江淮梅雨期极端降水的时空分布特征

论文总字数：17824字

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

1 引言 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 极端降水的含义 1

1.2.1 极端降水阈值的确定 1

1.2.2 梅雨期极端降水特征量 1

1.3 极端降水国内外研究进展 2

1.3.1 极端降水时空变化特征 2

1.3.2 极端降水年代际变化 2

1.3.3 极端降水气候特征 3

1.4 研究内容 3

2 资料和方法 3

2.1 流域概况 3

2.2 资料选取 3

2.3 研究方法 5

3 结果与讨论 6

3.1 江淮流域年均降水量 6

3.2 极端降水阈值 7

3.3 极端降水分布特征 8

3.3.1 极端降水空间分布特征 11

3.3.2 极端降水年代际特征 14

3.4 极端降水的突变特征 15

4 总结 16

4.1 全文内容总结 16

4.2 研究展望 17

参考文献 17

致谢 20

江淮梅雨期极端降水的时空分布特征

朱珠

，China

Abstract：On the basis of summarizing the research on extreme precipitation in China, take Jianghuai region which is in extreme precipitation change evident as a typical region based on the Yangtze-huaihe region daily precipitation data in 1951~2010. Make analysis on the global climate warming climate characteristics of extreme precipitation events, and discuss definition of extreme precipitation events. The results prove that the large threshold value area of 95% percentile method is more than 50mm, the large threshold value area of 97.5% percentile method is more than 60mm. What’s more, the numerically larger areas are distributed in the south of Anhui to the northeast of Jiangxi province. Distribution of threshold value’s features are similar with distribution of average annual precipitation, it also indirectly confirmed extreme precipitation is related to the total rainfall. Calculating average and days and percentage of annual extreme precipitation and analyze the characteristics of time and space distribution of extreme precipitation. Distribution shows that extreme precipitation accounts for the total precipitation of Meiyu period about 25%~33%. Generally, the income distribution characteristics are similar to each other, greater value mostly are near to south of Huangshan, Anhui and decline gradually. Look from the time change trend, we get that extreme precipitation its days’ maximum both appeared in the Meiyu periods and on the rise. The extreme precipitation’s amount and days exits a significant increase of mutation from May to July in Jianghuai region.

Key words：Jianghuai Meiyu period；extreme precipitation；spatial and temporal distribution；mutation test

1 引言

1.1 研究目的及意义

江淮流域5~7月份（湖北宜昌以东 28°~34°N）呈现一段雨期较长、降水集中的阴沉多雨天气，此时恰好是江淮梅子黄熟时节，因此把这种天气现象称为“江淮梅雨”^[1,2]。江淮梅雨连续强降水对我国中东部地区的社会经济发展有着重要影响。正因为江淮强降水的严重影响，国内外学者对江淮梅雨进行了许多研究与讨论。陈艺敏等^[3]对1885~2000年间长江中下游梅雨季节的气候特征进行总结；王谦谦等^[4]对长江中下游降雨异常分布特征以及中国气温与降水异常的关系作出一系列阐述；徐群对80年以来长江中下流域梅雨的产生原因及其物理机制进行探究^[5]。

自20世纪以来，在全球气候变暖大环境下，由于对生态系统以及社会经济造成的恶劣影响，极端天气事件也越来越受到关注。从以往研究中可以看出，近半个世纪以来，中高纬度陆面极端降水事件日益增多，我国江淮地区及东南沿海一带极端降水事件发生更加频繁。极端强降水极易引发洪涝灾害，对地处东亚季风区降水事故多发的中国有着严重影响。在20世纪50年代以后多次发生由极端降水引起的重大灾害，1954年梅雨期比往年延长了一个月，6~7月份连降9次强降水，波及面积广泛、受灾严重。长江中下流域、淮河流域遭遇了近百年来罕见的特大洪水，造成全流域严重内涝，安徽、江苏2省死亡上千人，农田成灾面积过百万；1998年6月中旬起，因洞庭湖、鄱阳湖极端强降水使长江流量迅速增加，这是长江自1954年以来发生的又一次全流域性特大洪水，全流域共有29个省、市、自治区都遭受了这场灾害，受灾土地超亿亩，受灾家庭过千万，死亡人数达千人，塌毁建筑数百万间，直接经济损失达1666亿元。2007年10月，杭州遭遇四十年一遇罕见内涝，波及21万人。因此全面深入地研究极端降水的变化机制具有重大意义。了解区域极端强降水的变化规律及产生机制，有助于提高预报预测降水时间、分布的准确性，从而减少损失。而江淮地区人口密集、经济发展水平高，汇集众多经济行政中心，所以对江淮地区极端降水量的研究对于提高灾害性天气气候事件的预测，为国家防御自然灾害提供参考和规划的科学依据，同时也对制定可持续发展战略都具有十分重要的现实意义。

1.2 极端降水的含义

1.2.1 极端降水阈值的确定

通常我们将日观测数据达到某一强度或达到某一百分位点或符合某一重现期标准作为降水极值的标准^[6-7]。刘明丽等^[8]选择先采用REOF对江淮降水场进行分区域研究，讨论了每个区域内梅雨期极端降水阈值，文中将极端降水定义为日降水量达到暴雨强度即数值超过50mm的降水^[9]。杨玮以及胡静等^[10]都各自利用百分位法对各站除去0.1mm的降水量按升序排列，第95%、99%的降水值确定为该站点的极端降水阈值。

1.2.2 梅雨期极端降水特征量

梅雨期极端降水量是指5~7月内大于或等于极端降水阈值的极端降水总和，极端降水日数指5~7月份日降水等于极端降水阈值或大于该阈值的日数，梅雨期极端降水百分率为各站各年5~7月份极端降水总值占年降水总量的比值^[11]。在梅雨期内（5-7 月）如果某个站点当日降水量大于该站点极端降水阈值时，就称该站点这一天发生了极端降水事件^[12]。

1.3 极端降水国内外研究进展

在众多学者的努力下，极端降水事件的研究已取得卓越进展，并在防灾抗旱中发挥重大作用。极端天气事件极易引发自然灾害，而极端降水通常与旱涝灾害相关。我国地处东亚季风区，东亚夏季风对其产生显著影响，强降雨大部分集中夏季，所以夏季极端降水多少和该年是否产生的旱涝灾害密切相关^[13]。

严中伟等^[14]依据中国61个观测站点资料对我国北部干旱的原因进行探究，发现我国北部干旱问题集中体现在微量降雨发生频数明显减少。周连童、黄荣辉等^[15]通过各站点气象数据分析我国历史旱涝灾害事件的年代际变化特点表明，自1976年迄今我国华北地区数次发生旱灾，而长江、淮河一带受夏季季风影响降水持续增多。钱维宏等^[16]基于多年平均日降水数据可以看出，中国极端强降水整体上有逐渐增长的趋势。另外，各区域极端降水的时空特征各异。需要重点关注的就是变化较为频繁的华北和长江、淮河一带地区，在1975年以后极端降水降水发生了突变，北方大部分地区由湿润逐渐变得干燥，干燥幅度加大，长江中下游、淮河一带极端降水增加、发生更加频繁造成由干转湿，为大范围洪涝灾害创造条件^[17]。

1.3.1 极端降水时空变化特征

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