孔 鋒 孫 劭 王 品 呂麗莉 王一飛

(1.清華大學(xué)公共管理學(xué)院，北京 100084； 2.中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，北京 100081；3.中亞大氣科學(xué)研究中心，新疆 烏魯木齊 830002； 4.中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心，北京 100081； 5.杭州師范大學(xué)理學(xué)院 浙江 杭州 311121)

0 引 言

全球氣候變暖背景下，水循環(huán)加快，一方面全球多數(shù)地區(qū)的降雨均發(fā)生不同程度的變化[1-3]；另一方面水資源的時(shí)空分布不平衡的矛盾越發(fā)凸顯[4].由此導(dǎo)致部分地區(qū)暴雨洪澇災(zāi)害頻發(fā)，造成嚴(yán)重的水災(zāi)災(zāi)情[5]；同時(shí)也有部分地區(qū)由于氣候變暖，蒸發(fā)加劇，降雨減少，導(dǎo)致水資源匱乏，干旱問(wèn)題嚴(yán)峻[6].已有研究表明，當(dāng)全球氣溫處于20～30 ℃之間時(shí)，氣溫每上升1 ℃，大氣含水量將提高約1%[7].全球多數(shù)地區(qū)的大氣持水量的氣候變暖背景下均有不同程度的增加[8]，因此，在降雨頻次保持不變的情況下，降雨強(qiáng)度降呈增加態(tài)勢(shì)[9].相比全球氣溫空間格局而言，全球降雨空間分布的區(qū)域性和次區(qū)域性特征較強(qiáng)，全球降雨極值在空間分布上缺乏一致性[10-12].以絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶為例，由于地形地貌和地理位置的差異，絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶上的降雨變化趨勢(shì)存在較大的差異.中國(guó)學(xué)者基于Climatic Research Unit(CRU)資料的研究結(jié)果表明，在最近80年中，中亞干旱區(qū)受西風(fēng)環(huán)流控制，年降水量整體上表現(xiàn)出增加趨勢(shì)，其中冬季降水增加趨勢(shì)明顯達(dá)到0.7 mm/10 a，并將其劃分為五個(gè)降水變化區(qū)域：Ⅰ-哈薩克斯坦西區(qū)，Ⅱ-哈薩克斯坦東區(qū)，Ⅲ-中亞平原區(qū)，Ⅳ-吉爾吉斯斯坦區(qū)，Ⅴ-伊朗高原區(qū)[13].在我國(guó)，民政部救災(zāi)司在我國(guó)的《氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告：中國(guó)氣候變化的歷史和未來(lái)趨勢(shì)》中指出，近100年和近50年中國(guó)年降水量變化趨勢(shì)不顯著，但年代際波動(dòng)較大[14].未來(lái)南方的大雨日數(shù)將顯著增加，暴雨天氣可能會(huì)增多.全球氣候變暖將導(dǎo)致未來(lái)50年中國(guó)年平均降水量呈增加趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)年平均降水量將增加2%～3%，到2050年可能增加5%～7%同時(shí)在全球變暖和城市化背景下，全球降雨結(jié)構(gòu)特征也有不同程度的變化[15-18].已有研究表明，在區(qū)域尺度上，在總降雨量增加的地區(qū)，對(duì)流型降雨增加比例較高.天氣過(guò)程型降雨雖有增加，但增加幅度相比對(duì)流型降雨較小[19-22].目前學(xué)界對(duì)全球尺度的不同類(lèi)型降雨的研究相對(duì)較少，已有的研究多集中在總降雨、極端降雨和不同強(qiáng)度降雨的時(shí)空變化上[23-27]，而對(duì)降雨本身的物理結(jié)構(gòu)特征的研究較少.尤其是在城市化背景下，研究不同類(lèi)型降雨，尤其是對(duì)流型降雨，對(duì)城市規(guī)劃和防洪減災(zāi)以及城市水資源利用將具有重要現(xiàn)實(shí)意義.

