高 沁，唐 林，鄭葉子 (.湖南省人工影響天氣辦公室，湖南長(zhǎng)沙40007;.湖南省湘潭市氣象局，湖南湘潭400)

極端降水事件是我國(guó)主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，也是對(duì)社會(huì)危害最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一。極端氣候事件的變化存在明顯的區(qū)域差異，有些地區(qū)呈增強(qiáng)的趨勢(shì)，而有些地區(qū)呈減弱的趨勢(shì)。近些年許多國(guó)內(nèi)外氣象工作人員對(duì)極端降水事件進(jìn)行了深入研究，且提出了很多可行性數(shù)理方法，發(fā)現(xiàn)了不少事實(shí)和規(guī)律［1－3］。

湖南地處108°47'～114°15'E、24°39'～30°08'N，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，降水較豐沛，是我國(guó)雨水較多的省份之一，年平均降水量為1 200～1 700 mm，但時(shí)空分布不均，明顯集中在某一段時(shí)間，這段時(shí)間稱為雨季，雨季一般只有3個(gè)月(4～6月)，卻集中了全年降水量的50% ～60%。降水分布不勻也體現(xiàn)在有時(shí)出現(xiàn)時(shí)間短、強(qiáng)度大、雨量多的極端強(qiáng)降水，常以暴雨(1 d降水量≥50 mm)和連續(xù)性暴雨、大暴雨(1 d降水量≥100 mm)或特大暴雨(1 d降水量≥200 mm)等極端降水形式出現(xiàn)，極端強(qiáng)降水是直接造成洪澇災(zāi)害的原因。筆者在此利用湖南省91個(gè)地面觀測(cè)站點(diǎn)1970～2012年的逐日降水資料，應(yīng)用年降水量、最大日降水量、最大連續(xù)5 d降水量、濕日數(shù)等參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析近43年來(lái)湖南極端降水的氣候變化特征。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源 資料來(lái)自湖南97個(gè)地面觀測(cè)站點(diǎn)1970～2012年的逐日降水資料，均通過(guò)了均一性檢驗(yàn)。選取資料年代較長(zhǎng)、代表性較好的91個(gè)站點(diǎn)(圖1)。

1.2 極端降水定義與計(jì)算 極端降水閾值的定義常用方法分別有分級(jí)法、標(biāo)準(zhǔn)差法和百分位法，在此主要采用百分位法。該方法為當(dāng)前使用最廣泛的一種方法，翟盤(pán)茂等［4］根據(jù)地面氣象臺(tái)站的日降水量，采用某個(gè)百分位值作為極端降水的閾值，超出閾值則認(rèn)為發(fā)生極端降水事件。此方法可根據(jù)不同氣象臺(tái)站的日降水量確定不同地區(qū)的極端降水事件的閾值。在此采用年降水量、最大1 d降水量、最大連續(xù)5 d降水量、濕日數(shù)、大雨以上日數(shù)、日降水≥50 mm的天數(shù)(暴雨日數(shù))等指標(biāo)研究湖南極端降水事件的時(shí)空變化特征。

圖1 湖南省91個(gè)氣象站點(diǎn)分布

2 結(jié)果與分析

2.1 極端降水的空間分布特征 根據(jù)湖南91個(gè)地面觀測(cè)站點(diǎn)1970～2012年的逐日降水資料分析表明，湖南各縣(市)降水量為1 145.7(新晃)～1 719.4 mm(桂東);湖南平均最大日降水量為95.2 mm，各縣(市)為71.4(城步)～118.1 mm(桑植)。湖南平均最大連續(xù)5 d降水量為151.9 mm，各縣(市)為120.3(城步)～186.5 mm(桑植);湖南平均濕日數(shù)為110.6 d，各縣(市)為 94.7(澧縣)～133.1 d(桂東);湖南平均大雨以上日數(shù)為14.8 d，各縣(市)在10.7(新晃)～19.2 d(桂東);湖南平均暴雨日數(shù)為 3.7 d，各縣(市)為2.2(城步)～5.7 d(安化)。

2.2 極端降水的時(shí)間變化特征

2.2.1 極端降水的年代際變化。

2.2.1.1 年降水量。由湖南年平均降水量的逐年變化曲線(圖2a)可見(jiàn)，湖南多年平均降水量1 392.3 mm，最大值為2002年的1 891.7 mm，最小值為2011年的981.2 mm;近43年降水量無(wú)明顯變化趨勢(shì)，其中20世紀(jì)90年代以后降水偏多。由7年滑動(dòng)平均曲線可以看出，降水量經(jīng)歷了2降1升的過(guò)程。20世紀(jì)90年代初～2005年前后降水量偏多，70年代初～90年代初、2005年以后降水量偏少。

2.2.1.2 最大日降水量。湖南平均最大日降水量逐年變化曲線(圖2b)顯示，湖南多年平均最大日降水量為95.6 mm，最大值為1996年的121.5 mm，最小值為1978年的76.1 mm;近43年平均最大日降水呈明顯增加趨勢(shì)，傾向率達(dá)3.9 mm/10a(達(dá)到0.01的信度水平)。從7年滑動(dòng)平均曲線可以看出，20世紀(jì)90年代以后平均最大日降水量偏多，其余時(shí)段偏少。

2.2.1.3 最大連續(xù)5 d降水量。湖南平均最大連續(xù)5 d降水量逐年變化曲線(圖2c)顯示，湖南多年平均最大連續(xù)5 d降水量為152.4 mm，最大值為1998年的198.0 mm，最小值為1978年的117.5 mm;近43年平均最大連續(xù)5 d降水呈明顯增加趨勢(shì)，傾向率達(dá)6.5 mm/10a(達(dá)到0.01的信度水平)。從7年滑動(dòng)平均曲線可以看出，20世紀(jì)90年代以前平均最大連續(xù)5 d降水量偏少，之后偏多。

