第二松花江流域1956—2006年降水量时空变化特征分析
地理区域时间分布特征
陆军军官学院五四比武 数学建模竞赛 参赛组编号：022******* 所属队别：学员二旅26队 参赛队员姓名：夏旭东刘小均刘豪 参赛选择的题号是： A 论文题目：地理区域气温时间分布特征
地理区域气温时间分布特征 摘要 1.问题一 问题一是对较短时间内气温的预测，为了能够较准确的预测较短时间段的气温，我们需要对所给数据进行处理，由于问题一是为了求出一天、几天或者一周的气温，我们首先需要计算出三个区每天的平均温度，其次引入三次指数平滑法，并建立时间序列模型，较精确的预测出较短时间的气温，预测结果如下： 20070624 20070624~26 20070624~30 原平均温度22.4 25.37 25 预测值23.91 26.17 26.43 2.问题二 问题二要预测冬季的最高或最低气温，实际上是在第一问的基础上，预测冬季三个月的气温，但这加大了运算量，其实对于最高气温和最低气温是在一个固定的时间段获得的，因此对一年四季随机抽取三天，观察其气温变化曲线，得出了两个时间段，即0-6时和12-16时能达到每日的最低和最高气温，再利用问题一中的基于EMD的神经网络预测，以所给数据为输入，预测下一年同期气温，比较得出最高和最低气温，如下图： 最高气温最低气温 时间20070221 20061223 平均温度17.6 -9.5 3.问题三 问题三要对2007年冬季气温整体进行分析，由于没有给出2007年的真实冬季气温，我们首先要预测出2007年冬季的气温，第二问我们利用基于EMD的神经网络预测法对2006年的冬季最高气温与最低气温进行了预测，而得出的预测值与真实值相比，非常接近。因此我们预测2007年冬季的平均气温，也在原有的模型基础上进行求解。然后分析：1.对07年冬季气温的整体性分析2.对07年冬季气温的地域情况的分析3.对2007年冬季气温最高和最低的时间的分析 关键词：主成分分析希尔伯特黄变换 EMD经验模态分解法神经网络预测时间序列法
东北地区近百年降水时间序列变化规律的小波分析_姜晓艳
第28卷 第2期 2009年3月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCH V o l 28,N o 2M ar ,2009 收稿日期:2008-07-09;修订日期:2008-12-24 基金项目:辽宁省气象局正研级专业技术人才培养专项科研基金项目 作者简介:姜晓艳(1960-),女,高级工程师。主要从事气候变化和应用气象业务及科研工作。 东北地区近百年降水时间序列 变化规律的小波分析 姜晓艳1,刘树华2,3*,马明敏2,张 菁1,宋 军4 (1 辽宁省沈阳市气象局,沈阳110168; 2 北京大学物理学院大气科学系,北京100871; 3 中国气象局气候研究开放实验室,北京100081; 4 大连市气象局,大连116001) 摘要:利用1905~2005年东北地区哈尔滨、长春、沈阳和大连的降水时间序列资料,采用距 平和M or let 小波分析方法,研究了东北地区降水变化的多时间尺度的周期性性变化规律,并 对东北地区近期降水状况进行了预测。结果表明:近百年来东北地区年降水量呈现较显著下 降趋势,整个东北地区降幅为-5 2mm/10a;长春为-12 7mm/10a;哈尔滨为-7 1mm/ 10a;大连为-2 7mm/10a;沈阳略为上升趋势为1 3mm/10a 。东北地区的年降水量存在着区 域性的多重时间尺度下的周期变化特征,2a~3a 、5a~6a,10a 和50a 左右的长期振荡周期具 有全域性;长春、哈尔滨年降水的主要控制周期是20a 左右;5a~6a 的短周期和50年的长周 期变化也对年降水有较大影响。 关键词:东北地区;近百年;降水时间序列;小波分析 文章编号:1000-0585(2009)02-0354-09 1 引言 全球变暖导致全球和区域气候变化,使得高温、干旱、洪涝等灾害性天气频发,造成生态和环境恶化,严重影响到农业生产、社会经济和可持续发展,已引起人们的高度重视[1~3] 。特别是在全球气候变化背景下,中国降水量的空间格局的变化直接关系到我国农业生产安全[4]。我国东北地区位于东亚季风的最北端,属于温带大陆性季风气候,是中国湿润的东部季风区和干旱的内陆之间的过度带。夏季高温多雨,冬季严寒干燥,大陆性气候由东向西渐强。其气候的季节性变化与整个东亚大气环流紧密相连,气候及其变化的差异较大,是典型的 气候脆弱区 和气候变暖影响最为敏感地区之一,也是我国最大的商品粮产区和重要的重工业和能源基地。因此,研究我国东北地区近百年来降水变化的特征,对了解气候演变对降水的影响和短期、中长期降水预测具有十分重要的意义。近年来,已有许多气象工作者对此进行了研究,例如:姜哓艳等[5]。在分析了我国东北地区哈尔滨、长春、沈阳和大连近百年年平均气温变化特征的基础上,采用小波分析的方法研究了其多时间尺度的复杂结构构,研究结果表明,近百年来东北地区的平均气温呈升高趋势,尤其在20世纪80年代以后升高趋势更加明显,升温率达到0 165 /10a 。气温存在
2001年—2020年我国降水的时空变化特征
2001年—2020年我国降水的时空变化特征 摘要 本文利用TRMM卫星的降水资料，对我国2001年—2020年的平均降水和春、夏、秋、冬四个季节的平均降水进行了分析比较；然后选取了我国华北地区和西北地区对其十年间的降水距平和四季的降水距平进行了对比分析；最后对2005年和2006年全国的降水距平百分率进行了观察，结果表示：由于我国受季风气候、地形、地理位置等因素的影响，我国降水随着空间和时间变化而具有明显的变化；华北地区的降水距平高于西北地区，且波动更加剧烈，在西北地区春、秋、冬季的降水距平在零线附近，降水量保持在一个稳定的值，华北地区四季波动相对强烈。 关键字：降水TRMM 时空变化降水距平
