黄河流域降水序列变化的小波分析
基于小波分析的黄河河川径流变化规律研究
基于小波分析的黄河河川径流变化规律研究
刘俊萍;田峰巍;黄强;佟春生
【期刊名称】《自然科学进展》
【年(卷),期】2003(013)004
【摘要】采用Morlet小波函数,分别对黄河上、中、下游河川径流序列进行小波分析,揭示了黄河上、中、下游河川径流变化多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下的径流序列变化周期和丰枯突变点.通过小波方差检验,得出黄河上、中、下游径流变化第一主周期均为22年.经径流变化趋势分析,预测黄河上、中、下游大约在2003～2012年均将处于偏丰期,结果表明上、中、下游河川径流变化具有同步性.
【总页数】5页(P383-387)
【作者】刘俊萍;田峰巍;黄强;佟春生
【作者单位】西安理工大学水利水电学院,西安,710048;西安理工大学水利水电学院,西安,710048;西安理工大学水利水电学院,西安,710048;西安理工大学水利水电学院,西安,710048;华北工学院分院,太原,030008
【正文语种】中文
【中图分类】TV12
【相关文献】
1.黄河上游河川径流变化多时间尺度分析 [J], 刘俊萍;田峰巍;黄强
2.基于小波分析的黄河源区年径流变化分析 [J], 孙妍;蔡延宾
3.雅鲁藏布江干流河川径流变化的小波分析 [J], 徐克兵
4.雅鲁藏布江河川径流变化的季节性规律研究 [J], 钱晓燕;袁鹏;邵骏;颜志衡
5.基于小波分析的黄河上游径流变化周期研究 [J], 张代青;高军省
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
黄河流域天然径流量与气候因子的小波分析
Ｗ ａ ｅｅ ａ ｙ ｉ ｆＮａ ｕｒ ｌＲｕｎ ｆ ｎｄ Ｃｌｍ ａ ｉ ｃ ｏ ｓ ｉ ｈ ｌｏ Ｒｉ ｅ ｓｎ ｖ ｌ ｔＡｎ ｌ ｓｓ ｏ ｔ ａ Ｏ ｆａ ｉ ｔｃ Ｆａ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ Ｙｅ ｌ ｗ ｖ ｒ Ｂａ ｉ
Ｃ Ｎ Ｘｉｏｑｕ ，ＹＵ Ｙａ ｇｐｎ ＩＪｎ ，Ｌ Ｕ Ｌ ’ Ｉ ｉ ｅ ｇ ＨＥ ａ — ｉ ｎ —ｉｇ ，Ｌ ｉｇ Ｉ ｉ，Ｌ Ｕ ｊ— ｎ ２ ｆ
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ｕｓｎ ｎ ｕ ｌｍｅ ｎ ａｒ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ，ｐ ｅ ｉ ｉ ｔ ｎ，ｆｅ ｔ ｒｓ ｒ ｃ ｖ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｌｒ ｎ ｆ ｔ ｒ ｍ ９ １ ｔ ０ ｎ ｓｘ ｗａ ｅ ｓｒ ｃ ｉ ｇ ａ ｎ ａ ａ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｒ ｃｐ ｔ ｉ ａｏ ｒ ｅ ｗａｅ ｕ ｆ ｅ ｅ ａ ｏ ａ ｉ ｎ ａｕ ａ ｕ ｏ ｄａａ ｆｏ １ ６ ｏ ２ ０５ ｉ ｉ ｔ ｒ ａ ｏ ｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ｒ ｇ ｏ ｓ ｏ ｅ Ｙｅｌ ｗ ｖ ｒｂ ｓ ｎ ａ ｄ ｗａ ｅ ｅ ｎ ｙ ｉ ｔ ｏ ｅ ｏ ｒ ｅ ｅ ｉ ｎ ｆｔ ｌｏ Ｒｉ ｅ ａ ｉ ｎ ｖ ｌｔａ ａ ｓｓ ｍｅ ｈ ｄ，ｗｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｐ ｒｏ ｓｏ ｌ ｔ ａ ｔ ｒ ｎ ａ ｕ ａ ｕ ｏ ｔ ｌ ｐ ｅ ｔ ｈ ｌ ｉｃ ｓ ｅ ｅ ｄ ｆｃｉ ｉ ｆ ｃｏ ｓ ａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｒ ｎ ｆ ａ ｔ ｌ ｉ ｉ ｍａ ｃ ｌ ｍｕ ｉ ｍｅ ｓ ａ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅｒ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｓ Ｔ ｅ ｃｉ ｔｃｆ ｃ ｏ ｓｓ ｏ ｔ ａ ｉ ｅ ｏ ｓ ａ ｅａ ｏ ｎ ７，ａ ｄ １ ｅ ｒ ，ｗｈ ｒ ａ ｈ ｉ ｅｉ ｄ ｆ ｔ ｒ ｎ ｃ ｓ ｎ ｈ ｉ ｅ ａ ｉｎ ｈ ｐ ． ｈ ｌ ｌ ｍａ ｉ ａ ｔ ｒ ｈ ｗ ｈ ｔｍａ ｎ ｐ ｒ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ３， ｉ ｎ ８ ｙ ａｓ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｐ ｒｏ ｓ ｏ ｕ ａ ａ — ｎａ ｌ ｎ ａ ｎ ｆ ａ ｅａ ｏ ｎ ｕ ｒ ｏ ｕ ｄ ３，６，ａ ｄ １ ｅ ｒ ．Ｔ ｅ ｗａ ｅｅ ｓｃ ｏ ｓｃ ｒｅａ ｉｎ ｂ ｔ ｅ ｒ ｃｐ ｔｔ ｎ ａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｎ ｆ ｏ ｉ ｖ ｔ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｌ ｕ ｒ ｒ ｎ ８ ｙ ａ ｓ ｈ ｖ ｌ ｔ ｒ ｓ ｏ ｒ ｌ ｔ ｅｗｅ ｎ ｐ ｅ ｉ ｉａｉ ｎ ａｕ ａ ｒ ｏ ｉ ｐ ｓｔ ｅ ｗｉ ｅ ｅ ｇ ｏ ｃ ｎ ｒ — ｏ ｏ ｌｕ ｓ ｉ ｈ ｔ ｎ ｓ ａ ｅ ｆ３ ａ ｄ ６ ｙ ａ ｓ ｎ ｃ ｎ ｒ ｔ ｈ ｖ ｌ ｔ ｒ ｓ ｏｒ ｌ ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｎ ｆ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ｅ ａ ｏ ａｉ ｎ ａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｉ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｒ ．Ｉ ｏ ｔａ ，ｔ ｅ ｗａ ｅｅ ｓｃ ｏ ｓｃ ｒｅ ａｉ ｅｗｅ ｎ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ａ ｕ ａ ｒ ｏ ａ ｄ ｂ ｔ ｅ ｖ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｕ ａ ｏ ｌ ｓ ｏ ｌｕ ｏ ｌ ｒ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ ｔ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｅ ｅ ｇ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｓ ａｅ ｒ ｄ １ ｅ ｒ ｏ ｅ ｅａ ｕ ｅ ａ ｄ ３，１ ｕ ｏ ａ ｅ ａ ｉ ． ｈ ｏ ｓ ｏ ｄ ｎ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉ ｃ ｓ ａ ｅ ６ ａ ８ ｙ ａ ｓ ｆ ｒ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ｖ ｙ ｏ ｌ ｎ ｎ ２，ａ ｄ ２ ｅ ｒ ｏ ｖ ｐ ｒ ｔ ｎ ｎ ０ ｙ ａ ｓ ｆ ｒ ｅ ａ ｏ ａｉ ． ｏ
黄河中游径流变化趋势分析
黄河中游径流变化趋势分析一、引言黄河是中国著名的“母亲河”，是中国的第二大河流，也是世界上重要的、流域范围最大的河流之一。
黄河流域覆盖了中国15个省份和自治区，其流域总面积达75万平方公里，是中国的主要粮食生产区和经济发展区。
黄河的水资源是中国北方地区重要的水源，对于这一地区的生产和生活具有极其重要的意义。
本篇文章主要探讨黄河中游径流变化趋势的分析以及相应的原因。
二、黄河中游径流变化的趋势随着时间的推移，黄河中游径流量发生了不同的变化趋势。
根据气象资料的分析，近30年来黄河中游的径流总量呈现出几个不同的特点。
A. 均值水量的变化近30年来，黄河中游水量的主要特点是呈现出波动式的变化趋势。
1981年至1991年期间，黄河中游的径流总量呈现出逐年上升的趋势，其中1988年的径流总量达到了历史最高水平。
1992年至1996年，黄河中游的径流总量呈现出下降趋势，其中1996年的径流总量降至历史最低水平。
之后，黄河中游的径流总量逐年上升，但不太稳定。
2013年以来表现出下降趋势。
B. 季节性变化黄河中游的径流量在不同的季节中也呈现出了不同的变化趋势。
春季进入河道的雪水和春汛带来了春季径流量的增加，夏季的降雨则给黄河中游的径流量带来了增长。
从2005年起，夏季降雨出现了减少的趋势，但春季径流量的增加趋势仍然存在。
三、黄河中游径流变化的原因分析随着人类经济活动的不断发展，环境因素的变化也随之而来，造成了黄河中游径流变化的原因有很多。
A. 气候变化气候是影响径流量的最主要因素之一。
长期气候变化和短期气候变化都对径流量有着重要的影响。
气候变化会导致气温、降水和蒸发变化等一系列问题。
据气象数据分析，很多地方的气温和降雨量已经发生了一定的变化。
这种变化可能导致水循环变化，进而带来径流变化。
B. 大型水库的建设人类活动的影响也导致了黄河中游径流变化的趋势。
过去几十年中，黄河流域建设了大量的水库，这些水库对黄河中游的径流量造成了一定的影响。
黄河上游兰州站降雨径流序列特性分析
黄河上游兰州站降雨径流序列特性分析摘要：进行降雨和径流变化特性分析研究，可为水资源管理和规划重要依据。
基于黄河上游兰州站2000-2019年降雨径流资料，对降雨和径流进行年际变化特性分析，采用Mann-Kendall法和Pettitt法对降雨径流进行变化趋势和突变分析，利用不均匀系数对降雨径流年内分配进行分析。
结果表明：降雨径流均呈逐年增加趋势，采用Mann-Kendall法和Pettitt法进行综合分析，降雨于2014年发生突变，径流于2005年发生突变。
降雨的年内分配逐渐趋向均匀，径流的年内分配不均匀性逐年增加。
关键词：降雨；径流；变化趋势；突变分析；Mann-Kendall法；Pettitt法0引言降雨和径流均为水文循环的重要环节，径流的主要来源是降雨，且对降雨的变化十分敏感[1]。
伴随着经济社会发展，一系列人类活动对下垫面的影响逐渐加剧，使得流域下垫面条件发生了明显变化[2]。
同时，受全球气候变暖的影响，陆地和海洋的水循环过程发生变化，导致降雨的时空分布发生改变[3]。
降雨是产生径流的主要因素，在人类活动和气候变化的双重作用下，流域水文循环过程发生变化，改变了降雨径流关系。
因此揭示降雨径流变化规律，可为水循环机理研究，流域水资源合理开发高效利用，生态环境治理提供科学的依据。
黄河流域是我国重要的经济发展地区，也是构筑生态屏障的重点地区，是北方地区生存发展的重要支柱，且强有力的制约着经济可持续发展[4]。
黄河上游河段占总河长的63.5%，占总流域面积的51.3%，径流量占全河的62.0%。
黄河流域水土流失问题尤为严重，而近些年来，上游流域水土流失、土地荒漠化等一系列生态问题也逐渐凸显[5]。
黄河径流量自上世纪七十年代发生显著变化，水资源不断减少，上世纪末的断流情况尤为严重。
1材料与方法1.1.流域概况及数据来源黄河流域位于96E~119E，32N~42N之间，河源至内蒙古托克托县河口镇的河段为上游，全长3472km，上游流域面积38.6万km2，平均比降1‰。
黄河流域历史水文变化的模拟分析
黄河流域历史水文变化的模拟分析一、引言黄河是中国第二长河，被誉为“中华母亲河”，是中华民族的象征之一。
黄河流域是中国最早的农业文明发源地之一，拥有丰富的物产资源和人文景观。
然而，黄河流域水文变化与人类活动密切相关，随着经济发展和城市化加速推进，水资源的利用和保护问题在黄河流域日益凸显。
因此，对黄河流域历史水文变化进行模拟分析，既能揭示自然环境的变化规律，又能为当地的水资源管理提供科学依据。
二、黄河流域水文环境分析1.地理环境简介黄河流域是中国北方的主要水系之一，流经青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东等八个省份。
其全长约5464公里，流域面积752700平方公里，年径流量近亿立方米，是中国北方最大的河流。
2.气候环境黄河流域气候为暖温带半干旱气候，明显的干湿季分明。
水文年度从11月1日到次年10月31日。
黄河上游以青藏高原区域性降水为主，流域中下游则遭受不同程度的蒸散发掉水分，平均年总蒸发量为863.8毫米，仅占入流总量的6.2％。
加之强烈的黄土风蚀，导致水土流失加剧，引起河道淤积严重。
三、黄河流域历史水文变化的模拟分析1.流域干旱减少模拟结果表明，20世纪60年代气候发生明显变迁，黄河流域干旱现象明显减少。
