Scientia Geographica Sinica 2016 , 36 (6): 917-925 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.06.015

Orginal Article

夏季风等环流因子对黄河中游径流量周期变化的影响

颜明¹, 李夫星¹^,², 贺莉¹, 吕美朝¹, 陈东¹^,

1.中国科学院地理与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京 100101
2.中国科学院大学,北京 100049

Effects of Summer Monsoon and Other Atmospheric Circulation Factors on Periodicities of Runoff in the Middle Huanghe River During 1919-2010

Yan Ming¹, Li Fuxing¹^,², He Li¹, Lyu Meichao¹, Chen Dong¹^,

1. Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

中图分类号: TV121

文献标识码: A

文章编号: 1000-0690（2016）06-0917-09

通讯作者: 陈东,研究员。E-mail: dchen@igsnrr.ac.cn

收稿日期: 2015-06-24

修回日期: 2015-11-23

网络出版日期: 2016-10-20

基金资助: 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）项目(2010CB428404)和国家自然科学基金项目(41271306,41371037)资助

作者简介:

作者简介：颜明（1977-）,男,四川内江人,助理研究员,主要从事河流地貌与环境研究。E-mail: yanming@igsnrr.ac.cn

展开

摘要

基于黄河中游4个水文站1919~2010年还原的天然径流量、1873~2011年的夏季风强度指数、北大西洋涛动指数（NAO）和西太平洋副高指数等资料,利用Morlet小波方法分析了黄河中游河口镇-龙门区间（简称河龙区间）,龙门-三门峡区间（简称龙三区间）和三门峡-花园口区间（简称三花区间）径流量的周期变化,并探索了夏季风、中纬度西风与西太平洋副高等环流因子对黄河中游3个区间径流量周期性变化的影响。研究发现,黄河中游3个区间径流量的变化对夏季风、中纬度西风和西太平洋副高存在差异性响应,季风对于黄河中游的径流量不仅在时间上具有趋势性的影响,更为重要的是存在周期性的控制作用,在80 a长周期上对于整个黄河中游都有控制作用,但影响黄河中游降水-径流过程的不仅仅是夏季风,相关统计结果表明还受到西风带和西太平洋副高周期的影响。3个区间都存在一个中等尺度(25 a)的周期,这个周期在夏季风上没有得到体现,河龙区间和龙三区间的25 a周期是受西风带影响所致,而三花区间的中尺度25 a周期是西太平洋副高指数的强度和西界的作用所致。

关键词： 小波分析 ; 径流量 ; 夏季风 ; 西太平洋副高 ; 黄河中游

Abstract

The Morlet wavelet method was adopted to analyze the periodicities of runoff in three regions (Hekouzhen-Longmen, Longmen-Sanmenxia and Sanmenxia-Huayuankou), and to explore its effects on summer monsoon, Westlies and West Pacific Subtropical High (WPSH) on the changes of runoff. Data collected are cumulative natural runoff of four hydrology stations in the middle Huanghe River, annual summer monsoon index, North Atlantic Oscillation, and strength and west boundary of WPSH. Analysis results indicate that the weaken of summer monsoon intensity leads to decreasing trend of runoff in Hekouzhen-Longmen. More importantly, summer monsoon has periodic change, and it’s the mainly reason to periodic vibrations of runoff. Besides, runoff indicate a 80 year period, and it is coincident with 80 year period of summer monsoon. The periodicities of runoff are in fluenced by both summer monsoon and westerly and WPSH. Additionly, runoffs in all these three regions have a medium scale periodicity with 25 year cycle, except the summer monsoon. The 25 year periodicity of runoff in Hekouzhen-Longmen region and Longmen-Sanmenxia region is caused by Westerlies, while the periodicity of runoff in Sanmenxia-Huayuankou region is caused by the intensity and west boundary of the WPSH. The study has theoretical and practical significance for the prediction of water resources in the Huanghe River Basin in the future.

Keywords： wavelet analysis ; runoff ; summer monsoon ; West Pacific Subtropical High ; the middle Huanghe River

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颜明, 李夫星, 贺莉, 吕美朝, 陈东. 夏季风等环流因子对黄河中游径流量周期变化的影响[J]. , 2016, 36(6): 917-925 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.06.015

Yan Ming, Li Fuxing, He Li, Lyu Meichao, Chen Dong. Effects of Summer Monsoon and Other Atmospheric Circulation Factors on Periodicities of Runoff in the Middle Huanghe River During 1919-2010[J]. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(6): 917-925 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.06.015

目前,全球气候变化及其影响是水文水资源及气候领域的研究热点,已经成为国际上普遍关心的问题,全球气候变化对水循环及水文过程变化的影响在许多地方都有明显的反映,这也是中国可持续发展面临的重大战略问题^[1~5]。干旱向湿润转变的过渡区的水资源变化及成因分析更是当前亟需解决的问题,也是水文科学研究的前沿课题^[6~9]。在气候变化和人类活动的双重影响下,黄河中游径流量出现了明显减少^[10],黄河中游径流量的减少一方面是人类活动的影响,农作物灌溉和城市工业及生活用水主要是从河道中引水^[11~13],随着人口的增加和工农业的发展,引水量呈现出明显的增加趋势,再有就是水土保持工作的开展,植被的增加和淤地坝的建设都扩大了拦蓄的水量,更多的通过蒸发蒸腾作用进入大气中,减少了河川汇聚的水量^[14,15]。另一方面,气候的变化也是导致黄河中游水量减少的一个重要原因^[16],这个区域恰好位于季风气候区的西部边缘带上,季风的波动与本区的气候尤其是降水间存在必然的联系,间接导致径流量的变化,近半个世纪,季风呈现出明显减弱的趋势^[17,18],这导致从太平洋输送进入陆地的水汽明显减少,从而通过降水转化成的径流减少^[6]。在水资源严重不足的情况下,我们需要分析这种减少趋势是否在整个黄河中游都有反映,以及这种趋势在何时将发生变化。

黄河中游为干旱向湿润转变的过渡区,位于地貌二级阶梯的前沿,是夏季风和西风带共同的边缘带,这里的气候表现为大陆性季风气候。同时,黄河中游也处于西风带控制范围内,西风带所输送的水汽对于本区的降水-径流过程也有一定影响。根据观测,过去70 a,中国东部季风区的降雨量和地表水资源量都呈现出不同程度的减少趋势。由于受不同环流因子的影响,西部地区的降雨和水资源又表现出增加的趋势,在全球显著变暖和水循环加快的背景下,中国西北部部分地区出现了明显地从暖干向暖湿趋势的转变,这表明全球变暖后有利于西北部地区的南风增强,促进水汽向北输送,这一过程是全球显著变暖驱动水循环过程加快的结果^[19]。同时,前人研究表明,夏季风和中纬度西风都存在明显的周期变化^[17,20],这种周期转换对黄河中游径流量的影响方面的研究还不够。另外,西太平洋副高也是一个不容忽视的因素,其与夏季风配合共同影响太平洋向中国陆地的水汽输送^[17,21],它的周期性变化也必然对黄河中游径流量产生影响。因此,研究夏季风等多个大气环流因子对于黄河中游径流周期变化的影响,不仅在未来水资源的合理调配上具有现实意义,同时有助于深化不同环流因子对季风-西风带过渡区水资源丰枯变化的诱发机制的理解,有助于推动水循环及水资源科学的发展。

本研究基于黄河中游4个主要水文站的长时间序列的径流量资料、夏季风强度指数（I_SM）、西太平洋副高指数和北大西洋涛动指数等,在前人关于气候变化与黄河中游水资源之间的趋势性分析的基础之上,利用能够在不同时间尺度上分辨自然要素周期性的小波方法,构建出径流量与相关环流因子在不同时间尺度上的分布,梳理它们的周期特性,着重阐述黄河中游径流量随时间变化的周期性以及它们与夏季风等环流因子间的关系,在不同的时间尺度上寻找径流量与不同环流因子间在周期性上的关系,从而确定不同环流因子对黄河中游不同区间径流量周期的影响。

1 研究区概况

黄河中游指黄河河口镇至花园口区间,位于32°N~42°N 和104°E~113°E 之间,干流长1 234.6 km,集水面积约36.2 ×10⁴km²（图1）。根据地理位置、气候特点及水文测站控制情况,可将黄河中游划分为3个区域:河口镇至龙门区间(河龙区间)、龙门至三门峡区间(龙三区间)、三门峡至花园口区间(三花区间)。黄河中游为干旱向湿润转变的过渡区,该区域年降水量约为520 mm,降水以夏季的集中性暴雨为主,产流快,径流的产生对气候的响应敏感。东部与南部被厚层的黄土所覆盖,植被条件也较好,以山区为主,东部为太行山,南部为秦岭山脉。中部是汾河盆地和渭河盆地（汾渭盆地）,汾河盆地的西侧是吕梁山,再向西为丘陵沟壑区与沙黄土覆盖区,部分区域为毛乌素沙地和库布齐沙漠覆盖,表层有明显的沙层覆盖,下部为古黄土。可见,东部和南部的山地是一个明显的地貌界限,同时,由于山地高度影响,也会影响到气流的传输,东部季风输送的气团遇到山体后爬升形成降雨,从西边过来的中纬度西风输送的水汽在遇到吕梁山和秦岭也会促使降水的形成。

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图1 黄河中游径流区间的空间分布

Fig.1 Distribution of runoff regions in the middle Huanghe River

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

黄河中游干流上的4个水文站将黄河中游分为3个次一级的区间,每个区间的径流量可以利用下游水文站的径流量减去相邻上游水文站的径流量所余水量。由于水文站的径流量为实测径流量,随着人类活动影响的增强,实测径流量偏离天然径流量越来越大,为排除气候的影响,需获得天然径流量,将人类从河流中引出的水量进行还原,也就是用每个区间计算出的实测的区间径流量加上被人类引出的水量。计算公式如下：

$\begin{matrix} Q_{wn} = Q_{wm} + Q_{w, div} = Q_{wm, i + 1} - Q_{wm, i} + Q_{w, div} \end{matrix}$ （1）

