近50年沪广两大城市降水量变化特征比较

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目 录

摘要 1

Abstract 2

1 引言 3

1.1研究目的和意义 3

1.2国内外研究现状 3

2 数据与方法 4

2.1 研究数据 4

2.2 离差系数 4

2.3 Mann-Kendall趋势检验 4

2.4 Morlet小波分析 5

2.5 SPSS检验 5

3 研究结果 5

3.1 年际降水变化特征比较 5

3.2 年内降水变化特征比较 6

3.3 降水量趋势分析 9

3.4 降水量周期分析 10

3.5 降水预测与建议 12

4 讨论与结论 13

参考文献 13

致谢 16

近50年沪广两大城市降水量变化特征比较

陆昱

, China

Abstract: The change of urban precipitation is an important issue for the sustainable development of cities in the context of climate change. Taking China's megacities Shanghai and Guangzhou as the research objects, SPSS test, Mann-Kendall trend analysis and Morlet wavelet analysis were used to compare the characteristics of precipitation changes in recent 50 years. The study found that the annual and non-flood precipitation in Shanghai showed a downward trend from 1965 to 2015. The precipitation in the flood season showed an upward trend and fluctuates with a period of 7 years. The annual precipitation in Guangzhou and the precipitation in the flood season showed an upward trend. The precipitation in the non-flood season showed a downward trend, and there was no obvious periodic change in the short-term scale. In general, Shanghai’s precipitation have large interannual variations. It is prone to heavy rain during the flood season. It needs attention and timely response, and improves the drainage system of the city; Guangzhou has abundant rainfall, witn small interannual fluctuations, and rainfall is mainly concentrated in the flood season. Predicted non-flood precipitation in the next 3 to 5 years will be between 100mm~300mm. Seasonal distribution is uneven and droughts and floods are prone to occur. Rainwater and flood storage must be done.

Key words: Precipitation; SPSS test; Mann-Kendall trend analysis; Morlet wavelet analysis; Interannual variability

1 引言

1.1研究目的和意义

水资源匮乏是全球都面临着的一个难题，地球上可利用的淡水资源不多，随着社会的稳步发展，人类活动导致越来越多的水资源被污染,淡水储量变得更少^[1]。随着经济的快速发展，工农业用水大幅度增加，水资源供需矛盾日渐突出，长此以往不利于国民经济持续发展。雨水主要补给地表和地下水资源，能够间接带来经济效益，因此降水量的变化对区域水资源的利用有很大的影响^[2]。

所以我选取上海和广州两个经济发达的城市为例研究1965年到2015年降水量变化特征，从降水量年际变化、降水量年内变化、降水量趋势分析和降水周期性分析这4个方面来比较上海和广州的降水变化特征的相同点和不同点，并且根据降水趋势和周期性变化来预测接下来3到5年降水量是增多还是减少，为当地农业生产、城市供水和防范气象灾害给出建议。

1.2国内外研究现状

在全球气候变化的背景下，区域降水量的多少和时空分布也在发生着变化，相较于全球变暖的明显趋势，降水量变化格局及各区域变化情况有很大差异。任国玉等人^[3]研究表明，降水具有明显的地域性差异，强降水和暴雨事件的发生概率明显上升，小雨事件尤其是微量降水发生的频率显著下降。宋世凯^[4]研究发现小雨降水事件频率的降低在总降水量减少中起主要作用。张国宏等人^[5]对1961-2007年中国年降水量情况进行分析得知，降水减少的地区主要是华北、东北、西南东部、西北东部和华南西部,形成了一个东北-西南的带状区域。丛靖^[6]16年研究表明，我国北方干旱半干旱地区有50~60a左右的降水周期，青海地区及新疆南部的降水情况受到全球变暖显著影响。有研究表明中国在气候变暖的环境下，冬季降水量和极端降水量有所增加，具体是，每升高1℃的温度，降水量约增幅9.7%^[7]。胡玉玲等人^[8]发现西部和东部地区的平均年降水量和暴雨的年均趋势呈现出跷跷板模式。国际气候变化委员会上的报告^[9]指出由于全球变暖，陆地和海洋蒸发速率变快，强降水事件频率和陆地降水量将上升。还有研究认为，北半球高纬度地区的降水量和降水强度的增加与人工影响导致的全球变暖有密切关系^[10]。徐保梁等人^[11]分析了1951到2010年的GPCC降水数据，结果发现东西半球有明显相反的降水变化特征，东半球降水减少，西半球降水增多。Masih等人^[12]研究发现扎格罗斯山脉在1961到2001年间，流域内大部分径流量变化趋势与降雨量的变化有关。Tabari等人^[13]研究显示，1966到2005年间，伊朗西部、南部和西南部的年降雨量没有显著变化趋势。

上海在我国的东部地区，四季分明，是亚热带季风气候。申倩倩等人^[14]研究表明，上海的年降水量以短时间尺度的周期变化为主,其中40a为主要周期。并且在长时间尺度上降水为增加趋势,短时间尺度则相反。顾问和谈建国等人^[15]研究了1981到2013年上海11个站点的降水数据，结果发现夏季多发强降水事件，午后多发短时间强降水。短时连续强降水的集中度和强度均高于长持续强降水，更易引发城市内涝。丁一汇等人^[16]研究发现，上海近百年来入、出梅时间存在明显的推迟趋势，梅雨量增加，梅雨期偏长的概率也有所增加。梁萍等人^[17]研究了上海11个站点2004到2012年的逐时观测数据，8月发生短时间强降水的次数最多，降水强度在空间上呈城市雨岛特征。

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