目录 摘要.......................................................................................................... I Abstract .................................................................... 错误!未定义书签。第一章引言 . (1) 1.1研究意义 (1) 1.2研究现状 (1) 1.3本文研究内容 (2) 第二章资料和方法 (2) 2.1资料说明 (2) 2.2方法 (3) 第三章数据资料分析 (3) 3.1 2001年—2020年全国平均降水分布特征 (3) 3.2 2001-2020年降水的季节平均分布特征 (5) 3.3降水距平分析 (8) 3.4降水距平百分率分析 (10) 第四章结论 (11)
时间序列分析报告-降水量预测模型
课程名称: 时间序列分析 题目: 降水量预测 院系：理学院 专业班级：数学与应用数学10-1 学号： 87 学生姓名：戴永红 指导教师：＿＿潘洁＿ 2013年 12 月 13日1.问题提出
能不能通过以前的降水序列为样本预测出2002的降水量 2.选题 以国家黄河水利委员会建站的山西省河曲水文站1952年至2002年51年的资料为例，以1952年至2001年50年的降水序列作为样本，建立线性时间序列模型并预测2002年的降水状态与降水量，并与2002年的实际数据比较说明本模型的具体应用及预测效果。资料数据见表1。 表1 山西省河曲水文站55年降水量时间序列 3．原理
模型表示 均值为0，具有有理谱密度的平稳时间序列的线性随机模型的三种形式，描述如下： 1、()AR p 自回归模型：1122t t t p t p t ωφωφωφωα-------=由2p +个参数刻画； 2、()MA q 滑动平均模型：1122t t t t q t q ωαθαθαθα---=----由2q +个参数刻画； 3、(,)ARMA p q 混和模型： 11221122t t t p t p t t t q t q ωφωφωφωαθαθαθα--------- -=--- - (,)ARMA p q 混和模型由3p q ++个参数刻画； 自相关函数k ρ和偏相关函数kk φ 1、自相关函数k ρ刻画了任意两个时刻之间的关系，0/k k ργγ= 2、偏相关函数kk φ刻画了平稳序列任意一个长1k +的片段在中间值11,t t k ωω++-固定的条件下，两端t ω，t k ω+的线性联系密切程度。 3、线性模型k ρ、kk φ的性质 表2 三种线性模型下相关函数性质 模型识别 通常平稳时间序列t Z ，0,1t =±仅进行有限n 次测量(50)n ≥，得
雾霾时空分布特征及形成原因文献综述穆迪
1.雾霾污染的相关概念和理论 （1）雾霾的概念 雾霾中的雾是近地面的云，霾是漂浮在空气中的硫酸、灰尘等组成的气溶胶。在一定光照，温度，湿度和动力因素雾和霾相结合就形成了雾霾。雾霾的主要成分是直径不大于微米的可入肺颗粒物，称为。首先 PM 是“particulate matter”的英文缩写，是指可吸入颗粒物质，在环境领域被称为颗粒物，在大气科学领域被称为大气溶胶粒子。按气象学定义，雾是水汽凝结的产物，主要由水汽组成；按中华人民共和国气象行业标准《霾的观测和预报等级》的定义，霾则由包含 PM 在内的大量颗粒物飘浮在空气中形成。通常将相 对湿度大于 90%时的低能见度天气称之为雾，而湿度小于80%时称之为霾，相对湿度介于80%~90%之间时则是霾和雾的混合物共同形成的，称之为雾霾。 （2）雾霾污染的形成机制 雾霾污染的形成机制非常复杂，既有人为原因，也有大气原因。人类活动中工业生产和居民生活使得污染物大量排放，为雾霾形成提供了物质基础，所以说“污染是元凶”；大气运动包含水平运动和垂直运动两种，在雾霾污染形成过程，空气运动扮演“帮凶”的角色。根据中国科学院最新调查发现，中国大陆雾霾污染源主要是燃煤、工业生产、汽车尾气、生物质燃烧以及扬尘沙尘。其中是主要污染物，其污染源所占比重如图 1-1 所示。 由于人类生产生活产生的排放物形成的一次颗粒物通过地面的界面反应，形成二次无机颗粒；同时其他废气通过大气输送和化学反应，形成二次有机颗粒物，这样就形成雾霾的物质基础。气溶胶与湿润的空气在大气条件出现水平方向连续静风和垂直方向逆温时，就产生雾霾，而雾霾的水汽遇冷凝结成雾或轻雾。 图 1-1 主要来源占比图 （3）雾霾污染的危害 1-3-1雾霾的危害是多方面的，包括对国民经济运行、居民生产生活以及居民身心健康。雾霾天气发生时，空气湿度低于百分之六十，可吸入颗粒物质均匀浮游在于空中，颗粒物质对大气具有一定的散射和吸收作用，使得空气能见度降低，影响交通通讯，工业生产和农业生产。可吸入颗粒物，尤其是可入肺颗粒物通过进入人体循环系统，造成呼吸道炎症、肺炎等病症，加重了人们对于雾霾污染的恐惧感，严重影响人们的身心健康。 雾霾天气发生后，严重的视程障碍威胁着城市道路、高速公路、航空港、海港、航道的安全。2013年1月北京雾霾事件中，曾发生多起交通事故，1月31日雾霾天气加 冻雨双重影响，导致望京往太阳宫方向高架桥上发生100多辆车追尾事故。 （4）雾霾的分类及物理特征 根据能见度和含水量将雾霾过程划分为雾、轻雾、湿霾、霾 4 个不同阶段。雾、湿霾阶段的相对湿度平均为 95%、91%，轻雾和霾阶段平均相对湿度接近，均为 79%。4 个阶段的主要发生顺序为霾?轻雾→湿霾→雾→湿霾→轻雾?霾，雾前湿霾阶段持续时间长于雾后。尺度>2μm 以雾滴为主的粗粒子数浓度、表面积浓度和体积浓度在雾阶段均显著大于其他 3 个阶段，其中霾阶段浓度最低。雾滴表面积浓度和体积浓度谱在 5μm、13μm 及μm 处分别存在峰值，对雾水体积和液水含量的贡献最大的尺度范围为 10~30μm，而轻雾、湿霾和霾阶段粗粒子谱均为单峰型。尺度>μm 的细粒子表面积浓度谱形在雾和湿霾阶段、轻雾和霾阶段分别相似，雾和湿霾阶段数浓度占优势的尺度范围分别为 ~μm 和 ~μm，轻雾及霾阶段数浓度优势粒子尺度范围均为~μm。4 个阶段数浓度最大差异出现在 ~μm 范围，从高到低依次为轻雾、霾、湿霾、雾。<μm、~μm 和>μm 的气溶胶粒子最高数浓度分别出现在霾、轻雾和雾阶段。从霾、轻雾、湿霾到雾的转换过程中，以 ~μm 为界，小粒子减少，大
广西降水时空分布特征
广西降水时空分布特征 [摘要]本文通过查询1970-2008年广西省的降水资料，对广西降水时空分布特征展开论述。经过调查、分析，发现广西降水分布地域性较为明显，而且各个季节的变化对其降水的分布及情况也产生了一定的影响。文中对广西降水的时间分布特征及地域分布特征展开分析，对气象研究具有一定的参考作用。 [关键词]广西降水时空分布特征 降水属于广西的重要天气现象之一，若持续降水且降水量过大，极有可能产生一定的灾害，包括引发洪水、山体滑坡、塌陷等方面，甚至威胁居民的人身安全及财产安全。因此，对降水的时空分布特征进行研究，可以有效的了解广西省的降水分布特点，从而及时对天气现象开展预测，以便在出现超大降水的情况时及时采取防治措施，降低其所带来的危害。 1降水的时间分布特征 本文中的相关数据资料来源为广西气象台的雨量库，主要以常规化的统计分析方法来进行相应的分析工作。 1.1年、月际变化特征 经过查阅广西气象台的雨量库得知，近十几年来，广西多数地方出现强降水情况，而且强降水的发生频率较高。其中，1994年的强降水日数最多，共120d，占该年的降水量的32.7%；而1989年的强降水日数最少，是近十几年来最少的，共61d，占该年的降水量16.7%，其强降水日数仅为1994年的一半。 此外，结合强降水日数与相应年际变化趋势，可以发现广西省全年都可以出现强降水天气，其实际降水强度在一年中的各个月份也各不相同。而且其强降水的月际分布有明显的双峰型特征，其峰值一般在6月份出现，降水量为16.8d；并于8月份出现第二峰，第二峰并没有第一峰的特征明显，主要为15.6d。在一年之中，广西省一般主要在5-8月份出现强降水情况，其强降水日数占据全年日数的70%左右，尤其是六月份的时候。通过查询资料还发现，强降水过程日数逐月分布呈现单峰型特征，尤其以6月份的强降水日数最多，为4.66d，而在汛期，即4-9月期间出现强降水过程日数占据全年强降水日数的百分之九十以上。 1.2降水日变化特征 由于白昼和夜间热力条件的差异，暴雨存在明显的日变化：等差值线总趋势呈东北—西南走向，即夜间暴雨频数的由桂西北地区向桂西南地区逐渐减少，桂西北的夜间暴雨比白天高出5～7次。以频次差值最大的凌云和岑溪两个测站作代表，分析桂西北和桂东南昼间和夜间暴雨的逐月变化的情况。在白天时段，两个测站的暴雨频次逐月变化有明显的差别：从数量上看，无论在那一月份，陆川
时间序列分析降水量预测模型完整版
时间序列分析降水量预 测模型 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
课程名称: 时间序列分析 题目: 降水量预测 院系：理学院 专业班级：数学与应用数学10-1 学号： 学生姓名：戴永红 指导教师：＿＿潘洁＿ 2013年 12 月 13日 1.问题提出 能不能通过以前的降水序列为样本预测出2002的降水量？ 2.选题 以国家黄河水利委员会建站的山西省河曲水文站1952年至2002年51年的资料为例，以1952年至2001年50年的降水序列作为样本，建立线性时间序列模型并预测2002年的降水状态与降水量，并与2002年的实际数据比较说明本模型的具体应用及预测效果。资料数据见表1。 表1 山西省河曲水文站55年降水量时间序列
3．原理 模型表示 均值为0，具有有理谱密度的平稳时间序列的线性随机模型的三种形式，描述如下：
1、()AR p 自回归模型：1122t t t p t p t ωφωφωφωα-------=由2p +个参数刻画； 2、()MA q 滑动平均模型：1122t t t t q t q ωαθαθαθα---=----由2q +个参数刻画； 3、(,)ARMA p q 混和模型： (,)ARMA p q 混和模型由3p q ++个参数刻画； 自相关函数k ρ和偏相关函数kk φ 1、自相关函数k ρ刻画了任意两个时刻之间的关系，0/k k ργγ= 2、偏相关函数kk φ刻画了平稳序列任意一个长1k +的片段在中间值11,t t k ωω++-固定的条件下，两端t ω，t k ω+的线性联系密切程度。 3、线性模型k ρ、kk φ的性质 表2 三种线性模型下相关函数性质 模型识别 通常平稳时间序列t Z ，0,1t =±仅进行有限n 次测量(50)n ≥，得到 一个样本函数，且利用平稳序列各态历经性：1 1n j j Z Z n μ=≈=∑做变换， t t Z ω=，1,t n =，将1,,n Z Z 样本换算成为样本1,,n ωω，然后再确定平 稳时间序列{,0,1}t t ω=±的随机线性模型。 3.3.1 样本自相关函数 平稳序列21012 ,,,,,ωωωωω--， ()0t E ω=，对于样本，定义自协方 差函数：