綜上，本文以全球降雨作為研究對(duì)象，并將其分為總降雨、對(duì)流型降雨和大尺度降雨三種類(lèi)型，采用多種方法診斷其區(qū)域分異特征及其變化趨勢(shì)和波動(dòng)特征，從而不僅為全球氣候變化和城市化背景下的不同類(lèi)型降雨研究提供新的研究思路，而且也為全球防洪減災(zāi)和水資源規(guī)劃利用提供可能的決策依據(jù).

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文采用的數(shù)據(jù)來(lái)自歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的1979—2016年的ERA-Interim 6小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，包括三種類(lèi)型降水，即總降水(total precipitation)、對(duì)流型降水(convective precipitation)和大尺度降水(large scale precipitation)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)網(wǎng)址：http://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype=sfc/).上述三種類(lèi)型降水?dāng)?shù)據(jù)的空間分辨率為0.75°×0.75°，空間覆蓋范圍為90°S～90°N和180°E～180°W.其中總降水是對(duì)流型降水和大尺度降水的總和，其降水量表征全球降水資源的總和.對(duì)流型降水是指對(duì)流活動(dòng)產(chǎn)生的來(lái)自對(duì)流云的降水，其發(fā)生特點(diǎn)表現(xiàn)為范圍小、強(qiáng)度大、分布不均勻、持續(xù)時(shí)間短且隨時(shí)間變化迅速[4].大尺度降水相比對(duì)流型降水而言，其發(fā)生范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，多是大尺度的天氣系統(tǒng)過(guò)程中冷暖空氣不斷交綏，并使得引起降水的天氣尺度系統(tǒng)與中間尺度系統(tǒng)發(fā)展，從而出現(xiàn)強(qiáng)而持續(xù)的上升運(yùn)動(dòng)和水汽積聚的大尺度環(huán)流形勢(shì)，形成區(qū)域性降水事件.通常極端降水多源于對(duì)流型降水，大尺度降水也有極端降水，但頻次相對(duì)較少[8].例如對(duì)流型降水是我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季常見(jiàn)的極端降水天氣現(xiàn)象[14].

ERA-Interim是歐漩中期天氣預(yù)報(bào)中心(Ewopean entre for medium-range weether forecasts,ECMWF)繼ERA40之后推出的一套新的再分析資料，在時(shí)間段上有部分和ERA40重疊(1989—2002)，但是在資料的處理上有很大的進(jìn)步，由三維同化系統(tǒng)(3D VAR)變成四維同化系統(tǒng)(4D VAR)并更改了模型參數(shù)；增加了資料精度，水平分辨率加強(qiáng)，同時(shí)應(yīng)用了更多的衛(wèi)星和地面觀測(cè)資料等.ERA-Interim使用的陸面過(guò)程仍為T(mén)ESSEL(tiled ECMWF scheme for surface exchanges over land)，但是在物理過(guò)程方面有所改進(jìn)[28].ERA-Interim降水?dāng)?shù)據(jù)相比NCEP再分析降水?dāng)?shù)據(jù)具有空間分辨率高，且已有研究表明該數(shù)據(jù)質(zhì)量高[11]，對(duì)全球天氣氣候診斷中具有重要作用.由于ERA-Interim資料的質(zhì)量較高，因此，在氣候診斷領(lǐng)域被高度關(guān)注.例如，胡增運(yùn)等對(duì)比分析了包括ERA-Interim在內(nèi)的三套降水資料在中亞地區(qū)的適用性，結(jié)果表明ERA-Interim資料可以較好的反映中亞地區(qū)降水的年際變化特征[28].張霞等[29]采用全球陸地網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)集(FLUXNET model tree ensemble,FLUXNET-MTE)和ERA-Interim資料分析了1982—2011年全球干旱半干旱區(qū)的蒸散變化特征，結(jié)果表明ERA-Interim資料分析結(jié)果與觀測(cè)資料結(jié)果具有較好的一致性.王雨等[30]對(duì)比分析了第三代再分析水汽資料的氣候態(tài)比較，結(jié)果表明ERA-Interim與其它兩套高分辨率再分析資料具有很好的一致性.