根据200年内干旱年数的统计分析结果表明，20世纪60年代以来黄河流域降水条件基本达到了近200年来最优水平。
2. 数值模拟分析根据integrated water balance模型的数值模拟结果揭示了他防1999年以来黄河流域地下水深度与时间之间的关系，表明黄河流域地下水深度明显下降，2000年后地下水深度下降速度较快，而2005年左右为地下水深度下降最为明显的时期。
3.洪水频率和过程的变化通过研究黄河流域极值径流，对于黄河中下游来说，洪水过程和洪水频率出现了一定的变化。
20世纪60年代以后，黄河中下游地区出现了先减小后增大的洪水频率的变化规律。
洪水出现时间的分析结果表明，整个黄河流域的洪水过程逐渐向早春和秋末月份转变。
基于小波变换的黄河宁夏段水沙变化趋势研究
基于小波变换的黄河宁夏段水沙变化趋势研究作者：慕丹丹褚金镝高博来源：《人民黄河》2021年第11期摘要：近年来黄河宁夏河段水沙特性及变化趋势受到大型水库运行调蓄影响，为探明其水沙演变规律，运用累积距平法及小波变换方法系统地分析了黄河下河沿水文站和石嘴山水文站连续63 a年径流量和年输沙量的演变规律。
研究表明：宁夏河段年径流量存在6、9、13、28 a的变化主周期，水沙变化均有下降趋势。
年径流量受龙羊峡水库运行影响，突变点出现在1968年和1986年，1986年的突变强于1968年的。
宁夏河段年输沙量波动是祖厉河、清水河和红柳沟泥沙的汇入导致的。
受刘家峡水库运行影响，年输沙量的突变点出现在1968年，在1968年以后年输沙量未出现明显突变。
关键词：水沙变化;小波变换;趋势;黄河宁夏段中图分类号：P333;TV882.1文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.11.012引用格式：慕丹丹，褚金镝，高博.基于小波变换的黄河宁夏段水沙变化趋势研究[J].人民黄河，2021，43（11）：65-68，75.Evolution Law of the Runoff and Sediment Discharge in Ningxia Reach of the Yellow RiverBased on Wavelet TransformMU Dandan， CHU Jindi， GAO Bo（Ning-Meng Hydrology and Water Resources Bureau， YRCC， Baotou 014000， China）Abstract： In recent years， the characteristics of water and sediment in the Ningxia reach of the Yellow River have been affected by human activities and the operation and storage of large-scale reservoirs. In order to explore the water and sediment evolution laws， the cumulative anomaly method and wavelet transform method were used to analyze the water and sediment evolution laws of runoff and sediment transport for 63 years at the Yellow River Xiaheyan Hydrological Station and Shizuishan Hydrological Station. The research shows that the runoff of the Ningxia section has a main cycle of 6 a， 9 a， 13 a， and 28 a， water and sediment changes have a downward trend. The annual runoff is affected by the operation of Longyangxia Reservoir. The mutation points appeare in 1968 and 1986 and the mutation intensity in 1986 is greater than that in 1968. The reason for the fluctuation of sediment transport in the Ningxia reach is due to the influx of sediment from the Zuli River， Qingshui River and Hongliu Gulley. Affected by the operation of the Liujiaxia Reservoir，the sudden change in the annual sediment delivery occurs in 1968 and there is no obvious sudden change in the annual sediment delivery after 1968.Key words： water and sediment changes; wavelet transform; trend; Ningxia Reach of Yellow River黃河是我国的母亲河，自新中国成立以来，党和国家注重对黄河的治理和开发利用，经过不断的努力，黄河流域水沙治理取得了一定的成效。
水文序列小波周期分析中存在的问题及改进方式
水文序列小波周期分析中存在的问题及改进方式
水文序列小波周期分析中存在的问题及改进方式
应用小波理论与方法对降水、径流等水文过程进行分析和研究是一值得关注的热点领域,但是在这些周期分析的研究中常常忽略了如下几个方面,如有关小波函数容许性条件和随机因素(噪声)对周期检测的干扰作用、水文过程时间序列长度对最终结果的影响范围、是否基于距平值进行小波分析等.文中对如上几个问题进行了深入的分析和讨论,并以兰州降水站为例作了实例验证.结果表明:在水文过程时间序列的小波分析中,应采取消噪等措施来避免噪声的影响,使用Morlet小波分析周期会受到噪声的较大影响,而MexHat小波满足容许性条件,能够较准确的表达水文过程的周期性质,文中给出了水文过程时序的舍取区域,并建议采用距平值分析尽量凸显水文过程序列的实际波动等.
