黄河流域降水序列变化的小波分析

北京大学学报（自然科学版）

黄河流域降水序列变化的小波分析

邵晓梅¹,许月卿²,严昌荣^3,4

¹中国土地勘测规划院，国土资源部土地利用重点实验室，北京，100035；²中国农业大学资源与环境学院土地资源管理系，北京，100094；³中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京，100081；⁴通讯联系人

收稿日期:2005-08-26 出版日期:2006-07-20 发布日期:2006-07-20

Wavelet Analysis of Rainfall Variation in the Yellow River Basin

SHAO Xiaomei¹, XU Yueqing², YAN Changrong^{3, 4}

¹Key Laboratory of Land Use, Ministry of Land and Resources, China Land Surveying & Planning Institute, Beijing, 100035; ²Department of Land Resource and Administration, College of Resources and Environment, China Agricultural University, Beijing, 100094; ³Institute of Agricultural Environment and Sustainable Development, CAAS, Beijing, 100081; ⁴Corresponding Author

Received:2005-08-26 Online:2006-07-20 Published:2006-07-20

摘要/Abstract

摘要： 采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料，在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上，采用墨西哥帽小波函数，对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析，揭示了黄河流域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期和突变点，并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约，又受地形等地理环境的影响，造成明显的地区性差异；黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替，表现出明显的周期特征，其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显，夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性，不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合，说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构，为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。

关键词: 降水, 变化, 小波分析, 黄河流域

Abstract: The Yellow River Basin is located in the arid and semi - arid region in the north of China, where is less river runoff and precipitation is the basis source of water resources , the basin is with seriously scarce water resources in China, even less in the world. Based on the monthly and annual rainfall data from 1961 to 2000 of 97 weather stations, the spatial structure and changes of rainfall and the multi-time scales characteristics of seasonal and annual rainfall in the past 40 a in the Yellow River Basin had been analyzed using Mexican Hat wavelet analysis in this report. The periodic oscillation of rainfall variation and the points of abrupt change at different time scales along the time series are discovered and the main periods of every serial are confirmed. It was showed that the distribution of rainfall in the Yellow River Basin had obviously regional difference, which was influenced not only by the weather system but also by the geographical environment such as topography, etc; there are obvious periodic oscillation of 8-12 a and 4-6 a for the seasonal and annual rainfalls variation. The variation trend of the summer rainfall is similar in some degree with that of the annual rainfall and both of them have the comparable main periods. The localization characteristics of time - frequency for wavelet analysis can demonstrate the detailed structures of rainfall. The wavelet analysis can be an alternative approach to analyze climate multi-time scales characteristics and forecast short-term climate variations.

Key words: rainfall, variation, wavelet analysis, Yellow River Basin

中图分类号:

K903

邵晓梅,许月卿,严昌荣. 黄河流域降水序列变化的小波分析[J]. 北京大学学报（自然科学版）.

SHAO Xiaomei,XU Yueqing,YAN Changrong. Wavelet Analysis of Rainfall Variation in the Yellow River Basin[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis.

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[1]	邹易, 赵一阳, 蒙吉军. 气候变化背景下黑河流域“三生”空间转型对生态环境质量的影响[J]. 北京大学学报自然科学版, 2024, 60(3): 528-538.
[2]	孙亚伟, 吴振鹏, 黎立页, 张庆红. 青藏高原1981—2015年暖季降水变化趋势: 受控于大尺度环流型变化[J]. 北京大学学报自然科学版, 2024, 60(1): 133-144.
[3]	刘佳驹, 李金城, 郭怀成, 袁鹏, 李政, 张扬, 王志勇. 基于人工神经网络的雅鲁藏布江水化学变化趋势研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(6): 1043-1051.
[4]	吴雅珍, 李丹阳, 张霖, 戴瀚程. 气候变化对空气污染影响的模拟研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(5): 854-870.
[5]	刘亚, 杨海军. 夏季热带印度洋季节内振荡的北向传播特征[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(4): 569-580.
[6]	林来昌, 谢蓉蓉, 吴如林, 李家兵. 闽江感潮河段2018—2020年枯水期DOM图谱及特征参数影响[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(4): 639-648.
[7]	汤颖颖, 吴秀芹. 广西岩溶碳汇对气候变化和石漠化治理措施的响应[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(2): 189-196.
[8]	张扬, 付正辉, 张雅然, 郭怀成, 姜霞, 王书航. 气候变化情景下流域水环境承载力评估方法研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(2): 242-250.
[9]	张慕琪, 闻新宇, 包赟, 屈永霖. 基于人工神经网络开发中国地区统计降尺度气候预估数据[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(2): 221-233.
[10]	吴伟伟, 李培军. 基于Landsat数据和农田概率时间序列子序列的退耕监测方法[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(2): 271-281.
[11]	白倩倩, 梁恩航, 王婷, 王佳文. 洞庭湖表层水温变化特征及其对气候变化的响应[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(2): 345-353.
[12]	胡烨婷, 李天宏. 基于SD-CA模型的快速城市化地区土地利用空间格局变化预测[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(2): 372-382.
[13]	陈文华, 徐娟, 李双成. 滇西山地城市水源涵养功能研究——以保山市为例[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(6): 1153-1160.
[14]	程鹏, 李明远, 楼凯, 秦华鹏. 深圳河湾流域溢流污染规律及其对海湾水质的影响[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(1): 132-142.
[15]	张新悦, 冯禹昊, 曾辉, 唐志尧. 1982—2014年华北及周边地区生长季NDVI变化及其与气候的关系[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(1): 153-161.