式中 $\begin{matrix} Q_{wn} \end{matrix}$ 为某一区间的天然径流量, $\begin{matrix} Q_{wm} \end{matrix}$ 是区间的实测径流量, $\begin{matrix} Q_{w, div} \end{matrix}$ 是净引出水量, $\begin{matrix} Q_{wm, i} \end{matrix}$ 是某一水文站的实测径流量, $\begin{matrix} Q_{wm, i + 1} \end{matrix}$ 是相邻上游水文站径流量。获得了黄河水利委员会通过还原计算出的河龙区间、龙三区间和三花区间1919~2010年的天然径流量序列值,相比测量时间开始于20世纪50年代的降雨量序列值的时间长度多30余年,更加适合周期性分析。

为定量估计东亚夏季风的强度,不同的研究者从降雨、气压对比和风场等几个方面出发,提出了不同的夏季风强度指标^[22~27]。其中,郭其蕴^[23]的指标从季风的形成机制出发,考虑了海陆气压的差异,根据海陆气压的对比建立夏季风强度指标,根据7月海陆热力的差异计算了1873~1980年夏季风7月强度指数,之后又将该时间序列的夏季风强度指数延伸到了2000年,计算的月份改为6~8月,孙颖等^[18]在该基础之上将该序列延长至2011年,因此,将采用上述的1873~2011年共计139年的I_SM来做周期性分析。

黄河中游的降雨产流的水汽来源还可能受到西太平洋副高和西风带的影响,穆巧珍等^[19]建立了西太平洋副高指数强度、北界和西界等序列值,这里引用了其中的强度和西界序列值,时间段为1919~1999年。西风带有2条主要的路线,一是沿着青藏高原北部从西向东输送水汽,二是从阿勒泰山向东输送水汽,由于北大西洋涛动（NAO）是反映中纬西风强弱的一个主要参数,因此本文采用NAO指数,所取时间段为1950~2011年,北大西洋涛动指数越大,西风带向东输送水汽越多,反之则越少^[26]。

2.2 研究方法

小波分析是一种能够将信号通过二维扩展,在时频两域表现局部特征的数学方法,是一种窗口大小固定不变,但其形状可以改变的时频局部化分析方法。可以看到每一时刻在各周期中所处的位置,能够更好地分析序列随时间的变化情况。近年来被广泛应用于气候、水文的多尺度分析研究中,目前广泛使用的小波函数有Haar、Mex icanhat、Morlet、Meyer、Daubechies等。研究的序列是一个随时间变化的径流过程,波峰和波谷分别对应径流的丰、枯变化,因此选用与其形态相近的Morlet小波, 它是一种复数小波^[29,30]。研究表明,与实型小波相比,复数小波能更真实地反映时间序列各尺度大小及其在时域中的分布,Morlet小波定义为：

$\begin{matrix} ψ_{0} (η) = π^{\frac{1}{4}} e^{i ω_{0} η} e^{- η^{2} / 2} \end{matrix}$ （2）

式中 $\begin{matrix} ω_{0} \end{matrix}$ 是无量纲频率,这里选择128作为小波容许性条件。

为更为准确的定位某一周期的显著性,需要计算小波功率谱,小波功率谱的公式定义为 $\begin{matrix} {|W_{n}^{X} (s)|}^{2} \end{matrix}$ ,该功率谱表达了时间序列在给定小波尺度和时间域内的波动量级,能够反映某一周期上的能量值,用来确定其周期显著性。由于采用的Morlet母小波为复值小波,因此 $\begin{matrix} W_{n}^{X} (s) \end{matrix}$ 也为复数,其复值部分可以解释为局部相位。将小波功率谱在某一周期上进行时间平均,可以得到小波全谱。

$\begin{matrix} W^{2} (s) = \frac{1}{N} \overset{N - 1}{\sum_{n = 0}} {|W_{n} (s)|}^{2} \end{matrix}$ （3）

小波全谱能够表达时间序列真实功率谱的无偏、一致估计。通过小波全谱图中可以清晰的辨别时间系列的周期波动特征及其强度。

3 黄河中游径流量的变化

3.1 径流量的年际变化特征与趋势

黄河中游4个主要水文站控制的区间年径流量,仅河龙区间表现出了下降趋势,而龙三和三花2个区间的径流量则无明显的趋势性变化（图2）。河龙区间径流量在20世纪60年代末之前都处于较高的水平,之后有显著的减少,前期均值为75.09×10⁸m³,后期仅为44.51×10⁸m³,这一时间节点与东亚夏季风70年代开始的持续减弱相对应,这也是导致黄河流域中下游水资源在上世纪后期不断减少的主因;龙三区间的径流量随时间的变化可以划分为3个时期,1932年以前及1994年以后2个较少的时期和中间径流量较高时期;三花区间径流量的变化更为复杂,阶段性变化也更多。三花区间径流量的多年平均值为56.03×10⁸m³,最大值是1964年的177.1×10⁸m³,最小值是1936年的14.8×10⁸m³,变差极大,年际变化明显。从近百年的径流量时间序列来看,龙三区间和三花区间的径流量并未出现明显的趋势性变化,具有较为明显的上下波动。

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图2 1919~2010年不同区间径流量随时间的变化

Fig.2 Variations of runoff in different regions during 1919-2010

3.2 径流量的周期变化特性

1919~2010年3个区间径流量的周期具有比较高的相似性,尤其是中长时间尺度的周期的一致性较好,都具有明显的80 a周期,在25 a左右也具有相似的周期,在更小时间尺度上的周期存在差异。

图3b、图3c和图3d分别是河龙区间、龙三区间和三花区间的径流量小波功率谱。可以发现,3个区间的径流量变化都存在一个明显的80 a的主周期,贯穿了整个研究期。龙三区间和三花区间还存在一个25 a周期的能量峰值,这个周期贯穿了整个研究期,河龙区间也存在一个25 a的周期,但能量值比较微弱,说明这个周期并不明显。在更短时间的周期上,3个区间具有明显差异,河龙区间在20世纪60年代末以前存在2~8 a的周期波动,之后短的周期波动很少出现。龙三区间大部分时间内存在2~8 a的周期波动,20世纪50~90年代还存在13 a的周期波动,而三花区间短周期的波动更为明显,分布时间也更为宽广,周期以2~8 a为主,20世纪60年代以后还存在14 a左右的周期,总体上与龙三区间的周期特征相似。

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图3 夏季风和黄河中游3个区间径流量的小波功率谱

Fig.3 Wavelet power spectrum of summer monsoon and runoff of three regions in the middle Huanghe River

3.3 径流量周期变化的影响因素

夏季风的强弱变化是决定中国中东部南北降雨多寡的关键性因素^[31,32]。1873~2011年,夏季风强度指数在时间上的变化可以划分为4个时期：1873~1885年之间的高值期,1886~1898年的低值期,1899~1965年的高值期及之后的低值期(图3)。20世纪60年代前后的季风变化比较明显,70年代以后季风明显减弱。从整体来看,前期随时间变化不存在明显的趋势,只是在70年代后出现突变,存在明显的减弱,这可能也是导致中国中东部水资源减少的主因^[33]。从全局小波波谱中可以看出,在置信范围内具有2个明显的功率峰值,分别位于40 a和80 a,这与郭其蕴提出的东亚夏季风40 a和80 a的周期性变化吻合^[28],中国东部降水的周期性变化对这2个周期具有明显的响应^[29,30]。夏季风的80 a周期变化与黄河中游3个区间径流量的80 a周期完全一致,说明季风对黄河中游径流量的80 a周期具有主导性,除此之外,夏季风在1960~1970年还有一个能量不太显著的8~10 a的周期变化。夏季风的周期性变化对于中国中东部降雨具有重要意义,夏季风强时,不仅输送更多的水汽,其向内陆深入也更多,覆盖更为广阔的区域,因此在80 a长周期上,夏季风能够覆盖整个研究区,使得黄河中游3个区间的径流量都表现出相应的80 a周期。季风减弱后,从东部输送的水汽减少,覆盖的范围也大大缩小,导致黄河中游河龙区间的径流量明显减少,但其它区间的径流量并没有出现趋势性转变,说明黄河中游径流量的周期性变化可能不仅仅受到夏季风的影响,还有其它因素作用于研究区的径流量的周期性变化。

影响中国降雨-径流的不仅有夏季风,西太平洋副高的强度和界限的变化是导致夏季风向北输送水汽的重要因素,它与季风配合共同影响中国尤其是北方的降雨,当西太副高强度越强、西界越偏西,其能促进更多的水汽进入中国北方,反之,能到达北方的水汽会减少。西太副高的强度和西界都具有一个较强的26~27 a的周期变化,与三花

区间的径流量中尺度周期接近。另外,多元回归分析的结果也显示三花区间的径流量与西太副高强度、西界都有比较好的相关性,显著性p值都小于0.05（表1）。回归分布如图4,径流量的点阵都分布在西太副高和强度拟合出的趋势面附近,说明它们与径流量的变化具有较好的相关。

表1 黄河中游三花区间径流量与西太副高强度、西界的回归分析

Table 1 Regression analysis between runoff, intensity and west boundary of WPSH in Longsan region of the middle Huanghe River

	回归系数	标准差	t检验值	显著性p值
西太副高强度	-0.022	0.010	-2.202	0.031
西太副高西界	-0.026	0.010	-2.469	0.016

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图4 龙三区间径流量与西太平洋副高强度和西界的二元回归散点分布

Fig.4 Binary regression distribution of runoff with intensity of WPSH and west boundary of WPSH in Longsan Region

从研究区的水汽路径来看,这里还存在一个重要的水汽来源,中纬度西风沿着青藏高原北部也将部分水汽输送到黄河中游,尤其是季风减弱时,西风带在阻塞高压减弱的情况下会得到增强,输送的水汽也会明显增加。因此,当季减弱后,位于山地西侧的黄河中游河龙区间和龙三区间会接受更多的西风带水汽,西风带的周期变化将对这两个区间的径流量产生影响,但在主河道的西侧河龙区间的高程是西高东低,很难形成降雨,在穿过黄河主河道后,遇到的山体由于高度不够,拦截水汽能力有限,因此,河龙区间虽然在25 a左右存在一个周期,但不够显著。河龙区间的东侧和南侧都是高大的山体,能有效的拦截西风带气流,形成降雨,促进径流的增加。通过回归分析可以发现,北大西洋涛动与黄河中游河龙区间和龙三区间的径流量之间具有比较好的相关性,t检验的p值都低于0.05,而与三花区间的关系不太明显,显著性检验的p值大于0.05（表2）。