作者：王红瑞叶乐天刘昌明刘来福作者单位：王红瑞,刘昌明(北京师范大学,水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,北京,100875)
叶乐天(北京大学数学科学学院,北京,100871)
刘来福(北京师范大学数学科学学院,北京,100875)
刊名：自然科学进展ISTIC PKU 英文刊名：PROGRESS IN NATURAL SCIENCE 年，卷(期)： 2006 16(8) 分类号： P3 关键词：小波分析水文过程容许条件噪声周期。
黄河水资源情势分析
黄河水资源情势分析*贺伟程中国水利水电科学研究院水资源所1. 引言黄河流域地处我国半干旱、半湿润地区，多年平均降水量在200～600mm之间，水资源先天不足。
随着国民经济和社会迅速发展，人类活动加剧，流域内的水资源情势发生了很大的变化，水供需矛盾突出，生态环境恶化，下游断流日趋严重。
黄河水问题的严重性，已经引起中央领导、有关政府部门的重视以及社会各界的关注。
人类活动对黄河流域水资源的影响表现在两个方面：一是流域内耗水量和流域外引水量不断增加，直接造成各控制断面实测径流的减少，其减少量可以通过还原计算来处理。
二是因工程措施和生物措施改变了流域内的下垫面条件（或许还有气温升高的影响），导致天然产水量的衰减，因其定量困难，在以往的水资源评价工作中没有考虑。
90年代，我国北方河流断流现象严重，引起了水文水利工作者对径流衰减的关注。
最近，河北省水文水资源勘测局采用1956～1997年水文系列，并考虑产水量衰减因素对河＊参加本项工作的有黄永泽、马滇珍、张象明、卢琼和姚念念。
北省水资源量进行了核算，其结果与第一次评价相比，全省降水量只减少2.7％，而地表水资源量减少25％，水资源总量减少14％。
这说明下垫面条件剧变的今天，系列一致性对成果的影响超过了系列代表性的影响。
这次，在以往水资源评价工作的基础上，结合新增的水文数据和水资源公报材料，对黄河流域的水资源量和可利用量重新进行估价；重点分析了天然径流量衰减和河道损失水量增加情况，揭示了黄河断流日益严重的根本原因，供有关部门及关心黄河问题的专家参考。
2 黄河天然年径流衰减分析选择黄河干流兰州站和花园口站作为分析对象。
兰州站控制全流域水量的59％，花园口站控制全流域面积的97％，其分析结果基本上能反映黄河径流的衰减情况。
2.1 分析方法(1) 采用兰州站和花园口站1950～1998年的面降水量和天然径流量数据，分别点绘其年降水径流关系图（图1、图2）。
从图上可以看出，在同量级雨量情况下，80～90年代的点据大多数位于左边，50～60年代点据大多数位于右边，年径流衰减趋势明显。
黄河水文特征
黄河水文特征黄河是中国第二长河，也是全球仅次于尼罗河和亚马逊河的第三大河流，自上游青藏高原发源至下游渤海湾注入海洋，全长约5,464千米。
黄河流域范围广泛，涉及9个省份，占全国土地面积的8.6%。
由于黄河流域地形复杂，气候干旱，水资源短缺，加之近年来气候变化对水文过程产生的影响，黄河水文特征显得十分重要。
一、水文特征在时间上的变化黄河流域的季节性特征明显。
由于季节性降水分布的影响，黄河呈现出以夏季为主、春秋两季次之、冬季最少的降水量分布规律。
造成这种分布规律的原因是黄河流域夏季和早秋季节降水量较大，河道水流加快；而冬季和早春季节降水量较小，航道减弱。
黄河流域洪水主要发生在夏末和秋初时期，因降水量较大加上山区积雪融化引起洪水。
而黄河流域干旱则主要发生在旱季，每年4月中旬至10月下旬是干旱期，其它时间为丰水期。
二、水文特征在空间上的变化黄河流域地形复杂，河道曲折，因此，水文特征在空间上也有很大的变化。
黄河干流以及主要支流的流量均呈现从上游到下游逐渐增加的趋势。
这主要是因为上游地势较高，降雨量较大，加之冰川融化，形成了来自上游的丰河输入，使下游河道水量增加。
此外，黄河也存在分配不均的问题，流域水文变化大，上游地区水力资源丰富，而下游仅有少量的水力资源。
三、气候变化对黄河水文特征的影响近年来，全球气候变化对黄河水文过程产生的影响日益显著。
黄河流域的降水量一直以来都非常不稳定，然而，由于气候变化的影响，黄河流域的降水量逐年减少，而且表现出不均匀分布的趋势。
同时，气候变化也让黄河汛期的水位和流量变得更不可预测，洪涝灾害风险增加。
更严重的是，由于气候变化驱动的冰雪消融速度加快，黄河上游由于冰雪消融速度加快，形成了更多的降水和汇流过程，将使黄河洪水的数量和强度增加。
四、黄河治理措施对水文特征的影响近年来，中国政府在治理黄河的过程中采取了一系列的措施，对黄河水文特征产生了很大的影响。
其中，最具代表性的就是黄河下游的治理和改道。
黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析
黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析作者：轩党委张献志刘龙庆严昌盛白钰虞航郭强刘玉环来源：《人民黄河》2024年第04期摘要：基于黄河源区１５个地面站点日降水数据、唐乃亥水文站逐日径流数据以及小波分析方法，分析了黄河源区１９６１—２０２０年汛期降水和径流的周期规律、变化趋势及相关关系。
结果表明，１）黄河源区近６０ａ汛期降水、径流均存在多时间尺度的变化特征，且不同时间尺度汛期降水、径流丰枯变化趋势均不同；２）汛期降水、径流序列均具有６３ａ左右、３５ａ左右特征时间尺度的主周期，两个时间尺度下的平均周期分别为４１、２５ａ左右，汛期降水、汛期径流具有一定的正相关性；３）在６３ａ特征时间尺度可预测２０２０年之后未来５～１０ａ内黄河源区汛期降水、径流整体均呈减小趋势。
关键词：汛期降水；汛期径流；小波分析；黄河源区中图分类号：ＴＶ２１３．９；ＴＶ８８２．１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０４．００５引用格式：轩党委，张献志，刘龙庆，等．黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（４）：３２－３６，４２．０引言受全球气候变化以及人类活动影响，黄河源区下垫面发生了巨大变化［１－３］。
流域水文特征的复杂性，以及驱动流域水文要素变化的多样性，导致水文要素的时间序列表现出高度的非线性和多时间尺度特性［４－６］。
黄河源区地处青藏高原，对于全球气候变化的响应较为敏感［７］，气候变暖的强度、速率比我国其他地区更强、更快［８］。
气候变化直接影响黄河源区的水文气象因素，进而对该地区的植被和湿地产生一定反馈作用［９－１２］。
同时，２０世纪８０年代以来，随着经济社会快速发展，黄河源区人类活动加剧，造成生态环境恶化［１３］。
随着三江源国家级自然保护区挂牌运行，通过生态治理，三江源地区的水域面积不断扩大，水源涵养能力得到提升［１４－１５］。
受气候变化的影响，黄河源区水文要素更加具有复杂性和不确定性，常规的分析方法难以准确剖析和预测其发展规律和变化特征［１６］。