雾霾时空分布特征及形成原因文献综述 穆迪
雾霾时空分布特征及形成原因文献综述 1.雾霾污染的相关概念和理论 （1）雾霾的概念 雾霾中的雾是近地面的云，霾是漂浮在空气中的硫酸、灰尘等组成的气溶胶。在一定光照，温度，湿度和动力因素雾和霾相结合就形成了雾霾。雾霾的主要成分是直径不大于2.5 微米的可入肺颗粒物，称为PM2.5。首先PM 是“particulate matter”的英文缩写，是指可吸入颗粒物质，在环境领域被称为颗粒物，在大气科学领域被称为大气溶胶粒子。按气象学定义，雾是水汽凝结的产物，主要由水汽组成；按中华人民共和国气象行业标准《霾的观测和预报等级》的定义，霾则由包含PM 2.5在内的大量颗粒物飘浮在空气中形成。通常将相对湿度大于90%时的低能见度天气称之为雾，而湿度小于80%时称之为霾，相对湿度介于80%~90%之间时则是霾和雾的混合物共同形成的，称之为雾霾。 （2）雾霾污染的形成机制 雾霾污染的形成机制非常复杂，既有人为原因，也有大气原因。人类活动中工业生产和居民生活使得污染物大量排放，为雾霾形成提供了物质基础，所以说“污染是元凶”；大气运动包含水平运动和垂直运动两种，在雾霾污染形成过程，空气运动扮演“帮凶”的角色。根据中国科学院最新调查发现，中国大陆雾霾污染源主要是燃煤、工业生产、汽车尾气、生物质燃烧以及扬尘沙尘。其中PM2.5是主要污染物，其污染源所占比重如图1-1 所示。 由于人类生产生活产生的排放物形成的一次颗粒物通过地面的界面反应，形成二次无机颗粒；同时其他废气通过大气输送和化学反应，形成二次有机颗粒物，这样就形成雾霾的物质基础。气溶胶与湿润的空气在大气条件出现水平方向连续静风和垂直方向逆温时，就产生雾霾，而雾霾的水汽遇冷凝结成雾或轻雾。 图1-1 PM2.5主要来源占比图 （3）雾霾污染的危害 1-3-1雾霾的危害是多方面的，包括对国民经济运行、居民生产生活以及居民身心健康。雾霾天气发生时，空气湿度低于百分之六十，可吸入颗粒物质均匀浮游在于空中，颗粒物质对大气具有一定的散射和吸收作用，使得空气能见度降低，影响交通通讯，工业生产和农业生产。可吸入颗粒物，尤其是可入肺颗粒物通过进入人体循环系统，造成呼吸道炎症、肺炎等病症，加重了人们对于雾霾污染的恐惧感，严重影响人们的身心健康。 1.3.2雾霾天气发生后，严重的视程障碍威胁着城市道路、高速公路、航空港、海港、航道
地理事象的时空分布特征及规律问题专题复习
地理事象的时空分布特征及规律问题专题复习 高考考点： 高考考点： ◆描述地理事物及现象时空分布特征和规律。（时间：季节年际日） [空间：水平垂直纬度（南北）海陆（东西）] ◆阐释地理事物及现象时空分布成因、原理及其与人类的关系。 （一）、点状地理事物的描述 地理事物呈点状，说明其背景比例尺很小，往往是要求描述其分布特点。描述时应从大范围去考虑。 例1：读图3，说明历届现代夏季奥运会举办城市的地区分布特点。 主要集中分布在北半球中纬度地区（或欧洲和北 美洲）。 答案分析： 此题要求描述的是点状地理事物的位置属性。图 中给出的是海陆简图，不是地形图，不需要考虑 海拔差异。又因为这些城市都是分布在陆地上， 也不必考虑海陆差异。所以只需纬度（南北）差 异。 例2：M江是珠江水系三大河流之一，流域面积 90%在广东省境内。流域内拥有较丰富的水资源、 土地资源、矿产资源、生物资源、旅游资源。根 据下述资料，结合所学知识，回答问题。（共14 分）(08广东卷) 4）分析该流域城镇的地理分布特点和成因。（5分） 答：地理分布特点： ①沿河流与交通线分布； ②南部和中部多，北部少。 成因： ①水、陆交通便利，供水方便； ②中、南部地势低平，有利于城镇建设； ③中、南部经济发展水平较北部高，较有利于城镇发展。疏 密 方 位 叠 加
1、点状分布图答题方法 （3）甲区域的城镇分布有明显特征。请你归纳出三点。（6分） 答：主要分布在东部；沿交通线分布；沿谷地（沿河流）分布。 2.读图6，从自然条件和社会经济条件两方面分析我国汽车工业中心的分布特点。 多数分布在季风区内，沿河近海的平原地区; 多数 分布在交通便利，经济较发达的人口、城市密集地 区。 3.读“某国南部水系及其城市分布图”，回答下列 问题：概括乙河南部地区城市分布的特点。 城市多沿河分布，较为均匀，等级较高的城市数目 少，且距离较远。
1970-2012年华北平原大气可降水量时空变化及其影响因素
文章编号一１６７２Ｇ６６３４(２０１９)０３Ｇ００８１Ｇ０８D O I 一１０．１９７２８/j ．i s s n １６７２Ｇ６６３４．２０１９．０３．０１０１９７０Ｇ２０１２年华北平原大气可降水量时空变化及其影响因素 田晓磊一李宝富一李学伟一李一婷一朱明博一王龙飞 (曲阜师范大学地理与旅游学院,山东日照２７６８００ )摘一要一基于１９７０Ｇ２０１２年华北平原探空站和地面站气象资料, 分析了大气可降水量的时空变化特征及其影响因素．结果表明:(１)１９７０Ｇ２０１２年, 华北平原年均大气可降水量呈不显著下降趋势,速率为－０．１０m m /１０a ．其中,秋季大气可降水量减少速率最高,为－０．１８m m /１０a ．在空间上,华北平原东南部年均大气可降水量降低速率明显大于西北部．(２)近４０多年来, 华北平原年均降水效率基本稳定,速率为－０．０１％/１０a ．(３)在年和季节尺度上, 华北平原大气可降水量变化与降水量仅在冬季相关性不显著．