表2 黄河中游3个区间径流量与NAO的回归分析

Table 2 The results of regression analysis between NAO and runoff in the middle Huanghe River

	回归系数	标准差	t检验值	显著性p值
河龙区间	-0.065	0.0244	-2.660	0.010
龙三区间	-0.083	0.030	-2.801	0.007
三花区间	-0.100	0.053	-1.886	0.063

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从更小的2~14 a周期来看,河龙区间只在20世纪60年代以前有2~8 a的周期震荡,之后不存在这些小的周期,这与夏季风在小尺度的周期特性是对应的,夏季风同样表现为以60年代为分界点,前期存在小的周期波动,而后期多表现出趋势性的减弱。相比河龙区间,龙三和三花区间在小的周期上有更多的表现,但同样具有以60年代为界限的特征,前期小的周期更明显,后期2个区间只有14 a左右的周期。说明在80 a周期里,季风的小的波动对整个研究区的径流量也有周期影响。而季风减弱后,西风带存在的13 a周期影响着成雨条件较好的龙三区间的径流量的周期变化。

3.4 径流量与影响因素间的多元回归分析

黄河中游径流量的变化受到多个环流因子的影响,在不同尺度上的周期变化对不同影响因素存在响应,为更为全面的反应不同区间的径流量对不同影响要素的响应差异,我们将3个区间的径流量与夏季风、中纬度西风和西太平洋副高强度及西界作了多元回归分析（表3）。可以看出,相较于北大西洋涛动和西太平洋副高,夏季风对河龙区间径流量变化的影响更显著,龙三区间受北大西洋涛动指数的影响更显著,而三花区间更多的受到西太平洋副高强度和西界的影响,与其它因素间的相关性不明显。可以看出,黄河中游不同区间的径流量变化是受到不同因素影响的,不同因素的周期性变化使得不同区间径流量产生相应的周期变化。夏季风起着主导作用,在夏季风减弱后,北大西洋涛动和西太副高的影响才能得到更多体现。

表3 黄河中游不同区间径流量与影响因素间的多元回归分析

Table 3 The results of regression analysis between runoff of three regions and influence factors in middle Huanghe River

区间	影响因素	回归系数	标准差	t值	p
河龙区间	夏季风	0.39	0.15	2.52	0.014
	西太副高强度	-0.02	0.05	-0.33	0.755
	西太副高西界	-0.04	0.05	-0.90	0.372
	北大西洋涛动	-0.04	0.03	-1.38	0.171
龙三区间	夏季风	-0.27	0.19	-1.42	0.159
	西太副高强度	-0.02	0.06	-0.34	0.734
	西太副高西界	0.03	0.06	0.52	0.604
	北大西洋涛动	-0.10	0.03	-3.11	0.003
三花区间	夏季风	-0.11	0.33	-0.33	0.740
	西太副高强度	-0.28	0.11	-2.53	0.014
	西太副高西界	-0.30	0.11	-2.81	0.006
	北大西洋涛动	-0.10	0.06	-1.80	0.076

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4 结论与讨论

4.1 结论

1）黄河中游3个区间的径流量都存在明显的周期变化,都具有比较相似的80 a和25 a左右两个周期变化规律,且分布在研究期内的大部分时间段上;低于25 a时间尺度上,3个区间径流量的周期变化具有差异,有2~8 a和13 a的周期。

2）夏季风的80 a长周期变化是致使黄河中游3个区间的径流量具有80 a多寡周期转变的主要成因。

3）西太平洋副高和中纬度西风的25 a左右周期变化分别使得三花区间和龙三区间的径流量出现相应的周期转变。

4）在夏季风强盛时期,黄河中游的径流量更容易表现出2~8 a的小周期波动,夏季风减弱后,中纬度西风和西太平洋副高的次一级的13 a周期分别在龙三区间和三花区间的径流量周期变化上表现出来。

4.2 讨论

黄河中游干流3个区间径流量的周期性具有比较高的相似性,尤其是中长期周期变化上,通过回归分析发现这些周期的成因是不同的。夏季风、中纬度西风和西太平洋副高是影响研究区内径流量周期波动的3个主要环流因子,总体来看,夏季风对3个区间径流量的周期变化起着主导作用,虽然黄河中游处于季风区的边缘,但夏季风仍是本区水汽输送的主要来源,因此,研究区内3个区间的径流量都具有80 a的周期。中纬度西风输送的水汽是本区降水-径流形成的又一来源,这个环流因子的25 a左右的周期强弱变化使黄河中游龙三区间的径流也表现出相应的周期变化,虽然河龙区间的25 a周期并不明显,但这也从侧面反映中纬度西风对于河龙区间和龙三区间的降水-径流过程是有一定贡献的。西太平洋副高的强度和西界在25 a左右的周期变化使得三花区间的径流量在研究期内也表现出了相应的周期变化。在更小的时间尺度上具有更复杂的依存关系,夏季风活跃时,3个区间径流量都存在2~8 a的小周期,自20世纪60年代开始季风减弱后,2~8 a的周期性变化也随之减弱。20世纪后期,龙三区间和三花区间还具有一个13 a左右的隐含周期,分别受西风带和西太平洋副高的影响形成。虽然黄河中游的季风气候特征明显,季风是影响本区径流量变化的主导因素,但绝不是唯一的影响因素,由于黄河中游的位置靠近西部,在地势上又在二级台阶的前沿,西太平洋副高和西风带对黄河中游的径流量变化也具有不可忽视的作用,中纬度西风是另一个重要水汽来源,而西太平洋副高与夏季风共同作用使得黄河中游的径流量表现出不同尺度的周期变化。从径流量的总量来看,黄河中游的径流量主要还是受到夏季风强弱变化控制,也就是说,夏季风的减弱是黄河水资源不断减少的主因,中纬度西风和西太平洋副高的影响只是起到了一定的缓解作用,黄河中下游水资源供给的不足还有待强夏季风周期的回归才能得到有效遏制,根据周期性预计,这个时刻或许会出现在2040年前后。

随着全球气候变化研究的深入,进一步挖掘多环流因子对径流量的影响机制将推进水文水资源与气候过程研究工作的开展,也必将促进水资源科学和气候学的发展。

The authors have declared that no competing interests exist.

