乌江中下游流域极端降水频数和强度浅析*

张丹丹，黎 荣，刘勋埙，王 棚，许文亚

(1德江县气象局，贵州 德江 565200；2黔东南州气象局，贵州 凯里 556000)

0 引言

乌江中下游流域处于亚热带季风区，地处气候变化的脆弱地带，易受到极端降水天气过程影响，极端降水事件是阻碍社会经济发展的重大灾害性天气，研究极端降水事件相关参数的特征和关系是亟亟所需的。王苗等[1]对我国极端降水事件的研究进展进行了综述，指出极端降水的长期变化特征具有区域性，王志福等[2]对中国极端降水事件的频数和强度特征进行研究，发现极端降水事件多发生在35°N以南地区，并且极端降水持续时间较长。张艳梅等[3]对贵州主汛期极端降水事件及其环流特征进行分析，指出贵州主汛期极端降水阈值自北向南逐渐增大，极端降水事件发生频数西部比东部高。高红梅等[4]对乌江流域降水气候特征进行分析，指出乌江下游德江一带暴雨天气日数较多。前人学者对极端降水做了大量研究，但针对乌江中下游流域极端降水事件的研究相对较少，本文选取思南、德江、沿河为研究区域，研究乌江中下游流域发生极端降水事件的频数和强度，总结归纳极端降水频数和强度等相关参数的特征和变化趋势，为预测乌江中下游流域发生极端降水事件提供参考。

1 数据与方法

1.1 数据

由贵州省气象信息中心提供的1987—2017年思南、德江、沿河国家站逐日降水数据。

1.2 极端降水事件相关定义

本文采用第95位百分位法，将1987—2017年逐年日降水量数据按从小到大的升序排列，选取第95位百分位的31年平均值作为极端降水事件发生的阈值，当某日降水量大于阈值则记为发生一次极端降水事件。本文定义每年出现极端降水事件天数之和为极端降水频数，极端降水强度为每年出现极端降水事件的日降水量之和与极端降水频数之比。本文定义日降水量大于100 mm为典型极端降水事件阈值，将发生典型极端降水事件的年份定义为典型极端降水事件年。

1.3 MK非参数检验方法

MK检验方法[5]是一种非参数检验方法，已广泛用于分析气象要素时间序列的长期变化趋势，MK检验不需要样本遵从一定分布，也不受少数异常值干扰。本文基于MK检验方法检验思南、德江、沿河三站近31年极端降水事件频数和强度的长期变化趋势。

2 极端降水事件特征分析

2.1 极端降水频数和强度特征

我国气象规定日降水量大于50 mm为暴雨量级，通过第95位百分位法对乌江中下游流域三站极端降水阈值进行定义，研究发现近31年思南、德江、沿河出现极端降水事件的日降水量在31.2 mm到33.5 mm之间均小于50 mm，平均极端降水频数为7 d到8 d天，平均极端降水强度在52.3 mm/d到55.3 mm/d之间(表1)。再对日降水量大于100 mm的大暴雨量级的极端降水事件进行统计分析，统计结果表明思南典型极端降水事件年为10年，且多发生在7月，德江为17年多发生在6—7月，沿河为15年多发生在6—7月，思南、德江、沿河典型极端降水事件年出现概率分别为32%、55%、48%。

表1 近31年乌江中下游流域极端降水事件相关参数值Tab.1 Parameters of extreme precipitation events in the middleand lower reaches of Wujiang River in recent 31 years

根据统计分析，近31年思南、德江、沿河发生极端降水频数在2 d到16 d之间(图1)，极端降水强度在36 mm/d到81.6 mm/d之间(图2)，乌江中下游沿思南至沿河一带极端降水频数呈先增加后减少的变化趋势，德江出现极端降水事件为最多，极端降水强度呈增强趋势(表1)。而三站发生极端降水事件大于平均极端降水频数分别出现了14年、14年、15年，结果表明乌江中下游流域每年发生7天以上且强度大于52 mm/d的极端降水事件的概率大于45%。

图1 近31年乌江中下游流域极端降水频数逐年柱形图Fig.1 Column chart of frequency of extreme precipitation in themiddle and lower reaches of Wujiang River in recent 31 years

2.2 极端降水频数和强度长期趋势

用MK检验法检验近31年思南、德江、沿河极端降水频数和强度的长期变化趋势，给定显著性水平α=0.05，临界值U0.05=±1.96绘制趋势图，UF和UB曲线的交点为突变点。由图3极端降水频数变化趋势思南站1991年后主体呈现出增加趋势，德江站1992年后呈增加趋势，沿河站1990年后呈增加趋势。由图4极端降水强度变化趋势思南站2000年后呈增强趋势，德江站1995年后大体呈增强趋势，沿河站1997年后呈增强趋势。

图2 近31年乌江中下游流域极端降水强度逐年折线图Fig.2 Line chart of intensity of extreme precipitation in themiddle and lower reaches of Wujiang River in recent 31 years

图3 近31年乌江中下游流域极端降水频数变化趋势Fig.3 Variation trend of frequency of extreme precipitation in themiddle and lower reaches of Wujiang Rive in recent 31 years

3 结论

本文主要研究分析1987—2017年近31年乌江中下游流域逐日降水量数据。研究结果表明：

图4 近31年乌江中下游流域极端降水强度变化趋势Fig.4 Variation trend of intensity of extreme precipitation in themiddle and lower reaches of Wujiang Rive in recent 31 years

(1)乌江中下游流域极端降水事件阈值为32 mm，年极端降水频数多出现在7～8 d，年极端降水强度平均为53.6 mm/d，最大极端降水频数为16 d，最强极端降水强度为81.6 mm/d，日降水量100 mm以上的极端降水事件多发生在6—7月，典型极端降水事件年出现概率为32%以上。

(2)思南、德江、沿河三站极端降水频数和强度时间序列上的长期变化趋势，近31年以来乌江中下游流域极端降水频数1992年后呈增加趋势，极端降水强度2000年后呈增强的趋势，乌江中下游流域极端降水频数和强度整体上呈现出上升的趋势。

(3)乌江中下游流域思南至沿河一带，极端降水频数呈先增加后减少变化趋势，极端降水强度呈逐渐增强的变化趋势，典型极端降水事件年出现概率呈逐渐增加趋势。本文因站点选择有限，对于极端降水事件的空间变化趋势研究还存在局限性，需要进一步研究。