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区域气候变化检测研讨会. 降水 - 径流系列稳态 - 非稳态变化及检测与归因. 姜 彤 国家气候中心 2011 年 8 月 18 日. - 气候变化影响的检测和归因方法讨论 -. 问题的提出 降水 - 径流序列稳态规律不存在了 降水 - 径流序列的检测和归因. 内容提要. 问题的提出 降水 - 径流序列稳态和非稳态规律打破 降水 - 径流序列的检测和归因. 内容提要. 气候变化 的影响、适应和脆弱性( IPCC WGII ). AR4. 20 章( 500 页). AR5. 30 章( 800 页).
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区域气候变化检测研讨会 降水-径流系列稳态-非稳态变化及检测与归因 姜 彤 国家气候中心 2011年8月18日 - 气候变化影响的检测和归因方法讨论 -
问题的提出 • 降水-径流序列稳态规律不存在了 • 降水-径流序列的检测和归因 内容提要
问题的提出 • 降水-径流序列稳态和非稳态规律打破 • 降水-径流序列的检测和归因 内容提要
气候变化 的影响、适应和脆弱性( IPCC WGII) AR4 20章(500页) AR5 • 30章(800页) • 关注生态系统、人类安全,观测到影响更综合/未来影响更具体, 综合运用适应和减缓 RCPs-SSPs情景应用 SRES情景
问题的提出 • 降水-径流序列稳态和非稳态规律打破 • 降水-径流序列的检测和归因 内容提要
气候变化观测时间序列 平均状态变化;离差幅度变化;平均状态与离差幅度同时变化; Gamma distrib. Generalized Gamma probability density function 尺度参数b, 形状参数d, 位置参数 k Gamma distribution: d = 1 Weibulldistribution: k = 1
降水-径流时间序列稳态和非稳态规律: 稳定性已不适用 研究气象-水文极端事件的发生规律、风险及其长期变率特征,尤其是区域尺度上的形态特征及其概率,计算一定设计标准的特征值,对建设各类水利水电、土木建筑等工程,对防灾减灾和经济建设都具有重大意义 。 传统频率分析的前提条件是序列稳定性。 然而在气候变化和人类活动双重影响下,水文气象序列在某种意义上已异于原天然序列,其样本或其统计特性随着时间的推移已发生变化,序列的稳定性假设可能不再成立。
Milly,SCIENCE,Feb.2008 研究气象-水文极端事件的发生规律、风险及其长期变率特征,尤其是区域尺度上的形态特征及其概率,计算一定设计标准的特征值,对建设各类水利水电、土木建筑等工程,对防灾减灾和经济建设都具有重大意义 。 降水-径流时间序列稳态和非稳态规律
JoHy, 2010 降水量的四种分布形式:WAK、GPD、GEV和经验 流域降水-径流时间序列稳态和非稳态规律 四季降水拟合的概率分布(点线为1961-1986年时段,环线为1987-2008年时段,横坐标单位均为mm)
流域降水-径流时间序列稳态和非稳态规律 长江流域水位极端值函数变化 (吴淞水文站) 91年最高水位序列(1912-2009) 59年最高水位序列(1912-1979)
洪水(极端值)设计分布 (GPD方法) 选择珠江和淮河两个水文站 JoHy, 2010 AMF, POTQ95 and POTQ99 重现期与洪水流量
枯水设计分布 (GPD方法) 选择珠江和淮河两个水文站 JoHy, 2010 AMinQ, AM7Q and AM30Q 重现期与枯水流量
降水-径流时间序列的非稳定性需要进一步研究,创建时间因变概率函数降水-径流时间序列的非稳定性需要进一步研究,创建时间因变概率函数 旬降水分布特征分析:峰度与偏度 时间因变概率函数
重现期50年一遇年最大降水量预估 (Wakeby分布函数) (2001-2040 相对1961-2000) CC, 2011 周期减小(频率加大) 周期增长 (频率减缓) 最大降水50年一遇. • 96个站年最大降水量分析表明70%个站点Wakeby分布排序为第1 • 50年重现期年最大降水量(Wakeby) 年最大降水量 珠江流域
问题的提出 • 降水-径流序列稳态和非稳态规律打破 • 降水-径流序列的检测和归因 内容提要
海平面和风暴 IPCC AR4, 2007
经济损失与适应关系 IPCC AR4, 2007 波士顿城市地区: Adaptation Investment – A $390 million protective infrastructure. Internal Rate Date of Return 2010 2.0% 2015 3.8% 2020 4.2% 2025 5.2% 2030 6.4% 2035 8.4%
年地表径流 Luanxian MK=-4.18 Beizhongshan MK=-3.68 Ai’xinzhuang MK=-3.5 Change of annual discharge at two stations of haihe river basin during 1960-2007
滦河流域气温与降水 <90%(-) 99%(+) 1993
滦河流域年径流 99%(-) 1996-1997
滦河流域径流突变:5-10月 1980 1997 99%(+) 99%(-) 1973 1997 99%(-) 1997 1991 99%(-) 99%(-)
滦河水系与大型水库 滦河流域面积:44750km2;主要控制性水利工程有: 潘家口水库:控制面积33700km2(1980年蓄水运用) 大黑汀水库:35100km2 (1980年蓄水运用) 桃林口水库:5060km2(1998年竣工)