在空间上,仅华北平原南部年均大气可降水量与降水量呈显著正相关 性;而降水效率与降水量在各尺度上均呈极显著相关性．(４)北半球极涡面积和亚洲区极涡强度分别对春季和夏季大气可降水量的变化影响较大．而秋二冬季,大气可降水量与西伯利亚高压和亚洲 经向环流关系密切． 关键词一大气可降水量;降水效率;大气环流;时空变化;华北平原中图分类号一P ４２６文献标识码一A ０一引言 大气可降水量(又称为空中水汽含量)是单位气柱中从地面到大气层顶的水汽总量,可表征降水的潜力, 也是评估空中水资源的重要依据[１Ｇ３]． 华北平原作为我国重要的政治二经济二文化中心,经济发展迅速二人口分布密集,对水资源的需求量迅速增加．同时,在全球变化背景下,近年来华北平原气温升高,降水减少,进一步 加剧了水资源的供需矛盾．目前,该区已成为我国水资源严重缺乏的地区之一[４]．因此,从区域层面和国家需求来讲,开展以大气可降水量为代表的空中水汽资源演化过程与机制方面的研究,不仅有助于提高对空中水汽资源变化机理的认识,而且可为水资源极度匮乏地区制定科学的空中水汽资源开发与管理策略提供科学依据．目前,对于大气可降水量变化特征已有一些研究成果[５Ｇ７]．例如,韩军彩[８]基于探空和再分析资料分析了华北地区１９７９Ｇ２００８年水汽含量的时空变化特征, 发现水汽含量由东南沿海向西北内陆随纬度增高而减少;王旭丹等[９]研究表明华北地区１９６０Ｇ２００５年水汽含量在不断下降．刘园园等[３]利用１９６４Ｇ２００８年郑州站探 空资料,发现在长期线性趋势上,可降水量呈微弱下降趋势,并在１９９０年代末发生突变．曹丽青等[１０]利用N C E P /N C A R 再分析资料研究了１９４８Ｇ２００３年华北地区大气中水汽含量与极端天气事件的关系, 发现大气中水汽含量与南方涛动和厄尔尼诺都有较好的相关性．张秉祥等[１１]分析了华北平原近３０a 空中水汽含量与 降水量的关系,研究表明当空中水汽含量偏多(少)时,华北大部分地区降水量偏多(少)．Z h u 等[１ ２]研究发现水汽含量对大气气溶胶具有一定影响．S h i 等[１ ３]研究了多种卫星资料在青藏高原地区对大气可降水量的监测能力．张扬等[１４]指出虽然西北地区探空站点较少,但是探空资料可以较好反映空中水汽的时空变化规律 及其与降水量的关系．可见,与其它资料相比,采用探空资料研究大气可降水量相对简便[１４]．杨保东等[１５]解读了１９７４Ｇ２０００年河北地区大气水汽含量的变化趋势,发现了河北地区大气水汽含量的年变化总体呈现微收稿日期:２０１８Ｇ０８Ｇ１５基金项目:国家自然科学基金项目(４１５０１２１１);曲阜师范大学国家级大学生创新创业训练计划项目(２０１７１０４４６００６)资助通讯作者:李宝富,男,汉族,博士,副教授,研究方向:气候水文与生态环境,E Ｇm a i l :l e n n y ００６＠１６３．c o m．第３２卷一第３期２０１９年６月一一一聊城大学学报(自然科学版)J o u r n a l o fL i a o c h e n g U n i v e r s i t y (N a t ．S c i ．)V o l ．３２N o ．３J u n ．２０１９
基于时间序列模型的降雨量预测分析
水科学与工程技术 2019年第1期 水文水资源 降雨量的短期变化,往往会造成严重的干旱涝、洪灾害,并对当地经济发展等造成不同程度的影响。高精度的降雨量预测方法能及早地发现降雨量变化情况,提高应对此类灾害的能力[1]。降雨量是衡量干旱程度的一个重要指标,直接反映了自然界的变化,降雨量的大小直接影响农业生产[2]。如能对降雨量做 出科学准确预测,农业、水利等有关部门就可以及时采取防涝抗旱措施[3],降低不必要的损失,因此降雨量预测已成为当前预测中的重要研究课题[4]。对于水资源短缺的北方来说,地下水是北方的主要用水来源,高精度的预测降雨量,能最大限度的利用水资源,将多余的水储存起来,以缓解水资源短缺问题,降 低因水资源短缺或极度缺少而带来的经济损失。基于这种情况,本文试图运用时间序列中的 ARIMA 模型对该地区的降雨量进行预测,进而了解 未来5年内济南市的降雨量变化情况。 1研究区概况与预测方法 济南市坐落于鲁西北冲积平原和鲁中低山丘陵 的接触地带,北部为黄河下游平原,南部为泰山山系,地势北部低、南部高,平原稍微倾向东北,黄河沿西南—东北方向穿过济南市所在的区域,黄河河床高出地面形成地上河,在黄两岸发育有诸多的呈条 [收稿日期]2018-09-30 [基金项目]中国地质调查局项目(1212010110000150021) [作者简介]程敏(1995-),女(汉族),四川南充人,硕士,主要从事地下水工程与地震地下流体方向研究。Email :1083567547@https://www.360docs.net/doc/e58927915.html, Rainfall prediction based on time series model CHENG-Min 1,ZHANG Yao-wen 1,JIANG Ji-yi 1,REN Jie 1,ZHAO Zhen-hong 2 (1.Institute of Disaster Prevention ,Beijing 101601,China ;2.Xi ’an Center of Geological Survey ,Xi ’an 710054,China ) Abstract :In order to promote using of ARIMA model in production and life ,the