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[1]	夏军, 雒新萍, 曹建廷, 等. 气候变化对中国东部季风区水资源脆弱性的影响评价 [J]. 气候变化研究进展, 2015, 11(1): 8-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2015.01.002 Magsci [本文引用: 1] 摘要将耦合暴露度、灾害风险、敏感性与抗压性的脆弱性评估模型应用于中国东部季风区水资源脆弱性评价，从水资源供需平衡角度分析了气候变化对东部季风区水资源脆弱性的影响。结果表明，2000年气候条件下，我国东部季风区接近90%的区域水资源处于中度脆弱及以上状态。其中水资源中度和高度脆弱区域约占全区的75%，极端脆弱区域接近15%。中国北方海河、黄河、淮河和辽河流域的水资源脆弱性最高。未来气候变化影响将加剧水资源脆弱性的风险，不同RCP排放情景下2030年代我国东部季风区水资源中度脆弱及以上区域面积有明显的扩大，极端脆弱区域将达到20%～25%。由于未来需水的进一步增加，中国北方水资源脆弱性的格局并未发生根本变化，而南方东南诸河等区域将面临可能发生的水危机。 [Xia Jun, Luo Xinping, Cao Jianting et al. Impact and assessment of climate change on the water resources vulnerability in the eastern China monsoon region. Advances in Climate Chang Research, 2015, 11(1): 8-14.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2015.01.002 Magsci [本文引用: 1] 摘要将耦合暴露度、灾害风险、敏感性与抗压性的脆弱性评估模型应用于中国东部季风区水资源脆弱性评价，从水资源供需平衡角度分析了气候变化对东部季风区水资源脆弱性的影响。结果表明，2000年气候条件下，我国东部季风区接近90%的区域水资源处于中度脆弱及以上状态。其中水资源中度和高度脆弱区域约占全区的75%，极端脆弱区域接近15%。中国北方海河、黄河、淮河和辽河流域的水资源脆弱性最高。未来气候变化影响将加剧水资源脆弱性的风险，不同RCP排放情景下2030年代我国东部季风区水资源中度脆弱及以上区域面积有明显的扩大，极端脆弱区域将达到20%～25%。由于未来需水的进一步增加，中国北方水资源脆弱性的格局并未发生根本变化，而南方东南诸河等区域将面临可能发生的水危机。
[2]	夏军, 刘春蓁, 任国玉. 气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战 [J]. 地球科学进展, 2011, 26(1): 1-12. Magsci 摘要 <p>气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题，也是我国可持续发展面临的重大战略问题。在文献综述基础上，总结提出气候变化与水循环是国际全球变化与水科学领域的重大交叉前沿科学问题之一。针对我国严峻的水资源问题和气候变化影响的巨大风险，提出科学基础研究面临的机遇和挑战，其中包括关键的科学问题和需要重点开展基础研究的问题。分析表明：水循环要素变化的检测与归因已成为国内外研究的难点；定量分析和预估水文的不确定性是国际上的难题；气候变化下水循环响应研究正从大气到水文的单向连接向水文—气候作用与反馈的方向发展；水资源脆弱性已成为应对气候变化、保障水资源安全重点关注的问题。气候变化挑战传统水文理论假定，包括分析和预估水文变化所面临的区域分异性、不确定性和水文极值等问题。开展气候变化与水资源影响及其适应对策研究，将是21世纪我国水科学及水资源领域面临的重大科学技术问题。</p> [Xia Jun, Liu Chunzhen, Ren Guoyu. Opportunity and challenge of the climate change impact on the water resource of China. Advances in Earth Science, 2011, 26(1): 1-12.] Magsci 摘要 <p>气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题，也是我国可持续发展面临的重大战略问题。在文献综述基础上，总结提出气候变化与水循环是国际全球变化与水科学领域的重大交叉前沿科学问题之一。针对我国严峻的水资源问题和气候变化影响的巨大风险，提出科学基础研究面临的机遇和挑战，其中包括关键的科学问题和需要重点开展基础研究的问题。分析表明：水循环要素变化的检测与归因已成为国内外研究的难点；定量分析和预估水文的不确定性是国际上的难题；气候变化下水循环响应研究正从大气到水文的单向连接向水文—气候作用与反馈的方向发展；水资源脆弱性已成为应对气候变化、保障水资源安全重点关注的问题。气候变化挑战传统水文理论假定，包括分析和预估水文变化所面临的区域分异性、不确定性和水文极值等问题。开展气候变化与水资源影响及其适应对策研究，将是21世纪我国水科学及水资源领域面临的重大科学技术问题。</p>
[3]	Burn BH . Hydrologic effects of climatic change in west-central Canada. J Hydro, 1994,160:53-70. https://doi.org/10.1016/0022-1694(94)90033-7 URL 摘要 The paper examines the impact of climatic change on the timing of the spring runoff event. Impact detection is accomplished using a non-parametric statistical test for trend that is applied to the assembled data sets. The application of the approach is to a set of 84 natural rivers from the west-central region of Canada. The results indicate that there are a greater number of rivers that exhibit earlier spring runoff than can be attributed to chance occurrence. The observed impacts on the timing of spring runoff are more prevalent in the recent portion of the data record, which is consistent with what one would expect if the impacts are a result of greenhouse gas induced climatic change.
[4]	王国庆. 气候变化对黄河中游水文水资源影响的关键问题研究[D] . 南京:河海大学, 2006:1-116. [Wang Guoqing. Impacts of climate change on hydrology and water resources in the middle reaches of the Yellow River Basin. Nanjing:Hohai University, 2006: 1-116.]
[5]	李峰平, 章光新, 董李勤. 气候变化对水循环与水资源的影响研究综述 [J]. 地理科学, 2013, 33(4): 457-464 Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。</p> .[Li Fengping, Zhang Guangxin, Dong Liqin. Studies for Impact of Climate Changeon Hydrology and Water Resources. Scientia Geographica Sinica, 2013, 33(4): 457-464.] Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。</p>
[6]	Jiongxin Xu. Temporal variation in summer monsoon intensity since 873 and its influence on runoff in the drainage area between Hekouzhen and Longmen, Yellow River basin, China [J]. Climatic Change. 2012, 11(2): 283-296. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0225-3 URL [本文引用: 2] 摘要 Controlled by continental monsoon climate, runoff of the Yellow River shows large temporal variability. How runoff responds to the changing summer monsoon intensity is important both in theory and in water resources management. The earliest hydrological observations on the Yellow River started in 1919, and thus, runoff data are available only for the past 90聽years. Using data of the summer monsoon intensity (SMI), the temporal variation of SMI since 1873 and the resultant variation in runoff are dealt with for the drainage area between Hekouzhen and Longmen, Yellow River basin. At the 128-year scale, the variation of SMI can be generalized as a trend of decreasing first, then increasing and then decreasing again. At the time scale of 50聽years for which concurrent data are available, the temporal variations in both SMI and precipitation show some decreasing trend. At the time scale of 80聽years for which concurrent data were available, the temporal variations in SMI and natural runoff also show a decreasing trend. For 5-year moving averages of these variables, the synchronous trend of variation is more obvious. This fact indicates that the variation in SMI results in the variations in precipitation and runoff in the study area. Based on data of SMI and natural runoff for the period from 1920 to 2000, a regression equation between the 5-year moving averages of SMI (SMI
[7]	Wilby R, Greenfield B, Glenny C. A coupled synoptic-hydrological model for climate change impact assessment [J]. Journal of Hydrology,1994,153(1-4): 265-290. URL
[8]	Viney N R, Sivapalan M . The hydrological response of catchments to simulated changes in climate [J]. Ecological Modelling, 1996, 86(2-3): 189-193. https://doi.org/10.1016/0304-3800(95)00050-X URL 摘要 ABSTRACT The Large Scale Catchment Model has been developed to predict the responses in stream yield and salinity to changes in land use and climate in southwestern Western Australia. In this paper it is used to simulate, for one small forested catchment, the hydrological consequences that might be associated with a doubling of the atmospheric carbon dioxide concentration. The simulations assume that the region will experience a decrease in the amount of winter rainfall (with an increase in rainfall intensity) and an increase in potential evaporation. The results suggest that the assumed change in climate has the potential to lead to a 45% decrease in stream runoff in this catchment. About two-thirds of this decrease is associated with the reduction in rainfall; the remainder being associated with the increased potential evaporation. Furthermore, stream salinity is predicted to increase by about 8%, mostly in response to the enhanced evaporation regime.
[9]	Sefton C E M, Boorman D B. A regional investigation of climate change impacts on UK streamflows [J]. Journal of Hydrology,1997,195(1-4): 26-44. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(96)03257-X URL [本文引用: 1] 摘要 A framework has been developed that enables the estimation of climate change impacts on flow regimes of catchments in England and Wales. Within this framework, rainfall-runoff processes are represented by a unit hydrograph-based model that was calibrated against historical data from 39 catchments. Rainfall and temperature inputs were perturbed according to an equilibrium climate change scenario. Three study catchments, of widely differing flow regime, are presented as examples of the versatility of the model, and to illustrate variations in catchment response under the modified climate. Results, quantified by percentage change in low, mean and flood flows, were interpolated spatially to provide a regional picture of hydrological response. Catchments in central and eastern England suffer the most severe reductions in low flows whilst flooding is seen to increase in the north and west. The linking of model parameters to physical landscape characteristics allows estimation of flows, both historical and climate-changed, at ungauged sites. Since these characteristics include land use indices, it is possible to quantify second-order effects resulting from changes in land use.
[10]	李二辉, 穆兴民, 赵广举. 1919-2010 年黄河上中游区径流量变化分析 [J]. 地理科学, 2014, 25(2): 155-163. URL [本文引用: 1] 摘要应用Mann-Kendall秩次相关检验、流量历时曲线法、双累积曲线法等方法对黄河干流陕县站和河口镇站1919—2010年径流量演变过程进行了分析。结果表明:区域面平均降水量趋势性变化不显著,而上游(河口镇站以上)及中游(河口镇—陕县)年径流量自1985年以来呈显著减少趋势,中游径流量的降幅高于上游。黄河径流量变化具有明显阶段性,上游和中游径流量变化都经历了枯水期—丰水期—枯水期3个时期,现在黄河正处于枯水期。采用双累积曲线法,定量分析降水和人类活动对径流量的影响,上游和中游人类活动对径流量减少的影响程度分别占88.1%和84.9%,水利水保工程、生产生活用水等人类活动是引起黄河径流量减少的主要因素。 [Li Erhui, Mu Xingmin, Zhao Guangju. Temporal changes in annual runoff and influential factors in theupper and middle reaches of Yellow river from 1919-2010. Advances in Water Science, 2014, 25(2): 155-163.] URL [本文引用: 1] 摘要应用Mann-Kendall秩次相关检验、流量历时曲线法、双累积曲线法等方法对黄河干流陕县站和河口镇站1919—2010年径流量演变过程进行了分析。结果表明:区域面平均降水量趋势性变化不显著,而上游(河口镇站以上)及中游(河口镇—陕县)年径流量自1985年以来呈显著减少趋势,中游径流量的降幅高于上游。黄河径流量变化具有明显阶段性,上游和中游径流量变化都经历了枯水期—丰水期—枯水期3个时期,现在黄河正处于枯水期。采用双累积曲线法,定量分析降水和人类活动对径流量的影响,上游和中游人类活动对径流量减少的影响程度分别占88.1%和84.9%,水利水保工程、生产生活用水等人类活动是引起黄河径流量减少的主要因素。
