我国东部季风区局地和区域持续性暴雨事件的特征分析

发布时间：2020-07-24 01:45

【摘要】：持续性暴雨事件是一类高影响的极端天气气候事件,通常强度大,持续时间长,影响范围广,易造成严重的暴雨洪涝灾害,对社会和生态系统造成了巨大的破坏。因此,本文基于我国东部季风区1960~2013年470个气象台站日降水数据,由点到面,首先根据暴雨的持续时间和降雨强度识别出不同持续时间的局地持续性暴雨事件,然后根据暴雨洪涝致灾因子风险的主要评价指标,引入持续时间、总降水量、日均降水量和最大日降水量四个评价指标用于评估其强度,最后再应用频次分析与趋势分析的方法分析其时空特征。然后基于对局地持续性暴雨事件的初步认识,以及考虑到引起严重的洪涝灾害的持续性降水事件往往受大尺度环流的影响,具有动态移动的特征,具有一定影响范围,利用客观识别技术结合改进的移动窗口搜索技术识别具有移动特征和一定影响范围的区域持续性暴雨事件,然后选取持续时间、过程最大影响面积、过程累积面雨量和过程累积体积降水四个评价指标构建综合指标用于表征其极端性,最后再应用加权平均的Thiel-Sen斜率估计法与基于超门限峰值序列的广义帕累托方法对其时空特征进行深入探讨。主要研究结论如下:(1)分析了不同持续时间的局地持续性暴雨事件的基本特征。我国东部季风区共识别出64487个局地持续性暴雨事件,主要以短持续为主,其中持续1天、2天、3天及以上的暴雨事件分别为:58904个,4884个和699个。总体上,局地持续性暴雨事件表现出明显的区域性与季节性差异。局地持续性暴雨事件主要集中发生于热带亚热带季风区,其中在江南和华南地区呈现出明显的集聚性,特别是持续3天及以上的暴雨事件,其在温带季风区只有环渤海区域有少数长持续时间的暴雨事件发生;此外,局地持续性暴雨事件的平均强度的空间分布与发生频次呈现相似的分布,即空间上越集中的局地持续性暴雨事件,持续时间越长,降雨强度也越强。季节分布上,局地持续性暴雨事件主要集中发生在春夏季,且春季主要以持续1~2天的暴雨事件为主,夏季在热带亚热带季风区以持续3天及以上的为主,此外,持续3天及以上的暴雨事件的月发生频次的峰值较持续1~2天的相对提前,出现在6月。(2)探讨了不同持续时间的局地持续性暴雨事件的变化趋势。局地持续性暴雨事件的持续时间和强度都呈现上升趋势,且持续时间的上升幅度相比其他指标较大。空间上,局地持续性暴雨事件的变化趋势空间差异明显,在我国热带亚热带季风区,不同持续时间的暴雨事件都表现出上升趋势,其中持续2天及以上的暴雨事件与持续1天的空间分布较相似,但较为不规则,在长江中下游区域明显以高于6%/10年的幅度上升;温带季风区的的各指标都表现出下降趋势,只有最大日降水量以0.12%/10年的趋势上升。年代际变化上,局地持续性暴雨事件具有明显的“w型”特征,即自20世纪70年代末、90年代初开始呈现上升趋势。(3)分析了不同等级的区域持续性暴雨事件的基本特征。基于识别的2608个区域持续性暴雨事件,首先将综合强度指标按照50%,75%百分位划分为三个等级事件:1级(652个)、2级(652个)和3级(1304个),表征极端性依次从高到低。频次上,区域持续性暴雨事件同样以短持续为主,空间上,与局地持续性暴雨事件空间分布相似,主要集中在热带亚热带季风区,并且高发区主要位于我国的长江中下游地区和东南区域,特别是1级暴雨事件,发生在我国温带季风区的主要是2级和3级暴雨事件。季节分布上,区域持续性暴雨事件主要集中在5~8月,其中峰值出现在7月;此外,其空间月分布的变化规律与局地持续性暴雨事件相似,也与我国季风雨带的移动规律表现出明显的一致性。(4)揭示了不同等级的区域持续性暴雨事件的变化趋势。总体上,我国东部季风区的区域持续性暴雨事件的频次和综合强度都呈现上升趋势,意味着区域持续性暴雨事件的频次变得越来越高,极端性变得越来越强。此外,不同等级的暴雨事件的变化趋势也不同:1级和2级暴雨事件都呈现上升趋势,3级呈现下降趋势,并且存在明显的区域性特征。热带亚热带季风区的暴雨事件的发生频次和强度呈现上升趋势,且主要是因为1级暴雨事件呈现明显的上升趋势,而温带季风区的的暴雨事件频次没有显著性的变化,但是该区域所有事件的综合强度是呈现下降趋势,特别是1级暴雨事件。年代际变化上,区域持续型暴雨事件在1987年左右出现突变,即1960年至1980年的中期为显著的下降趋势,20世纪80年代后期开始显著的上升趋势。因此,文章分析了1960-1986年和1987-2013年两个时间段,不同重现期下不同持续时间的暴雨事件的各指标的变化特征。结果显示,持续多天的区域持续性暴雨事件正变得越来越严重;相反,持续1天的暴雨事件没有显著的变化。此外,本文也发现上升趋势明显的主要是一些较严重的暴雨事件,如重现期较长的持续多天的暴雨事件。
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P426.62
【图文】：

