华南地区降雨的时空特征研究

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降雨作为气象水文循环中重要的一部分,近年因受全球气候变化影响而发生了一些改变。降雨的时空分布制约着一个地区的社会经济发展,并且对该地区的防洪抗旱以及水资源的有效运用有着重要的指导意义。本文基于1967—2018年华南地区的最新气象日值观测资料,研究了华南地区52年降雨的时空分布气候特征。本研究采用非参数的趋势检验方法,发现了华南地区的年降雨仅有8%的气象站有显著增加的趋势,所有气象站中年降雨无显著减少的变化趋势,月降雨量在4月和11月分别表现出最明显的减少和增加趋势。在整个汛期内,沿海地区气象站的月降雨量几乎未出现显著变化趋势。年降雨空间分布以广东省中部和沿海地区为高值降雨中心,年总降雨量逐渐向内陆地区递减。年平均降雨日的空间分布与年降雨的空间分布基本相反。逐月的月平均降雨因季节的差异导致不同的分布型态,华南内陆地区的降雨多出现在4月至9月,而海南地区的高降雨月份相对滞后。由于受到数据的限制,日内降雨的分布特征研究仅以深圳市为研究对象,深圳白天的降雨多于夜间,春季和夏日的日内降雨峰值分别发生在午前和午后,而秋季的日内降雨呈现双峰值,午前与午后均会出现一次降雨的峰值。利用经验正交函数分解方法,分析了华南地区气象站月降雨的主导降雨模态。结果表明月降雨主导的两个降雨模态均出现强烈的年信号,第一模态的空间解释率为60.09%,其空间分布与年平均降雨分布基本一致,在整个分析区域内表现为同步变化,月平均时间系数分别在6月和12月为正峰值和负峰值。第二模态的空间解释率为11.41%,其空间分布表现由南向北逐步递减的形态。月平均时间系数分别在9月和3月为正峰值和负峰值。第三、第四模态均出现强烈的半年信号,其空间解释率均低于5%。最后利用历史再分析资料从水汽通量的角度分析华南地区降水时空分布特征形成的大尺度环流背景场原因。结果显示来自东北方向的水汽输送多发生在晚秋和冬季,一般不会给华南地区带来较多的降水;在汛期给华南地区带来充足降雨的主要水汽输送源于南海方向的水汽流和与印度洋夏季风相关的西南方向水汽流。
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