[11]	Xu Z X, Takeuchi K, Ishidaira H, Zhang X W. Sustainability analysis for Yellow River water resources using the system dynamics approach [J]. Water Resources Management, 2002,16: 239-261. https://doi.org/10.1023/A:1020206826669 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要 <a name="Abs1"></a>The water resource issue is one of the most significant problemsthat the Yellow River basin will face this century, and one which has received much attention by public and government for several years. Water authorities will face great challenges in meeting the in-stream flow requirements and providing more water for growing populations, industry and agriculture. In order toevaluate the sustainability of the water resource system inthe study area, an object-oriented system dynamics approachhas been used to develop a model for the water resourcessystem in the Yellow River basin, which is referred to asthe Water Resources System Dynamics (WRSD) model. It hasbeen developed for simulating a water resource system andcapturing the dynamic character of the main elements affectingwater demand and supply in the study area. For thebusiness-as-usual (BaU) scenario, the water demands in theYellow River basin are estimated 50.9, 56.5, and 59.5billion m<sup>3</sup> for 2010, 2020, and 2030. The existing andpotential water supplies from surface water, aquifers andtreated waste-water are estimated, and potential waterdemands for domestic, industrial and agricultural uses areprojected. Various water supply and demand scenarios havethen been explored by changing variables and parameters,and the sustainability index of the water supply system isestimated for different sub-regions over various periods.
[12]	王随继, 李玲, 颜明. 气候和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率 [J]. 地理研究, 2013, 32(3): 395-402 https://doi.org/10.11821/yj2013030001 Magsci 摘要黄河中游产流量在过去几十年发生了明显减小的变化趋势,鉴于迄今有关气候及人类活动对该区产流量减小的影响比重仍存争议,本研究利用累积距平方法分析了研究区近60年来的产流量变化趋势,识别出1971年和1985年两个拐点年份,利用累积量斜率变化率分析方法(SCRCQ)估算了降水量和人类活动在产流量变化中的贡献率。与基准时期1950-1970年(T<sub>A</sub>)相比,在不考虑蒸散量影响的情况下,降水量和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率在1971-1985年(T<sub>B</sub>)分别为25.94%和74.06%,在1986-2009年(T<sub>C</sub>)分别为25.13%和74.87%;如果考虑蒸散量的影响,则人类活动的贡献率在T<sub>B</sub>和T<sub>C</sub>时期分别增大到91.74%和93.41%。显然,人类活动是该区间地表产流量减小的最重要影响因素。人类活动对黄河中游区间产流量变化的主要影响方式是拦蓄滞留,这些拦蓄滞留的水量大多数最终通过蒸散作用而从地表径流循环进入大气循环,即人类活动改变了部分水循环的途径。 .[Wang Suiji, Li Ling, Yang Ming. The contributions of climate change and human activities to therunoff yield changes in the middle Yellow River Basin. Geographical research, 2013, 32(3): 395-402.] https://doi.org/10.11821/yj2013030001 Magsci 摘要黄河中游产流量在过去几十年发生了明显减小的变化趋势,鉴于迄今有关气候及人类活动对该区产流量减小的影响比重仍存争议,本研究利用累积距平方法分析了研究区近60年来的产流量变化趋势,识别出1971年和1985年两个拐点年份,利用累积量斜率变化率分析方法(SCRCQ)估算了降水量和人类活动在产流量变化中的贡献率。与基准时期1950-1970年(T<sub>A</sub>)相比,在不考虑蒸散量影响的情况下,降水量和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率在1971-1985年(T<sub>B</sub>)分别为25.94%和74.06%,在1986-2009年(T<sub>C</sub>)分别为25.13%和74.87%;如果考虑蒸散量的影响,则人类活动的贡献率在T<sub>B</sub>和T<sub>C</sub>时期分别增大到91.74%和93.41%。显然,人类活动是该区间地表产流量减小的最重要影响因素。人类活动对黄河中游区间产流量变化的主要影响方式是拦蓄滞留,这些拦蓄滞留的水量大多数最终通过蒸散作用而从地表径流循环进入大气循环,即人类活动改变了部分水循环的途径。
[13]	张淑兰, 王彦辉, 于澎涛, 等. 泾河流域近50 年来的径流时空变化与驱动力分析 [J]. 地理科学, 2011, 31(6): 721-726. URL [本文引用: 1] 摘要利用近50 a的实测数据,分析了泾河流域的径流时空变化规律和主要驱动因子。研究表明:年降水量和径流深的空间分布均呈现从南到北的明显减少趋势,并在上游山区出现高值区。流域径流总量自20世纪60年代到21世纪初显著减少,由50.1 mm减到22.3 mm,但各区域的变化很不均匀,其中西部、西南和东南的子流域径流大量减少,可达17.5 mm/10 a;北部和东北则减少不明显,最大减少率仅为1.3 mm/10 a。降水量变化曾是径流减少的重要原因,但20世纪90年代后实施的退耕还林等生态工程在2000年后已经成为引起径流减少的最主要原因。 [Zhang Shulan, Wang Yanhui, Yu Pengtao et al. Spatio-temporal variance of annaul runoff in Jinghe River Basin of northwest China in past 50 years and its main causes. Scientia Geographica Sinica, 2011, 31(6): 721-726.] URL [本文引用: 1] 摘要利用近50 a的实测数据,分析了泾河流域的径流时空变化规律和主要驱动因子。研究表明:年降水量和径流深的空间分布均呈现从南到北的明显减少趋势,并在上游山区出现高值区。流域径流总量自20世纪60年代到21世纪初显著减少,由50.1 mm减到22.3 mm,但各区域的变化很不均匀,其中西部、西南和东南的子流域径流大量减少,可达17.5 mm/10 a;北部和东北则减少不明显,最大减少率仅为1.3 mm/10 a。降水量变化曾是径流减少的重要原因,但20世纪90年代后实施的退耕还林等生态工程在2000年后已经成为引起径流减少的最主要原因。
[14]	赵建民, 陈彩虹, 李靖. 水土保持对黄河流域水资源承载力的影响 [J].水利学报, 2010, 41(9): 1079-1086. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-3007.2006.06.001 URL [本文引用: 1] 摘要采用虚拟水理论建立了水资源承载力评价模型,并应用该模型评价了黄土高原水土保持对黄河流域水资源承载力的影响。计算结果表明:虽然水土保持将每年减少入黄径流8亿～21亿m3,但是黄河流域每年可以因此减少输沙用水46.12亿m3,增加蕴藏在农林牧产品中的"虚拟水"226.42亿m3,总计272.54亿m3,远大于水土保持减水量;扣除水土保持减水量,根据2000年我国人均水足迹,截至"九五"末期,黄土高原水土保持可以使黄河流域水资源多承载人口3974万～4179万, 能大幅度提高黄河流域的水资源承载力。 [Zhao Jianmin, Chen Caihong, Li Jing. Impacts of soil and water conservation on water resources carrying capacity in Yellow River basin. Journal of Hydraulic Engineering, 2010, 41(9): 1079-1086.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-3007.2006.06.001 URL [本文引用: 1] 摘要采用虚拟水理论建立了水资源承载力评价模型,并应用该模型评价了黄土高原水土保持对黄河流域水资源承载力的影响。计算结果表明:虽然水土保持将每年减少入黄径流8亿～21亿m3,但是黄河流域每年可以因此减少输沙用水46.12亿m3,增加蕴藏在农林牧产品中的"虚拟水"226.42亿m3,总计272.54亿m3,远大于水土保持减水量;扣除水土保持减水量,根据2000年我国人均水足迹,截至"九五"末期,黄土高原水土保持可以使黄河流域水资源多承载人口3974万～4179万, 能大幅度提高黄河流域的水资源承载力。
[15]	常丹东, 刁鸣军, 王礼先. 黄河流域水土保持定额减水研究 [J]. 中国水土保持科学, 2005, 3(2): 57-64 Magsci [本文引用: 1] 摘要流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法,计算出黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区的水土保持减水定额依次为245.5、118.5、471.9m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>,并提出了推求黄河流域水土保持减水量的有效途径。 .[Chang Dandong, DiaoMingjun, Wang Lixian. Water reduction norm of soil and water conservation in Yellow River basin. Science of Soil and Water Conservation, 2005, 3(2): 57-64.] Magsci [本文引用: 1] 摘要流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法,计算出黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区的水土保持减水定额依次为245.5、118.5、471.9m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>,并提出了推求黄河流域水土保持减水量的有效途径。
[16]	Zhifeng Yang and Qiang Liu. Response of stream flow to climate changes in the Yellow River Basin, China [J]. J. Hydrometeor, 2011, 12: 1113-1126. https://doi.org/10.1175/JHM-D-10-05004.1 URL [本文引用: 1] 摘要 Not Available
[17]	郭其蕴, 蔡静宁, 邵雪梅, 等. 1873~2000年东亚夏季风变化的研究 [J]. 大气科学, 2004, 28(2): 206-216. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2004.02.04 Magsci [本文引用: 3] 摘要根据英国的海平面气压(SLP)资料计算了1873～1950年东亚夏季风指数(IsM)与用NCEP的SLP资料计算的1951～2000年IsM衔接,构成128年的IsM序列.用功率谱及子波变换方法分析了IsM的变化,指出80年周期最突出,其次尚有40年周期,8～10年周期及准2年周期.分析表明,夏季风弱时中国东部夏季气温低,降水自北向南为负、正、负分布.夏季风强时,气温偏高,降水异常为正、负、正分布.对年际变化而言,降水与夏季风的关系要复杂一些,至少副热带高压的变化对降水也有重要作用. [Guo Qiyun, Cai Jingning, Shao Xuemei et al. Studies on the variations of East-Asian summer monsoon during AD 1873~2000. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2004, 28(2): 206-216.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2004.02.04 Magsci [本文引用: 3] 摘要根据英国的海平面气压(SLP)资料计算了1873～1950年东亚夏季风指数(IsM)与用NCEP的SLP资料计算的1951～2000年IsM衔接,构成128年的IsM序列.用功率谱及子波变换方法分析了IsM的变化,指出80年周期最突出,其次尚有40年周期,8～10年周期及准2年周期.分析表明,夏季风弱时中国东部夏季气温低,降水自北向南为负、正、负分布.夏季风强时,气温偏高,降水异常为正、负、正分布.对年际变化而言,降水与夏季风的关系要复杂一些,至少副热带高压的变化对降水也有重要作用.
[18]	孙颖, 丁一汇. 未来百年东亚夏季降水和季风预测的研究 [J]. 中国科学(D辑), 2009, 39(11): 1487-1504 URL [本文引用: 2] 摘要利用最新一代气候模式结果对政府间气候变化委员会0PCC）SRESA1B情景（中等排放情景）下的东亚夏季降水和季风环流未来演变特征进行了预测．结果表明，东亚地区的降水在未来将会增加，在21世纪40年代末（2040s年代末）出现阶段性变化，在此之前降水的增加量较小（～1％），并有较明显的振荡特征，而在2040s年代末之后降水明显增加（～9％），中国东部地区进入全面的多雨期．这种变化以华北最为明显，华南和长江中下游地区次之．而气候模式对未来中国东部夏季降水型预测的EOF分析表明，未来百年中国东部的雨型将以多雨型为主，相应的时间系数在2040s年代末后进入正位相的高值期，而其它降水型的方差贡献较小，无明显变化趋势．相应，未来东亚地区的夏季风环流将会加强，在低层这主要是由于西北太平洋地区的副热带反气旋西北侧西南气流加强的结果；而在高层主要是由于南亚上空异常反气旋东侧东北气流加强的结果．这一季风环流的加强在中国东部也呈现出阶段性的变化特征，在2040s年代末之后东亚夏季风得到全面加强．同时，未来东亚大气中的水汽含量将会逐渐增加，进入中国东部地区的西南水汽输送在2040s年代末也出现阶段性的增强．这说明，在全球气候变化的背景下，东亚地区的水循环和环流场对全球变暖的响应基本一致，即降水和水汽的增加对应着季风环流的加强，降水的变化是气候变暖条件下动力和热力学因子共同作用的结果． .[Sun Yin, Ding Yihui. A projection of future changes in summer precipitation and monsoon in East Asia. Sci China Ser D -Earth Sci, 2009, 39(11): 1487-1504.] URL [本文引用: 2] 摘要利用最新一代气候模式结果对政府间气候变化委员会0PCC）SRESA1B情景（中等排放情景）下的东亚夏季降水和季风环流未来演变特征进行了预测．结果表明，东亚地区的降水在未来将会增加，在21世纪40年代末（2040s年代末）出现阶段性变化，在此之前降水的增加量较小（～1％），并有较明显的振荡特征，而在2040s年代末之后降水明显增加（～9％），中国东部地区进入全面的多雨期．这种变化以华北最为明显，华南和长江中下游地区次之．而气候模式对未来中国东部夏季降水型预测的EOF分析表明，未来百年中国东部的雨型将以多雨型为主，相应的时间系数在2040s年代末后进入正位相的高值期，而其它降水型的方差贡献较小，无明显变化趋势．相应，未来东亚地区的夏季风环流将会加强，在低层这主要是由于西北太平洋地区的副热带反气旋西北侧西南气流加强的结果；而在高层主要是由于南亚上空异常反气旋东侧东北气流加强的结果．这一季风环流的加强在中国东部也呈现出阶段性的变化特征，在2040s年代末之后东亚夏季风得到全面加强．同时，未来东亚大气中的水汽含量将会逐渐增加，进入中国东部地区的西南水汽输送在2040s年代末也出现阶段性的增强．这说明，在全球气候变化的背景下，东亚地区的水循环和环流场对全球变暖的响应基本一致，即降水和水汽的增加对应着季风环流的加强，降水的变化是气候变暖条件下动力和热力学因子共同作用的结果．
[19]	施雅风, 沈永平, 李栋梁, 等. 中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨 [J].第四纪研究, 2003, 23(2): 152-164. Magsci [本文引用: 2] 摘要 <p>由于全球显著变暖和水循环加快,使得中国西北主要是新疆地区于1987年气候发生突然变化,随着温度上升,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,内陆湖泊水位显著上升,洪水灾害也迅猛增加,同时,植被有所改善,沙尘暴日数锐减,从而改变了19世纪末期至20世纪70年代的变暖变干趋势.以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准,西北地区目前的气候变化可分为3个区域,即1)显著转型区;2)轻度转型区;3)未转型区.作者初步认为,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的,预期西北东部在21世纪上半期也会向暖湿转变,但预测有较大的不确定性.</p> [Shi Yafeng, Shen Yongping, Li Dongliang et al. Discussion on the present climate change from warm-dry to warm-wet in northwest china. Quaternary Sciences, 2003, 23(2): 152-164.] Magsci [本文引用: 2] 摘要 <p>由于全球显著变暖和水循环加快,使得中国西北主要是新疆地区于1987年气候发生突然变化,随着温度上升,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,内陆湖泊水位显著上升,洪水灾害也迅猛增加,同时,植被有所改善,沙尘暴日数锐减,从而改变了19世纪末期至20世纪70年代的变暖变干趋势.以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准,西北地区目前的气候变化可分为3个区域,即1)显著转型区;2)轻度转型区;3)未转型区.作者初步认为,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的,预期西北东部在21世纪上半期也会向暖湿转变,但预测有较大的不确定性.</p>
