根據(jù)寧夏自治區(qū)25個(gè)降雨站近40年資料,利用小波變換Morlet方法,分析該地區(qū)降雨量的時(shí)空演變特征分析。結(jié)果表明,在時(shí)間上,該地區(qū)降雨量年內(nèi)分配極為不均,主要集中在7-8月份,近40年降雨量呈現(xiàn)微弱下降趨勢(shì);通過(guò)小波分析得出寧夏主要存在5個(gè)尺度的周期,年降水變化以9年周期振蕩最強(qiáng),周期變化最明顯,9a尺度經(jīng)歷了6個(gè)枯豐交替變化;預(yù)計(jì)2020年寧夏回族自治區(qū)處于枯豐交替的過(guò)渡帶,之后幾年將進(jìn)入枯水周期;該區(qū)域以大、中、小多種周期尺度相互嵌套,具有很強(qiáng)的時(shí)頻局部特征。 

【文章來(lái)源】：水利科技與經(jīng)濟(jì). 2020,26(06)

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【部分圖文】：

寧夏自治區(qū)降雨量距平圖

通過(guò)趨勢(shì)分析及周期分析兩個(gè)角度分別對(duì)寧夏回族自治區(qū)降水的時(shí)間演變特征進(jìn)行刻畫(huà)。圖2(a)為近40年的多年平均逐月降雨量占年平均降雨總量的比例。從圖2(a)中可看出，每年8月份前降雨量呈逐月增大趨勢(shì)，至8月份達(dá)到年內(nèi)最大值67.3 mm，該月占全年降雨量比例高達(dá)23.7%。之后月降雨量呈下降變化，且變幅逐月減緩。其中5-9月份降雨量達(dá)231 mm，占全年降雨量的81%。春季和冬季降雨量極少，降雨的年內(nèi)分配極不均勻。寧夏自治區(qū)1976-2015年降雨量變化曲線見(jiàn)圖2(b)，線性趨勢(shì)顯示年降雨量呈減少趨勢(shì)，其變化速率為1.90 mm/10 a。采用Morlet小波對(duì)寧夏自治區(qū)降雨量距平序列進(jìn)行連續(xù)小波變換，得到小波變換系數(shù)的實(shí)部、模值、模平方等信息，繪制年降水量距平序列小波系數(shù)實(shí)部值圖、模值圖、模部平方值圖、方差圖和主周期圖，從而分析研究區(qū)降雨量序列的周期變化、震蕩強(qiáng)弱及降雨變化趨勢(shì)。其中，Morlet小波變換的實(shí)部可以表示周期變化信息，反映降水序列隨時(shí)間尺度(即周期)和時(shí)移而變化的特征情況;小波變換系數(shù)的模值表示能量密度，模值越大，其所對(duì)應(yīng)的時(shí)段和尺度的周期性就越明顯;小波變換系數(shù)的模平方相當(dāng)于小波能量譜，可以分析出不同周期尺度的震蕩能量，用來(lái)表示特征時(shí)間尺度信號(hào)能量的強(qiáng)弱。

因此，寧夏回族自治區(qū)近40年降雨量變化并沒(méi)有一個(gè)固定周期，而是大、中、小多種周期尺度相互嵌套，在不同尺度下，降雨的枯豐期不同。由此分析，2016年的降雨量在較大時(shí)間尺度(30 a)下將處于偏多期，較小尺度(9 a)下將處于枯豐交替邊緣，之后將進(jìn)入枯水周期。圖4(a)為寧夏自治區(qū)年降水量距平序列小波系數(shù)模部值圖。由圖4(a)分析，寧夏自治區(qū)8～10 a尺度周期變化最為明顯，模值最大，能量最強(qiáng)。其次，27～30 a尺度的周期變也比較明顯，其他尺度周期變化都較弱，能量較低。圖4(b)為寧夏自治區(qū)年降水量距平序列小波系數(shù)模部平方值圖。從圖4(b)中可以看出，不同時(shí)段各時(shí)間尺度的強(qiáng)弱分布，小波系數(shù)的模方相當(dāng)于小波能量譜，其中8～10年時(shí)間尺度變化較強(qiáng)，能量最強(qiáng)、周期最顯著主要發(fā)生在9 a，振蕩中心在1981年;27～30年時(shí)間尺度也十分強(qiáng)，主要發(fā)生在1997-2015年;其余則較弱，由此可以分析出不同周期下的震蕩能量強(qiáng)弱。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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