rainfall data from 1959to 2015in Jinan City were used as the research object to model the time series model ARIMA in SPSS software ,and the rainfall in the next five years was fitted and predicted.The results of ARIMA model show that the annual rainfall in Jinan City is 676.5mm ,635.5mm ,689.8mm ,630.7mm and 663.3mm respectively ,and the annual average rainfall is 659.2mm in 5years.This is the same as that of the past 57years.The average annual rainfall is relatively close ,you can infer that the next five years ,Jinan City ,drought and floods are less likely.There are many factors that affect the prediction results of the ARIMA model.In order to predict the rainfall more accurately ,a variety of factors should be considered and combined with the local specific environment to establish a local precipitation forecasting model.Key words :time series model ;ARIMA model ;prediction ;rainfall ;SPSS 基于时间序列模型的降雨量预测分析 程 敏1,张耀文1,姜纪沂1*,任 杰1,赵振宏2 (1.防灾科技学院,北京101601;2.中国地质调查局西安地质调查中心,西安710054) 摘 要:为了解济南市未来降雨的变化情况,以济南市1959~2015年降雨量数据为研究对象运用SPSS 软件中时间序 列模型ARIMA 对其进行了建模;拟合1959~2015年的降雨量数据及预测未来5年的降雨量。ARIMA 模型预测结果表明了济南市2016~2020年的年降雨量依次为676.5,635.5,689.8,630.7,663.3mm ,5年的年平均降雨量为659.2mm ,这与过去57年的多年平均降雨量较为接近,可以依此推测济南市未来5年出现干旱及洪涝灾害的可能性较小。可以看出,影响ARIMA 模型预测结果的因素有很多,为了更加精准地预测降雨量,应当考虑多种要素并结合当地具体环境,建立符合当地的降水量预测模型。 关键词:时间序列模型;ARIMA 模型;预测;降雨量;SPSS 中图分类号:TV122 文献标识码:B 文章编号:1672-9900(2019)01-0001-05 DOI :10.19733/https://www.360docs.net/doc/e58927915.html,ki.1672-9900.2019.01.011
近 50年华北地区降水量时空变化特征研究
第25卷 第2期 自 然 资 源 学 报Vol 125No 12 2010年2月JOURNAL OF NAT URAL RES OURCES Feb .,2010 收稿日期:2008-06-24;修订日期:2009-10-06。 基金项目:国家科技支撑计划课题(2007BAC03A02);科技专项(2007FY120100);上海市气象局启明星专项(QM200801)。 第一作者简介:张皓(1982-),男,天津市人,硕士,工程师,主要从事作物生长模拟与气候变化影响方面研究。E 2mail:zhangh@cli m ate .sh .cn 3通信作者简介:冯利平,教授,博士生导师,主要从事作物系统模拟、资源利用与气候变化方面的研究。E 2mail:fen 2gl p@cau .edu .cn 近50年华北地区降水量时空变化特征研究 张 皓1,2,冯利平13 (1.中国农业大学资源与环境学院,北京100193;2.上海市气候中心,上海200030) 摘要:利用华北地区(京、津、晋、冀、鲁、豫)92个气象台站近50年的逐日气象数据,采用趋势分析法和小网格法分析华北地区降水量的时空变化规律,并利用GI S 工具实现空间分异表达。结果表明:华北地区降水相对较少,年均降水量为614mm 。年均降水量呈由东南向西北逐渐减少的趋势。春季降水纬向分布明显,而夏季降水经向分布更为突出,秋冬季降水与年降水分布相似。随着年降水量由多到少变化,多雨区由东部沿海向南部地区移动,少雨区呈由中西部地区向中北部地区移动的趋势。该区降水年际变异性强,年降水和夏季降水均呈明显的降低趋势,春季降水略呈升高趋势,冬季降水升高趋势更为明显。1980年为由多雨期向少雨期的转折点,降水量存在8～10a 的显著振荡周期。20世纪60年代为月降水正距平出现最多的时期,而80年代和90年代为月降水负距平出现最多的时期。华北地区降水量季节性差异明显,夏季降水集中,全年65%～85%的降水量集中在6—9月。 