[20]	田俊, 马振峰, 范广洲. 高原季风对500hPa 中纬度西风带活动的影响 [J].成都信息工程学院学报,2010, 25(1): 61-68 https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-1742.2010.01.013 URL [本文引用: 1] 摘要利用1948～2008年NCEP/NCAR逐月再分析资料和1958-2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间-频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明:高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1-2年、27-28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1-2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3-4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。 .[Tian Jun, Ma Zhenfeng, Fan Guangzhou. The relationships between Plateau monsoon and 500hPa westerly activities in Mid-latitude.Journal of Cheng Du University of information Technology. 2010, 25(1): 61-68.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-1742.2010.01.013 URL [本文引用: 1] 摘要利用1948～2008年NCEP/NCAR逐月再分析资料和1958-2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间-频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明:高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1-2年、27-28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1-2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3-4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。
[21]	穆巧珍, 王绍武, 朱锦红, 等. 近百年夏季西太平洋副热带高压的变化 [J]. 大气科学, 2001, 25(6): 788-797. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2001.06.06 URL [本文引用: 1] 摘要利用国家气候中心给出的１９５１～１９９８年副高强度（Ｉｓ）、西界（Ｉｗ）。北界（ＩＮ）３个指数与国家气候中心同期的５００ｈＰａ观测高度场分别作相关分析，并在高度场中分别找出几个有意义的点，用其高度计算副高３个指数Ｉ＇ｓ、Ｉ＇Ｎ和Ｉ＇ｗ，计算出Ｉ＇ｓ与Ｉｓ、Ｉ＇Ｎ与ＩＮ、Ｉ＇ｗ与Ｉｗ的相关系数均大于Ｉｓ、ＩＮ和Ｉｗ与单点高度的相关系数。对ＮＣＥＰ资料作同样分析，结果相同，说明可以利用５００ｈＰａ高度场数值计算副高活动指数。于是利用重建的１８８０～１９５０年北半球高度场资料将副高３个指数向前恢复到１８８０年。对１８８０～１９９９年副高强度、西界、北界作功率谱及小波分析，发现副高强度。北界具 [Mu Qiaozhen, Wang Shaowu, Zhu Jinhong et al.variations of western pacific subtropical high in summer during last hundred years. Chinese journal of atmospheric sciences, 2001, 25(6): 788-797.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2001.06.06 URL [本文引用: 1] 摘要利用国家气候中心给出的１９５１～１９９８年副高强度（Ｉｓ）、西界（Ｉｗ）。北界（ＩＮ）３个指数与国家气候中心同期的５００ｈＰａ观测高度场分别作相关分析，并在高度场中分别找出几个有意义的点，用其高度计算副高３个指数Ｉ＇ｓ、Ｉ＇Ｎ和Ｉ＇ｗ，计算出Ｉ＇ｓ与Ｉｓ、Ｉ＇Ｎ与ＩＮ、Ｉ＇ｗ与Ｉｗ的相关系数均大于Ｉｓ、ＩＮ和Ｉｗ与单点高度的相关系数。对ＮＣＥＰ资料作同样分析，结果相同，说明可以利用５００ｈＰａ高度场数值计算副高活动指数。于是利用重建的１８８０～１９５０年北半球高度场资料将副高３个指数向前恢复到１８８０年。对１８８０～１９９９年副高强度、西界、北界作功率谱及小波分析，发现副高强度。北界具
[22]	安芷生, 刘晓. 东亚季风气候的历史与变率 [J]. 科学通报, 2000, 45(3): 238-249 Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>东亚季风的变迁可视为太阳辐射条件下, 全球大气海洋陆地和冰系统相互作用在东亚地区的表现. 干冷冬季风和暖湿夏季风优势期的相互交替反映了东亚季风的历史. 高分辨率的黄土高原风尘序列研究揭示了东亚季风至少自7.2 Ma 前开始建立. 青藏高原的脉动对东亚季风变迁有重要影响, 数值模拟实验说明, 高原隆升对东亚冬季风的影响远大于对夏季风的影响. 末次冰期旋回气候记录显示了东亚季风气候千年或更短时间尺度的变率和不稳定性的特征. 北半球高纬冷空气活动穿越赤道的气流和ENSO 活动影响着东亚季风气候的变率. 有必要加强高分辨率季风气候记录的年代学和古气候替代性指标的研究,将东亚季风环境整体系统置于全球变化框架中, 研究各因子相互作用或相互耦合的过程, 以深入认识东亚古季风变迁的规律和变化机制.</p> .[An Zhisheng, Liu Xiao. The history and variations of eastAsian monsoon climate. Chinese Science Bulletin, 2000, 45(3): 238-249.] Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>东亚季风的变迁可视为太阳辐射条件下, 全球大气海洋陆地和冰系统相互作用在东亚地区的表现. 干冷冬季风和暖湿夏季风优势期的相互交替反映了东亚季风的历史. 高分辨率的黄土高原风尘序列研究揭示了东亚季风至少自7.2 Ma 前开始建立. 青藏高原的脉动对东亚季风变迁有重要影响, 数值模拟实验说明, 高原隆升对东亚冬季风的影响远大于对夏季风的影响. 末次冰期旋回气候记录显示了东亚季风气候千年或更短时间尺度的变率和不稳定性的特征. 北半球高纬冷空气活动穿越赤道的气流和ENSO 活动影响着东亚季风气候的变率. 有必要加强高分辨率季风气候记录的年代学和古气候替代性指标的研究,将东亚季风环境整体系统置于全球变化框架中, 研究各因子相互作用或相互耦合的过程, 以深入认识东亚古季风变迁的规律和变化机制.</p>
[23]	郭其蕴. 东亚夏季风强度指数及其变化的分析 [J]. 地理学报, 1983, 38(3): 207-217. https://doi.org/10.11821/xb198303001 URL [本文引用: 1] 摘要正我国位于季风气候区域区,季风一直为我国气象学者所重视。但过去由于资料短缺,只能通过一些个例或平均资料的分析来研究我国的季风气候,不能了解季风的变化。目前地面和高空资料,都已连续累积了30多年,因此有可能对季风在近三十年的变化进行 [Guo Qiyun. The summer monsoon intensity index in eastAsian and its variation. Acta Geophica Sinica, 1983, 38(3): 207-217.] https://doi.org/10.11821/xb198303001 URL [本文引用: 1] 摘要正我国位于季风气候区域区,季风一直为我国气象学者所重视。但过去由于资料短缺,只能通过一些个例或平均资料的分析来研究我国的季风气候,不能了解季风的变化。目前地面和高空资料,都已连续累积了30多年,因此有可能对季风在近三十年的变化进行
[24]	施能. 近40年东亚冬季风强度的多时间尺度变化特征及其与气候的关系 [J]. 应用气象学报, 1996, 7(2): 175-182. URL 摘要文章利用季风强度指数研究了４０年冬季１月份东亚季风强度趋势，年际、十年际变化特征及其与我国冬季天气气候的关系。结果指出，东亚冬季风的年际变化、年代际变化与我国冬季天气气候关系密切。 [Shi Neng. Features of the eastAsian winter monsoon intensity on multiple time scale in recent 40 years and their relation to climate. Quarterly journal of applied meteorology, 1996, 7(2): 175-182.] URL 摘要文章利用季风强度指数研究了４０年冬季１月份东亚季风强度趋势，年际、十年际变化特征及其与我国冬季天气气候的关系。结果指出，东亚冬季风的年际变化、年代际变化与我国冬季天气气候关系密切。
[25]	施能, 朱乾根, 吴彬贵. 近40年东亚夏季风及我国夏季大尺度天气气候异常 [J]. 大气科学, 1996, 20(5): 575-583. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1996.05.08 Magsci 摘要定义了一个反映东亚夏季大尺度季风强度的指数，计算了夏季逐月及季的东亚季风指数（1873～1989年）。用近40年资料研究了东亚夏季风与我国夏季大尺度天气的关系。指出，强夏季风时，我国夏季大范围高温。东亚夏季风与我国夏季降水的关系则表现在夏季雨带的南北位置上。强夏季风时，雨带偏北。夏季雨带位置偏南均与弱季风有关。长江中下游夏季的涝年与弱季风有关，而强夏季风时，长江中下游经常是旱年。最后，研究了强、弱夏季风年时的北半球500 hPa环流异常特征，结果表明，东亚夏季风强度是造成我国夏季气温、降水异常的主要原因。 [Shi Neng, Zhu Qiangen, Wu Bingui. the east Asian summer monsoon in relation to summer large scale weather climateanomaly in china for 40 years. scientia atmospheric sinica, 1996, 20(5): 575-583.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1996.05.08 Magsci 摘要定义了一个反映东亚夏季大尺度季风强度的指数，计算了夏季逐月及季的东亚季风指数（1873～1989年）。用近40年资料研究了东亚夏季风与我国夏季大尺度天气的关系。指出，强夏季风时，我国夏季大范围高温。东亚夏季风与我国夏季降水的关系则表现在夏季雨带的南北位置上。强夏季风时，雨带偏北。夏季雨带位置偏南均与弱季风有关。长江中下游夏季的涝年与弱季风有关，而强夏季风时，长江中下游经常是旱年。最后，研究了强、弱夏季风年时的北半球500 hPa环流异常特征，结果表明，东亚夏季风强度是造成我国夏季气温、降水异常的主要原因。
[26]	Tao S Y, Chen L X. The east Asian summer monsoon proceedings of international conference on monsoon in the far east [A].Tokyo, 1985, Nov. 5-8, 1-11. [本文引用: 1]
[27]	Webster P J, Yang S. Monsoon and ENSO: Selectively interactive systems [J]. Quarterly Journal of Royal Meteorological Society, 1992, 118: 877-926. https://doi.org/10.1002/qj.49711850705 URL [本文引用: 1] 摘要 Not Available
[28]	龚道溢, 周天军, 王绍武. 北大西洋涛动变率研究进展 [J]. 地理科学进展, 2001,16(3):413-420. https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-8166.2001.03.018 URL [本文引用: 1] 摘要介绍了近年来北大西洋涛动研究的最新进展。NAO指数序列的建立取得了很多成果，包括一些观测气象记录的序列以及利用树木年轮、冰芯等代用资料建立的近300多年的序列，这些长的序列显示NAO不仅有突出的年际变率，也有显著的年代际变率。总结了NAO对地面温度、降水、北大西洋飓风和北半球臭氧等影响的一些研究成果。NAO的低频变率可能与气候系统内部的相互作用以及外部强迫有关。许多模拟研究发现NAO与温盐环流有密切的联系，但是这种关系还有待观测资料的证实。全球气候变暖也可能是影响NAO变率的一个不可忽视的因素。 [Gong Daoyi, Zhou Tianjun, Wang Shaowu. Advance in the studies on north atlantic oscillation (nao). Advance in earth sciences, 2001, 16(3): 413-420.] https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-8166.2001.03.018 URL [本文引用: 1] 摘要介绍了近年来北大西洋涛动研究的最新进展。NAO指数序列的建立取得了很多成果，包括一些观测气象记录的序列以及利用树木年轮、冰芯等代用资料建立的近300多年的序列，这些长的序列显示NAO不仅有突出的年际变率，也有显著的年代际变率。总结了NAO对地面温度、降水、北大西洋飓风和北半球臭氧等影响的一些研究成果。NAO的低频变率可能与气候系统内部的相互作用以及外部强迫有关。许多模拟研究发现NAO与温盐环流有密切的联系，但是这种关系还有待观测资料的证实。全球气候变暖也可能是影响NAO变率的一个不可忽视的因素。
[29]	Morlet J. Wave propagation and sampling theory and complex wave. Geophysics, 1982, 47(2): 222-236. [本文引用: 2]
[30]	Torrence C, Compo G P. A practical guide to wavelet analysis [J]. Bulletin of the American Meteorological Society. 1998. 79(1): 61-78. URL [本文引用: 2]
[31]	赵振国, 朱艳峰, 柳艳香, 等. 1880-2006年中国夏季雨带类型的年代际变化特征 [J].气候变化研究进展, 2008, 4: 95-100. URL Magsci [本文引用: 1] 摘要利用1880-2006年中国东部地区夏季降水量及1951-2006年中国160个站夏季降水量和北半球大气环流资料，在夏季降水分型的基础上，研究了夏季雨型的年代际变化规律，分析了夏季各类雨型所对应的北半球500 hPa环流场的主要特征。结果表明：东部季风区和西部区存在着20～40 a左右的年代际振荡趋势，东北区则表现为明显的15 a左右的年代际变化特点；东部季风区四类雨型东亚大气环流差异显著，西部区二类雨型和东北区二类雨型欧亚大气环流的配置基本都相反。 [Zhao Zhenguo, Zhu Yanfeng, Liu Yanxiang et al. Decadal Variation of Summer Rain-Pattern in ChinaDuring 1880- 2006. Advances in Climate Change Research, 2008, 4: 95-100.] URL Magsci [本文引用: 1] 摘要利用1880-2006年中国东部地区夏季降水量及1951-2006年中国160个站夏季降水量和北半球大气环流资料，在夏季降水分型的基础上，研究了夏季雨型的年代际变化规律，分析了夏季各类雨型所对应的北半球500 hPa环流场的主要特征。结果表明：东部季风区和西部区存在着20～40 a左右的年代际振荡趋势，东北区则表现为明显的15 a左右的年代际变化特点；东部季风区四类雨型东亚大气环流差异显著，西部区二类雨型和东北区二类雨型欧亚大气环流的配置基本都相反。
[32]	陈红, 薛峰. 东亚夏季风和中国东部夏季降水年代际变化的模拟 [J]. 大气科学, 2013, 37(5): 1143-1153. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2012.12130 Magsci [本文引用: 1] 摘要利用中国科学院大气物理研究所发展的第四代大气环流模式模拟了1970年代末东亚夏季风和相关的中国东部夏季降水年代际变化。结果表明,在给定的观测海温强迫下,模式能模拟出东亚夏季风的年代际减弱及相关的环流场变化,包括东亚沿海的偏北风异常以及西太平洋副高的形态变化,模式还较好再现了中国东部夏季降水的雨型变化,即长江流域降水偏多,而华北和华南偏少,但位置略偏南。基于奇异值分解(SVD)的分析表明,热带海洋变暖是这次东亚夏季风的年代际减弱的主要因素,这与太平洋年代际振荡(PDO)在1970年代末期的位相转变有关。此外,模式还较好模拟了长江流域的变冷趋势,进而减弱了海陆温差,使东亚夏季风减弱。 [Chen Hong, Xue Feng. Numerical simulation of the decadal variations in the East Asian summer monsoon and summer rainfall in eastern China. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2013, 37(5): 1143-1153.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2012.12130 Magsci [本文引用: 1] 摘要利用中国科学院大气物理研究所发展的第四代大气环流模式模拟了1970年代末东亚夏季风和相关的中国东部夏季降水年代际变化。结果表明,在给定的观测海温强迫下,模式能模拟出东亚夏季风的年代际减弱及相关的环流场变化,包括东亚沿海的偏北风异常以及西太平洋副高的形态变化,模式还较好再现了中国东部夏季降水的雨型变化,即长江流域降水偏多,而华北和华南偏少,但位置略偏南。基于奇异值分解(SVD)的分析表明,热带海洋变暖是这次东亚夏季风的年代际减弱的主要因素,这与太平洋年代际振荡(PDO)在1970年代末期的位相转变有关。此外,模式还较好模拟了长江流域的变冷趋势,进而减弱了海陆温差,使东亚夏季风减弱。
[33]	夏军, 苏人琼, 何希吾, 等. 中国水资源问题与对策建议 [J]. 中国科学院院刊, 2008, 23(2): 116-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3045.2008.02.010 URL [本文引用: 1] 摘要我国水资源供需矛盾突出,发展态势十分严峻.切实加强水资源综合管理、提高水资源利用效率,建设水资源安全保障的科技支撑体系,关系到我国全面建设小康社会的大局.建议尽快制定2l世纪中国水资源安全保障国家规划;加强国家水资源安全保障科技基础平台与科技支撑能力建设,加强重大水问题的科学研究和重大水利工程的科学论证;打破部门分割、地区分割,开展流域水资源综合管理的体制改革与制度创新;实施黄淮海区域节水试验示范区建设计划,推动我国资源节约型社会的建设. [Xia Jun, Su Renqiong, He Xiwu et al. Water resources problems in China and their countermeasures & suggestions. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2008, 23(2): 116-120.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3045.2008.02.010 URL [本文引用: 1] 摘要我国水资源供需矛盾突出,发展态势十分严峻.切实加强水资源综合管理、提高水资源利用效率,建设水资源安全保障的科技支撑体系,关系到我国全面建设小康社会的大局.建议尽快制定2l世纪中国水资源安全保障国家规划;加强国家水资源安全保障科技基础平台与科技支撑能力建设,加强重大水问题的科学研究和重大水利工程的科学论证;打破部门分割、地区分割,开展流域水资源综合管理的体制改革与制度创新;实施黄淮海区域节水试验示范区建设计划,推动我国资源节约型社会的建设.

