长江流域极端降水时空分布特征

论文摘要

全球变暖导致水循环过程加剧,势必造成区域性降水增多。由极端降水导致的暴雨、洪涝等对生态环境、社会发展及人类健康造成直接或间接的影响。近些年来,我国区域性强降水时有发生,且间隔短、雨量大、强度强,部分地区暴雨洪涝灾害严重。区域强降水逐渐引起人们的重视,对强降水时空分布及变化规律的研究可以为区域水资源管理和旱涝灾害预防提供决策支持。本文基于长江流域131个气象站点19632016年的逐日降水资料,划分不同历时强降水量,分析空间分布及其贡献比例特征;并利用集中度集中期、M-K非参数性趋势检验等方法分析强降水在时空分布的特征;最后通过对副高指数、季风指数与流域夏季降水量相关性的分析,找出各指标与流域内不同区域降水量的相关性。结果表明:（1）长江流域年降水量（AP）、年极端降水量（AEP）和年暴雨（ARP）从下游到上游逐渐递减;AP、AEP两者变化趋势从下游到上游均呈现出“增-减-增”的空间分布格局。年暴雨量（ARP）的变化趋势除上游高海拔地区外,在流域中下游呈显著增长趋势,其它地方呈减少趋势。极端降水阈值（EPT）从沿海向内陆递减,流域东部地区由南至北递减,且流域绝大部分站点的EPT呈增加趋势。（2）长江流域多年平均1天极端降水量（EP1）的空间分布大致从下游到上游递减,其变化趋势与年极端降水量的空间分布特征类似。多年平均2天及以上极端降水量（EP2）高值区主要出现在流域东部地区的皖苏赣局部地区和四川中部地区。流域不同历时最大降水量,从上游到下游呈现增加趋势,且流域内各站点年内最大日降水（MDP）、连续5天最大降水量（MP5D）和最大持续降水量（MCP）等,不同指标的不同量级以及其所占比例的分布,均从上游向下游逐渐递减,但在四川盆地各降水量指标的分布均较大。（3）流域年强降水量对年降水量贡献存在明显的空间分布差异,但贡献比例普遍呈现增加的趋势;在四川中东部,年强降水量对年降水量贡献在30%以上,局部地区贡献达40%以上。EP1占年极端降水量的比例高达65%以上,远大于EP2所占的比例,即流域极端降水主要以持续1天的极端降水事件为主,且主要分布在流域的南部和上游高海拔地区。EP2占年极端降水量的比例高值区主要集中在长江流域东部、四川中东部以及云南西北部地区。（4）长江流域极端降水量集中度(PCDEP)、极端降水量集中期(PCPEP)的多年平均分布及变化趋势与日降水量集中度(PCDDP)、日降水量集中度(PCPDP)的多年平均分布相似,均由下游向上游递增。集中度的变化趋势不显著,相比之下,集中期的变化趋势呈现出明显的空间差异,流域中下游呈增长趋势,上游呈减小趋势。多年平均暴雨量集中度(PCDRP)和暴雨量集中期(PCPRP)从流域东南向西北递减。其中,PCDRP在湖北、贵州以及四川东部呈增加趋势,在流域东南部呈减小趋势;PCPRP在江浙、安徽、湖南南部及贵州等区域呈不显著的增加趋势,在湖北、湖南北部和四川云南等地呈减少趋势。（5）长江流域年降水量与PCDDP和PCPDP均呈较好的相关性,年降水量与PCDDP的极显著正相关区主要分布在四川盆地;与PCPDP呈显著正相关的地区主要分布在川、渝、陕、鄂交界地带以及入海口地区。年强降水量与集中度、集中期的相关性总体上偏弱,但年极端降水量与PCDEP在流域大部分地区呈负相关,表明在流域的大部分地区,当极端降水量越大时年内发生极端降水的集中程度越小;与PCPEP呈一致正相关的地区主要分布在四川东北部、湖南北部和湖北等地。年暴雨量与PCDRP在流域大部分站点呈正相关,说明对大多数站点而言,当年暴雨量较大时,暴雨量的年内分布也越集中。年暴雨量与PCPRP呈负相关的站点较少,但在流域东南部和西南部这两个地区呈一致负相关性。（6）夏季西太平洋副热带高压带的位置和强度的变化,对长江流域内不同地区的降水量的影响存在空间差异。长江流域大部分地区夏季68月降水量与副高强度指数、副高面积指数呈正相关,与副高脊线指数、副高西伸脊线指数呈负相关;四川盆地反之。流域绝大部分地区夏季降水量与东亚季风指数、南海季风和南亚季风指数呈负相关关系,流域中北部地区呈显著负相关;且流域受东亚季风影响较显著。

论文目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与技术路线

2 资料与方法

2.1 研究区概况

2.2 数据资料

2.3 研究方法

2.3.1 百分位阈值法

2.3.2 趋势分析法

2.3.3 集中度和集中期

2.3.4 Mann-Kendall趋势检验

3 长江流域极端降水指数特征

3.1 年降水量和极端降水阈值的空间分布以及变化趋势

3.1.1 年降水量的空间分布和变化趋势

3.1.2 极端降水阈值的空间分布以及变化趋势

3.2 强降水事件的空间分布特征

3.2.1 年极端降水量的空间分布及变化趋势

3.2.2 年暴雨量的空间分布及变化趋势

3.2.3 年极端降水量对年降水量贡献及变化趋势的空间分布

3.2.4 年暴雨量对年降水量贡献及变化趋势的空间分布

3.3 不同历时的极端降水指标及变化趋势的空间分布

3.3.1 不同历时极端降水量和变化趋势的空间分布

3.3.2 不同历时极端降水量对年极端降水量的贡献以及变化趋势的空间分布

3.4 不同连续时间最大降水量的变化

3.4.1 年最大日降水量

3.4.2 年连续5 日最大降水量

3.4.3 年最大连续降水事件

4 长江流域不同类型降水量的非均匀性分布特征

4.1 长江流域年内日降水量的空间分布

4.2 长江流域强降水集中度、集中期的空间分布

4.2.1 年极端降水量集中度、集中期的空间分布

4.2.2 年暴雨量集中度、集中期的空间分布

4.3 降水量与集中度、集中期的相关关系

4.3.1 年降水量与集中度、集中期的相关关系

4.3.2 年内强降水量与集中度、集中期的相关关系

4.4 长江流域降水集中度、集中期的合成分析

5 长江流域夏季降水量的影响因素分析

5.1 夏季降水量与副高指数的相关性

5.2 夏季降水量与季风指数的相关性

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孙惠惠

导师: 章新平

关键词: 极端降水,降水贡献,不同历时,非均匀性分布,长江流域

来源: 湖南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 湖南师范大学

基金: 国家自然科学基金项目(No.41571021),湖南省人影办自立科研课题(No.201701)

分类号: P426.6

总页数: 68

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