顾西辉 作品数:40 被引量:657 H指数:16 供职机构: 中国地质大学环境学院 更多>> 发文基金: 国家杰出青年科学基金 国家自然科学基金 香港特区政府研究资助局资助项目 更多>> 相关领域: 水利工程 天文地球 生物学 环境科学与工程 更多>>
低频气候变化引起的珠江流域年均和洪峰流量变化特征及灵敏度分析 被引量:4 2017年 低频气候变化是引起内陆径流年际和年代际变化的一个重要驱动因子。通过分析El Nio/Southern Oscillation(ENSO)、North Atlantic Oscillation(NAO)、Indian Ocean Dipole(IOD)和Pacific Decadal Oscillation(PDO)等主要低频气候因子对珠江流域年均(Q_(ann))流量和洪峰流量(Q_(max))的影响及其影响量级,研究结果表明珠江流域流量受到低频气候因子的显著影响,但影响强度的时间平稳性与趋势性有显著区域差异。对相应区域具有持续显著影响及相关强度呈显著上升趋势的气候因子可以作为Q_(ann)和Q_(max)的预测信号。低频气候因子位于不同的相位,导致珠江流域流量发生相应的变化:负相位ENSO、NAO和PDO易致较低Q_(ann),导致水文干旱风险的增加;而正相位的ENSO、IOD及负相位NAO和PDO易引发较高Q_(max),导致极端洪灾风险增加。对比Q_(ann)和Q_(max),Q_(max)对于气候指标变化的灵敏度要高于Q_(ann),Q_(max)灵敏度高于Q_(ann)的面积比例分别为56%、59%、71%和36%。研究对于根据低频气候变化信号预测珠江流域Q_(ann)与Q_(max)及珠江流域洪旱灾害的预报与预警具有重要理论意义与实际应用价值。 顾西辉 张强 孔冬冬 肖名忠关键词:年平均流量 灵敏度 中国年和季节极端降水时空特征及极值分布函数上尾部性质 被引量:13 2017年 基于热带气旋时间、路径、强度数据和中国728个气象站点1951~2014年日降水数据,分析了年和季节极端降水广义极值(GEV)分布函数特征及受热带气旋的影响。通过检查年和各季节极端降水的非一致性,发现具有变异点或显著时间趋势的站点占总站点数的比例较低。仅考虑满足一致性的站点,年和各季节极端降水GEV分布上尾部在全国大部分区域表现出厚尾特征,且不具有上边界。总体来看北方厚尾特征重于南方,秋季和冬季明显高于年和夏季。年极端降水厚尾特征受到不同季节极端降水机制的混合影响。而且,热带气旋对中国沿海区域极端降水有重要影响,往往引发大量级极端降水。东南沿海地区最大10场极端降水由热带气旋引发的比例达到60%以上。因此热带气旋趋向于增加沿海区域年极端降水GEV分布形状参数的大小,并控制着曲线上尾部的形状。 顾西辉 张强 张强 孔冬冬 刘剑宇关键词:极端降水 热带气旋 非一致性 基于贝叶斯方法的水位流量关系——以东江干流为例 被引量:7 2014年 以东江干流(珠江流域支流)河源、岭下和博罗3个测站水位-流量数据为例,运用贝叶斯方法拟合水位流量关系曲线中的幂律模型.以东江干流历年实测数据构建合理的先验分布为基础,结合似然函数,导出后验分布,并用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)算法估计后验分布中的参数.结果表明:贝叶斯方法能够合理推断水位流量关系曲线中的幂律模型并结合MCMC算法进行参数估计,且能够提供拟合的水位流量关系曲线的95%置信区间;相比最大似然估计法,贝叶斯方法在曲线的外延性表现更好. 顾西辉 张强 张强 江涛关键词:贝叶斯方法 水位流量关系曲线 中国降水及流域径流均匀度时空特征及影响因子研究 被引量:9 2015年 在气候变化与人类活动综合影响下,降水过程与地表径流关系一直是气象水文学研究的热点与难点。基于全国554个雨量站点日雨量数据及370个水文站点月径流数据,利用基尼(Gini)系数和相似性分析(ANOSIM)分析了中国降水和径流时空均匀度变化特征,研究表明:1)我国降水年内分配均匀度从西北到东南依次增加,径流年内分配均匀度东北较高,东南较低。