季风区,气象站,暴雨,持续性暴雨

0～2013 年我国东部季风区气象站台日降雨 95%分位值空间分布（单位：方法地持续性暴雨事件的识别持续性暴雨事件的定义前人的研究（鲍名，2007; Qian et al., 2011; Tao, 1980; 许艳峰，202012），引起洪涝灾害的暴雨根据持续的时间主要分为两类，据此暴雨事件持续的时间，从暴雨事件持续的时间和降雨强度两个主要别对不同持续时间的局地持续性暴雨事件进行定义：续时间 3 天以内——每日降水量必须达到暴雨级别(50mm/day)；续时间 3 天以上——要求前三日每日降水量必须达到暴雨ay），第四日开始允许有间断，并且以连续两日降水量大于等于

区域持续性,事件,识别过程,暴雨

第 2 章研究区、数据与方法上海师范大学硕士学位论文阈值；2）分离区域持续性暴雨事件日雨带；3）确定区域持续性暴雨事件日雨带时间连续性和空间密集性；4）基于指标体系对区域持续性暴雨事件分类。其中分离区域持续性暴雨事件日雨带和确定区域持续性暴雨事件日雨带时间连续性和空间密集性是最核心的两个部分（见图 2-4）。

频次分布,持续性暴雨,持续天数,事件

3.1 局地持续性暴雨事件的基本特征3.1.1 频率分布特征局地持续性暴雨事件不同指标的频次是反映暴雨事件活动强弱特征的重要参数，据此，本文根据局地持续性暴雨事件持续时间的不同对其各指标的频次分布分别进行分析，其中持续 1 天的局地持续性暴雨事件只分析其持续天数和总降水量两个指标。首先是局地持续性暴雨事件持续天数的频次分布，如图 3-1 所示，其分布范围为 1～9 天，持续 1 天和持续 2 天的发生频次分别为 58904 个，4884 个，分别占到总暴雨事件的 91.3%，7.6%；持续 3 天及以上的暴雨事件共有 699 个事件，其中以持续 3 天为主，占到暴雨事件的 82.1%（574/699 个），其次是持续 4～5天的事件，分别为 85 个、22 个，只有 2.6%（18 个）暴雨事件持续 6 天及以上，持续天数最多的站为湖北武汉和广西钦州，持续天数都达到 9 天，持续时间分别为 1991 年 7 月 3 日～7 月 11 日，1998 年 7 月 2 日～7 月 10 日。

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