2.2.1.4 濕日數(shù)。湖南平均濕日數(shù)逐年變化曲線(圖2d)顯示，湖南多年平均濕日數(shù)為111.0 d，最多為2002年的133.4 d，最少為2011年的88.5 d;近43年平均濕日數(shù)呈減小趨勢(shì)，傾向率為－2.3 d/10a。7年滑動(dòng)平均曲線表明，20世紀(jì)70年代初～80年代初、80年代末～2000年前后平均濕日數(shù)偏多，80年代初～80年代末、2000年以后平均濕日數(shù)偏少。

2.2.1.5 大雨以上日數(shù)。湖南平均大雨以上日數(shù)逐年變化曲線(圖2e)顯示，湖南多年平均大雨以上日數(shù)為14.9 d，最多為2002年的22.7 d，最少為2011年的9.2 d;近43年傾向率為0.2 d/10a，平均大雨以上日數(shù)呈明顯上升。7年滑動(dòng)平均曲線表明，20世紀(jì)90年代初～2005年前后平均大雨以上日數(shù)偏多，80年代初～90年代初、2005年以后平均大雨以上日數(shù)偏少。

2.2.1.6 暴雨日數(shù)。湖南平均暴雨日數(shù)逐年變化曲線(圖2f)顯示，湖南多年平均暴雨日數(shù)為3.7 d，最多為2002年的6.7 d，最少為1985 年的2.2 d;近43 年傾向率達(dá)0.2 d/10a，平均暴雨日數(shù)呈明顯上升。7年滑動(dòng)平均曲線表明，20世紀(jì)90年代中期～2005年前后平均暴雨日數(shù)偏多，70年代初～90年代中期、2005年以后平均暴雨日數(shù)偏少。

圖2 1970～2012年湖南省極端降水的趨勢(shì)變化

圖3 1970～2012年湖南省各縣(市)年代際降水量(a)及距平百分率(b)空間分布

2.2.2 降水量的年代際變化。從湖南不同年代際平均年降水量及平均年降水量距平的空間分布(圖3)可看出，20世紀(jì)70年代湘東南、湘東及湘北偏西地區(qū)平均年降水量≥1 450 mm，湘北、湘西、衡邵盆地部分地區(qū)平均年降水量≤1 300 mm，其他地區(qū)平均年降水量為1 300～1 450 mm;全省除湘東南、湘西部分地區(qū)平均年降水量偏多外，其他地區(qū)均偏少，其中常德、益陽(yáng)、岳陽(yáng)、株洲等地區(qū)平均年降水量偏少4%以上，永州南部、郴州南部等地區(qū)平均年降水量偏多4%以上。80年代湘西北偏東地區(qū)、湘東部分地區(qū)平均年降水量≥1 400 mm，湘中、湘西南部分地區(qū)降水量≤1 250 mm，其他地區(qū)平均年降水量為1 250～1 400 mm;全省平均年降水量湘西北大部分地區(qū)平均年降水量均偏多，其他地區(qū)偏少，其中懷化中部平均年降水量偏少8%以上，益陽(yáng)南部、長(zhǎng)沙、湘潭、株洲北部、永州南部、郴州南部平均年降水量偏少4%以上，湘西自治州、張家界、常德平均年降水量偏多4%以上。90年代湘東部分地區(qū)、湘北偏北地區(qū)平均年降水量≥1 600 mm，湘北、湘西、衡邵盆地平均年降水量≤1 450 mm，其他地區(qū)平均年降水量為1 450～1 600 mm;全省除個(gè)別站點(diǎn)平均年降水量偏少外，其他地區(qū)平均年降水量均偏多，其中岳陽(yáng)、長(zhǎng)沙、湘潭、懷化中部偏多8%以上，除湘西自治州、張家界、常德、永州南部、郴州南部等地區(qū)，其他地區(qū)平均年降水量偏多4%以上。2000～2012年湘東南部分地區(qū)、湘北偏北地區(qū)平均年降水量≥1 450 mm，湘北、湘西和衡邵盆地部分地區(qū)平均降水量≤1 350 mm，其余地區(qū)為1 350～1 450 mm;全省除少數(shù)站點(diǎn)平均年降水量偏少外，其他地區(qū)平均年降水量均偏多，除個(gè)別地區(qū)外，其他地區(qū)平均年降水距平百分率均為－4% ～4%。

由此可見(jiàn)，90年代是近43年平均年降水量最多的時(shí)段，80年代是近43年平均年降水量最少的時(shí)段。

3 結(jié)論

(1)1970～2012年湘中以南、湘西北部分站點(diǎn)降水量呈下降趨勢(shì)，其他地區(qū)均呈增加的趨勢(shì);除湘北和湘西南部分地區(qū)最大日降水量下降外，其他地區(qū)均呈增加趨勢(shì)。

(2)1970～2012年湖南省年平均降水量無(wú)明顯變化趨勢(shì)，20世紀(jì)90年代是近43年平均年降水量最多的時(shí)段，80年代是近43年平均年降水量最少的時(shí)段。

［1］戴澤軍，宇如聰，陳昊明.湖南夏季降水日變化特征［J］.高原氣象，2009，28(6):1463 －1470.

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［3］張劍明，黎祖賢，章新平，等.湖南區(qū)域干旱模糊評(píng)價(jià)［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2009，28(4):629 －635.

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