基于小波分析的黄河流量周期研究
人
民
黄
河
Ｖｏ １ ． ３ ５． Ｎｏ． ６
ＹＥＬ Ｌ ０Ｗ ＲＩ Ｖ ＥＲ
Ｊ ｕ ｎ．， ２ ０１ ３
【 水文 ・ 泥沙 】
基 于 小 波 分 析 的 黄河 流量 周 期 研 究
王志 国 ， 徐 明 ， 杨 纪伟 ， 李书芳 ， 梅 一
ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ｎｔ ａ ｒ ｅ ｉｏ ｇ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｙ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｎｄ ａ ｓ ｕ ｎ ｓ ｐ ｏ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ
差 别； ② 黄河流域的降雨量 、 流量与太阳黑子关 系密切 。 关 键 词 ：小波分析 ；太阳黑子 ；降雨量 ；流量 ；黄河 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — １ ３ ７ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ １ ７ 中图分 类号 ：Ｐ ３ ３ ３ ； Ｔ Ｖ ８ ８ ２ ． １
２ ． Ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ０ ５ ６ ０ ０ ５，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ｍｏ ｎ ｔ ｈ ｌ ｙ ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ａ ｎ ｄ Ｊ ｉ ｎ ｎ ａ ｈ ｙ —
黄河上游水文周期成分和突变特征的小波分析
突变信号 ， 由此 可以进行序列 的阶段性分析 。在 二维时频 图上
同时 给 出不 同长 度 的周 期 随 时 间 的演 变 特 征 ， 识 不 同尺 度 的 认
扰动特征 ， 由此判 断序列 是否 存在显 著周 期。最后 ， 可 以利 还
用 小 波 方 差 更 准 确 地 诊 断 出 哪 一 个 长 周 期 的振 动 最 强 。
（） ２
式 中 ： （）为子小波 ； 。 ｔ ｎ为尺度 因子或频率 因子 ， 映小 波的 反
１ 研究 区域概况和资料来源
黄 河上 游 年 均 降 水 量 为 ４ ６ ２ｍｍ， 域 面 积 为 ３ ． ２． 流 ８ ６万 ｋ 河 长 ３４ ２ｋ 落 差 为 ３４４ ｍ。其 中龙 羊 峡 一 青 铜 峡 近 ｍ， ７ ｍ， ６ ９ ８ｋ 的河 段 中峡 谷 最 为 集 中 ， １ ｍ 又有 白河 、 河 、 河 和 湟 水 汇 黑 洮 入 ， 域 植 被 条 件 比较 好 ， 此 这 一 段 水 多 沙 少 ， 黄 河 水 量 的 流 因 是
水文序 列的频 率特征在 时间域上展现 出来。结果表明 ： 河上 游月径流 不仅存在 １ａ的短周期 变化 ， 黄 还分别存在 ３ ９ａ ． 、
７ ８ ａ １ ． ． 、 ８ ５ ａ的 长 周 期 变化 。
关
键
词 ： 小 波分 析 ； 突 变 ；周 期 ；月 径 流 量 ；黄 河 上 游
第 ３ 第 ３期 ３卷 ２ １ 年 ３月 ０１
人
民
黄
河
Ｖｏ ． ３． ． １ ３ ＮＯ ３ Ｍａ ．． ０ １ ｒ ２ １
ＹＥ Ｌ Ｌ ０Ｗ Ｒ Ｖ Ｉ ＥＲ
【 水文 ・ 沙 】 泥
黄河 上 游 水 文 周期 成 分 和 突 变特 征 的小 波 分 析
大气环流调汉调中国黄河流域降雨变化分析
大气环流调漢調中国黄河流域降雨变化分析近年来，中国黄河流域的降雨量呈现出明显的变化趋势，这种变化对流域的生态环境和社会经济发展产生了重要影响。
因此，准确分析大气环流对于了解降雨变化规律以及未来预测具有重要意义。
本文将通过对大气环流对中国黄河流域降雨变化的调控机制进行分析，以期能够为流域管理和应对气候变化提供科学依据。
首先，大气环流是指地球大气中空气的水平运动和垂直运动的总称，是决定降水分布的主要因素之一。
黄河流域位于亚洲大陆东部，形成了独特的气候环境。
在春夏季，孟加拉低压形成，孟加拉湾海风带来大量水汽，使得流域的降水量增加。
而在秋冬季，西风带的南移，与孟加拉低压相结合，使得流域的降水量减少。
因此，大气环流的变化是导致黄河流域降雨变化的重要原因之一。
其次，大气环流与黄河流域的降雨变化之间存在着复杂的相互作用关系。
一方面，大气环流的变化会直接影响流域的降水分布。
例如，在夏季，西太平洋副高的位置和强度变化会导致黄河流域的降水分布发生变化。
另一方面，黄河流域的地貌和地势特点也会影响大气环流的形成和传播，从而进一步改变降雨模式。
例如，黄河流域的山脉和高原地区对大气环流的影响十分显著，会导致流域内部的降雨分布不均匀。
在过去的研究中，许多学者通过观测和数值模拟等方法，对大气环流调控黄河流域降雨的机制进行了深入研究。
研究发现，大气环流的变化对于黄河流域降雨的时间和空间分布具有重要的影响。
例如，夏季黄河流域广泛存在的强降水事件，一般是由副热带高压的边界上升运动和西移引起的。
另外，研究还发现，青藏高原上空的大气环流变化和降水时空分布之间存在明显的联系，这对于流域降水的预测具有重要意义。
然而，需要注意的是，大气环流调控黄河流域降雨变化是一个复杂的系统过程，受到多种因素的影响。
除了大气环流的变化外，气候变化、地表覆盖、人类活动等因素都可能对流域降雨产生重要影响。
因此，在研究大气环流对黄河流域降雨变化的机制时，需要考虑多个影响因素的综合作用。
基于降水量小波变换与距平分析的黄河三角洲地区干旱危险性评价
基于降水量小波变换与距平分析的黄河三角洲地区干旱危险性评价吕学军【摘要】对黄河三角洲地区近42年月降水量数据进行基于Morlet小波变换的多尺度分析,结果表明,黄河三角洲地区春季降水量存在明显的3~4a的波动周期,夏季降水量存在明显的3a的波动周期,秋季降水量2~3a的波动周期极为明显,冬季降水量的变化不存在明显的变化周期.通过定义波动周期,对季节降水距平率进行了计算,划分了黄河三角洲地区干旱类型.利用上述结果,从发生频率、重现期、波动期等方面对各程度干旱进行了危险性评价.通过年降水量变化的R/S分析,H=0.944>0.5且非常接近于1,说明未来降水量有与之前相一致的变化趋势,该评价方法对研究区干旱灾害预测预报和防灾减灾具有重要实践意义.【期刊名称】《滨州学院学报》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】7页(P53-58,84)【关键词】黄河三角洲;小波分析;降水距平率;干旱危险性评价【作者】吕学军【作者单位】滨州学院教师教育学院,山东滨州 256603【正文语种】中文【中图分类】P468干旱是指在某地理范围内由于大气降水、径流、地下水等环节的自然供水在一定时期持续少于某临界值，导致河流、土壤等生态系统中各功能水分亏缺的自然现象，大气降水是导致干旱的主要因素之一。
