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近55年来中国不同强度降雨的时序变化特征研究

2017-05-30孔锋王一飞吕丽莉林霖刘冬辛源

安徽农业科学 2017年32期
关键词:变化趋势雨量中国

孔锋 王一飞 吕丽莉 林霖 刘冬 辛源

摘要采用1961—2015年535個气象站点数据,根据中国气象局颁布的降雨强度等级划分标准,将降雨事件分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨6种强度,后三者记为总暴雨,六者合计为总降雨,从年际雨量和雨日两方面出发,将中国整体看做一个对象,首先计算1961—2015年535个站点不同强度降雨逐年雨量和雨日总和;然后计算不同强度降雨雨量和雨日总和的变化趋势;最后诊断不同强度降雨雨量和雨日对总降雨雨量和雨日贡献的变化趋势。结果表明,1961—2015年中国小雨呈减少趋势,大雨和总暴雨呈增加趋势,总降雨呈现先增加、后减少的“曲棍球”现象。除北方地区外,中国多数地区降雨以增加趋势为主,并朝着极端化方向发展。在降雨贡献率方面,小雨对总降雨的贡献呈减少趋势,而其他强度降雨对总降雨的贡献均呈增加趋势。暴雨对总暴雨的贡献在减少,而大暴雨和特大暴雨对总暴雨的贡献均呈增加趋势,说明中国暴雨强度在增加。虽然中国不同地区不同强度降雨对总降雨的贡献率不同,但多数地区强降雨对总降雨的贡献率呈增加趋势。通过对比6种不同强度降雨的雨量和雨日,可以发现中国强降雨事件在增加,降雨强度在朝着极端化方向发展。

关键词降雨分级;雨量;雨日;变化趋势;降雨贡献率;中国

中图分类号S161.6;P333.2文献标识码

A文章編号0517-6611(2017)32-0184-07

Temporal Variation Characteristics of Different Intensities of Rainfall over the Past 55 Years in China

KONG Feng1,2,3,4,WANG Yifei1,L Lili1,2 et al(1.China Meteorological Administration Training Center,China Meteorological Administration,Beijing 100081;2.Development Research Center of China Meteorological Administration,Beijing 100081;3.State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology,Beijing Normal University,Beijing 100875;4.Academy of Disaster Reduction and Emergency Management,Ministry of Civil Affairs & Ministry of Education,Beijing 100875)

AbstractUsing the data of 535 meteorological stations from 1961 to 2015,according to the precipitation intensity grading standard issued by the China Meteorological Administration,rainfall events can be divided into light rainfall,moderate rainfall,heavy rainfall,storm rainfall,torrential rainfall and severe storm rainfall,in which the latter three grades constitute total stromrainfall,while all six grades constitute total rainfall.We starting from the annual rainfall amounts and rainfall days,taking 535 stations as a whole.Firstly,we calculate the sum of 535 stations′ rainfall amounts and rainfall days with different intensities year by year from 1961 to 2015.Secondly,we calculate the trend of rainfall amounts and rainfall days with different intensities.Finally,diagnosis the contributions of rainfall amounts and rainfall days with different intensities to total rainfall amounts and rainfall days.The results showed that light rainfall showed a trend of decrease in China from 1961 to 2015,heavy rainfall and the total storm rainfall showed increasing trend,total rainfall showed first increase then decrease trend,which was alike the "hockey" phenomenon.In addition to the northern region,rainfall in most regions of China presented increasing trend and was towards to the direction of extremes.In terms of rainfall contributions,light rainfall′s contribution to total rainfall showed a trend of decrease,but the other intensity rainfalls′ contribution to total rainfall all showed a trend of increase.Storm rainfall′s contribution to total storm rainfall was in decline,while torrential rainfall′s and severe storm rainfall′s contributions to total rainstorm all showed a trend of increase.All these indicate that storm rainfall intensity was increasing in China.Although the contribution rate of different intensity rainfall to the total rainfall was different in different regions of China,the contribution rate of heavy rainfall to the total rainfall in most regions was increasing.Through comparing the rainfall amounts and rainfall days of six different intensities,it could be found that the heavy rainfall events are increasing,the rainfall intensity in China was changing to the direction of extremes.

