近56年淮河流域年降水量时空变化特征分析

论文总字数：9543字

摘 要

为了更深入的了解淮河流域年降水量的规律及变化，利用淮河流域26个具有代表性的站点1960年至2015年日降水数据、月降水数据以及年降水数据资料，通过线性回归分析和Mann-Kendall趋势检验，结合着GIS空间插值分析方法，对淮河流域降水量在时间上和空间上的变化特征及规律进行了分析。结果表明：淮河流域年降水量呈微弱上升趋势，多年平均降水量为853mm；降水一半以上集中在夏季，春秋次之，冬季最少；沿海地区年降水量呈减少趋势，蚌埠、阜阳等地区年降水量呈增多趋势；流域降水量有东南沿海向西北内陆递减，内陆地区降水量由南向北递减趋势较东部沿海地区更为明显。

关键词： 淮河流域，降水量，时空变化特征

Abstract： With linear regression method, (the accumulative anomaly curve method ,) Mann-Kendall trend and mutation test , GIS spatial interpolation analysis, spatial and temporal characteristics and regularity of annual of precipitation variation were analyzed by using precipitation data of 26 representative stations in Huaihe River basin during 1960-2015. The results show that the annual precipitation in the Huaihe basin is slightly rising, and the annual average precipitation is 853mm, and the precipitation over half of the precipitation is concentrated in summer, spring and autumn, and winter is the least, the annual precipitation in coastal areas is decreasing, and the annual precipitation in Bengbu and Fuyang areas is increasing; the precipitation in the river basin has the southeast coast to the northwest. The decreasing trend of precipitation from inland to north is more obvious than that in the eastern coastal areas.

Keywords： Huaihe River Basin, precipitation, spatial and temporal characteristic

目录

1 前言 5

2 研究区概况 5

3 数据来源及研究方法 7

3.1 数据来源 7

3.2 研究方法 7

4 结果分析 8

4.1 降水量的时间变化特征 8

4.2 降水量的空间变化特征 10

4.3 Mann-Kendall趋势检验 11

结论 14

参考文献 15

致谢 17

1 前言

近年来，全球的气候正在经历着以变暖为最大特征的显著变化，极端天气气候事件也随之不断增加，气候变化所带来的负面影响日益突出，不仅影响着自然生态系统和人类的生存环境，也给世界经济的发展和社会的进步带来一定程度的影响^[1]。气候变化所引起的环境与资源问题受到更多的人（尤其是学者）的广泛关注，许许多多的学者对引起气候变化的各类气象要素进行了一系列的研究，也取得了许多的进展^[2-4]。降水的变化是气候变化的一个很重要的方面，降水的多少及其分布直接影响到一个地区经济的发展。在气候变化的背景下，我国的降水分布格局呈现东南沿海地区增加，华北地区以及四川盆地降水量减少的趋势^[5]。在我国，淮河流域是经常发生旱灾和涝灾的地区之一，也是对气候变化产生响应的重要地区，旱灾和涝灾经常发生的主要原因是降水量的时间和空间分布不均衡^[6-10]，因此对淮河流域降水量的时空分布特征进行研究十分必要，有利于了解旱涝的变化特征，为防治旱涝灾害提供依据。

目前，对淮河流域降水的研究，主要是分析降水量在时间上的变化趋势，多关注于极端降水的空间格局、年代际分布及变化等，以及对一些典型站点的分析^[11-12]，较少涉及到年降水的空间分布及变化。而研究区域降水特征的基础就是研究区域降水在时间和空间上的变化格局，对区域的经济社会以及自然生态系统如何应对气候变化具有实践意义^[12]。淮河流域处在特殊的地理位置，气候复杂多变，北部多发旱灾，而南部多发洪涝灾害，旱灾与涝灾交替出现,因此在大的空间尺度上来研究降水在淮河流域的变化特征非常重要^[13]。

研究降水的变化特征，许多学者选择小波分析法、水文频率曲线法以及R/S分析法等 ^[14-15]，如王澄海等^[16-17]，采用小波分析法对近50年中国降水变化的准周期性特征以及未来的变化趋势进行了研究；周陈超等^[18]，采用累计距平曲线法分析了青海省近50年来水资源变化趋势；钟平安等^[19]，采用Hurst指数R/S分析方法研究了淮河流域主汛期降水演变规律。然而，在淮河流域降水变化特征的研究中，有关综合利用Mann-kendall检验的研究成果比较少^[15]。国内和国外的许多研究表明，使用非参数检验方法检验水文气象时间序列比使用传统的参数检验方法更加合适 ^[20-22]。因此，本文利用GIS技术以及多种方法（线性回归分析、GIS空间插值以及Mann-kendall趋势检验等）从时间尺度和空间尺度对淮河流域降水特征进行研究，用以增进对淮河流域的降水规律的科学认识，从而对人们的生产生活、减灾防灾起到一定的科学指导作用。

2 研究区概况

淮河流域是我国十大流域之一，地处我国东部地区，地跨河南省、安徽省、江苏省以及山东省，处在长江流域北侧、黄河流域南侧，东西位于111°55′E至121°25′E，南北位于30°55′N至36°36′N之间，面积约为270000km²。流域的西部、西南部和东北部是山地和丘陵，其余地区是面积占总区域面积的三分之二的开阔的平原。

淮河流域是我国南北气候的过渡地带，气候特征具有非常明显的过渡性。淮河流域是暖温带半湿润的季风气候，雨热同季，四季分明，年平均气温为11℃-16℃，一月的平均气温为-3℃-4℃，七月的平均气温为25℃-31℃，气温由南向北、由内陆向沿海逐渐降低；流域蒸发量北部大于南部，年平均的水面蒸发量在900mm至1500mm之间；无霜期在200天到240天之间^[23]。流域多年年均降水量为853mm，降水量的年际变化比较大，但多年来的变化趋势并不明显，呈现出微弱的上升趋势；年内分布也极不均衡，降水主要集中在6、7、8、9月份，而12月和1月降水最少，季节特点是：春季和秋季温度和降水差距不大，均占全年降水量的五分之一左右；夏季闷热多雨，降水量超过全年降水量的一半；冬季干旱少雨，降水量不足全年降水量的十分之一；流域内冷暖和早涝转变急剧。空间上，降水量由南向北递减，体现了纬度变化的特点；山区多于平原，体现了降水量的垂直分异；沿海多于内陆，体现了海陆位置导致的差异；总体上呈现出由东南沿海向西北内陆递减的特点，沿海地区降水量的南北差异较内陆地区小。

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