俞來雷

（1.清華大學(xué)公共管理學(xué)院，100084，北京；2.北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，100871，北京）

遺產(chǎn)城市地區(qū)是人類文明的空間簡(jiǎn)史，水與城市的產(chǎn)生、發(fā)展延續(xù)至今密不可分。降水被認(rèn)為是水文過程的源頭，是指大氣中的水汽凝結(jié)后以液態(tài)水或固態(tài)水降落到地面的現(xiàn)象。本文比較研究世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)的降水情況，以期從水資源視角對(duì)我國的基本國情有所了解。按照研究尺度，國際上關(guān)于降水的研究主要包括：全球變化與降水關(guān)系的研究如關(guān)于氣候變化條件下海平面上升和降水極端事件的預(yù)測(cè)研究以及關(guān)于氣候變化背景下中歐極端降水預(yù)景的不確定性研究等；全球尺度的降水特征研究如基于標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)、衛(wèi)星遙感以及數(shù)學(xué)模型的全球月降水分析研究以及關(guān)于全球陸地表面降水?dāng)?shù)據(jù)的高精度插值研究等；地區(qū)尺度的降水特征研究如關(guān)于世界干旱地區(qū)年降水總量與初級(jí)生產(chǎn)力的關(guān)系研究以及關(guān)于歐洲20世紀(jì)地表氣溫和降水氣候數(shù)據(jù)的評(píng)估等；城市尺度的降水特征研究如關(guān)于紐約城市年降水趨勢(shì)研究、關(guān)于柏林城市地區(qū)降水模式的研究以及關(guān)于北京市城市化進(jìn)程對(duì)中尺度對(duì)流降水系統(tǒng)的影響研究等。其中，對(duì)城市尺度降水特征的普遍關(guān)注可以上溯到20世紀(jì)60年代。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，全球氣候變化與降水的關(guān)系研究成為學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注的領(lǐng)域。近半個(gè)世紀(jì)以來的研究成果成為本次世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)降水比較研究的基礎(chǔ)。

一、研究方法

本研究主要的數(shù)據(jù)來源包括：世界遺產(chǎn)城市和國家歷史文化名城空間分布數(shù)據(jù)和降水?dāng)?shù)據(jù)?？臻g分布數(shù)據(jù)根據(jù)世界遺產(chǎn)城市聯(lián)盟官方網(wǎng)站、國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站以及goodle earth等資料整理而成；降水?dāng)?shù)據(jù)采用Hijmans，R.J.等提供的高精度降水?dāng)?shù)據(jù)插值成果全球氣象數(shù)據(jù)，考慮了地形等諸多因素對(duì)插值結(jié)果的影響，較真實(shí)地反映了城市地區(qū)尺度實(shí)際的降水情況，空間分辨率為1 km。

首先，是關(guān)于世界遺產(chǎn)城市和國家歷史文化名城地區(qū)中心點(diǎn)降水情況的比較。考慮兩類遺產(chǎn)城市地區(qū)中心點(diǎn)年降水總量和年內(nèi)月降水量標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)中項(xiàng)中分的原則將這兩類城市大致劃分為四大類，分別為降水豐富-溫和型（RM）、降水豐富-極端型（RE）、降水稀缺-溫和型(SM)以及降水稀缺-極端型(SE)。其中年降水總量是一年內(nèi)降水量的總和，月降水量是一個(gè)月之內(nèi)降水量的總和，其年內(nèi)的逐月變化過程稱為年內(nèi)月降水過程。如圖1所示，以城市地區(qū)中心點(diǎn)降水情況為例，在所有242個(gè)世界遺產(chǎn)城市地區(qū)中，降水豐富與降水稀少的中項(xiàng)分界點(diǎn)在年降水總量679.5 mm，降水極端與降水溫和的中項(xiàng)中分分界點(diǎn)在年內(nèi)月降水量標(biāo)準(zhǔn)差22.195 mm；在所有110個(gè)國家歷史文化名城地區(qū)中，降水豐富與降水稀少的中項(xiàng)分界點(diǎn)在年降水總量910 mm，降水極端與降水溫和的中項(xiàng)中分分界點(diǎn)在年內(nèi)月降水量標(biāo)準(zhǔn)差56.5 mm。由此可以判斷，就城市地區(qū)中心點(diǎn)降水的整體情況而言，國家歷史文化名城比世界遺產(chǎn)城市相對(duì)豐富且極端。