Key wordsRainfall level;Rainfall amount;Rainfall day;Trend change;Rainfall contribution rate;China

在气候变化的观测和评估研究中,不同强度降雨事件的变化越来越受到社会各界的广泛关注[1-3]。IPCC AR5指出,在全球很多地区的降雨发生不同程度的变化,其中强降雨事件的频率在增加,而且预计随着全球变暖,这种增加趋势会进一步加剧[4]。极端降雨作为降雨事件中的一类事件,是否已经显著影响到整体降雨的过程,目前学界还在进一步研究中。极端降雨增加的同时,其他不同强度的降雨变化特征都是气候变化和灾害风险科学研究中需要着重关注的科学问题之一[3,5-6]。

降雨是全球气候和水循环中的重要组成部分,在全球气候变暖背景下,不同强度降雨出现不同程度的变化趋势和波动特征,在不同地区对区域气候、生态系统和人居环境等造成了较为显著的影响[7-9]。目前学界对致洪暴雨的研究较为关注,致洪暴雨事件因其降雨时段集中,降雨强度非常大,范围较广,常会引起部分地区的洪涝灾害,严重影响工农业生产。对致洪暴雨的研究多从天气学角度分析暴雨形成条件和发生发展过程,从气候学角度分析暴雨的分布特征及其年际和年代际变化的研究相比前者较少[10-12],而从不同强度降雨贡献率分析暴雨对总降雨贡献率变化的研究则较前两者更少[13]。在全球变暖背景下,极端强降雨平均强度和极端强降雨量都有增加的趋势,极端强降雨事件也趋于增多,特别是长江流域强降雨过程明显趋于增多[14]。总降雨量增大的区域,强降雨和强降雨事件极有可能以更大比例增加,美国、加拿大和日本等区域降雨研究都证实了上述结论[3-4]。研究表明,中国总降雨量变化趋势不明显,降雨日数则显著减少,降雨强度在增强[15]。在区域尺度上,华北地区年降雨量趋于减少,极端强降雨量和极端强降雨平均强度趋于减弱,暴雨事件频数显著减少[16]。西北西部总降雨量趋于增多,极端强降雨量和极端强降雨强度并未发生显著变化,但暴雨事件趋于频繁[17]。长江及长江以南地区年降雨量和极端强降雨量都趋于增加,极端强降雨量和降雨强度都有所加强,极端强降雨事件增多[18]。长江中下游和华南沿海地区,年降雨量的增加主要是由降雨强度增加造成的,而中国北方地区的年降雨量减少主要是因为降雨日数的减少,但降雨强度却增加了[19]。中国西部地区降雨量的增加主要是由降雨日数和降雨强度共同增加引起的[20-21]。对长江中下游地区而言,年总降雨量变化趋势不明显,但不同季节的总降雨量分别有显著减少(春季)和增加(夏季)的趋势[22]。在降雨日数方面,长江中下游地区除夏季外,其余各季和年的降雨日数均为显著减少,且年降雨日数减少的突变发生在1977—1978年。年降雨强度增加主要是由于暴雨对降雨总量贡献的增加,而暴雨对降雨总量贡献的增加又是由于其对降雨日数贡献的增加,因为暴雨本身强度的变化趋势不显著[23-25]。

综上可知,一方面,目前不同强度降雨研究多关注雨量或雨日中的某一方面,且学界尚未达成共识[26-31]。另一方面,目前学界更多关注某一等级的降雨,尤其是极端降雨的变化,对降雨整体情况的综合考虑相对较少。降雨量的增加不一定是由降雨强度增加引起的,而可能是由于降雨日数增加所致[3-4]。因此,单单研究降雨量的变化是不够的,还应对降雨日数、降雨强度的变化和极值降雨的情况给予关注,以期对降雨变化的特征有较为全面的把握。基于这一研究现状,笔者根据中国气象局颁布的降雨强度等级划分标准,从雨量和雨日2个降雨属性,分别研究中国整体小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨6种不同强度降雨1961—2015年的年际变化趋势,并诊断6种不同强度降雨对总降雨贡献的年际变化特征,同时针对具有致洪特征的暴雨、大暴雨和特大暴雨3种强度暴雨分别诊断其对总暴雨贡献的年际变化特征,以期深入了解全球气候变化背景下近55年来中国降雨时空格局和水资源的变化特征、规律及其成因机制,为极端降雨事件的检测、评估和预警提供科学依据。

