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珠江三角洲地区极端降水时空演变特征

邹贤菊 宋晓猛 刘翠善

邹贤菊,宋晓猛,刘翠善. 珠江三角洲地区极端降水时空演变特征[J]. 水利水运工程学报,2022(5):50-60. doi:  10.12170/20210714002
引用本文: 邹贤菊,宋晓猛,刘翠善. 珠江三角洲地区极端降水时空演变特征[J]. 水利水运工程学报,2022(5):50-60. doi:  10.12170/20210714002
(ZOU Xianju, SONG Xiaomeng, LIU Cuishan. Spatiotemporal changes of extreme precipitation in the Pearl River Delta region[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(5): 50-60. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210714002
Citation: (ZOU Xianju, SONG Xiaomeng, LIU Cuishan. Spatiotemporal changes of extreme precipitation in the Pearl River Delta region[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(5): 50-60. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210714002

珠江三角洲地区极端降水时空演变特征

doi: 10.12170/20210714002
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51979271,51609242);中国博士后科学基金资助项目(2018M632333)
详细信息
    作者简介:

    邹贤菊(1995—),女,重庆人,硕士,主要从事水文水资源研究。E-mail:xjzou@cumt.edu.cn

    通讯作者:

    宋晓猛(E-mail:xmsong@cumt.edu.cn

  • 中图分类号: TV125

Spatiotemporal changes of extreme precipitation in the Pearl River Delta region

  • 摘要: 研究区域极端降水演变对科学应对变化环境下区域水资源利用及防灾减灾具有重要意义。选取气候变化检测指数专家组(ETCCDI)定义的6个极端降水指数(最大持续干旱日数、最大持续降水日数、极端降水日数、极端降水总量、最大日降水量和日降水强度),采用线性趋势法和克里金插值法对珠江三角洲地区极端降水变化进行时空演变分析,并采用交叉小波识别大气环流异常因子(厄尔尼诺-南方涛动、北大西洋涛动、太平洋年代际振荡和印度洋偶极子)与极端降水的相关关系。结果显示:(1)除最大持续降水日数外,各极端降水指数均有不同程度增加,表明珠江三角洲地区极端降水正在增加,但变化不显著;(2)极端降水增加的站点主要集中在区域中部和北部,其中变化显著站点主要位于珠江口北部和区域北部;(3)不同气候态下各极端降水指数总体空间分布相似,但变化趋势空间差异较大,且变化幅度有所增加,表明随着年代际的推移极端降水越来越明显;(4)印度洋偶极子对最大持续干旱日数的影响最显著,而厄尔尼诺-南方涛动对其他极端降水指标的影响最显著。
  • 图  1  研究区位置和气象站分布

    Figure  1.  Locations of the Pearl River Delta region and the selected 58 meteorological stations

    图  2  极端降水指数随时间变化

    Figure  2.  Time variation of extreme precipitation indexs

    图  3  不同气候态下极端降水指数特征值

    Figure  3.  Extreme precipitation index characteristic values under different climate states

    图  4  极端降水指数空间分布及其变化趋势

    Figure  4.  Spatial distribution and variation trend of extreme precipitation indexs

    图  5  不同气候态下极端降水指数空间分布及其变化趋势

    Figure  5.  Spatial distribution and variation trend of extreme precipitation indexs under different climate states

    图  6  极端降水指数与大气环流指数的小波交叉谱

    注:黑粗线包围的范围表示通过了0.05显著性水平的红噪声标准谱检验,颜色越接近红色表征两者之间的相关性越强,越接近蓝色表征相关性越弱;细黑线为影响锥曲线,曲线以外的功率谱受边界效应的影响不予考虑。箭头表示相对位相差,→表示同位相变化,←表示反位相变化,↑表示降水量变化位相比指数变化位相提前90°,↓表示降水量变化位相比指数变化位相落后90°。

    Figure  6.  Wavelet cross spectrum of extreme precipitation index and general circulation index

    图  7  极端降水指数与大气环流指数的小波交叉谱

    Figure  7.  Wavelet cross spectrum of extreme precipitation index and general circulation index