旱灾是干旱发展到一定程度后导致供水水源匮乏，对植被正常生长、人类正常生活和生产、生态环境正常发挥功能造成不利影响的事件。
干旱危险性是指某区域在某时期内遭遇某种程度干旱的可能性大小，一般用干旱频率和重现期表示[1]。
小波分析具有多分辨率分析的特点，在时域和频域上都具有表征信号局部特征的能力，在气候要素时间序列的分析中具有广泛的应用[2-4]。
通过对黄河三角洲地区近42年月降水量数据进行基于Morlet小波变换的多尺度分析，提出干旱波动期概念，从发生频率、重现期、波动期等方面对各程度干旱进行了危险性定量评价。
黄河三角洲地区生态环境脆弱，干旱引起的次生灾害不容忽视。
黄河流域降水演变规律研究_朱厚华
( 4)
式中: n 为 时间 序列 号; X 为序 列值; X 为 序列 均 值; t = (n +
1) /2; rxt 的 正负可以反映计算时段内线性的增减趋势。 降水倾向率是时 间序列随时间一元线性 回归方程的 斜率,
即
^
xt = 0 + 1 t
( 5)
式 中: 1 = rxt x, x 是序列值的均 方差, t 为数列 1, 2, , n的
式中:
U = / V r( )
( 6)
=
4P n( n -
1) - 1; V r (
)=
2( 2n + 9n ( n -
5 1
));
n 为序列长度。当
n增大时, U 将很快收敛于标准正 态分布。在 显著水 平 下, 若
| U | < U /2, 则认为趋 势不显著, 可以 不予考 虑; 否则将 认为趋 势 显著。取显著性水平 = 0. 05, 则有 | U | < U /2 = 1. 96, 可以 认为时间序列没有趋 势项。
( 1)
t= 1
t= 1
式中: X 为序列 值; X 为 序列均 值, 时移 (滞时 ) 为 k = 0, 1, 2,
, m, 且 m n。当 n > 50时, m < n /4, 常取 m 在 n /10左右; 当
n < 50时, m 在 n /4左右。
自相关一般选用显著性水 平 为 5% , 其容 许上限 水平为
f ( t) = 0 + ( k cos k t + bk sin k t)
( 7)
k= 1
式中: f ( t) 为时间序列函数 ( 即降水量 ), k 为第 k 个谐波的圆
黄河流域夏季降水变化特征及成因分析
黄河流域夏季降水变化特征及成因分析黄河流域夏季降水变化特征及成因分析近年来，黄河流域夏季降水出现了一系列的变化，引发了人们的关注和探讨。
本文将分析黄河流域夏季降水变化的特征，并探讨可能的成因。
首先，我们来分析黄河流域夏季降水的变化特征。
数据显示，黄河流域夏季降水量整体呈现下降的趋势。
尤其是在过去几十年中，降水量逐渐减少，降水频次也减少。
与此同时，黄河流域夏季降水的时空分布不均衡。
西部地区降水量变化较大，而东部地区相对较稳定。
这种变化导致了黄河流域的气候干旱。
黄河流域夏季降水变化的成因目前尚未得到确定，但有一些研究提供了一些可能的解释。
首先，气候变化是导致夏季降水变化的一个重要因素。
气候变化引起了大气环流的变化，进而影响降水分布。
全球气温上升导致地球气候系统发生了重大变化，这对夏季降水产生了一定的影响。
其次，人类活动也可能是导致夏季降水变化的原因之一。
随着经济的发展和人口的增加，人类活动不断增加，例如大规模的森林砍伐、水土流失等，都对黄河流域的水循环产生了不可忽视的影响。
此外，黄河流域的地形和地理位置也对夏季降水产生了一定的影响。
黄河流域地势高低不平，河谷较深，气候条件复杂多变。
这些地形特征导致了黄河流域夏季降水的不均衡分布。
西部山区地形较高，气候湿度较大，降水量相对较高；而东部平原地区地势较低，降水量相对较少。
这种地形梯度也使得黄河流域夏季降水的分布变得复杂。
综上所述，黄河流域夏季降水变化的特征及成因可以通过气候变化、人类活动和地形等多种因素来解释。
然而，由于数据缺乏和研究的复杂性，目前对于这些成因的认识仍然有待深入研究。
未来的研究应该加强对气候变化的监测和预测，探索可持续发展的途径，以有效应对夏季降水变化对黄河流域的影响综上所述，黄河流域夏季降水变化的成因是一个复杂且尚未完全确定的问题。
目前的研究表明，气候变化、人类活动和地形等因素都可能对夏季降水产生影响。
然而，由于数据缺乏和研究的复杂性，我们对这些成因的了解仍然有限。
黄河源区气象水文序列突变点诊断
黄河源区气象水文序列突变点诊断作者：张献志汪向兰王春青来源：《人民黄河》2020年第11期摘要：受气候变化及人类活动的影响，黄河源区气象水文要素的一致性发生了改变，给黄河水资源预测预报带来不利影响。
通过采用滑动T检验、滑动F检验、有序聚类分析法、滑动秩和检验法、Mann-Kendall-Sneyers检验法等多种方法，对黄河源区年降水量、年径流量及年最大洪峰流量等气象水文要素序列进行综合诊断分析，得出黄河源区气象水文序列分别在1989年和2017年前后发生突变。
对诊断出的突变点进行均值验证分析，得出年径流量及年最大洪峰流量1989年以来的均值表现为显著减小。
关键词：M-K;滑动秩和;滑动T;滑动F;突变检验;黄河源区中圖分类号：P333;P339;TV882.1 文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.11.005Abstract：Influenced by the climate changes and human activities， the agreement of the hydro-meteorological time series in the source region of the Yellow River has be changed， which maybe bring negative effect on the prediction of water resources of the Yellow River. The abrupt change point of the meteorological and hydrological series in the source area of the Yellow River during recent 60 years were discussed in the paper by moving-T test， fixed step moving-F test， order cluster analysis method， Mann-Whitney U test and Mann-Kendall-Sneyers test. After an overall analysis， the abrupt change point of the meteorological and hydrological series might be happened in 1989 and 2017. Moreover， by using of mean validation analysis， the conclusion showed that the annual runoff and annual maximum peak discharge were significantly reduced since 1989.Key words： M-K; Mann-Whitney U; Moving-T test; Moving-F test; mutation test; source region of Yellow River1 研究背景黄河源区是指黄河龙羊峡以上区域，位于青藏高原东北部，海拔在4 000 m以上，流域面积13.1万km2，是黄河流域重要产流区，年径流量占黄河年均天然径流量的38%左右，有“中华水塔”之称。
