我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)局地和區(qū)域持續(xù)性暴雨事件的特征分析.pdf

1、持續(xù)性暴雨事件是一類高影響的極端天氣氣候事件，通常強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響范圍廣，易造成嚴(yán)重的暴雨洪澇災(zāi)害，對(duì)社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)造成了巨大的破壞。因此，本文基于我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)1960～2013年470個(gè)氣象臺(tái)站日降水?dāng)?shù)據(jù)，由點(diǎn)到面，首先根據(jù)暴雨的持續(xù)時(shí)間和降雨強(qiáng)度識(shí)別出不同持續(xù)時(shí)間的局地持續(xù)性暴雨事件，然后根據(jù)暴雨洪澇致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，引入持續(xù)時(shí)間、總降水量、日均降水量和最大日降水量四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)用于評(píng)估其強(qiáng)度，最后再應(yīng)用頻次分析與

2、趨勢(shì)分析的方法分析其時(shí)空特征。然后基于對(duì)局地持續(xù)性暴雨事件的初步認(rèn)識(shí)，以及考慮到引起嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害的持續(xù)性降水事件往往受大尺度環(huán)流的影響，具有動(dòng)態(tài)移動(dòng)的特征，具有一定影響范圍，利用客觀識(shí)別技術(shù)結(jié)合改進(jìn)的移動(dòng)窗口搜索技術(shù)識(shí)別具有移動(dòng)特征和一定影響范圍的區(qū)域持續(xù)性暴雨事件，然后選取持續(xù)時(shí)間、過程最大影響面積、過程累積面雨量和過程累積體積降水四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建綜合指標(biāo)用于表征其極端性，最后再應(yīng)用加權(quán)平均的Thiel Sen斜率估計(jì)法與基于超門限

3、峰值序列的廣義帕累托方法對(duì)其時(shí)空特征進(jìn)行深入探討。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)分析了不同持續(xù)時(shí)間的局地持續(xù)性暴雨事件的基本特征。我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)共識(shí)別出64487個(gè)局地持續(xù)性暴雨事件，主要以短持續(xù)為主，其中持續(xù)1天、2天、3天及以上的暴雨事件分別為:58904個(gè)，4884個(gè)和699個(gè)?？傮w上，局地持續(xù)性暴雨事件表現(xiàn)出明顯的區(qū)域性與季節(jié)性差異。局地持續(xù)性暴雨事件主要集中發(fā)生于熱帶亞熱帶季風(fēng)區(qū)，其中在江南和華南地區(qū)呈現(xiàn)出明顯的集聚性，

4、特別是持續(xù)3天及以上的暴雨事件，其在溫帶季風(fēng)區(qū)只有環(huán)渤海區(qū)域有少數(shù)長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的暴雨事件發(fā)生;此外，局地持續(xù)性暴雨事件的平均強(qiáng)度的空間分布與發(fā)生頻次呈現(xiàn)相似的分布，即空間上越集中的局地持續(xù)性暴雨事件，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，降雨強(qiáng)度也越強(qiáng)。季節(jié)分布上，局地持續(xù)性暴雨事件主要集中發(fā)生在春夏季，且春季主要以持續(xù)1～2天的暴雨事件為主，夏季在熱帶亞熱帶季風(fēng)區(qū)以持續(xù)3天及以上的為主，此外，持續(xù)3天及以上的暴雨事件的月發(fā)生頻次的峰值較持續(xù)1～2天的相對(duì)提前，

5、出現(xiàn)在6月。
　　(2)探討了不同持續(xù)時(shí)間的局地持續(xù)性暴雨事件的變化趨勢(shì)。局地持續(xù)性暴雨事件的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且持續(xù)時(shí)間的上升幅度相比其他指標(biāo)較大。空間上，局地持續(xù)性暴雨事件的變化趨勢(shì)空間差異明顯，在我國(guó)熱帶亞熱帶季風(fēng)區(qū)，不同持續(xù)時(shí)間的暴雨事件都表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，其中持續(xù)2天及以上的暴雨事件與持續(xù)1天的空間分布較相似，但較為不規(guī)則，在長(zhǎng)江中下游區(qū)域明顯以高于6％/10年的幄度上升;溢帶季風(fēng)區(qū)的的各指標(biāo)都表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，

6、只有最大日降水量以0.12％/10年的趨勢(shì)上升。年代際變化上，局地持續(xù)性暴雨事件具有明顯的“w型”特征，即自20世紀(jì)70年代末、90年代初開始呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。
　　(3)分析了不同等級(jí)的區(qū)域持續(xù)性暴雨事件的基本特征。基于識(shí)別的2608個(gè)區(qū)域持續(xù)性暴雨事件，首先將綜合強(qiáng)度指標(biāo)按照50％，75％百分位劃分為三個(gè)等級(jí)事件:1級(jí)(652個(gè))、2級(jí)(652個(gè))和3級(jí)（1304個(gè)），表征極端性依次從高到低。頻次上，區(qū)域持續(xù)性暴雨事件同樣以短持續(xù)

7、為主，空間上，與局地持續(xù)性暴雨事件空間分布相似，主要集中在熱帶亞熱帶季風(fēng)區(qū)，并且高發(fā)區(qū)主要位于我國(guó)的長(zhǎng)江中下游地區(qū)和東南區(qū)域，特別是1級(jí)暴雨事件，發(fā)生在我國(guó)溫帶季風(fēng)區(qū)的主要是2級(jí)和3級(jí)暴雨事件。季節(jié)分布上，區(qū)域持續(xù)性暴雨事件主要集中在5～8月，其中峰值出現(xiàn)在7月;此外，其空間月分布的變化規(guī)律與局地持續(xù)性暴雨事件相似，也與我國(guó)季風(fēng)雨帶的移動(dòng)規(guī)律表現(xiàn)出明顯的一致性。
　　(4)揭示了不同等級(jí)的區(qū)域持續(xù)性暴雨事件的變化趨勢(shì)。總體上，我國(guó)

8、東部季風(fēng)區(qū)的區(qū)域持續(xù)性暴雨事件的頻次和綜合強(qiáng)度都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，意味著區(qū)域持續(xù)性暴雨事件的頻次變得越來越高，極端性變得越來越強(qiáng)。此外，不同等級(jí)的暴雨事件的變化趨勢(shì)也不同:1級(jí)和2級(jí)暴雨事件都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，3級(jí)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，并且存在明顯的區(qū)域性特征。熱帶亞熱帶季風(fēng)區(qū)的暴雨事件的發(fā)生頻次和強(qiáng)度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且主要是因?yàn)?級(jí)暴雨事件呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，而溫帶季風(fēng)區(qū)的的暴雨事件頻次沒有顯著性的變化，但是該區(qū)域所有事件的綜合強(qiáng)度是呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，特別

9、是1級(jí)暴雨事件。年代際變化上，區(qū)域持續(xù)型暴雨事件在1987年左右出現(xiàn)突變，即1960年至1980年的中期為顯著的下降趨勢(shì)，20世紀(jì)80年代后期開始顯著的上升趨勢(shì)。因此，文章分析了19601986年和19872013年兩個(gè)時(shí)間段，不同重現(xiàn)期下不同持續(xù)時(shí)間的暴雨事件的各指標(biāo)的變化特征。結(jié)果顯示，持續(xù)多天的區(qū)域持續(xù)性暴雨事件正變得越來越嚴(yán)重;相反，持續(xù)1天的暴雨事件沒有顯著的變化。此外，本文也發(fā)現(xiàn)上升趨勢(shì)明顯的主要是一些較嚴(yán)重的暴雨事件，如重