1资料与方法

1.1数据来源

IPCC AR5报告指出,由于多种尺度因素的影响,全球气候变化会显现出年际和年代际差异。短期的气候趋势对起始年和终止年的选择很敏感,一般不能反映长期的气候变化,所以气候变化研究一般要基于30年及以上的数据资料。该研究采用的降雨数据来自中国气象科学数据共享服务网地面气象资料数据库中的中国地面气候资料日值数据集,根据尽量保留最多站点并保证观测时间连续的原则,确定研究中所用时间序列为1961—2015年,对相关数据进行校验;对于其中缺失的数据,利用缺失站点的临近站点值或相邻前后年份相加后的均值补缺该日值,插补数据占总体数据的比例小于0.5%。以上校核完成之后,参考已有的研究成果[14],如果站点日值缺测超过55年日值1%的站点,则剔除该站点;站点日值缺测小于55年日值1%的站点,利用本站点的年代际该日值均值补缺本站点的缺测日值,最后得到可用的535个降雨观测站点,站点分布如图1所示。

1.2计算方法

根据中国气象局颁布的降雨强度等级划分标准(表1),按照24 h降雨总量(P)将降雨分为小雨(P<10 mm)、中雨(10 mm≤P<25 mm)、大雨(25 mm≤P<50 mm)、暴雨(50 mm≤P<100 mm)、大暴雨(100 mm≤P<250 mm)和特大暴雨(P≥250 mm)6种不同强度,后三者记为总暴雨,六者记为总降雨。该研究不包含冰雹、降雪。首先将中国整体看作一个对象,计算1961—2015年逐年中国和七大地理分区域内所有站点的不同强度降雨雨量和雨日的总和,然后采用线性趋势方法计算中国和七大地理分区(图1)不同强度降雨雨量和雨日的變化趋势。同时采用不同强度降雨雨量和雨日占总降雨雨量和雨日的比例作为不同强度降雨对总降雨的贡献。采用线性趋势方法计算中国和七大地理分区不同强度降雨对总降雨贡献的變化趋势,并采用F检验进行显著性检验。F检验通常用来检验自变量和因变量之间的线性关系是否显著,并在地理和气象统计中得到广泛的应用[17,28,31]。

2结果与分析

2.1不同强度降雨变化诊断

从图2可看出,1961—2015年中国不同强度降雨雨量在波动中呈现出不同的变化趋势,且在不同时段波动幅度变化差异较大。小雨雨量,1961—2015年在波动中呈现出明显的较为稳定的减少趋势,趋势值为-411.44 mm/a,通过了0.05显著性水平的检验。中雨雨量,1961—1990年呈增加趋势,1991—2015年则呈减少趋势,1961—2015年整体上表现出微弱的增加趋势,趋势值为24.77 mm/a,未通过0.05显著性水平的检验,同时中雨雨量的年际波动幅度相比小雨雨量较大。大雨雨量,整体在波动中呈现出增加趋势,趋势值为127.02 mm/a,未通过0.05显著性水平的检验,1961—1998年大雨雨量呈增加趋势,1999—2015年则呈微弱减少趋势。暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨雨量1961—2015年在波动中呈现出增加趋势,趋势值分别为273.75、171.01、19.18和463.94 mm/a,均通过了0.05显著性水平的检验。总降雨雨量1961—2015年整体呈现出增加趋势,趋势值为204.29 mm/a,未通过0.05显著性水平的检验;1961—1998年呈现出增加趋势,而1999—2015年则呈减少趋势。通过对比不同强度的降雨雨量可以发现,小雨雨量在减少,大雨和暴雨在增加,其中中雨、大雨和总降雨雨量呈现出先增加、后减少的“曲棍球”现象。

从七大地理分区(表1)来看,东北地区除特大暴雨雨量呈减少趋势外,其他强度降雨均呈不同程度的增加趋势。北方地区不同强度降雨雨量则主要以减少趋势为主,除小雨雨量呈增加趋势外,其他强度降雨雨量均呈现出不同强度的减少趋势。西北东部、西部地区和西藏不同强度降雨雨量则主要以增加趋势为主,除西北东部和西藏的暴雨雨量呈减少趋势外,其他强度降雨均呈不同程度的减少趋势。西南地区总降雨和弱降雨雨量呈减少趋势,暴雨以上的强降雨雨量呈不同程度的增加趋势。东南地区除特大暴雨雨量呈减少趋势外,其他强度降雨雨量均呈不同程度的增加趋势。对比可知,中国西部、西藏和东南地区不同强度降雨雨量主要以增加趋势为主,北方地区以减少趋势为主,中国不同分区不同强度降雨雨量表现出不同的变化特征。

