湖南省资水流域汛期暴雨气候特征分析

摘要

【目的】更好地掌握湖南省资水流域汛期暴雨气候特征。【方法】利用经验正交函数分解、全局Moran’s I指数、线性倾向估计、Mann-Kendall检验分析了湖南省资水流域14个国家气象站1980—2016年汛期(4—9月)暴雨日数、暴雨量、暴雨集中度、暴雨集中期的时空分布与演变特征,基于Γ分布及"雨日-无雨日"演变的一阶Markov链模型,从理论上计算了流域14个国家气象站汛期30d内出现暴雨的概率。【结果】①资水流域汛期年均暴雨日数(暴雨量)空间分布上游较少,中下游较多,年均暴雨日数最高的可达5.4 d,最小的仅为1.9 d,年均暴雨日数(暴雨量)与地形关系密切,迎风坡处的站点年均暴雨日数(暴雨量)较大,背风坡、盆地处的站点其年均暴雨日数(暴雨量)较小;②暴雨日数(暴雨量)EOF分解存在全局型、南北型2种主要模态,以全局偏少出现年份最多;20世纪80年代为暴雨日数(暴雨量)偏少期,20世纪90年代以后为偏多期,20世纪90年代为显著偏多期,中下游地区偏多特征尤其明显,偏少期时暴雨空间分布具有随机性,偏多期时暴雨空间分布正相关性显著;③流域平均暴雨日数、平均暴雨量均呈增加趋势,其气候增长率分别为0.1 d/10 a、13.1 mm/10 a,年际变化中存在明显突变,突变节点在1987年前后;④流域汛期暴雨日数分布上高度集中,平均暴雨集中度高达0.82,暴雨集中期为6月26日,平均暴雨集中度有增加趋势,平均暴雨集中期有提前趋势;⑤流域各气象站汛期10 d内流域暴雨发生概率较低,20、30d内暴雨发生的平均概率分别为23.1%、32.2%,暴雨中心安化发生概率最高,分别为39.1%、46.0%,汛期30d内暴雨发生概率空间分布与平均暴雨日数分布类似,暴雨日数大的站点暴雨发生概率较高。【结论】地形不仅能影响暴雨的空间分布,也能影响暴雨集中度和集中期,湖南省资水流域暴雨日数(暴雨量)时空变化上整体具有较好的一致性,但年均暴雨日数大的地区更容易发生偏涝或偏旱。