黄河上游高寒地区水文时间序列小波特征
黄河上游高寒地区水文时间序列小波特征
姜世中;张宏
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2006(028)004
【摘要】基于黄河上游吉迈站年降水量、径流量和蒸发量实测资料,利用小波分析方法,探讨了黄河上游高寒地区年降水量、年蒸发量和年径流量的多时间尺度演变特征.结果表明:高寒地区年降水量、年蒸发量和年径流量序列均具有多时间尺度特征;年径流量序列具有4 a、8 a左右的主周期;年降水量序列存在4 a、7 a、16 a 左右的主周期;年蒸发量序列存在4 a、8 a、18 a左右的主周期.此外,给出了高寒地区雨水-冰雪融水类河流的水文情势:径流过程曲线呈双峰型;秋季径流递减速度大于春季递增速度;6月份径流量递增速度最快,9、10月份递减速度最快,在解冻期和冻结初期径流量增减速度仅次于6、9、10月份.
【总页数】2页(P26-27)
【作者】姜世中;张宏
【作者单位】四川师范大学,地理与资源科学学院,四川,成都,610068;四川师范大学,地理与资源科学学院,四川,成都,610068
【正文语种】中文
【中图分类】P641.74
【相关文献】
1.黄河上游水文周期成分和突变特征的小波分析 [J], 曹建荣;于洪军;刘衍君;徐兴永
2.黄河上游水文周期成分和突变特征的小波分析 [J], 刘衍君;于洪军;曹建荣;徐兴永
3.水文时间序列突变特征的小波与李氏指数分析 [J], 张少文;张学成;王玲;丁晶;刘国东
4.水文时间序列的小波神经网络工具箱预测 [J], 赖金燕;黄建儒
5.基于小波消噪与秩次集对分析的水文时间序列预测模型 [J], 何菡丹;王栋
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
黄河流域降水演变规律研究
黄河流域降水演变规律研究朱厚华;秦大庸;周祖昊;严登华;杨贵羽【期刊名称】《人民黄河》【年(卷),期】2005(027)011【摘要】基于黄河流域及其周边地区1 000多个水文气象站近50年的月降水资料所生成的整个流域及其29个三级区的面雨量过程,采用多种时间序列分析方法,研究了黄河流域降水的随机性、趋势性和周期性.结果表明:黄河流域各三级区降水量Hurst系数的分布范围在0.449～0.644之间,说明其具有长期弱相关性;Kendall 秩次相关检验结果表明黄河流域降水减少的趋势性不明显,从三级区看,大通河享堂以上等7个三级区降水有一定的减少趋势;黄河流域降水的短周期为准3年周期,中长周期一般表现为11年和22年左右的周期.【总页数】4页(P17-20)【作者】朱厚华;秦大庸;周祖昊;严登华;杨贵羽【作者单位】中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100044;中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100044;中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100044;中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100044;中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】P333;TV882.1【相关文献】1.黄河流域环境演变与水沙运行规律研究取得丰硕成果 [J], 叶青超2.黄河流域环境演变与水沙运行规律研究综述 [J], 叶青超3.1951-2017年通辽地区气温、降水和蒸发演变规律研究 [J], 宋培兵;王晓颖;王超;桂云鹏;李树;王志忠4.1961-2015年陕北地区降水指数的时空演变规律研究 [J], 薛紫月;王小军;尹义星;宋思远5.基于标准化降水、径流指数的黄河流域近50年气象水文干旱演变分析 [J], 何福力;胡彩虹;王纪军;王云玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
黄河_96_8_致洪暴雨过程和数值模式预报分析
黄河“96•8”致洪暴雨过程和数值模式预报分析*周康军 陈志凌 车振学（黄河水利委员会，郑州 450003）摘要本文应用中科院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室REM模式（简称LASGREM）对黄河流域“96.8”暴雨洪水过程进行了模拟预报。
同时应用LASGREM的输出产品对该过程进行了分析。
结果表明，该模式对黄河“96x8”致洪暴雨的模拟预报能力较强，适合于黄河水文气象业务预报。
关键词：黄河，致洪暴雨，LASGREM，水文气象业务预报引言1996年7月31日至8月4日,由于西风带主槽分裂多股冷空气向东南方向移动，西太平洋副热高压（简称副高）加强北抬，同时，9608号台风深入内陆，受台风倒槽和东南风急流影响，使黄河中游地区成为水汽、能量聚集区，为该区提供了有利的水汽和动力条件，造成黄河中游发生了一次暴雨过程，形成黄河“96.8”洪水。
8月5日14时，花园口流量涨至7600m3/s，出现96年黄河第一号洪峰。
虽然洪峰流量不大，但黄河下游却表现出一系列的异常现象。
与往年相比，其最主要的特点是流量不大水位偏高，洪水演进速度慢，漫滩范围大，灾情险情严重等。
花园口流量7600m3/s，水位达到有记载以来的最高洪水位，为94.73m，比“58.7”流量22300m3/s的水位还高0.91m，比“82.8”流量15300m3/s的水位高0.74m，比“92.8”流量6260m3/s的水位高0.40m，到8月6日，夹河滩以上长达200km 的河段内，全面出现历史最高水位，由于水位高，造成大范围漫滩，据初步统计，黄河下游漫滩面积达23万平方公里，自1855年以来141年未曾上水的原阳、封丘等地的高滩也普漫洪水，给沿岸人民造成了极大的经济损失，另外，大玉兰等多处控导工程漫坝过洪，给防洪安全构成很大威胁，这是一次较为典型的致洪暴雨过程。
