南方八省月最大日降雨量时空特征与趋势变化研究.doc

南方八省月最大日降雨量时空特征与趋势变化研究摘要：随着全球变暧和人类活动的加剧，极端天气气候事件频繁发生有研究表明，近50 年来我国极端降水在西部地区、长江流域和东南沿海有上升趋势本课题利用小国南方八省（广东省、福建省、广西壮族自治区、贵州省、云南省、江西省、湖南省、海南省）内158 个气象站1959-2012年的月最大日降雨量，研究南方八省的月最大日降雨量在时空上的特征 与趋势变化分别从不同的月份对月最大日降雨量的量，空间分布进行总结规律，从M值与 UF、IJB曲线对月最大日降雨量的突变现象进行总结关键词：南方八省；月最大日降雨量；时空特征；趋势变化绪论随着全球的气温上升和人类活动的加剧，各个区域的降水普遍存在不等程度 的增大，水资源的演变规律变得更加复杂在这样的情况下，极端天气气候事件 发生变得更加频繁，其中极端降水会导致旱涝灾害更加严重，这样会直接或间接 威胁着人民的生命、财产安全，进而经常会造成重大的人员伤亡和经济损失美 国宇航局和马里兰大学的研究人员在美国2001年气象年会发表的论文指出：近 20年来“厄尔尼诺”和“拉尼娜”现彖的频率提高到每两年一次，每次持续时 间达12-18个月⑴。

而“厄尔尼诺现象” 一般会使中国来自东南部海洋上的夏季 风强度减弱，造成夏季降雨带的位置偏南，出现南方暴南成灾、北方旱象严重的 异常现象有研究表明，近50年來我国极端降水在西部地区、长江流域和东南 沿海有上升趋势⑵例如，中国的一些地区（主要是中部、南部、西部）在1991 年、1996年、1998年、2007年发生了严重的暴雨洪涝灾害，造成巨大的济损失 而中国南方地区作为人口密集、经济发达，同时是暴雨等恶劣天气事件影响最重 的地区所以，研究中国南方部分地区（研究区域为：广东省、福建省、广西壮 族自治区江西省、贵州省、云南省、江西省、湖南省、海南省；以下简称中国南 方八省）的月最大日降水量的时空演变规律及其趋势变化研究，对预防洪涝灾害 及因强降雨引发的泥石流、滑坡等自然灾害具有重要的意义，进而保障人民的人 身、财产安全和社会经济利益南方八省继续按照不同的省份分为三十一个部分，分别是闽东、闽北、闽中、 闽南、闽西、珠三角、粤北、粤东、粤西、桂西、桂南、桂东、桂北、黔东、黔 南、黔北、黔西、海南省、湘西、湘北、湘中、湘南、赣南、赣中北、赣西、赣 东、滇南、滇中、滇东、滇西、滇西北鉴于此，本文依据中国南方八省158个气象站1959—2012年的月最大日降 水量数据，采用ArcGIS提供的空间分析工具研究中国南方八省月最大日降水量 的空间分布特征，利用Mann-Kendall （M-K）非参数统计法分析多年变化趋势和 周期特征。

1研究区概况1.1自然环境概况南方八省地区包括广东省、广西省、福建省、江西省、湖南省、贵州省、云 南省、海南省该地区处于18°-31°N , 97°-122°E之间，南北跨13个多纬度，北 冋归线通过本区南部，绝大部分地方属亚热带范围，仅云南省的南都、西南部少 数地方，广东省的粤西部分地区，广西省的南部以及海南省属于热带地区⑶由图1.1」中可以看出，南方八省的地形较为复杂，整体西高东低广东省位于我国大陆南端，处于北纬2008125°321东经109°4(M17°2(y之间， 北回归线横贯中部，所以属热带、亚热带季风气候区，气候暖和、热量丰富、湿 度大，降雨丰沛、干湿分明广东省降雨具有总量大、强度高、季节性明显、时 间和空间分布不均匀的特点，容易造成比较极端的天气例如暴雨洪涝和干旱缺 水由于广东省水资源主要由降两广北部横贯着东西走向的一群山地，即南林， 为我国一条重要的地理界线南岭是广东形成了背山面海的特征，而地势北高南 低，形成一个大的而对海洋斜而构成对内封闭的地理格局，对内侧主要通过一 条大运河联系珠江的源头云贵高原山地面积广大，大量的降雨流入西江⑷福建省位于北纬24°-28°的低纬度区，东濒太平洋，受海洋气团影响，气 候温暖潮湿，雨量丰富.全省年降雨量一般900-2000mm其中内陆山区沿海 1200-2200mm，沿海900・1200mm。