气候变化对中国东部季风区水资源脆弱性的影响评价

2015

... 目前,全球气候变化及其影响是水文水资源及气候领域的研究热点,已经成为国际上普遍关心的问题,全球气候变化对水循环及水文过程变化的影响在许多地方都有明显的反映,这也是中国可持续发展面临的重大战略问题^[1~5].干旱向湿润转变的过渡区的水资源变化及成因分析更是当前亟需解决的问题,也是水文科学研究的前沿课题^[6~9].在气候变化和人类活动的双重影响下,黄河中游径流量出现了明显减少^[10],黄河中游径流量的减少一方面是人类活动的影响,农作物灌溉和城市工业及生活用水主要是从河道中引水^[11~13],随着人口的增加和工农业的发展,引水量呈现出明显的增加趋势,再有就是水土保持工作的开展,植被的增加和淤地坝的建设都扩大了拦蓄的水量,更多的通过蒸发蒸腾作用进入大气中,减少了河川汇聚的水量^[14,15].另一方面,气候的变化也是导致黄河中游水量减少的一个重要原因^[16],这个区域恰好位于季风气候区的西部边缘带上,季风的波动与本区的气候尤其是降水间存在必然的联系,间接导致径流量的变化,近半个世纪,季风呈现出明显减弱的趋势^[17,18],这导致从太平洋输送进入陆地的水汽明显减少,从而通过降水转化成的径流减少^[6].在水资源严重不足的情况下,我们需要分析这种减少趋势是否在整个黄河中游都有反映,以及这种趋势在何时将发生变化. ...