1.2 計(jì)算方法

首先，將上述三種類(lèi)型的ERA-Interim 6小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)處理成日值降水?dāng)?shù)據(jù)，并對(duì)三種類(lèi)型降水?dāng)?shù)據(jù)按照年份計(jì)算其1979—2016年的總降雨量.其次，將1979—2016年全球三種類(lèi)型降雨量的均值記為氣候態(tài)均值，同時(shí)采用三種類(lèi)型年際降雨量總和、距平和距平百分位三個(gè)指標(biāo)，利用氣候傾向率的方法診斷三種類(lèi)型降雨的絕對(duì)變化趨勢(shì)和相對(duì)變化趨勢(shì)[9].最后，采用變異系數(shù)的方法刻畫(huà)三種不同類(lèi)型年際降雨量的波動(dòng)特征，該方法是衡量一組數(shù)據(jù)中各觀測(cè)值變異程度的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，是標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值，可以避免不同地區(qū)降雨均值差異較大的影響[3].在本文中，變異系數(shù)越大，表明降雨波動(dòng)性越大；反之亦然.

2 結(jié)果與分析

2.1 全球不同類(lèi)型降雨的氣候態(tài)空間分布特征

從降雨的氣候態(tài)空間分布來(lái)看，1979—2016年全球陸地的年均降雨量高值區(qū)主要分布在20°S～20°N之間的地區(qū)(圖1)，以及全球有名的季風(fēng)區(qū)、沿山脈走向的狹長(zhǎng)地區(qū).其中中非西部、環(huán)澳大利亞的北部和東部、東南亞地區(qū)、中國(guó)東部及印度地區(qū)、亞馬遜地區(qū)、美國(guó)東部地區(qū)均是全球陸地年際總降雨量較大的分布區(qū).全球陸地年際對(duì)流型降雨量在空間分布上與全球陸地年際總降雨量具有一定的相似性(圖2)，空間相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.73，通過(guò)了0.05顯著性水平的檢驗(yàn).值得注意的是對(duì)流型降雨主要分布在赤道低緯度帶附近的南北地帶，尤其是該地區(qū)的季風(fēng)區(qū)是對(duì)流型降雨事件高發(fā)的地區(qū).全球陸地年際大尺度降雨量與全球陸地年際總降雨量和對(duì)流型降雨量也具有一定的相似性(圖3)，其空間相關(guān)系數(shù)分別高達(dá)0.62和0.54(n=38 011)，均通過(guò)0.01顯著性水平的檢驗(yàn).但值得注意的是，全球陸地年際大尺度降雨事件相比全球陸地年際總降雨量和對(duì)流型降雨量而言，其在山脈分布的地形狹長(zhǎng)陡峭地區(qū)分布較多.尤其是在亞洲的昆侖山脈、北美洲的落基山脈和南美洲的安第斯山脈均是全球陸地年際大尺度降雨量的高值分布區(qū).

圖1 全球陸地年際總降雨量空間分布(1979—2016)

圖2 全球陸地年際對(duì)流型降雨量空間分布(1979—2016)

圖3 全球陸地年際大尺度降雨量空間分布(1979—2016)

圖4 全球陸地年際總降雨量變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖5 全球陸地年際總降雨量距平變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖6 全球陸地年際總降雨量距平百分率變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