降雨集中于春夏而冬季少雨，3-10月的7 个月时间里，降雨量占全年降雨量的80 %以上；每年7・9月多台风雨，台风 雨往往造成局部高强度降雨⑸地貌以山地丘陵为主，全省陆地面积有90 % 以上是中低山丘陵，平原、盆地面积不到10%,且主要集中在东部沿海省 内河流侵蚀作用强烈，地形起伏显著，海拔差异较大全省总体地势呈现西北 高，东南低，由西往东为武夷山带，闽中大谷地，鹫峰山一戴云山一博平岭山 带到沿海丘陵台地平原，略似马鞍形地质灾害点比较多而且分布面广、突 发性强、危害性大，是全国地质灾害易发区和多发区其中的一个省份⑹广西处于北纬20°54,-26°24,,东经104°26*-112°04*,属于中国南亚热带中 南部，南濒热带海洋，西北紧靠云贵高原边缘境内地质条件较为复杂，山高 比较坡陡，岩溶发育广西地貌屈于云贵高原至东南沿海丘陵的过渡地带，是 一个以山地为主的省区，山地而积占总而积的65. 2% ,少许部分为平原、丘 陵和台地地貌以岩溶峰丛洼地和峰林平原为主，大部分山体切割强烈、海 拔相差悬殊、山体坡度大地层以二叠系、石炭系、泥盆系为主广西位于 亚热带季风气候区，年平均气温为17.0-23°C,尤其北部较低，其中1月份气 温最低，7月份气温最高。

夏季湿热多雨，雨量充沛，每年汛期受台风登陆、 地形地貌、局地气候等多因素的影响，多有暴雨、特大暴雨或连续数天的大 雨等强降雨天气出现⑺贵州属于一个山区省份，各地地形、地貌差别很大，地势高差尤为明显，东 西海拔高度相差高达1500m以上，各地气候存在着显著差异⑻云南屈于青藏高原南延的部分，地形非常复杂以元江谷地和云岭山脉南 段宽谷作为分界，划分成东西两个部份其中东部是滇东、滇中高原，地形 呈小波状起伏，平均海拔有2000m,具体表现为起伏和缓的低山和浑圆丘陵 西部是横断山脉纵谷区，高山与深谷相间，相对高度差较大，地势险峻西 南部的海拔一般在1500-2200m,西北部的海拔一般在3000・4000m,地势稍微趋 向和缓，海拔在800-1000m,个别地区能达到500 m以下云南省气候屈于典 型的低纬气候、季风气候、高原气候的特点，降水充沛，分布不均匀，全省 大部分地区年降雨量大约在1 100 mm叫江西地貌是以山地丘陵为主，是全国地质灾害易发、多发且危害比较严 重的省份之一江西属于亚热带季风气候区，降雨丰沛、热量充足，具有春秋 短、夏冬长、雨热同季等气候特点；自然降水分配比较不均匀，盛夏季节又会 受副热带高压的控制，口最高气温高于35°C的口数平均有30天左右，最多 的时候达到40〜50天，拥有极端气温在40°C上，不间断的晴热高温天气，因 而导致江西出现严重伏、秋干旱的灾害现象，给工业农业的生产发展和经济 建设带来很大损失湖南省地处东经108°47*〜114°15，,主要以山地、丘陵为主，湖南地理位 置处于江南，属于长江中游地区，是中国东南腹地，东临江西，西接重庆、 贵州，南毗广东、广西，北与湖北相连。