其次，對(duì)于上述世界遺產(chǎn)城市和國家歷史文化名城兩類城市地區(qū)，選取不同地域范圍（20～200km）來研究其降水情況。關(guān)于降水?dāng)?shù)據(jù)的采集，以我國的世界遺產(chǎn)城市蘇州為例，如圖2所示。圖2中①為20km地域研究半徑的蘇州城市地區(qū)降水情況；②為100 km地域研究半徑的蘇州城市地區(qū)降水情況；③為200 km地域研究半徑的蘇州城市地區(qū)降水情況，本次研究將主要對(duì)世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)各地域的降水情況進(jìn)行比較。

二、研究結(jié)果

1.世界遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域降水情況

根據(jù)全球氣象數(shù)據(jù)，赤道兩側(cè)是全球年降水總量最高的地區(qū)，其次為西歐、北美東南部、東亞地區(qū)以及大洋州東部沿海地區(qū)，本次選取了不同地域范圍（20～200km）研究世界遺產(chǎn)城市地區(qū)的年降水總量情況。根據(jù)研究，世界遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的柱狀分布如圖3所示。將世界遺產(chǎn)城市各地域研究范圍年降水總量分布情況的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量整理如表1所示。

從研究結(jié)果看，隨地域研究半徑的增加，世界遺產(chǎn)城市地區(qū)年降水總量的算術(shù)平均值（mean）由 20 km時(shí)的843 mm上升至40 km時(shí)的855 mm，此后基本穩(wěn)定在860 mm左右；標(biāo)準(zhǔn)差（Std.Dev.）由 20 km時(shí)的 533 mm上升至40 km時(shí)的544 mm，此后逐漸下降至200 km時(shí)的504 mm；峰度值為正，由20 km時(shí)的1.498上升至80 km時(shí)的2.184，此后逐漸下降至200 km時(shí)的1.708；偏度值為正，由20 km時(shí)的1.299上升至80 km時(shí)的1.440，此后逐漸下降至200 km時(shí)的1.338。此外，降水總量的中位數(shù)整體趨勢(shì)如表1所示，隨地域研究半徑的增加，由20 km時(shí)的702 mm逐漸上升至40 km時(shí)的717 mm，此后基本穩(wěn)定。

2.國家歷史文化名城地區(qū)各地域降水情況

根據(jù)全球氣象數(shù)據(jù)，本次研究整理出國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的柱狀分布如圖4所示，圖中呈現(xiàn)多峰值的分布特征，說明了國家歷史文化名城各地域降水呈現(xiàn)多樣性的類型集聚特征。研究將國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量分布情況的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量整理如表2所示。

表1 世界遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域年降水總量分布情況的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量

表2 國家歷史文化名城地區(qū)各地域年降水總量分布情況的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量表

從研究結(jié)果看，隨地域研究半徑的增加，國家歷史文化名城地區(qū)年降水總量的算術(shù)平均值由20 km時(shí)的914 mm逐漸上升至200 km時(shí)的948 mm；標(biāo)準(zhǔn)差由20 km時(shí)的445 mm逐漸上升至200 km時(shí)的453 mm；峰度值為負(fù)，其由20 km時(shí)的-0.824下降至200 km時(shí)的-1.050；偏度值為正，其由20 km時(shí)的0.175下降至200 km時(shí)的0.133。此外，年降水總量的中位數(shù)整體趨勢(shì)如表2所示，隨地域研究半徑的增加，由20 km時(shí)的918 mm逐漸上升至200km時(shí)的974mm。

三、研究結(jié)論

通過對(duì)于世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)降水情況的比較，就城市地區(qū)中心點(diǎn)降水的整體情況而言，國家歷史文化名城比世界遺產(chǎn)城市相對(duì)豐富且極端。在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)上述兩類遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域年降水總量的研究成果，如下圖5所示，在各地域研究范圍，國家歷史文化名城地區(qū)年降水總量的算術(shù)平均值高于世界遺產(chǎn)城市地區(qū)，前者基本維持在930 mm左右，后者基本維持在850 mm左右。

根據(jù)研究結(jié)果，總體而言，與國家歷史文化名城地區(qū)比較，世界遺產(chǎn)城市地區(qū)降水存在明顯的閾值，即40km地域半徑，世界遺產(chǎn)城市各地域研究范圍年降水總量的分布更為集中，而國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的分布更為離散。通過比較同樣也說明，國家歷史文化名城地區(qū)比世界遺產(chǎn)城市地區(qū)降水相對(duì)豐富且極端。此外，國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的柱狀分布圖所呈現(xiàn)多峰值的分布特征，說明了降水呈現(xiàn)多樣性的類型集聚特征。

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