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在我国,干旱、暴雨洪涝、连阴雨、高温热浪、沙尘暴、台风等各种气象灾害每年造成的损失占整个自然灾害损失的70%左右,直接经济损失占国民生产总值的3%~6%1而与气象条件有关的泥石流、森林和草原火灾、农林草原病虫害、荒漠化等生态环境灾害的损失更是难以统计。这些灾害许多是由极端天气气候事件引起的,虽然其发生频率不高,但危害性极大。近年来,极端天气气候事件引发的自然灾害日益严重,引起了公众和政府决策者的高度重视。鉴于极端天气气候事件与气候变化的密切关系及其对人类经济社会及自然环境的重要影响,其研究已经成为当今气候变化科学的前沿问题之一。
中国东部南北样带是国际地圈生物圈计划于2000年划定的第15条国际标准样带。该样带从南至北跨越了赤道季风气候带、干湿不明显的热带季风气候带、干湿不明显的亚热带季风气候带、湿润或半湿润暖温带季风气候带、半湿润或半干旱温带季风气候带和寒温带大陆东岸季风气候带,具有明显的热量梯度与水热组合梯度,同时还有土地利用强度的变化。该区是我国重要的粮食生产区,土地利用结构中耕地占有相当大的比例,人口高度密集,经济总量占全国的比重越来越大,城市化水平发展进一步加快,受人类活动影响进一步强烈。本文希望借助对极端降水事件的研究,进而把握未来极端降水事件的变化规律,提高对极端降水事件的监测、预测能力,降低极端降水事件影响的脆弱性,为制定防御自然灾害规划和可持续发展战略措施等提供科学依据。
基于1951~2004年266个有效测站的逐日降水资料计算出10个极端降水指数。采用线性趋势法对其时间序列进行趋势检验,得到时间变化趋势,采用通用克里金法对趋势值进行空间内插,得到空间变化趋势。用非参数检验方法比较验证。结果表明:最大持续无雨日数在60年代中期以前显著增长,此后无明显变化:最大持续降水日数显著缩短;大雨日数、中雨日数在50年代至70年初显著减少,70年代初至80年代初增加,之后减少;强降水量无明显变化;极端降水量在90年代中期以前无明显变化,之后增加:一日最大降水量、连续五日最大降水量略有减少,变化不显著:70年代中期以前强降水量占年降水量的百分比减小,70年代中期到80年代末期增加,之后减小;80年代以前极端降水量占年降水量的百分比显著减小,80至90年代增加,之后无明显变化。最大持续无雨日数在大部分地区呈现增加趋势;最大持续降水日数多呈减少趋势;中雨日数、大雨日数在内蒙古东部、东北大部、华北大部及长江流域中上游的部分地区呈现减少趋势,其他地区呈现增加趋势:以河南、江苏一线为界,强降水量与极端降水量在样带北部多呈减少趋势,南部多呈增加趋势;一日最大降水量除在样带中部地区表现为减少趋势外,其余地区均呈增加趋势;连续五日最大降水量多呈减少趋势;强降水量占年降水量的百分比在内蒙古东部,东北大部,华北中部以及山西、陕西境内均呈现下降趋势,其他地区呈现上升趋势:极端降水量占年降水量的百分比在大部分地区都表现出增加趋势。对比两种方法,二者求得的趋势变化分布图虽然在等级量化区间上略有不同,但趋势值的总体变化幅度基本一致,所反应的空间变化规律也具有很好的一致性。