土地面积21.18万平方公里洞庭 湖长期淤积、湖底出露而成的湖积冲积平原洞庭湖平原与湖北省中南部的 江汉平原合称两湖平原其是中国三大平原之一的长江中下游平原的重要组 成部分海南省是中国国土面积（陆地面积加海洋面积）第一大的省，海南省北 以琼州海峡与广东省划界，西临北部湾与广西壮族自治区和越南相对，东濒 南海与台湾省对望，东南和南边在南海中与菲律宾、文莱和马来西亚为邻 海南地处热带北缘，展于热带季风气候海南岛的山脉大多在500〜800m之 间，实际上是丘陵性低山地形海拔超过1000m的山峰有81座，成为绵延 起伏在低丘陵之上的长垣，海拔超过1500米的山峰有五指山、鹦哥岭、俄鬃 岭、猴弥岭、雅加大岭和吊罗山等这些大山大体上分三大山脉：五指山山 脉位于海南岛中部，主峰海拔1867」米，是海南岛最高的山峰；鹦哥岭山脉 位于五指山西北，主峰海拔1811.6米海南岛四周低平，中间高耸，以五指 lll＞鹦哥岭为隆起核心，向外围逐级下降山地、丘陵、台地、平原构成环 形层状地貌，梯级结构明显1. 2社会、经济状况广东省是56个民族成分齐全的省份2011年，汉族人口占全省总人口 的97.46%,其中少数民族人口为307万人。

广东省以中国第一经济大省的地 位，GDP从1989年至2012年连续23年居全国第一福建省常住人口 3748 万人，2013年福建省共实现地区生产总值（GDP） 21759.64亿元，同比增长 11.（）%广西壮族自治区常住人口 4768万2013年全区生产总值（GDP） 14378.00亿元，比上年增长10.2%o按常住人口计算，人均地区牛产总值30588 元贵州省常住人口为3474.6468万人2013年全省地区牛产总值8006.79 亿元云南省总人口 4596万，2012年全省生产总值完成10309.8亿元2012 年年末，江西常住人口突破4500万人，达到4503.93万人2013年，江西省 GDP达14338.5亿元湖南省是多民族省份，2011年末户籍人口为7110.34 万，常住人口 6568.37万，少数民族人口共680万人，2012年，湖南省财政 总收入2931.8亿元海南省2012年末常住人口 886.55万人,比上年增加9.17 万人，2013年海南省全省地区生产总值完成2855.3亿元2数据来源及研究方法2. 1数据来源为了揭示南方八省长时间序列气候和降雨的变化特性及趋势，收集中国 南方八省（福建省、江西省、湖南省、贵州省、云南省、广西壮族自治区、 广东省、海南省）多年的逐日降雨数据、气象站点、地形（DEM）等数据资 料.为了保证数据的完整性和可靠性，这次研究选用了中国气象科学数据共享 服务网提供的南方八省的具有共同时间跨度的气象站点数据的气象资料，共 有158个气象站点，时间跨度为1959- 2012共55年的降雨资料，并进行降雨量数据整理与统计。

2.2研究方法首先通过matlab编程统计每年每月的最大日降雨量数据，然后结合地理 信息系统技术，利用最大口降雨数据、气象站点、地形图及地域边界建立符 合ARCGIS软件分析的月最大日降雨地理信息数据库再者划分月份、汛期、 非汛期，统计多年平均值，绘制年内变化曲线，进行月最大日降雨量的年内 时空分布及其原因分析最后采用ARCGIS的Spatial analyst模块的反距离权 重空间插值法对月最大日降雨降雨特征值进行空间插值，绘制空间分布图， 分析中国南方八省降雨空间演变特征及其影响因素另外采用Mann-Kendall 法检测中国南方八省月最大日降雨的多年变化趋势，绘制Mann-Kendall统计 量曲线检测突变现象，并进行显著性检验3月最大日降雨量时空演变特征分析3.1月最大日降雨量年内分布特征分析对广东省四个区域的多年月最大口降雨量的平均值（下面简称月最大口降雨 量）作图3.1.1,可以知道粤西的月最大口降雨量曲线呈双峰，在五月中出现一 个峰值，峰值为79.702mm,另外一个峰值出现在八月中，峰值为82.006mm；珠 三角呈单峰，四月中的峰值为90.835mm,在三月份到四月中的降雨量有明显增 加的趋势，之后降雨量呈下降趋势，到10月份有一个小回升，10月份的回升到 68.829mm,之后持续下降。

粤东从一月份到六月份月最大口降雨量呈上升趋势,峰值出现在六月中，之后的月份呈下降趋势，所以出现单峰，峰值为83.975mm； 粤北跟粤东类似，峰值出现在6月中，峰值为76.105mmo根据中国气彖行业规 范标准规定，日降水量在50-74.9mm为暴雨，75-99.9mm为大暴雨〔⑴由规定可 知粤西、珠三。