2.2 全球總降雨變化趨勢(shì)的空間分布

從總降雨量變化趨勢(shì)來(lái)看，1979—2016年全球陸地年際總降雨量變化趨勢(shì)空間分布具有明顯的區(qū)域性和次區(qū)域性分布特征(圖4).其中呈增加趨勢(shì)的地區(qū)主要集中在亞馬遜流域及其以北的中美洲地區(qū)、東南亞地區(qū)、南亞地區(qū)和非洲南部地區(qū).非洲地區(qū)年際總降雨量變化趨勢(shì)在赤道附近的熱帶雨林及其兩側(cè)的熱帶草原和熱帶沙漠呈減少趨勢(shì)；撒哈拉沙漠地區(qū)由于年際降雨量極少，因此減少趨勢(shì)微弱，而非洲南部地區(qū)則呈明顯的增加趨勢(shì).而年際總降雨量在西歐地區(qū)、蒙古國(guó)與俄羅斯接壤的附近地區(qū)、中南半島、美國(guó)中部、南美洲東部和南部均呈不同程度的減少趨勢(shì).1979—2016年中國(guó)地區(qū)的年際總降雨量在東南沿海地區(qū)有微弱的減少趨勢(shì)，而在青藏高原及其附近地區(qū)有微弱的增加趨勢(shì).從總降雨量距平變化趨勢(shì)來(lái)看，1979—2016年全球陸地年際總降雨量距平變化趨勢(shì)與總降雨量變化趨勢(shì)空間分布趨勢(shì)呈相同分布狀態(tài)(圖5).從總降雨量距平百分率變化趨勢(shì)來(lái)看，1979—2016年全球陸地年際總降雨量距平百分率變化趨勢(shì)與總降雨量變化趨勢(shì)空間分布趨勢(shì)大致呈相似分布狀態(tài).但值得注意的是非洲地區(qū)的減少趨勢(shì)向北部撒哈拉地區(qū)擴(kuò)展較多(圖6)；南美洲亞馬遜地區(qū)增加趨勢(shì)有所減弱，且面積有所減少；在中國(guó)新疆地區(qū)、蒙古國(guó)與俄羅斯接壤的附近地區(qū)、澳大利亞中部、美國(guó)中部、及南美的安第斯山脈地區(qū)呈減少趨勢(shì)的地區(qū)有所增加；在印度西部、中國(guó)內(nèi)蒙古西部和南極洲西部地區(qū)呈增加趨勢(shì)的地區(qū)有所擴(kuò)張.

2.3 全球?qū)α餍徒涤曜兓厔?shì)的空間分布

從對(duì)流型降雨量變化趨勢(shì)來(lái)看，1979—2016年全球南北緯20°以?xún)?nèi)的地區(qū)增減幅度較大(圖7)，而其它地區(qū)對(duì)流型降雨量相比前者增減幅度較小.其中對(duì)流型降雨量在撒哈拉以南的中非東部地區(qū)減少趨勢(shì)最大；南美洲南部和東部、中南半島、美國(guó)本土大陸、澳大利亞大部分地區(qū)、撒哈拉地區(qū)、西亞、歐洲南部和中國(guó)新疆、東北和華中等地區(qū)對(duì)流型降雨量呈減少趨勢(shì)，且減少程度依次減少.對(duì)流型降雨量在東南亞、南美洲亞馬遜流域、非洲中東部及其以南地區(qū)、南亞多數(shù)地區(qū)的對(duì)流型降雨量呈增加趨勢(shì)，且增加程度依次減少.從對(duì)流型降雨量距平變化趨勢(shì)來(lái)看，其空間分異特征與對(duì)流型降雨量變化趨勢(shì)具有較高的一致性(圖8).從對(duì)流型降雨量距平百分率來(lái)看，南極洲西部?jī)?nèi)陸地區(qū)、非洲中東部和南部、南亞西部、南美洲亞馬遜流域、中亞?wèn)|部、格棱蘭、俄羅斯遠(yuǎn)東和東南亞等地區(qū)、加拿大南部等地區(qū)的對(duì)流型降雨量距平百分率呈增加趨勢(shì)(圖9)，且增加趨勢(shì)依次減少.而非洲北部、美國(guó)中部、蒙古國(guó)、中國(guó)新疆、南極洲沿岸地區(qū)、澳大利亞中部、西亞、南美洲東部和南部等地區(qū)的對(duì)流型降雨量距平百分率呈減少趨勢(shì)，且減少趨勢(shì)依次減少.