  • [1] 邹贤菊, 宋晓猛, 刘翠善, 等. 珠江三角洲地区汛期降水时空演变特征[J]. 水利水电技术(中英文),2021,52(6):21-32

    ZOU Xianju, SONG Xiaomeng, LIU Cuishan, et al. Spatiotemporal changes of precipitation characteristics in the Pearl River Delta region during flood season[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2021, 52(6): 21-32. (in Chinese)
    [2] 宋晓猛, 张建云, 孔凡哲, 等. 北京地区降水极值时空演变特征[J]. 水科学进展,2017,28(2):161-173

    SONG Xiaomeng, ZHANG Jianyun, KONG Fanzhe, et al. Spatio-temporal variation characteristics of precipitation extremes in Beijing[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 161-173. (in Chinese)
    [3] SONG X M, ZOU X J, ZHANG C H, et al. Multiscale spatio-temporal changes of precipitation extremes in Beijing-Tianjin-Hebei region, China during 1958—2017[J]. Atmosphere, 2019, 10(8): 462. doi:  10.3390/atmos10080462
    [4] VOSKRESENSKAYA E, VYSHKVARKOVA E. Extreme precipitation over the Crimean península[J]. Quaternary International, 2016, 409: 75-80. doi:  10.1016/j.quaint.2015.09.097
    [5] DITTUS A J, KAROLY D J, LEWIS S C, et al. A multiregion assessment of observed changes in the areal extent of temperature and precipitation extremes[J]. Journal of Climate, 2015, 28(23): 9206-9220. doi:  10.1175/JCLI-D-14-00753.1
    [6] DONAT M G, ALEXANDER L V, YANG H, et al. Updated analyses of temperature and precipitation extreme indices since the beginning of the twentieth century: the HadEX2 dataset[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2013, 118(5): 2098-2118. doi:  10.1002/jgrd.50150
    [7] 迟潇潇, 尹占娥, 王轩, 等. 我国极端降水阈值确定方法的对比研究[J]. 灾害学,2015,30(3):186-190 doi:  10.3969/j.issn.1000-811X.2015.03.034

    CHI Xiaoxiao, YIN Zhan’e, WANG Xuan, et al. A comparison of methods for benchmarking the threshold of daily precipitation extremes in China[J]. Journal of Catastrophology, 2015, 30(3): 186-190. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1000-811X.2015.03.034
    [8] 孔锋, 刘凡, 吕丽莉, 等. 1961—2010年中国大尺度区域暴雨时空分布特征研究[J]. 长江流域资源与环境,2017,26(4):631-640 doi:  10.11870/cjlyzyyhj201704017

    KONG Feng, LIU Fan, LÜ Lili, et al. Research on spatiotemporal pattern of large-scale regional heavy rainfall in China from 1961 to 2010[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2017, 26(4): 631-640. (in Chinese) doi:  10.11870/cjlyzyyhj201704017
    [9] 高涛, 谢立安. 近50年来中国极端降水趋势与物理成因研究综述[J]. 地球科学进展,2014,29(5):577-589 doi:  10.11867/j.issn.1001-8166.2014.05.0577

    GAO Tao, XIE Li’an. Study on progress of the trends and physical causes of extreme precipitation in China during the last 50 years[J]. Advances in Earth Science, 2014, 29(5): 577-589. (in Chinese) doi:  10.11867/j.issn.1001-8166.2014.05.0577
    [10] 程诗悦, 秦伟, 郭乾坤, 等. 近50年我国极端降水时空变化特征综述[J]. 中国水土保持科学,2019,17(3):155-161

    CHENG Shiyue, QIN Wei, GUO Qiankun, et al. Review on spatio-temporal variation of extreme precipitation events in China in the past 50 years[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2019, 17(3): 155-161. (in Chinese)
    [11] LIMSAKUL A, SINGHRUCK P. Long-term trends and variability of total and extreme precipitation in Thailand[J]. Atmospheric Research, 2016, 169: 301-317. doi:  10.1016/j.atmosres.2015.10.015
    [12] EASTERLING D R, MEEHL G A, PARMESAN C, et al. Climate extremes: observations, modeling, and impacts[J]. Science, 2000, 289(5487): 2068-2074. doi:  10.1126/science.289.5487.2068
    [13] ZHANG M, CHEN Y N, SHEN Y J, et al. Changes of precipitation extremes in arid Central Asia[J]. Quaternary International, 2017, 436: 16-27. doi:  10.1016/j.quaint.2016.12.024
    [14] GALLANT A J E, KAROLY D J, GLEASON K L. Consistent trends in a modified climate extremes index in the United States, Europe, and Australia[J]. Journal of Climate, 2014, 27(4): 1379-1394. doi:  10.1175/JCLI-D-12-00783.1
    [15] 陆咏晴, 严岩, 丁丁, 等. 我国极端降水变化趋势及其对城市排水压力的影响[J]. 生态学报,2018,38(5):1661-1667