降水年内分配均匀度在1980年前后没有发生明显变化,1980年后径流年内分配均匀度较1980年前在程度上更均匀,在范围上更广泛。2)我国东北、西北以及东南地区降水年内分配Gini系数呈下降趋势,其中长江流域和西南诸河上游呈显著下降趋势;径流年内分配Gini系数大部分地区呈下降趋势,其中长江流域、东南诸河呈显著下降趋势。1980年后,降水和径流年内分配Gini系数在长江流域和黄河流域的趋势正好相反,表明人类活动改变了径流天然的时间分配特征。3)在各水文区域内,降水和径流在量级、频率、历时以及时间上均具有空间相似性。1980年前后,降水空间分布均匀度在减小(不显著),径流则相反(显著)。4)降水和径流特征变化在一定程度上具有一致性,但是在变化范围和程度上也有较大差异性。人类活动正在加深或反向影响降水引起的水文特征变化,使区域水资源的时空分布趋于均匀。 顾西辉 张强 张强关键词:均匀度 GINI系数 降水 径流 低频气候变化对中国农业洪涝灾害的影响 被引量:4 2016年 分析了1951-2013年厄尔尼诺南方涛动(El Nio/Southern Oscillation,ENSO)、北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)、印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)、太平洋十年际震荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和大西洋数十年际震荡(Atlantic multidecadal oscillation,AMO)与中国农业不同程度洪涝灾害的遥相关关系。研究结果如下:(1)东北、华南地区受前一年正的PDO和IOD影响农业洪涝灾害趋于增加,西南地区受前一年正的ENSO影响农业洪涝灾害趋于减少,东南沿海地区农业洪涝灾害受到多种气候指标的显著影响。(2)与农业洪涝灾害距平序列REOF时间模态具有显著相关关系的气候指标,在不同的时间尺度,其相关强度在近几十年往往趋于加强并能保持较好的平稳性,有利于农业洪涝灾害的预测。ENSO与农业洪涝灾害具有较强的相关关系,且其相关强度平稳性最好,最适合作为预测农业洪涝灾害潜在的气候指标。(3)不同事件/时期下气候指标对中国农业洪涝灾害有着相同(相互加强)或相异(相互削弱)影响。 顾西辉 张强 孔冬冬 刘剑宇关键词:气候指标 冷暖事件 北江流域洪水量级、频率和峰现时间时空特征及影响因子 被引量:8 2016年 采用北江流域10个水文站点1959-2005年日流量数据,运用滑动秩和检验法(Mann-Whitney U test)和AMOC检验法确定样本最佳突变点,采用Mann-Kendall(MK)检验法检测时间趋势性,最后结合广义可加模型(GAMLSS)分别构建洪水量级和频率与影响因子的非平稳性模型.研究表明:1)北江流域年及季节洪峰流量普遍呈下降或显著下降趋势,在1990年发生突变,但年最大洪峰无显著变化趋势;2)1990年之后,最大三场洪水及重现期大于10年的洪水事件多集中发生,且洪水发生频率、量级及峰现时间均发生较大改变;3)LOGNO分布为年最大洪峰流量序列最优极值分布,计算出非平稳性条件下北江流域4个站点百年一遇设计洪水流量值,并分别以时间(Model 1)和气候指标(Model 2)为解释变量对洪水发生次数进行模拟分析,充分反映洪水发生次数的随机过程,为区域防洪减灾提供理论依据. 李华贞 张强 张强 顾西辉 孙鹏关键词:洪水特征 突变检验 北江流域 新疆塔里木河流域洪水发生率非平稳性特征及气候变化影响研究 被引量:4 2016年 新疆洪水灾害近年来有加剧趋势,但其特征与机理尚未有深入探讨。论文利用核估计和Bootstrap方法深入分析新疆塔里木河(塔河)流域洪水发生率的非平稳性及不确定性,同时采用广义可加模型(GAMLSS)构建洪水发生频率与协变量(大气环流因子、降水和气温指标等)的关系并定量辨识主要影响因子。