圖7 全球陸地年際對(duì)流型降雨量變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖8 全球陸地年際對(duì)流型降雨量距平變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖9 全球陸地年際對(duì)流型降雨量距平百分率變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

2.4 全球大尺度降雨變化趨勢(shì)的空間分布

從全球大尺度降雨量變化趨勢(shì)來(lái)看，1979—2016年全球大尺度降雨量呈減少趨勢(shì)的地區(qū)分布較少，主要集中在非洲中西部、南美洲南部(圖10).南美洲亞馬遜流域、東南亞、印度東部地區(qū)的大尺度降雨量呈增加趨勢(shì).其它地區(qū)的大尺度降雨量增減趨勢(shì)相對(duì)較小.從全球大尺度降雨量距平變化趨勢(shì)來(lái)看，其空間分異特征與大尺度降雨量具有一致性(圖11).從全球大尺度降雨量距平百分率來(lái)看，非洲中部、阿拉伯半島南部、美國(guó)中部、中國(guó)新疆、蒙古國(guó)、西亞和南美洲東部及南部地區(qū)等地是全球大尺度降雨量距平百分率呈減少趨勢(shì)的主要集中地(圖12)，且減少趨勢(shì)的程度依次減弱.而非洲中西部及南部、南美洲亞馬遜流域、南亞、東南亞、阿拉伯半島北部、中國(guó)西北東部、澳大利亞?wèn)|北及西北、南極洲西部等則是全球大尺度降雨量距平百分率呈增加趨勢(shì)的主要集中地，且增加趨勢(shì)的程度依次減弱.通過(guò)以上三種全球不同類(lèi)型的降雨變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，降雨量和降雨量距平兩個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)具有很高的一致性，而降雨量距平百分率則相比前兩者具有不同的空間分異特征，表明降雨量和降雨量距平可以反映全球絕對(duì)降雨量的變化情況，而降雨量距平百分率則表達(dá)了降雨量比率的變化特征.兩類(lèi)指標(biāo)均在一定程度上反映了不同類(lèi)型降雨的變化特征.

圖10 全球陸地年際大尺度降雨量變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖11 全球陸地年際大尺度降雨量距平變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖12 全球陸地年際大尺度降雨量距平百分率變化趨勢(shì)的空間分布(1979—2016)

圖13 全球陸地年際總降雨量波動(dòng)特征的空間分布(1979—2016)

圖14 全球陸地年際對(duì)流型降雨量波動(dòng)特征的空間分布(1979—2016)

圖15 全球陸地年際大尺度降雨量波動(dòng)特征的空間分布(1979—2016)

2.5 全球不同類(lèi)型降雨波動(dòng)特征的空間差異

從全球總降雨量波動(dòng)特征來(lái)看，非洲北部及西南、阿拉伯半島南部、南亞西部、中國(guó)西北、南美洲安第斯山脈地區(qū)、澳大利亞中部地區(qū)是1979—2016年全球總降雨量波動(dòng)較大的地區(qū)(圖13)，波動(dòng)值大都超過(guò)0.5.相比而言，全球其它地區(qū)的總降雨量波動(dòng)特征較小，大都小于0.5.全球?qū)α餍徒涤炅坎▌?dòng)特征和全球大尺度降雨量波動(dòng)特征與全球總降雨量波動(dòng)特征空間分布相類(lèi)似(圖14，圖15)，其空間相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.79和0.66，均通過(guò)了0.01顯著性水平的檢驗(yàn).所不同的是全球大尺度降雨量波動(dòng)特征波動(dòng)較大的地區(qū)在空間分布上有所擴(kuò)張.這表明1979—2016年全球大尺度降雨量變異程度相比總降雨量和對(duì)流型降雨量大.這極有可能是全球變暖背景下大氣環(huán)流的變化，導(dǎo)致天氣過(guò)程降雨系統(tǒng)受到一定程度的影響，而對(duì)流型降雨在快速城鎮(zhèn)化發(fā)展的人類(lèi)世中，受人類(lèi)活動(dòng)和自然因子雙重影響，尤其是城鎮(zhèn)化進(jìn)程對(duì)其影響顯著[1,3,10,18].