1961—2015年中国不同强度降雨雨日与降雨雨量类似,也在波动中呈现出不同程度的变化趋势。小雨雨日,1961—2015年整体在波动中呈现出减少趋势,趋势值为-136.99 d/a,通过了0.05显著性水平的检验;1961—1990年减少微弱,1991—2015年减少则相对显著。中雨雨日,1961—2015年整体呈现出增加趋势,趋势值为29.02 d/a,通过了0.05显著性水平的检验;1961—1992年中雨雨日增加趋势显著,而1993—2015年则略有减少趋势。大雨雨日,在1961—2015年整体波动中呈现出增加趋势,趋势值为7.93 d/a,通过了0.05显著性水平的检验,同时大雨雨日相比小雨雨日和中雨雨日波动幅度较大。暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨雨日均在波动中呈现出增加趋势,趋势值分别为3.18、0.99、0.07和4.24 d/a,均通过了0.05显著性水平的检验。总降雨雨日,1961—2015年整体呈现出减少趋势,趋势值为-95.81 d/a,通过了0.05显著性水平的检验,1961—1990年总降雨雨日呈微弱增加趋势,而1991—2015年则呈显著增加趋势。通过对比发现,小雨雨日呈减少趋势,大雨和暴雨雨日呈增加趋势,其中中雨和总降雨雨日呈现出先增加、后下降的“曲棍球”现象。

从七大地理分区来看,东北、西北和西藏地区不同强度降雨雨日均呈现出不同程度的增加趋势。北方地区不同强度降雨雨日呈现出两端增强、中间减弱的趋势,即中雨、大雨和暴雨雨日呈不同程度减少趋势,而其他强度降雨雨日则呈现出不同程度的增加趋势。整体来看,北方地区总暴雨雨日呈减少趋势,总降雨雨日呈增加趋势;西南和东南地区不同强度降雨雨日则呈现出两端分化趋势,即弱降雨雨日呈减少趋势,而强降雨雨日呈增加趋势,且均是总暴雨雨日呈增加趋势,而总降雨雨日呈减少趋势。对比分析表明,中国南方地区强降雨雨日增多,东北、西北和西藏不同强度降雨雨日均呈增加趋势,北方地区中等强度降雨雨日减少,强降雨和小雨雨日减少。

2.2不同强度降雨对总降雨的贡献

将不同强度降雨雨量占总降雨雨量的比例作为不同降雨对总降雨雨量的贡献。从图3可看出,1961—2015年小雨对总降雨雨量的贡献在波动中呈现出减少趋势,其趋势值为-0.11%/a,通过了0.05显著性水平的检验。中雨雨量对总降雨雨量的贡献1961—2015年整体在波动中呈现微弱减少趋势,未通过了0.05显著性水平的检验,相比小雨,中雨对总降雨雨量的贡献波动幅度较大。1961—2015年大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨对总降雨雨量的贡献整体在波动中呈现增加趋势,趋势值分别为0.02%/a、0.06%/a、0.04%/a、0.01%/a和0.10%/a,除大雨外其他均通过了0.05显著性水平的检验。通过对比发现,小雨和中雨对总降雨雨量的贡献呈减少趋势,大雨和暴雨对总降雨雨量的贡献呈增加趋势。

从七大地理分区(表2)来看,东北、西藏和西南地区均是小雨和中雨对总降雨雨量的贡献率呈减少趋势,其他强度雨量对总降雨雨量的贡献率呈不同程度的增加趋势。东南地区仅小雨雨量贡献率呈减少趋势,其他强度雨量贡献率均呈不同程度的增加趋势。可见上述4个地区弱降雨雨量贡献率减少。北方地区呈两端增加、中间减少的趋势,即小雨和大暴雨及以上强度雨量贡献率呈增加趋势,其他强度雨量贡献率则呈减少趋势。西北东部和西部地区与北方地区类似,也呈两端增加、中间减少的趋势,尤其是总暴雨雨量贡献率呈增加趋势。综上可见,中国多数分区强降雨雨量贡献率增加。