关 键 词:华北地区;降水量;趋势分析法;小网格法 中图分类号:P426161+4 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2010)02-0270-10华北地区主要位于半湿润半干旱地区,降水是其水资源的重要来源之一,影响着当地粮食生产、生态环境安全和社会经济的可持续发展。降水量变化的时空分布受季节、纬度和地理因子的影响,具有明显的年际和年内变化特点,对农业生产,特别是部分地区仅依赖雨养条件的农业生产来说,其影响尤为突出。研究华北地区降水量时空变化规律与特征,有助于合理利用降水资源和进行水资源的有效管理。 华北地区降水量的变化特征已有学者做过研究。牛存稳等 [1]分析了华北地区降水年代际变化、年际变化及其产生原因,孙燕等 [2]研究了异常降水在年际和年代际间的变化规律和特征,张利平等[3]归纳出华北地区降水存在的主要周期变化,陈烈庭 [4]对华北地区夏季降水标准差的空间分布和降水距平百分率年际和年代际变化的地域特征进行了分析。目前的研究对降水量空间变化涉及较少,分析精确度也较低,为了更为精确、深入地反映华北地区降水的时空变化特征,本文利用该区92个气象站点近50年逐日降水资料,采用小网格法划分精细化网格,拟合不同分区降水要素方程,采用GI S 逆距离加权插值法,分析华北地区降水的时空变化规律和特征,实现降水变化的空间分异表达,以期为华北地区降水资源科学合理利用和农业生产管理提供理论依据。
江苏省降雨时空分布特征研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e58927915.html, 江苏省降雨时空分布特征研究 作者：徐晨光冯新峰郑志伟申子通 来源：《现代农业科技》2014年第20期 摘要根据江苏省13个气象观测站点的分布位置建立泰森多边形，并利用普通克里金插值法和建立的基尼系数降雨分布不均匀性模型，对南京市和江苏省1961—2010年的降雨量、基尼系数和洛伦茨不对称系数的系列进行研究。结果表明：近50年来，江苏省年降雨量在空间上呈现明显的梯度变化，从东南沿海向西北内陆逐渐减少；江苏省年降雨量趋于增加，降雨年内时间分布趋于均匀，较多月份的降雨量占年降雨量的比例增大。雨季月份降雨量较集中，东南部大暴雨发生的频次增加，增大水土流失发生的可能性；非雨季月份降雨量较少，西北部容易造成土壤干旱，对植被生长和生态恢复极为不利。 关键词降雨；分布模型；时空分布；江苏省 中图分类号 P426.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）20-0236-04 随着全球变暖所带来的负面影响日益突出，气候变化所诱发的环境问题受到人们的广泛关注，诸多学者对各类气象要素（如降雨、气温、蒸发等）进行了大量研究，并取得了一系列进展[1-3]。降雨作为水资源的一个重要方面，其多寡和分布直接影响到区域经济的发展。 江苏省地处我国东部的江淮流域，工农业比较发达，但旱涝灾害严重，对当地经济社会的可持续发展和人民生命财产安全造成了不良影响。近年来，江苏省降雨量的时空分布趋势比较受关注，但对降雨量的年内变化分布趋势却研究较少[4-5]。提高对江苏省降雨时空的预测能力对当地经济社会发展有重要意义，因此该文借助于地理信息系统技术，借鉴基尼系数的构建思路，利用洛伦茨曲线的特征分析，对江苏省13个观测站1961—2010年间降雨年内分布的均匀度进行定量分析，以为合理利用气候资源、优化产业布局、促进农业生产提供参考。 1 资料与方法 1.1 资料选取 选取江苏省13个气象台观测站点（徐州、赣榆、盱眙、淮阴、射阳、南京、高邮、东台、南通、吕泗、常州、溧阳、吴县东山）1961—2010年的逐月降雨量值。 1.2 研究方法 运用Analysis Tool中CreateThiessen Polygons工具为江苏省13个气象观测站点创建泰森多边形，并求出每个多边形的面积，以及该多边形在江苏省总的土地面积中所占的比例；应用ArcMap9.3地统计学模块（Geostatistics）中普通克里金插值方法插值形成面雨量，分析研究区多年月均及年均面降雨量的空间分布；利用建立的基尼系数降雨分布不均匀性模型，对研究区
我国水资源的时空分布特点
我国水资源的时空分布特点，可通过降水、蒸发、径流等水平衡要素的分布反映如下： 1) 我国水资源人均和亩均水量少 我国水资源总量为28124亿m3，其中河川径流量为27115亿m3，居世界第六位。但我国人均水资源量只有2710 m3，约为世界人均水资源的1/4，列世界第88位。亩均水资源量也只有1770m3，相当于世界平均数的2/3左右。因此，虽然我国水资源总量并不少，但人均和亩均水量并不丰富。 2) 水资源时空分布不均匀，水土资源组合不平衡 我国水资源的时空分布很不均匀，与耕地、人口的地区分布也不相适应。我国南方地区耕地面积只占全国35.9%，人口数占全国的54.7%，但水资源总量占全国总量的81%；人均而北方四区水资源总量只占全国总量的14.4%，耕地面积却占全国的58.3%。由于季风气候的强烈影响，我国降水和径流的年内分配很不均匀，年际变化大，少水年和多水年持续出现，旱涝灾害频繁，平均约每三年发生一次较严重的水旱灾害。 3) 水土流失严重，许多河流含沙量大 由于自然条件的限制和长期人类活动的结果，中国森林覆盖率只有12%，居世界第120位，水土流失严重，全国水土流失面积约150万km2，约占国土面积1/6。结果造成许多河流的含沙量大，如黄河年平均含沙量为37.7kg/m3，年输沙总量16亿t，居世界大河之首。 4) 我国水资源开发利用各地很不平衡 在南方多水地区，水的利用率较低，如长江只有16%，珠江15%，浙闽地区河流不到4%，西南地区河流不到1%。但在北方少水地区，地表水开发利用
