宁夏降水集中程度与旱涝关系的研究

论文摘要

宁夏最主要的气候特征是干旱少雨,分属北部引黄灌区、中部干旱带、南部山区三个不同气候带。同时,干旱也是制约宁夏社会经济发展最严重的气象灾害。但在十年九旱的气候背景下,暴雨洪涝却仍然频繁发生。因此,准确地预测宁夏各地旱涝趋势,进一步提高防灾减灾能力,对合理安排工农业生产,趋利避害,振兴地方经济,有着极其重要的作用。降水集中度（PCD）和集中期（PCP）是定量地表征降水的聚集程度和聚集时间段的两个重要参数,在旱涝趋势及防灾减灾研究中具有重要的实用价值。本文统一使用宁夏1961年以前建站的20个气象台站1961-2010年间的逐候降水资料,计算了年、春夏秋三季的集中期、集中度和干旱Z指数,运用趋势分析、相关分析、合成分析、MK（或Lepage）检验和Mexico-hat小波变换,对宁夏年度与春夏秋三季的集中期、集中度、旱涝程度的时空变化特征作了多角度、多层次的分析。结合1961-2010年NCEP/NCAR的再分析月平均高度场、风场、海平面气压场资料,西北太平洋副高指数、北极涛动指数和南海季风爆发时间等资料,探讨了降水集中程度与旱涝的关系以及南海季风、海温、副高等因子对它们的影响。通过以上研究工作,以期为宁夏旱涝趋势预测和防灾减灾提供科学依据。研究结果表明：（1）宁夏降水集中期与集中度空间分布特征明显,年与春夏秋三季集中度、集中度与集中期的标准差均自北向南逐渐减小,北部出现极端降水的可能性大且极端降水出现的时间变率大。近50年全年和夏季PCD与PCP均呈缓慢下降趋势,春季PCP没有明显的升降趋势,而PCD呈上升的趋势,秋季PCD与PCP变化趋势不明显。但近10年全年与春夏秋三季PCD明显增大,年与春夏两季PCP推迟。（2）50年来宁夏年与春夏秋三季干旱等级有加剧的趋势,年与夏秋两季的降水集中度对干旱有着显著的影响,降水集中度高,雨涝发生的概率越大；降水集中度低,则干旱发生的概率大。春季降水集中度对干旱没有显著影响,但春季首场透雨出现的早晚对干旱影响显著,首场透雨出现早,春季降水偏多,干旱等级低；首场透雨出现晚,则春季降水偏少,干旱等级高。（3）全区春季首场透雨出现日期自南向北推迟,50年来无明显升降趋势,近10年进入一个相对偏晚的阶段；透雨偏早年宁夏处在500hPa高度场正负距平交汇处,冷空气可以源源不断地进入,孟加拉湾洋面上水汽向北输送带来充足的水汽；偏晚年受脊前西北气流控制,从贝加尔湖伴随冷空气带来的水汽少,不能产生明显降水。（4）中高纬的北极涛动和低纬的南海季风对宁夏降水集中度有着显著的影响,北极涛动负位相的年份,南海季风爆发偏早的年份,宁夏年降水比较集中,易出现雨涝；主汛期7-8月副高的位置对夏季旱涝有着一定影响,副高位置偏南时,宁夏易偏旱；副高位置偏北时,易偏涝。（5）宁夏秋季偏涝时期,海平面气压场呈”西低东高”的形势,850hPa风场上西北地区东部为西太平洋副热带高压外围的东南气流控制,偏旱时期则呈相反形势。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 西北地区降水与干旱研究的若干进展
• 1.2.1 降水分布及变化的研究进展
• 1.2.2 干旱变化的研究进展
• 1.2.3 干旱形成机理的研究进展
• 1.3 研究问题的提出
• 第二章 资料和方法
• 2.1 资料
• 2.2 方法说明
• 2.2.1 降水集中度和集中期的定义
• 2.2.2 旱涝等级
• 2.2.3 首场透雨定义
• 2.2.4 小波分析
• 2.2.5 气候突变检测
• 2.2.6 趋势系数
• 第三章 年降水集中程度与旱涝的关系
• 3.1 宁夏年降水时空特征
• 3.1.1 空间分布特征
• 3.1.2 年际变化特征
• 3.1.3 周期分析
• 3.2 宁夏降水集中程度气候趋势
• 3.2.1 降水集中度与集中期分布特征
• 3.2.2 降水集中度与集中期异常分布特征
• 3.3 降水PCD和PCP的年际变化分析
• 3.3.1 年际变化分析
• 3.3.2 三个气候区域降水PCD和PCP的年际变化分析
• 3.3.3 周期分析
• 3.3.4 突变分析
• 3.4 降水集中度与年降水量、汛期降水以及日最大降水的相关分析
• 3.5 降水集中度和集中期合成分析
• 3.6 宁夏降水集中程度与旱涝关系
• 3.6.1 干旱Z指数的变化趋势
• 3.6.2 降水集中度和集中期与干旱的关系
• 3.7 降水集中度与北极涛动和南海季风的关系
• 3.8 小结
• 第四章 春季降水集中程度与干旱的关系
• 4.1 宁夏春季降水时空分布特征
• 4.1.1 空间分布特征
• 4.1.2 年际变化特征
• 4.1.3 年代际变化特征
• 4.1.4 周期分析
• 4.2 宁夏春季降水集中期与集中度时空特征
• 4.2.1 降水集中度与集中期分布特征
• 4.2.2 降水集中度与集中期异常分布特征
• 4.2.3 年际变化
• 4.2.4 周期分析
• 4.2.5 突变分析
• 4.3 降水集中度和集中期与春季干旱的关系
• 4.4 春季首场透雨与旱涝的关系
• 4.5 宁夏春季首场透雨出现日期时空特征
• 4.5.1 空间分布特征
• 4.5.2 年际变化特征
• 4.5.3 突变分析
• 4.5.4 首场透雨出现日期典型年份环流特征分析
• 4.6 小结
• 第五章 夏季降水集中程度与旱涝的关系
• 5.1 夏季降水时空特征
• 5.1.1 空间分布特征
• 5.1.2 年际变化特征
• 5.1.3 周期分析
• 5.2 宁夏夏季降水集中程度气候趋势
• 5.2.1 夏季降水集中度与集中期分布特征
• 5.2.2 夏季降水集中度与集中期异常分布特征
• 5.2.3 年际变化分析
• 5.2.4 周期分析
• 5.2.5 突变分析
• 5.3 宁夏夏季降水集中度与旱涝的关系
• 5.3.1 夏季干旱Z指数的变化
• 5.3.2 降水集中度和集中期与夏季干旱的关系
• 5.3.3 夏季副高与降水集中度和干旱的关系
• 5.4 小结
• 第六章 秋季降水集中程度与旱涝关系
• 6.1 秋季降水时空特征
• 6.1.1 空间分布特征
• 6.1.2 年际变化特征
• 6.1.3 周期分析
• 6.2 宁夏秋季降水集中程度气候趋势
• 6.2.1 降水集中度与集中期分布特征
• 6.2.2 降水集中度与集中期异常分布特征
• 6.2.3 年际变化分析
• 6.2.4 周期分析
• 6.2.5 突变分析
• 6.3 宁夏秋季降水集中度与旱涝的关系
• 6.3.1 秋季干旱Z指数的变化
• 6.3.2 降水集中度和集中期与夏季干旱的关系
• 6.3.3 典型旱涝年环流形势
• 6.4 小结
• 第七章 主要结论和讨论
• 7.1 主要结论
• 7.2 本文特色与创新点
• 7.3 存在问题和下一步的工作
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