3 討 論

在不同類(lèi)型降雨變化及其潛在影響因子研究方面，不同類(lèi)型的降雨表征著降雨的不同物理過(guò)程.全球氣候變化和城市化背景下，降雨深受人類(lèi)活動(dòng)的影響，在城市與鄉(xiāng)村地區(qū)的降雨，不同類(lèi)型降雨表現(xiàn)出明顯的差異特征[1,3,18].已有研究中也開(kāi)始關(guān)注不同類(lèi)型降雨的時(shí)空變化特征及其影響因子[31].例如將中國(guó)沿海地區(qū)的臺(tái)風(fēng)降雨從總降雨中剝離出來(lái)開(kāi)展對(duì)比研究[32]；通過(guò)模式模擬的總降雨和對(duì)流降雨，開(kāi)展兩者的對(duì)比研究[33].目前的研究均是通過(guò)不同方法將對(duì)流型降雨或大尺度降雨從總降雨中剝離出來(lái)，開(kāi)展對(duì)比分析，從而為城市化和氣候變化對(duì)降雨的可能影響提供基礎(chǔ)參考[34].Shi等[3]從城市化影響出發(fā)，認(rèn)為城市化是影響暴雨尤其是對(duì)流型暴雨的主導(dǎo)因子.而對(duì)于華南前汛期降雨、江淮梅雨期降雨、北方盛夏期降雨、華南后汛期降雨、華西秋雨季降雨和西北地區(qū)降雨等大尺度降雨，已有不同學(xué)者從ENSO和太平洋十年濤動(dòng)(PACIFIC DECADAL OSCILLATION，PDO)等角度出發(fā)開(kāi)展了相應(yīng)研究，并得出海氣環(huán)流因子是不同地區(qū)大尺度降雨的主要影響因子[35-37].

在不同類(lèi)型降雨變化風(fēng)險(xiǎn)方面，全球不同類(lèi)型降雨事件是不同影響因素作用下的結(jié)果.大尺度降雨事件通常是不同天氣系統(tǒng)影響下的過(guò)程型降雨事件[1,3]，其降雨歷時(shí)往往較長(zhǎng)，但其在全球總降雨中的比例較低，一般不超過(guò)30%.而對(duì)流型降雨事件一般降雨歷時(shí)短，且降雨強(qiáng)度大，在夏季往往造成全球不同城市地區(qū)的城市暴雨洪澇災(zāi)害，已經(jīng)成為城市生態(tài)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)發(fā)展的主要威脅因素之一.人類(lèi)世時(shí)代的來(lái)臨，城市景觀已經(jīng)大大改變了原有的自然生態(tài)景觀，城市熱島和渾濁島效應(yīng)凸顯[38-39].在全球變暖背景下，城市景觀系統(tǒng)使得降雨強(qiáng)度和時(shí)空分布發(fā)生一定程度的變化，城市對(duì)流型降雨事件增多，風(fēng)險(xiǎn)增大.

在全球降雨變化的指標(biāo)方面，全球降雨變化包含降雨量、降雨頻率和降雨強(qiáng)度的變化.本文僅討論了降雨量，而未討論降雨頻率和強(qiáng)度的變化特征.本文的亮點(diǎn)在于分析全球不同類(lèi)型的降雨，這對(duì)于全面開(kāi)展全球降雨分類(lèi)研究具有一定的科學(xué)意義.值得注意的是未來(lái)仍需通過(guò)類(lèi)似copula函數(shù)的方法，將降雨量、降雨頻率和降雨強(qiáng)度聯(lián)合起來(lái)，綜合反映全球不同類(lèi)型降雨變化特征，這對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)全球不同類(lèi)型降雨變化研究具有重要作用.

在全球降雨事件與氣溫變化事件的協(xié)同研究方面，全球降雨和氣溫是表征全球氣候變化的最重要的兩個(gè)指標(biāo).氣溫的變化在一定程度上影響著全球降雨事件的總量、頻率、強(qiáng)度和時(shí)空分布[12,39].從不同尺度探討降雨和氣溫的關(guān)系在一定程度上可以反映區(qū)域氣候變化特征，對(duì)于深入了解全球氣候變化具有重要意義.因此，需要采用統(tǒng)計(jì)診斷和模式模擬的方法，對(duì)比驗(yàn)證過(guò)去和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)降雨事件和氣溫事件的協(xié)同變化.

