湖北省单日和3日极端降水事件特征初探

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摘要 利用湖北省71个气象站点1961～2011年逐日降水量资料，对单日和3日降水量超过百分位数阈值（95% ）的极端降水事件变化情况进行了分析。结果显示，湖北省近51年单日和3日极端降水事件均呈小幅下降趋势，但趋势不显著；20世纪60年代出现极端降水的频率最高；极端降水事件高发区主要在鄂西北北部。

关键词 极端降水；阈值；湖北省

中图分类号P46 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）77-0105-02

0引言

IPCC（2007）第四次评估报告指出，随着全球气候变暖，陆地大部分地区强降水比例增加，我国极端降水事件发生的频率也在增加，并具有明显的区域性和季节变化[1-2]。极端降水事件的研究越来越引起气象学者的关注，并对不同地区降水长期变化特征进行了深入研究[3-4]。

目前对极端降水事件的判别研究方法主要有2种：一种是绝对阈值法，即选取某个固定的日降水量值作为阈值，判定出现大于该阈值的降水为极端降水，如在我国通常把日降水量超过100rnm的事件称为大暴雨。由于我国幅员辽阔，气候的地域差异明显，同一阈值在不同地区未必适用。另一种是目前国际上在气候极值变化研究中常用的百分位法，选择某个百分位处的值作为阈值定义极端气候事件[5-7]。

本文采用基于百分位的相对阈值法，研究了1961年～2011年湖北省单日和3日极端降水事件的时空变化情况，此外还分析比较了新基准年（1981年～2010年）与老基准年（1971年～2000年）的单日与3日极端降水阈值。

1数据及处理

本文中的基础数据来自湖北省气象局整编的1961～2011年湖北省内国家气象站逐日降水量观测资料，考虑到数据年代完整性问题，从全省气象站点中选取了71站作为研究对象。此外，文中的老气候标准期为1971年～2000年，新气候标准期为1981年～2010年，二者合称为新老基准年。挑选出气候标准期内逐年降水指标（单日极端降水量、3日极端降水量）的极值和次极值，组成一个60个数值的序列并按升序排列，选取累积频率为第95百分位的值（即第58个值）为极端多事件的阈值，再将1961年～2011年湖北省71个气象观测站逐日降水资料与所得的两种阈值分别进行比较，大于等于阈值时即定义为出现了一次极端降水事件。

2结果分析

2.1 极端降水发生站次时间序列

1961年～2010年湖北省年平均单日极端降水事件发生7.5站次，1969年为历年最多，发生25站次；1978年为历年最少，发生0站次，整体呈略微下降趋势，但下降趋势不显著。从年际变化上看，20世纪60年代和90年代平均值均高于常年值（1981年～2010年），其中60年代年均9.6站次为各年代最高；其它年代年平均值均低于常年值，21世纪以来年均5.6站次为各年代最低（图1左）。

1961年～2010年湖北省年平均单日极端降水事件发生9.5站次，1964年为历年最多，发生39站次；1971、1974、1978、1981、1992和1993年均未发生极端事件，为历年最少，整体也呈下降趋势。从年际变化上看，20世纪60年代和90年代平均值均高于常年值（1981年～2010年），其中60年代年均14.1站次为各年代最高；80年代年平均值为6.6站次，为各年代最低；70年代和21世纪以来年均发生站次大约与常年值持平（图1右）。

结合来看，降水极端事件出现较多的年份为：1964、1969、1991、1998，出现较少的年份为：1971、1974、1978。

3.2 极端降水发生站次空间分布

极端降水事件发生站次空间分布图上显示，单日极端降水事件高发区主要在鄂西北北部、鄂西南西部、江汉平原以及鄂东南西部，而3日极端降水事件高发区主要在鄂西北东北部和北部。具体而言，单日极端降水事件平均出现站次为5.4站次，在3站次（南漳、广水、红安、建始等12站）～10站次（郧西）之间变化；而3日极端降水事件平均出现站次为6.8站次，在3站次（襄樊、广水、红安、潜江等16站）～26站次（郧县）之间变化。综合来看，湖北省内易出现极端降水事件的地区为鄂西北的郧县、竹溪，其次为恩施、荆州、宜都、随州，而较少发生的地区为建始、天门、仙桃、广水等。

3.3 新老基准年的极端降水阈值比较

分别计算老气候标准期（1971年～2000年）和新气候标准期（1981年～2010年）对应的单日和3日极端降水阈值，再由1961～2011年湖北省71站逐日降水量资料各获取不同气候标准期下的极端降水事件出现站次序列，将新气候标准期下的序列值减去老气候标准期对应值，比较新老基准年阈值对应的逐年极端降水事件站次情况（图3）。单日极端降水事件在新基准年下出现站次明显多于老基准年，其整体基本无变化趋势；而3日极端降水事件1985年前在新基准年下出现站次明显多于老基准年，但1985年后情况则正好相反，因此整体变化呈下降趋势。因此，采用不同的气候标准期对极端降水事件结果可能会造成一定的影响，研究中应该加以注明。

4结论

本文分析了1961年～2011年湖北省单日和3日极端降水事件的时空变化情况，得到以下结果：

1）湖北省单日和3日极端降水事件年平均发生站次分别为7.5和9.5站次，其时间序列均呈小幅下降趋势，但趋势不显著；

2）年际变化上，20世纪60年代和90年代平均值均高于常年值（1981年～2010年），其中60年代年均站次为各年代最高；

3）空间分布上，单日极端降水事件高发区主要在鄂西北北部、鄂西南西部、江汉平原以及鄂东南西部，而3日极端降水事件高发区主要在鄂西北东北部和北部。

参考文献

[1]丁一汇，任国玉，石广玉，等.2006.气候变化国家评估报告（I）：中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展，2（1）：3-8.

[2]潘晓华，翟盘茂.2002.气候极端值的选取与分析[J].气象，28（18）：28-31.

[3]任玉玉，任国玉.2010.1960～2008年江西省极端降水变化趋势[J].气候与环境研究，15（4）：462-469.

[4]李丽平，章开美，王超，等.2010.近40年华南前汛期极端降水时空演变特征[J].气候与环境研究，15（4）：443-450.

[5]IPCC.2001.Climate change 2001：The Scientific Basis[M].Houghton J T，Ding Y，Griggs D J，et a1.，Eds.Cambridge，UK and New York，USA：Cambridge University Press，99-183.

[6]Frich P，Alexander L V，Della-Marta P，et a1.2002.0bserved coherent changes in climatic extremes during the second half of the Twentieth Century[J].Climate Res.，19：193-212.

[7]Zhai P M，Zhang X B，Wan H，et a1.2005.Trends in total precipitation and frequency of daily precipitation extremes over China[J].J.Climate，18：1096-1108.