本文对这次暴雨过程进行天气分析和数值模拟。
1 暴雨过程的天气形势分析7月31日～8月1日，大气环流呈纬向型，9608号台风沿20°N西移到福建登陆，副高加强北抬，脊线位于35°N，西伸点在110～115°E，西风槽东移到银川附近。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
反映降水变化的总趋势，本文拟对春季、夏季、秋
季、冬季及年降水序列进行直线拟合，拟合直线斜
率的 10 倍为气候倾向率，代表每 10a 降水的变化
值。为消除季节变化，分别对各季节降水及年均降
水分是作物生长、发育的一个重要的环境因 子，它与光、热资源配合的适宜程度决定了农业气 候资源优劣和农业生产条件的高低。黄河流域水资 源比较匮乏，它以占全国2%的径流量，向占全国 15%的耕地和12%的人口供水，水资源短缺现象比 较严重[1]，加强黄河流域水资源可持续利用与管理， 发展节水高效农业已势在必行[2，3]。黄河流域的降 水资源是水资源的根本来源，由于流域幅员辽阔， 受大气环流和季风环流影响的情况比较复杂，流域 内不同地区降水差异较大；同时，黄河流域的降水 季节分配也极不均匀，季风气流的强弱造成雨量分 配不均匀，表现出冬干春旱，夏秋多雨的特征，对 流域的农业生产产生重要影响[4]。因此，研究黄河 流域降水资源特征以及时空分布等，对了解各地区 水资源演变具有十分重要的意义。
黄河流域降水序列变化的小波分析1)
邵晓梅 2） 许月卿 3） 严昌荣 4）
（ 2）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； 3）中国农业大学资源与环境学院 土地资源管理系，北京，100094； 4）中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京，100081）
摘 要 采用国家气象局整编的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40a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8~12a左右时间尺度的多 少交替，表现出明显的周期特征，其次4~6a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 中图分类号 K903
1) “国土资源部百名优秀科技人才计划”、科技部社会公益项目“农业水资源利用与水环境监测重要技术研究”、“黄河流域农业水环境监测 与安全利用技术研究（2004DIB3J095）”等资助项目 收稿日期：2005-08-26； 修回日期：2005-12-27
北京大学学报（自然科学版）网络版（预印本）
第1卷 第1期
1 研究方法与数据来源
1.1 小波分析方法
小波分析是在傅立叶（Fourier）变换的基础上 引入了窗口函数，小波变换基于仿射群的不变性 （平移和伸缩的不变性），允许把一个时间序列分 解为时间和频率的贡献，它对于获取一个复杂时间 序列的调整规律，诊断出气候变化的内在层次结 构，分辨时间序列在不同尺度上的演变特征等是非 常有效的。小波函数可定义为：设 ϕ (t) 为一平方可 积函数，即 ϕ (t) ∈ L2 (R) ，若其傅立叶变换ψ (ω ) 满 足容许条件：
100035; 2）Department of Land Resource and Administration, College of Resources and Environment, China Agricultural University, Beijing，100094; 3） Institute of Agricultural Environment and Sustainable Development, CAAS, Beijing，
北京大学学报（自然科学版）网络版（预印本），第 1 卷 第 1 期，2006-03-30 Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis On Line, Vol. 1 No. 1, Mar. 30, 2006 论文编号（Paper Code）：pkuxbw2006016 Web：
式中：Wp(a) 为小波方差，W f (a, b) 为小波系数[5]。
1.2 数据来源与处理
本文数据采用的是国家气象局整编的 1961—
2000 年资料。在所选的 97 个站点中，有部分站点
个别年份资料缺测，故在使用前对其中个别站点个
别月份的缺测资料，采用趋势预测法进行了插补订
Байду номын сангаас
正。在数据处理方面，首先将逐日的数据进行统计，
Wavelet Analysis of Rainfall Variation in the Yellow River Basin
SHAO Xiaomei1) XU Yuqing2) YAN Changrong3) （ 1）Key Laboratory of Land Use, Ministry of Land and Resources, China Land Surveying & Planning Institute, Beijing，
100081）
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 40a 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 8-12a and 4-6a for the
小波分析（wavelet analysis）方法能够反映时 间序列的局部变化特征, 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。小波分析不仅可以对信号进行多尺度细化 分析，而且还具有数学意义上严格的突变点诊断能 力，所以近年来被广泛应用于气候的多尺度分析研 究，在研究气候变化的多尺度结构和突变特征等方 面取得了十分明显的效果，为客观地研究气候变化 的层次规律和特征提供了新的方法[5─7]。在以往研 究中，主要应用小波分析方法分析年气温及年降水 的多时间尺度特征，并得到了许多有意义的解释[8─ 10]。目前有些学者对黄河流域上游地区降水时空结 构变化和水资源可持续利用进行了研究[11，12]，但多 是对黄河流域水资源不足与供需矛盾的原因进行 定性分析，并提出了合理开发利用黄河流域水资源 的相关措施 [13─15]，缺乏定量分析黄河流域降水资 源时空变化的研究，用小波分析方法进行季节降水 变化的研究和对黄河流域降水变化进行多时间尺 度分析的研究也不多见。本文拟运用小波分析理 论，对近 40a 来黄河流域各降水时间序列变化特征 和规律进行诊断分析，明确降水变化的周期特征和 突变点，揭示其在不同层次上的降水结构和异常变 化规律，为短期气候预测等节水农业关键问题研究 提供技术支撑和科学依据。