    LU Yongqing, YAN Yan, DING Ding, et al. Trends of extreme precipitation in China and their influence on urban drainage pressure[J]. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(5): 1661-1667. (in Chinese)
    [16] 孙惠惠, 章新平, 罗紫东, 等. 近53 a来长江流域极端降水指数特征[J]. 长江流域资源与环境,2018,27(8):1879-1890

    SUN Huihui, ZHANG Xinping, LUO Zidong, et al. Analyses on characteristics of extreme precipitation indices in the Yangtze River basin in the past 53 years[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2018, 27(8): 1879-1890. (in Chinese)
    [17] 贺俊平, 贺振. 近53年黄河流域降水时空分布特征[J]. 生态环境学报,2014,23(1):95-100 doi:  10.3969/j.issn.1674-5906.2014.01.014

    HE Junping, HE Zhen. Spatio-temporal characteristics of extreme precipitation event in Yellow River Basin in recent 53 a[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(1): 95-100. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1674-5906.2014.01.014
    [18] 赵翠平, 陈岩, 王卫光, 等. 黄河流域近50a极端降水指数的时空变化[J]. 人民黄河,2015,37(1):18-22 doi:  10.3969/j.issn.1000-1379.2015.01.005

    ZHAO Cuiping, CHEN Yan, WANG Weiguang, et al. Temporal and spatial variation of extreme precipitation indexes of the Yellow River Basin in recent 50 years[J]. Yellow River, 2015, 37(1): 18-22. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1000-1379.2015.01.005
    [19] 靳莉君, 王春青, 王鹏, 等. 黄河流域极端降水特征分析[J]. 水资源与水工程学报,2016,27(6):44-48 doi:  10.11705/j.issn.1672-643X.2016.06.08

    JIN Lijun, WANG Chunqing, WANG Peng, et al. Analysis of characteristics of the extreme precipitation in the Yellow River Basin[J]. Journal of Water Resources and Water Engineering, 2016, 27(6): 44-48. (in Chinese) doi:  10.11705/j.issn.1672-643X.2016.06.08
    [20] 贺振, 贺俊平. 1960年至2012年黄河流域极端降水时空变化[J]. 资源科学,2014,36(3):490-501

    HE Zhen, HE Junping. Temporal and spatial variation of extreme precipitation in the Yellow River Basin from 1960 to 2012[J]. Resources Science, 2014, 36(3): 490-501. (in Chinese)
    [21] 郑江禹, 张强, 史培军, 等. 珠江流域多尺度极端降水时空特征及影响因子研究[J]. 地理科学,2017,37(2):283-291

    ZHENG Jiangyu, ZHANG Qiang, SHI Peijun, et al. Spatiotemporal characteristics of extreme precipitation regimes and related driving factors in the Pearl River basin[J]. Scientia Geographica Sinica, 2017, 37(2): 283-291. (in Chinese)
    [22] 黄国如, 陈易偲, 姚芝军. 高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空演变特征[J]. 水科学进展,2021,32(2):161-170

    HUANG Guoru, CHEN Yisi, YAO Zhijun. Spatial and temporal evolution characteristics of extreme rainfall in the Pearl River Delta under high urbanization[J]. Advances in Water Science, 2021, 32(2): 161-170. (in Chinese)
    [23] 郑艳萍, 蒙伟光. 珠江三角洲地区强降水变化趋势分析[C]∥中国气象学会. 第32届中国气象学会年会S1灾害天气监测、分析与预报. 北京: 中国气象学会, 2015: 1-12.