与不同强度降雨雨量对总降雨雨量的贡献类似,1961—2015年中国不同强度降雨雨日对总降雨雨日的贡献也在波动中呈现出不同程度的变化趋势。1961—2015年小雨雨日对总降雨雨日的贡献在波动中呈现出减少趋势,趋势值为-0.11%/a,通过了0.05显著性水平的检验。中雨雨日对总降雨雨日的贡献整体在波动中呈现出增加趋势,趋势值为0.08%/a,通过了0.05显著性水平的检验,其中1961—1990年呈顯著增加趋势,而1991—2015年变化趋势不显著。大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨雨日对总降雨雨日的贡献均在波动中呈现出增加趋势,趋势值分别为0.02%/a、0.01%/a、>0.01%/a、>0.00%/a和0.01%/a,均通過了0.01显著性水平的检验。通过对比可以发现,中国不同强度降雨雨日对总降雨雨日的贡献在朝着极端化方向发展。

从七大地理分区来看,东北、西藏、西南和东南地区弱降雨雨日对总降雨雨日的贡献率呈减少趋势,强降雨尤其是总暴雨雨日贡献率均呈增加趋势。西北东部和西部地区除中雨和大雨雨日贡献率呈减少趋势外,其他强度降雨雨日均呈不同程度的增加趋势。值得注意的是,北方地区除小雨雨日贡献率呈增加趋势外,其他强度降雨雨日贡献率均呈减少趋势,这极有可能加剧北方地区干旱化进程。对比可知,除北方地区外,其他地区总暴雨雨日贡献率均呈增加趋势。

2.3不同强度暴雨对总暴雨的贡献

进一步采用不同强度暴雨雨量占总暴雨雨量的比例作为不同强度暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献。从图4可看出,1961—2015年暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献在波动中呈现减少趋势,趋势值为-0.06%/a,未通过0.05显著性水平的检验。大暴雨和特大暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献均在波动中呈现增加趋势,趋势值分别为0.05%/a和0.01%/a,均未通过0.05显著性水平的检验。通过对比发现,不同强度暴雨中,大暴雨和特大暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献呈增加趋势,而暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献呈减少趋势。

从七大地理分区(表3)来看,西北东部和西部大暴雨雨量对总暴雨雨量贡献率呈减少趋势,其他强度暴雨贡献率呈增加趋势。东北、北方、西藏、西南和东南地区除暴雨雨量贡献率呈减少趋势外,其他强度暴雨雨量贡献率呈增加趋势,尤其是东南地区增加最多。

与不同强度暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献类似,以不同强度暴雨雨日占总暴雨雨日的比例作为不同强度暴雨雨日对总暴雨雨日的贡献。1961—2015年中国暴雨雨日對总暴雨雨日的贡献在波动中呈现减少趋势,趋势值为-0.03%/a,未通过0.05显著性水平的检验。大暴雨雨日和特大暴雨雨日对总暴雨雨日的贡献均在波动中呈现增加趋势,趋势值分别为0.03%/a和>0.00%/a,均未通过0.05显著性水平的检验。以上对比进一步说明了中国降雨雨日在朝着极端化方向发展。从七大地理分区来看,不同强度暴雨雨日对总暴雨雨日的贡献率与不同强度暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献率相类似。

3结论

采用535个气象站点数据诊断了1961—2015年中国不同强度降雨的变化趋势及其对总降雨贡献率的变化,得到如下主要结论:

(1)1961—2015年中国不同强度降雨在波动中呈现出不同程度的变化趋势。近55年小雨雨量在减少,中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、总暴雨和总降雨雨量在增加,其中中雨、大雨和总降雨雨量呈现出先增加、后减少的“曲棍球”现象。近55年小雨和总降雨雨日在减少,中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨雨日在增加,其中中雨和总降雨雨日呈现出先增加、后下降的“曲棍球”现象。中国西部、西藏、西南和东南地区不同强度降雨雨量和雨日主要以增加趋势为主,且强降雨均呈增加趋势,而北方地区以减少趋势为主,中国降雨在朝着极端化方向发展。

(2)1961—2015年中国不同降雨对总降雨的贡献在波动中呈现出不同程度的变化趋势。近55年小雨雨量对总降雨雨量的贡献在减少,中雨雨量对总降雨雨量的贡献呈现微弱减少趋势,大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨雨量对总降雨雨量的贡献呈增加趋势。近55年小雨雨日对总降雨雨日的贡献在减少,中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨和总暴雨雨日对总降雨雨日的贡献整体在波动中呈现出增加趋势。中国不同地区不同强度降雨对总降雨的贡献率不同,但多数地区强降雨对总降雨的贡献率呈增加趋势。