气候变化对中国东部季风区水资源脆弱性的影响评价

2015

气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战

2011

气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战

2011

Hydrologic effects of climatic change in west-central Canada.

1994

气候变化对黄河中游水文水资源影响的关键问题研究[D]

2006

气候变化对黄河中游水文水资源影响的关键问题研究[D]

2006

气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

2013

气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

2013

Temporal variation in summer monsoon intensity since 873 and its influence on runoff in the drainage area between Hekouzhen and Longmen, Yellow River basin, China

2012

... [6].在水资源严重不足的情况下,我们需要分析这种减少趋势是否在整个黄河中游都有反映,以及这种趋势在何时将发生变化. ...

A coupled synoptic-hydrological model for climate change impact assessment

1994

The hydrological response of catchments to simulated changes in climate

1996

A regional investigation of climate change impacts on UK streamflows

1997

1919-2010 年黄河上中游区径流量变化分析

2014

1919-2010 年黄河上中游区径流量变化分析

2014

Sustainability analysis for Yellow River water resources using the system dynamics approach

2002

气候和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率

2013

气候和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率

2013

泾河流域近50 年来的径流时空变化与驱动力分析

2011

泾河流域近50 年来的径流时空变化与驱动力分析

2011

水土保持对黄河流域水资源承载力的影响

2010

水土保持对黄河流域水资源承载力的影响

2010

黄河流域水土保持定额减水研究

2005

黄河流域水土保持定额减水研究

2005

Response of stream flow to climate changes in the Yellow River Basin, China

2011

1873~2000年东亚夏季风变化的研究

2004

... 黄河中游为干旱向湿润转变的过渡区,位于地貌二级阶梯的前沿,是夏季风和西风带共同的边缘带,这里的气候表现为大陆性季风气候.同时,黄河中游也处于西风带控制范围内,西风带所输送的水汽对于本区的降水-径流过程也有一定影响.根据观测,过去70 a,中国东部季风区的降雨量和地表水资源量都呈现出不同程度的减少趋势.由于受不同环流因子的影响,西部地区的降雨和水资源又表现出增加的趋势,在全球显著变暖和水循环加快的背景下,中国西北部部分地区出现了明显地从暖干向暖湿趋势的转变,这表明全球变暖后有利于西北部地区的南风增强,促进水汽向北输送,这一过程是全球显著变暖驱动水循环过程加快的结果^[19].同时,前人研究表明,夏季风和中纬度西风都存在明显的周期变化^[17,20],这种周期转换对黄河中游径流量的影响方面的研究还不够.另外,西太平洋副高也是一个不容忽视的因素,其与夏季风配合共同影响太平洋向中国陆地的水汽输送^[17,21],它的周期性变化也必然对黄河中游径流量产生影响.因此,研究夏季风等多个大气环流因子对于黄河中游径流周期变化的影响,不仅在未来水资源的合理调配上具有现实意义,同时有助于深化不同环流因子对季风-西风带过渡区水资源丰枯变化的诱发机制的理解,有助于推动水循环及水资源科学的发展. ...

... [17,21],它的周期性变化也必然对黄河中游径流量产生影响.因此,研究夏季风等多个大气环流因子对于黄河中游径流周期变化的影响,不仅在未来水资源的合理调配上具有现实意义,同时有助于深化不同环流因子对季风-西风带过渡区水资源丰枯变化的诱发机制的理解,有助于推动水循环及水资源科学的发展. ...

1873~2000年东亚夏季风变化的研究

2004

未来百年东亚夏季降水和季风预测的研究

2009

... 为定量估计东亚夏季风的强度,不同的研究者从降雨、气压对比和风场等几个方面出发,提出了不同的夏季风强度指标^[22~27].其中,郭其蕴^[23]的指标从季风的形成机制出发,考虑了海陆气压的差异,根据海陆气压的对比建立夏季风强度指标,根据7月海陆热力的差异计算了1873~1980年夏季风7月强度指数,之后又将该时间序列的夏季风强度指数延伸到了2000年,计算的月份改为6~8月,孙颖等^[18]在该基础之上将该序列延长至2011年,因此,将采用上述的1873~2011年共计139年的I_SM来做周期性分析. ...

未来百年东亚夏季降水和季风预测的研究

2009

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

2003

... 黄河中游的降雨产流的水汽来源还可能受到西太平洋副高和西风带的影响,穆巧珍等^[19]建立了西太平洋副高指数强度、北界和西界等序列值,这里引用了其中的强度和西界序列值,时间段为1919~1999年.西风带有2条主要的路线,一是沿着青藏高原北部从西向东输送水汽,二是从阿勒泰山向东输送水汽,由于北大西洋涛动（NAO）是反映中纬西风强弱的一个主要参数,因此本文采用NAO指数,所取时间段为1950~2011年,北大西洋涛动指数越大,西风带向东输送水汽越多,反之则越少^[26]. ...

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

2003

高原季风对500hPa 中纬度西风带活动的影响

2010

高原季风对500hPa 中纬度西风带活动的影响

2010

近百年夏季西太平洋副热带高压的变化

2001

近百年夏季西太平洋副热带高压的变化

2001

东亚季风气候的历史与变率

2000

东亚季风气候的历史与变率

2000

东亚夏季风强度指数及其变化的分析

1983

东亚夏季风强度指数及其变化的分析

1983

近40年东亚冬季风强度的多时间尺度变化特征及其与气候的关系

1996

近40年东亚冬季风强度的多时间尺度变化特征及其与气候的关系

1996

近40年东亚夏季风及我国夏季大尺度天气气候异常

1996

近40年东亚夏季风及我国夏季大尺度天气气候异常

1996

Nov.

1985

Monsoon and ENSO: Selectively interactive systems

1992

北大西洋涛动变率研究进展

2001

... 夏季风的强弱变化是决定中国中东部南北降雨多寡的关键性因素^[31,32].1873~2011年,夏季风强度指数在时间上的变化可以划分为4个时期：1873~1885年之间的高值期,1886~1898年的低值期,1899~1965年的高值期及之后的低值期(图3).20世纪60年代前后的季风变化比较明显,70年代以后季风明显减弱.从整体来看,前期随时间变化不存在明显的趋势,只是在70年代后出现突变,存在明显的减弱,这可能也是导致中国中东部水资源减少的主因^[33].从全局小波波谱中可以看出,在置信范围内具有2个明显的功率峰值,分别位于40 a和80 a,这与郭其蕴提出的东亚夏季风40 a和80 a的周期性变化吻合^[28],中国东部降水的周期性变化对这2个周期具有明显的响应^[29,30].夏季风的80 a周期变化与黄河中游3个区间径流量的80 a周期完全一致,说明季风对黄河中游径流量的80 a周期具有主导性,除此之外,夏季风在1960~1970年还有一个能量不太显著的8~10 a的周期变化.夏季风的周期性变化对于中国中东部降雨具有重要意义,夏季风强时,不仅输送更多的水汽,其向内陆深入也更多,覆盖更为广阔的区域,因此在80 a长周期上,夏季风能够覆盖整个研究区,使得黄河中游3个区间的径流量都表现出相应的80 a周期.季风减弱后,从东部输送的水汽减少,覆盖的范围也大大缩小,导致黄河中游河龙区间的径流量明显减少,但其它区间的径流量并没有出现趋势性转变,说明黄河中游径流量的周期性变化可能不仅仅受到夏季风的影响,还有其它因素作用于研究区的径流量的周期性变化. ...

北大西洋涛动变率研究进展

2001

Wave propagation and sampling theory and complex wave.

1982

... 小波分析是一种能够将信号通过二维扩展,在时频两域表现局部特征的数学方法,是一种窗口大小固定不变,但其形状可以改变的时频局部化分析方法.可以看到每一时刻在各周期中所处的位置,能够更好地分析序列随时间的变化情况.近年来被广泛应用于气候、水文的多尺度分析研究中,目前广泛使用的小波函数有Haar、Mex icanhat、Morlet、Meyer、Daubechies等.研究的序列是一个随时间变化的径流过程,波峰和波谷分别对应径流的丰、枯变化,因此选用与其形态相近的Morlet小波, 它是一种复数小波^[29,30].研究表明,与实型小波相比,复数小波能更真实地反映时间序列各尺度大小及其在时域中的分布,Morlet小波定义为： ...

A practical guide to wavelet analysis

1998

1880-2006年中国夏季雨带类型的年代际变化特征

2008

1880-2006年中国夏季雨带类型的年代际变化特征

2008

东亚夏季风和中国东部夏季降水年代际变化的模拟

2013

东亚夏季风和中国东部夏季降水年代际变化的模拟

2013

中国水资源问题与对策建议

2008

中国水资源问题与对策建议

2008

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夏季风等环流因子对黄河中游径流量周期变化的影响

Effects of Summer Monsoon and Other Atmospheric Circulation Factors on Periodicities of Runoff in the Middle Huanghe River During 1919-2010

1 研究区概况

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

2.2 研究方法

3 黄河中游径流量的变化

3.1 径流量的年际变化特征与趋势

3.2 径流量的周期变化特性

3.3 径流量周期变化的影响因素

3.4 径流量与影响因素间的多元回归分析

4 结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

参考文献

原文顺序

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