4 結(jié) 論

本文根據(jù)ERA-Interim 6小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)處理成的日值降水?dāng)?shù)據(jù)，從氣候態(tài)空間分布特征、變化趨勢(shì)和波動(dòng)特征出發(fā)分析總降雨量、對(duì)流型降雨量和大尺度降雨量的空間差異特征，得出如下主要結(jié)論：

(1)在氣候態(tài)分布上，1979—2016年全球陸地總降雨量與對(duì)流型降雨量和大尺度降雨量氣候分布特征具有空間相似性，空間相關(guān)系數(shù)分別為0.62和0.54，通過(guò)了0.01顯著性水平的檢驗(yàn).三種類(lèi)型降雨量的高值區(qū)主要分布在全球20°S～20°N之間的地區(qū)，以及全球有名的季風(fēng)區(qū)、沿山脈走向的狹長(zhǎng)地區(qū).大尺度降雨量在地形狹長(zhǎng)陡峭地區(qū)較其它兩種類(lèi)型降雨分布較多.區(qū)域氣候條件和地形因素對(duì)三種類(lèi)型降雨量的空間分布格局具有重要影響.

(2)在變化趨勢(shì)上，變化趨勢(shì)也即氣候傾向率，反映了三種類(lèi)型降雨量隨時(shí)間變化的增減特征，變化趨勢(shì)為正值，表明降雨量隨時(shí)間變化而增加，反之亦然.1979—2016年全球陸地年際總降雨量變化趨勢(shì)具有明顯的區(qū)域性和次區(qū)域性.總降雨量距平變化趨勢(shì)與總降雨量變化趨勢(shì)空間分布基本一致.而總降雨量距平百分率變化趨勢(shì)隨與總降雨量變化趨勢(shì)具有相似性，在不同地區(qū)的增減趨勢(shì)范圍有不同程度差異，這表明全球陸地總降雨量的絕對(duì)變化和相對(duì)變化具有相似特征，也各自在不同程度上反映了總降雨量變化趨勢(shì)的差異特征.三個(gè)降雨指標(biāo)在其它兩種類(lèi)型降雨變化趨勢(shì)空間分布上也有相似特征，只是增減趨勢(shì)程度有所不同，反映了絕對(duì)降雨和相對(duì)降雨在變化方向上具有相似性的區(qū)域特征，但變化程度有所不同，表現(xiàn)出次區(qū)域性特征.總降雨呈增加趨勢(shì)的地區(qū)主要集中在亞馬遜流域及其以北的中美洲地區(qū)、東南亞地區(qū)、南亞地區(qū)和非洲南部地區(qū).赤道附近的非洲熱帶雨林及其兩側(cè)的熱帶草原和熱帶沙漠呈減少趨勢(shì).相比總降雨變化趨勢(shì)，全球陸地對(duì)流型降雨最大特征在于南極洲大陸多數(shù)地區(qū)降雨量距平百分率主要呈增加趨勢(shì)；全球陸地大尺度降雨量距平百分率在赤道以南的非洲地區(qū)以減少趨勢(shì)為主.不同類(lèi)型降雨的變化趨勢(shì)反映了氣候變化和城市化可能影響的差異性.

(3)在波動(dòng)特征上，波動(dòng)特征也即變異性(穩(wěn)定性)，反映了三種類(lèi)型降雨的變異大?。徊▌?dòng)越大，變異性越大(穩(wěn)定性越差)，反之亦然.1979—2016年全球陸地大尺度降雨量變異系數(shù)超過(guò)0.8的波動(dòng)地區(qū)明顯多于全球陸地對(duì)流型降雨量和總降雨量.全球陸地對(duì)流型降雨量變異系數(shù)超過(guò)0.8的波動(dòng)地區(qū)明顯多于全球陸地總降雨量.但三者在空間分布上具有相似性，總降雨量波動(dòng)特征與對(duì)流型降雨波動(dòng)特征和大尺度降雨波動(dòng)特征的空間相關(guān)系數(shù)分別為0.79和0.66，通過(guò)了0.01顯著性水平的檢驗(yàn).表明全球變化背景下大尺度降雨變異較大，但三種類(lèi)型降雨的基本氣候格局未發(fā)生根本變動(dòng).