(3)1961—2015年中国暴雨在朝着极端化方向发展。近55年暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献在减少,大暴雨和特大暴雨雨量对总暴雨雨量的贡献在增加。近55年中国暴雨雨日对总暴雨雨日的贡献在減少,大暴雨和特大暴雨雨日对总暴雨雨日的贡献在增加。中国多数地区高强度暴雨对总暴雨贡献率呈增加趋势。

4讨论

4.1降雨事件三属性雨量、雨日和雨强是降雨事件3个密不可分的重要属性,三者包含了降雨发生发展的重要信息。通过深入研究这3个属性可以大大加深对降雨本身及其背后物理机制和气候背景的认识。从整体性的角度出发,降雨事件的雨量、雨日和雨强彼此之间也不是独立存在的,如果将这三者分隔开来、独立分析,虽然可以得到降雨的一些重要信息,但这些信息依然只是基于雨量、频次或强度单个特征,只包含了降雨事件某一个方面的信息,而不包含降雨事件的整体信息,也就无法从整体上把握降雨的变化特征。如果一个地区的降雨量没有明显变化,但是降雨强度增加,极端降雨的频数增多,那么导致洪涝的可能性就增加。因此,需要从系统性的角度深入研究不同强度降雨事件的雨量、雨日和雨强的至少2个属性特征变化。

4.2不同降雨雨型的厘定和影响诊断降雨包括过程型降雨、对流型降雨和地形降雨。过程型降雨包括了台风降雨以及其他气旋和天气过程带来的降雨[10]。以气旋降雨为例,我国大部分地区是温带,属南北气流交汇地区,气旋降雨极为发达。各地气旋降雨所占比率都在60%以上,华中和华北超过80%,即使西北内陆也达70%。我国境内的气旋多发生在高原以东地区。在北方形成的有蒙古气旋、东北低压和黄河气旋。在我国,气旋生成之后,一般向东北方向移动出海,有名的江南梅雨就是六七月间的极地气团和热带海洋气团交汇于江南地区所造成的。而对流型暴雨则不仅受到自然因素的影响,也在很大程度上受到局地强烈人类活动和城市化进程的影响[20]。可见,不同雨型表征着不同的降雨过程,其背后的物理过程和成因机制也不尽相同。因此,降雨研究中不同雨型的厘定对于研究不同强度降雨及其对总降雨的贡献具有重要的意义。

4.3不同强度降雨变化趋势和波动特征的自然和人文因素研究随着人类活动广度、强度和深度影响力的不断扩大,特定降雨过程越来越受到自然因素和人类活动的双重影响[3-4]。因此,需要从自然因素和人类活动双重角度入手,重点研究其对不同强度降雨的影响,特别是自然因素和人类活动对不同强度降雨变化的相对贡献。不同雨型表现不同的变化趋势,该研究发现小雨在减少,而大雨及暴雨则呈显著增加趋势。对于不同雨型降雨,分别受哪些因素影响;哪些雨型受自然因素影响显著;哪种雨型受人文因素影响显著;对于不同强度降雨的长期低频变化趋势和短期高频波动特征而言,哪些因素在多大时间和空间尺度上影响着不同强度降雨的这2种变化特征。这些问题不仅是区域降雨研究中亟需大力定量诊断研究的重要课题之一,而且也是区域气候区划和影响研究中需要考虑的主要方面之一。

4.4多数据、多方法和多尺度的不同强度降雨贡献诊断几乎所有气候要素的变化均呈现出多层次的演变特征,因而以多尺度的方式来研究气候要素的变化特征十分重要[22]。降雨活动具有明显的年代际变化、年际变化、季节性变化和季节内振荡[26]。现有的降雨研究虽然已经在一定程度上取得了一些成果,但是还未取得学界的共识。可见仍需采用不同源的多种分辨率降雨数据,采用国际和国内的通用方法诊断不同强度降雨的变化趋势和波动特征,尤其是不同强度的降雨对总降雨的贡献率的诊断能够反映区域降雨雨型的动态变化特征。因此,建立不同尺度的降雨模型和时空变化数据平台,包括多尺度统计模型和多尺度气候模式评估中国不同强度降雨变化及其对区域气候变化、生态系统和人居环境的影响,为我国暴雨洪涝灾害防御、水资源管理和生态环境治理提供科学依据。

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