征也较明显.夏季和年降水变化趋势一致,均有1年和12年尺度的主周期,夏季降水完全控制年降 水.经降水变化趋势分析,预测2003年前后河北平原降水将偏少,大约在2004~2007年河北平原降水将偏多.

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基于1961年以来发生的厄尔 尼诺/拉尼娜事件和山东省气候资料,分析了1961年来山东省气候变化特点,并对降水量、气温、干旱灾害事件与厄尔尼诺/拉尼娜事件之间的关系进行统计分 析,初步揭示了厄尔尼诺/拉尼娜事件对山东省气候的影响.结果表明:1961年以来山东省气温呈现明显波动增高趋势,年降水量呈现明显波动减少变化趋势, 但是波动程度有差别;厄尔尼诺/拉尼娜事件对山东省气温、降水和干旱灾害影响显著,厄尔尼诺年降水减少,降水量低于正常年降水量87.11mm,发生干旱 灾害的可能性较大,一般给山东省工农业生产带来不利影响;拉尼娜年降水增多,高于正常年降水量53.37mm,气温仅比正常年份平均气温低0.1℃,发生 干旱灾害事件的可能性减少,通常给山东省工农业生产带来正面影响.

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[J].Meteorological and Environmental Research.2010,1(8):102-104.

URL     [本文引用: 1]    摘要

Based on the summer precipitation data from 53 stations in Liaoning Province and sea surface temperature(SST) data of Hadley Center in 1961-2009,the decadal variation of the relationship between summer precipitation and SST over Nino3 oceanic regions in the previous autumn was studied.The results showed that their correlation was decreased obviously in recent 30 years.In 1961-1974,summer rainfall could be forecasted according to the SST anomaly over Nino3 oceanic regions in the previous autumn,and there were above 25 stations with the sign accuracy of over 66.7%.However,there were only five stations with the same accuracy during 1980-2009.From 1961 to 1974,25 stations showed block distribution in the central and northeastern Liaoning,but the distribution of five stations was spotty in 1980-2009.Before the middle and latter half of the 1970s,Liaoning had more(less) summer rainfall when SST over the equatorial central and eastern Pacific was higher(lower) in the previous autumn.However,it was difficult to build indicative relationship above since 1980s.

[18]王青,严登华,秦天玲,等.

人类活动对白洋淀干旱的影响

[J].湿地科学,2013,11(4):475~481.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-5948.2013.04.011    URL     [本文引用: 1]    摘要

从白洋淀流域水循环角度出发, 通过比较分析白洋淀实际入淀年径流量和还原的天然入淀年径流量,定量评价人类活动对白洋淀干旱的影响。研究结果表明,人类活动导致入淀年径流量减少,干旱 发生频率增大,干旱重现期缩短,人类活动对白洋淀干旱产生了较大影响;还原的天然状况下的白洋淀最小入淀年径流量为2.13×108m3,在该入淀年径流 量下,白洋淀不会出现持续干淀现象。

[19]孙宁,李秀彬,冉圣洪,等.

潮河上游降水-径流关系演变及人类活动的影响分析

[J].地理科学进展,2007,26(5):41~47.

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2007.05.005    Magsci    摘要

<p>以潮河密云水库上游流域为研究对象, 利用双累积曲线将1961~2005 年期间年降水- 径 流关系演变划分为三个阶段: 1961~1978, 1979~1993, 1994~2005。第二和第三阶段相对第一阶段 而言, 平均年径流有较大幅度的减少, 年径流对降水的响应程度在减弱。与此相对应, 进入1980 年代后, 流域内的人类活动强度在增加, 主要表现为小水库、塘坝等水利设施的大规模建成并投 入使用, 以及农垦和造林等土地利用活动导致耕地和林地面积的增加。人类活动使得流域总蒸发 和入渗增加, 从而改变水量平衡, 径流对降水的响应变得迟缓, 减少流域总径流; 不同降水年型降 水- 径流的关系表现出很大差异, 人类活动对枯水年份年径流的影响相对较大。</p>

[20]张光辉, 费宇红, 杨丽芝,等.