研究表明:1)塔河流域洪水在1960年代左右和1990年代左右两个时期高频发生,两个洪水高发期之间洪水发生次数多为2或3次,且与极端降水发生次数较为吻合;2)洪水发生率呈现显著非平稳性,从1990年左右洪水发生次数持续上升,并达到峰值,表明洪水发生频率及强度呈加剧趋势;3)冬季AMO和AO是影响新疆塔河流域洪水发生的重要因子,而冬季NAO和SOI则是影响塔河流域5个州的洪水发生次数最为显著的大气环流指标。论文研究可为新疆塔河流域洪灾预测与预警及流域洪水管理提供关键理论依据。 顾西辉 张强 张强 孔冬冬关键词:核估计 塔里木河流域 1954—2020年北江流域枯季径流极值特征分析 2025年 基于北江流域控制站石角站1954—2020年逐日平均流量资料,采用水文变动指标IHA(Indicators of Hydrologic Alteration)法、启发式分割算法、Mann-Kendall趋势检验法、小波分析等方法分析北江不同时间尺度的枯季径流极值的分布特征、趋势性、变异性和周期。结果表明:①北江枯季径流极值出现时间主要集中在枯季中后期,次年1、2月是枯季径流极值频发的时段,当出现短时间尺度枯季径流极值时,高概率同时出现长时间尺度枯季极值中,概率超64%;②北江枯季平均流量、年最小1 d日均流量和年最小90 d日均流量3项极值指标变异不显著,年最小3 d日均流量、年最小7 d日均流量和年最小30 d日均流量等3项极值指标变异显著,且突变点均在1970年;③北江枯季径流极值指标均呈上升趋势,其中年最小7 d平均流量、年最小30 d平均流量和年最小90 d平均流量分别以每年1.12、1.60、1.87 m^(3)/s的趋势显著上升;④从不同时间尺度的枯季径流极值指标变异与趋势来看,水利工程建设等人类活动主要是对中时间尺度的枯季径流起到显著影响;⑤北江枯季径流极值指标均存在3~4个明显的震荡周期,可大致分为22~34 a大尺度的长震荡周期、16~20 a中尺度的中震荡周期和7~11 a小尺度短震荡周期,且其周期震荡情况具有高度的相似性。 曾志平 郑炎辉 周月英 顾西辉 何艳虎关键词:枯水期 径流 极值 北江流域 中国极端降水事件时空特征及其对夏季温度响应 被引量:64 2016年 基于中国1951-2014年728个气象站点日降水数据,利用POT抽样、变异点分析、趋势分析、分段回归等方法全面分析中国极端降水事件(量级、频率与发生时间)非平稳性特征及其对夏季温度响应。研究结果发现中国极端降水量级有明显变异特征,但无显著趋势变化,中国极端降水频率则相反。并且中国极端降水次数在全国大部分区域有显著增加趋势。另外,研究还表明变异点对中国极端降水量级和频率趋势特征有明显的改变,对极端降水发生时间趋势特征改变较弱;中国极端降水发生时间在中南部呈显著上升趋势,其他区域趋势性不显著。中国大部分区域夏季温度呈上升或显著上升趋势,且变异特征显著。在转折点前,中国大部分区域如西部干旱区东南部、东部干旱区西南部、华北区、华中区和西南区北部夏季温度呈下降或显著下降趋势;在转折点后,上述区域夏季温度转为上升或显著上升趋势。 顾西辉 张强 孔冬冬关键词:极端降水 夏季温度 植被对不同时间尺度干旱事件的响应特征及成因分析 被引量:37 2016年 利用标准化降雨蒸散发指数(SPEI)与归一化植被指数(NDVI)系统研究了中国不同区域、不同土地利用类型的植被对不同时间尺度干旱事件的响应特征,并对成因做出探讨。研究表明:(1)全国大部分区域NDVI与SPEI呈显著正相关,表明中国大部分区域植被生物量变化受干旱时空特征的影响。而沿北纬30度附近的长江流域区域,尤其是长江流域东南部、珠江流域下游等降水相对丰沛区域;黑龙江东北部及长白山地区、四川西部等高寒区域,NDVI与SPEI表现出弱相关性,受干旱影响较小;(2)多年平均水平衡是影响植被对干旱响应的关键因素,土壤水分变化是植被活力与生物量变化的关键影响因子。多年平均日照时数较长的区域,植被变化受干旱影响较大。从对干旱影响敏感性程度来讲,越是水量丰沛的区域,植被受干旱的影响越小,其中,草地对干旱的影响最为敏感,其次为灌木与森林。 孔冬冬 张强 顾西辉 王月 李华贞关键词:NDVI 干旱事件 多时间尺度