基于Copula三維聯(lián)合的遼寧省暴雨特征分析.pdf

1、暴雨作為一種極端降水事件，具有降水量大、強(qiáng)度高、發(fā)生頻繁等特點(diǎn)。在季風(fēng)影響下，暴雨發(fā)生尤為突出。暴雨發(fā)生時(shí)，歷時(shí)短、降水大，導(dǎo)致平原排水不暢而引發(fā)澇災(zāi);山區(qū)快速匯流而引發(fā)洪災(zāi)以及滑坡等次生災(zāi)害;城市下墊面滲、蓄、排水不及時(shí)引發(fā)城市內(nèi)澇;水侵農(nóng)田，淹沒(méi)作物，導(dǎo)致減產(chǎn);同時(shí)，還影響正常出行和城鎮(zhèn)建設(shè)等社會(huì)活動(dòng)。因此，剖析區(qū)域暴雨量、強(qiáng)度及頻率，透視其概率及重現(xiàn)特征，有助于全面認(rèn)識(shí)暴雨，是開(kāi)展暴雨及風(fēng)險(xiǎn)研究的基礎(chǔ)。
　　本文基于區(qū)域氣候

2、和地貌條件差異性，對(duì)遼寧省進(jìn)行干濕/地貌分區(qū);以Kendall相關(guān)系數(shù)為依據(jù)，從遼寧省22個(gè)國(guó)家氣象站點(diǎn)中選取各分區(qū)具有代表性的站點(diǎn)，對(duì)1960-2012年的暴雨量、暴雨日數(shù)、暴雨強(qiáng)度以及暴雨貢獻(xiàn)率進(jìn)行單要素概率擬合和重現(xiàn)期測(cè)算;并以此為基礎(chǔ)，利用Copula構(gòu)建各分區(qū)的聯(lián)合概率分布，測(cè)算聯(lián)合重現(xiàn)期。對(duì)比分析暴雨各要素在不同干濕/地貌背景下所呈現(xiàn)的概率及重現(xiàn)周期;以及要素聯(lián)合后，要素間的聯(lián)合特征。研究表明:
　　(1)遼寧省半濕潤(rùn)

3、山區(qū)年暴雨量、半濕潤(rùn)平原年均暴雨強(qiáng)度和年暴雨量以及濕潤(rùn)山區(qū)除暴雨日數(shù)外的其他三要素符合廣義極值分布;半濕潤(rùn)山區(qū)年均暴雨強(qiáng)度、半濕潤(rùn)山區(qū)及平原的暴雨貢獻(xiàn)率符合極值分布;濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)山區(qū)年暴雨日數(shù)服從泊松分布;半濕潤(rùn)平原的年暴雨日數(shù)符合正態(tài)分布。
　　(2)遼寧省半濕潤(rùn)山區(qū)、半濕潤(rùn)平原、濕潤(rùn)山區(qū)的暴雨日數(shù)分別表現(xiàn)為1-5日的均勻分布，集中于0-2日和集中于1-6日的特征;年暴雨量分別集中于50-350mm、50-300mm、150-5

4、00mm，累計(jì)概率可達(dá)0.8、0.7、0.8;年均暴雨強(qiáng)度分別集中于60-100mm、52.5-150mm、60-120mm，累計(jì)概率為0.8、0.84、0.85;暴雨貢獻(xiàn)率概率分別表現(xiàn)為集中于區(qū)間0.15-0.5、無(wú)明顯集中、集中于區(qū)間0.08-0.7。
　　(3)遼寧省半濕潤(rùn)山區(qū)、半濕潤(rùn)平原和濕潤(rùn)山區(qū)可分別采用AMH Copula、ClaytonCopula和Frank Copula進(jìn)行暴雨聯(lián)合概率測(cè)算。半濕潤(rùn)山區(qū)聯(lián)合累積概率

5、在區(qū)間0-0.4、0.5-0.65和0.65-1上，分別表現(xiàn)為年暴雨日數(shù)和年暴雨量影響大，暴雨日數(shù)和暴雨貢獻(xiàn)率偏大、而年暴雨量少，暴雨日數(shù)影響小。半濕潤(rùn)平原聯(lián)合累積概率在區(qū)間0-0.37和0.6-0.8，分別呈現(xiàn)年暴雨日數(shù)和年暴雨量同步增大、暴雨貢獻(xiàn)率滯后和暴雨要素同步偏大、聯(lián)合概率滯后的特征。濕潤(rùn)山區(qū)聯(lián)合累積概率在區(qū)間0-0.2和0.2-0.4上，分別呈現(xiàn)年均暴雨強(qiáng)度的滯后性和年暴雨日數(shù)和年暴雨量的異向作用。
　　(4)暴雨日數(shù)

6、為0-5日時(shí)，重現(xiàn)期表現(xiàn)為半濕潤(rùn)山區(qū)＞半濕潤(rùn)平原＞濕潤(rùn)山區(qū)，重現(xiàn)期在0-80年波動(dòng);一年中發(fā)生6日以上的暴雨出現(xiàn)于濕潤(rùn)山區(qū)，重現(xiàn)期上限為500年。年暴雨量和年均暴雨強(qiáng)度，重現(xiàn)期集中在100年以內(nèi)，并表現(xiàn)為半濕潤(rùn)山區(qū)＞半濕潤(rùn)平原＞濕潤(rùn)山區(qū)的趨勢(shì)。暴雨貢獻(xiàn)率在區(qū)間0-0.4內(nèi)，重現(xiàn)期集中在40年以內(nèi)，濕潤(rùn)山區(qū)＞半濕潤(rùn)平原＞半濕潤(rùn)山區(qū)。半濕潤(rùn)山區(qū)、平原和濕潤(rùn)山區(qū)聯(lián)合重現(xiàn)期的上限分別為100、30和50年，相對(duì)單變量重現(xiàn)期而言，聯(lián)合重現(xiàn)期大幅縮