地下水补给与开采量对降水变化响应特征:以京津以南河北平原为例

[J].地球科学:中国地质大学学报,2006,31(6):879~884.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-2383.2006.06.019    URL    摘要

通过对京津以南河北平原年降水量、地下水补给量和农业开采量三者 动态规律及其互动关系研究表明,年降水量减增,同期地下水补给量与开采量呈互逆变化规律,即降水量减小,补给量变少,开采量增大;年降水量增大,补给量较 多,开采量减小.在连续枯(丰)水年份,当年降水量减少(增加)10 mm时,则地下水系统水量减少7.08(增加7.06)m,水位下降(上升)5.2～8.7 cm;在10～320 mm变幅内,当年降水量减少(增加)10%时,则地下水系统水量减少7.98(增加7.67)%.气候旱化过程中降水变化对引起补给量减少和开采量增加的 幅度,大于气候增雨过程中降水变化对补给量增大和开采量减少的影响程度.因此,需要重视连续枯水年份降水变化对地下水系统影响的应对举措,这对于提高我国 北方区域地下水资源供给安全保障具有重大意义.

[21]柏林,臧淑英,张丽娟,等.

扎龙湿地降水变化非线性特征研究

[J].地理与地理信息科学,2014,30(3):104~107.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-0504.2014.03.022    URL    摘要

由于趋势、周期和随机因素的综合影响,降水时间序列往往呈现复杂 波动的非线性特征,而分离三种因素在降水时间序列中的贡献率是目前较难解决的问题,相应的研究对降水变化分析和预测具有重要意义.该文基于数理统计原理、 极大熵谱原理和分形原理对扎龙湿地1951-2008年的年降水时间序列进行分析,结果表明:该地区存在2.4a和6.4a的降水短周期;拟合程度比较高 的非线性回归模型说明该地降水具有循环波动趋势;盒维数揭示了周期、趋势和随机因素是影响扎龙湿地降水变化的主要因素,其贡献率分别为76.97％、 16.78％和6.25％,其中周期是最主要的影响因素.

[22]张光辉,费宇红,刘克岩, 等.

华北平原农田区地下水开采量对降水变化响应

[J].水科学进展,2006,17(1):43~48

https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-6791.2006.01.007    URL    Magsci    摘要

通过区域农业开采量、区域平均 年末浅层地下水位对区域年降水量变化的响应特征研究,结果表明:区域农业开采量与年降水量之间存在两极互逆效应,即在枯水年份,作物需耗水量和区域农业开 采量增大;在丰水年份,作物需耗水量和区域农业开采量减小。上述规律,突现了在连续枯水年份地下水对农业安全保障的特殊作用。由此,提出了农业开采量的利 用水平、合理性和节水潜力以及预测的新的评价方法。

[23]江志红,李杨.

中国东部不同区域城市化对降水变化影响的对比研究

[J].热带气象学报,2014,30(4):601~611.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-4965.2014.04.001    URL    摘要

城市化气候效应已经成为区域气候变化中不可忽略的人为因子.根据 人口总量、人口密度和MODISLC三种不同的分类方法划分了城市站和乡村站,利用逐日降水资料探讨了我国东部长江三角洲、珠江三角洲及京津唐等三大城市 群的发展对降水变化特征的可能影响,主要得到以下结论:不同区域城市化发展对降水变化的影响存在差异;1960-2009年间,长三角和珠三角城市群城市 化均有使降水变化趋势增加的作用,而京津唐城市群城市化作用不明显.不同城市化发展阶段对降水变化影响也存在差异;城市化发展慢速期(1960-1979 年),城乡间降水变化趋势差异不明显,城、乡间降水变化趋势差异对城、乡站分类方法很敏感;而城市化发展快速期(1980-2009年),三大城市群的城 市化发展都有使降水增加的作用,且不受城、乡站分类方法的影响.

[24]王晓玲,任燕.

秦岭山区近50年降水差异及可能局地成因探讨

[J].气候与环境研究,2012,17(6):912~918.

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9585.2012.06.28    URL     [本文引用: 1]    摘要

利用秦岭山区54个气象站50年以上日降水资料,分析了复杂地形下小区域降水变化差异,探讨了可能的局地成因,结果表明：（1）年均降水量总体为南高北低、西高东低,反映出秦岭阻挡作用和山谷东风回流影响;（2）近50年来区域年降水以减为主,9个增加站位于东部,夏季降水以增加为主,减少站集中在秦岭山上和区域西部,降水向夏季集中倾向明显;（3）日雨量小于5mm的年雨量和雨日数减少趋势明显,雨量≥50mm的年雨量和雨日数增加趋势明显,即小雨减少大雨增多;（4）降水变化的多个方面及其与海拔高度和经度对应关系的分析结果,反映出气溶胶抑制地形降水以及成冰作用恢复被抑制降水的作用,说明局地成因中气溶胶起了不可忽视作用;（5）地形作用和区域能量平衡也是重要局地成因。

网址：近54年来辽西北地区降水与太阳黑子关系研究 https://mxgxt.com/news/view/690235

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