程度比较高，如海河流域利用率达到67%，辽河流域达到68%，淮河达到73%，黄河为39%，内陆河的开发利用达32%。地下水的开发利用也是北方高于南方，目前海河平原浅层地下水利用率达83%，黄河流域为49%。 5）水资源供需矛盾尖锐 缺水的干旱半干旱我国面积占52%，地下水超采严重，水资源不够，人们在地下寻找水源宝藏，深层地下水都是上万年甚至于更长时间蓄积的水，现在都拿出来用了。华北平原累计超采水量达到1000亿立方米，中国668个城市三分之二有不同程度的缺水，缺水带来的工农业年损失巨大，以千亿计算。水资源污染严重，水环境污染问题涉及到人类的健康，“三湖、三河”污染态势在扩大，现在黄河已经找不到干净的水，很多地方都是劣质水，黄河的污染与泥沙问题很严重，黄河既有泥沙，又有各种各样的污染物在河道内。华北地区的白洋淀污染也非常严重，水几乎是黑色。 水环境、大气污染对人体健康的影响，水污染导致甲肝、伤寒、血吸虫等疾病，废污水、水与食品的污染导致肝癌、胃癌是中国农村人口死亡的主要原因，中国肝癌死亡率为世界第一。污染造成的经济社会损失巨大，水污染和大气污染造成的损失相当于GDP的3.5%到8%。与水相关的生态退化，全国有356万平方公里水土流失，干旱沙化土地100万平方公里，每年以3436平方公里扩张，我国森林率只有18%，我国大约有三分之二的草场退化。沙漠化的情况严重，地下水枯胡杨林大量的死亡，植被破坏造成水土流失，牧场退化，草原沙化。沙漠化引起了沙尘暴以及黄河河道的断流等很多问题。华北地下水严重超采，最大超采量达到150%，地下水位持续下降，原来地下水位在80米左右，现在地下水位标高大概为30米左右，下降了30多米，
我国水资源的时空分布特点
1) 我国水资源人均和亩均水量少 我国水资源总量为28124亿m3，其中河川径流量为27115亿m3，居世界第六位。但我国人均水资源量只有2710 m3，约为世界人均水资源的1/4，列世界第88位。亩均水资源量也只有1770m3，相当于世界平均数的2/3左右。因此，虽然我国水资源总量并不少，但人均和亩均水量并不丰富。 2) 水资源时空分布不均匀，水土资源组合不平衡 我国水资源的时空分布很不均匀，与耕地、人口的地区分布也不相适应。我国南方地区耕地面积只占全国%，人口数占全国的%，但水资源总量占全国总量的81%；人均而北方四区水资源总量只占全国总量的%，耕地面积却占全国的%。由于季风气候的强烈影响，我国降水和径流的年内分配很不均匀，年际变化大，少水年和多水年持续出现，旱涝灾害频繁，平均约每三年发生一次较严重的水旱灾害。 3) 水土流失严重，许多河流含沙量大 由于自然条件的限制和长期人类活动的结果，中国森林覆盖率只有12%，居世界第120位，水土流失严重，全国水土流失面积约150万km2，约占国土面积1/6。结果造成许多河流的含沙量大，如黄河年平均含沙量为37.7kg/m3，年输沙总量16亿t，居世界大河之首。 4) 我国水资源开发利用各地很不平衡 在南方多水地区，水的利用率较低，如长江只有16%，珠江15%，浙闽地区河流不到4%，西南地区河流不到1%。但在北方少水地区，地表水开发利用程度比较高，如海河流域利用率达到67%，辽河流域达到68%，淮河达到73%，黄河为39%，内陆河的开发利用达32%。地下水的开发利用也是北方高于南方，目前海河平原浅层地下水利用率达83%，黄河流域为49%。 5）水资源供需矛盾尖锐 缺水的干旱半干旱我国面积占52%，地下水超采严重，水资源不够，人们在地下寻找水源宝藏，深层地下水都是上万年甚至于更长时间蓄积的水，现在都拿出来用了。华北平原累计超采水量达到1000亿立方米，中国668个城
全球极端降水事件的时空变化特征
全球极端降水事件的时空变化特征 近年来，极端天气事件引发的自然灾害日益严重，引起了全球各个国家政府和社会的高度关注。本文利用全球4270个测站1971—2010年逐日降水资料，采用百分位阈值法，对近40年来极端降水事件的平均特征、年际变化、时空分布进行分析，结果显示： 近40年来全球全年端降水事件频次的空间分布存在很大差异，总的来说全年总极端降水频次分布与各地区的气候特点有关，频次低值区主要分布在南北纬30°左右，并向南北逐渐增大。极端降水量占总降水量的比值全球分布差异很大，大雨在美国中部、东部部分地区逐渐增加，在地中海沿岸大部也有比较明显的增加趋势，欧洲其他部分地区增减趋势并不明显。在俄罗斯地区，西部部分站点大雨所占比例增加明显，而中部地区减少趋势占主导地位。中国长江流域强降水过程明显趋于增多,发生洪涝灾害的频率也趋于增加。在南半球地区，南美洲南部、南非地区呈增加趋势，澳大利亚西北部和东南部增幅较大。从全球来看，极端降水强度高值区主要在南北纬回归线之间，且向高纬逐渐递减。降水强度变化趋势和极端降水量与总降水量比值的变化趋势有很好的一致性。 关键词：全球；极端降水；时空变化； 第一章前言 1.1 极端降水事件的研究意义 IPCC第四次评估报告错误!未找到引用源。表明，在全球变暖的大背景下，各类极端事件在近年来变得更加频繁和强烈。极端天气事件引发的自然灾害日益严重，引起了政府和社会的高度关注。极端事件的频率和强度变化对自然和人类社会的冲击远大于气候平均所带来的变化。 AR4错误!未找到引用源。中对极端气候的定义给出了较为明确的阐述：即对一特定地点和时间极端天气事件就是从概率分布的角度来看，发生概率极小的事件，通常只占该类天气现象的10%或更低。 全球地形差异较大、气候复杂多样，近些年来环境保护以及社会可持续发展