    ZHENG Yanping, MENG Weiguang. Analysis on the variation trend of heavy precipitation in the Pearl River Delta region [C]∥Chinese Meteorological Society. The 32st Annual Meeting of Chinese Meteorological Society S1 Disaster Weather Monitoring, Analysis and Forecast. Beijing: Chinese Meteorological Society, 2015: 1-12. (in Chinese)
    [24] 谭畅, 孔锋, 郭君, 等. 1961—2014年中国不同城市化地区暴雨时空格局变化: 以京津冀、长三角和珠三角地区为例[J]. 灾害学,2018,33(3):132-140 doi:  10.3969/j.issn.1000-811X.2018.03.025

    TAN Chang, KONG Feng, GUO Jun, et al. Spatial and temporal patterns of heavy rainfall in different urbanized areas of China from 1961 to 2014: taking Beijing-Tianjin-Hebei, Yangtze River Delta and Pearl River Delta as an example[J]. Journal of Catastrophology, 2018, 33(3): 132-140. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1000-811X.2018.03.025
    [25] 伍红雨, 李春梅, 刘蔚琴. 1961—2014年广东小时强降水的变化特征[J]. 气象,2017,43(3):305-314 doi:  10.7519/j.issn.1000-0526.2017.03.006

    WU Hongyu, LI Chunmei, LIU Weiqin. Variation characteristics of hourly heavy precipitation in Guangdong during 1961—2014[J]. Meteorological Monthly, 2017, 43(3): 305-314. (in Chinese) doi:  10.7519/j.issn.1000-0526.2017.03.006
    [26] 广东省气象局资料室. 广东气候[M]. 广州: 广东科技出版社, 1987.

    Guangdong Meteorological Bureau Data Room. Guangdong climate[M]. Guangzhou: Guangdong Science & Technology Press, 1987. (in Chinese)
    [27] 张克新, 潘少明, 曹立国, 等. 横断山区季风期水分盈亏量时空变化特征及其与若干气候指数的相关性分析[J]. 自然资源学报,2014,29(11):1869-1877 doi:  10.11849/zrzyxb.2014.11.006

    ZHANG Kexin, PAN Shaoming, CAO Liguo, et al. Variation of water deficit and its association with climate indices in summer monsoon in Hengduan mountains[J]. Journal of Natural Resources, 2014, 29(11): 1869-1877. (in Chinese) doi:  10.11849/zrzyxb.2014.11.006
    [28] 蒲义良, 郭柏成, 叶朗明, 等. 基于小时降水资料研究广东省降水分布特征[J]. 南京信息工程大学学报(自然科学版),2020,12(4):495-503

    PU Yiliang, GUO Bocheng, YE Langming, et al. Characteristics of precipitation distribution in Guangdong Province based on hourly rain-gauge data[J]. Journal of Nanjing University of Information Science & Technology (Natural Science Edition), 2020, 12(4): 495-503. (in Chinese)
    [29] 黄翀, 张强, 陈晓宏, 等. 珠江流域降水干湿时空特征及气候因子影响研究[J]. 水文,2017,37(5):12-20, 59 doi:  10.3969/j.issn.1000-0852.2017.05.003

    HUANG Chong, ZHANG Qiang, CHEN Xiaohong, et al. Spatio-temporal variations of dryness/wetness and influence from climate factors in Pearl River basin[J]. Journal of China Hydrology, 2017, 37(5): 12-20, 59. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1000-0852.2017.05.003
    [30] 黄翀, 张强, 肖名忠. ENSO、NAO、IOD和PDO对珠江流域降水的影响研究[J]. 中山大学学报(自然科学版),2016,55(2):134-142

    HUANG Chong, ZHANG Qiang, XIAO Mingzhong. Influences of ENSO, NAO, IOD and PDO on precipitation regimes in the Pearl River basin[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 2016, 55(2): 134-142. (in Chinese)
  • [1] 苗峻瑜.  黄河流域工业绿色水资源效率时空差异及驱动因素研究 . 水利水运工程学报, 2023, (5): 1-11. doi: 10.12170/20220405002
    [2] 张恬姿, 王小军, 齐广平, 康燕霞, 银敏华, 马彦麟, 贾琼, 张向宁.  甘肃省水资源-经济社会-生态环境耦合协调驱动因素研究 . 水利水运工程学报, 2023, (3): 38-46. doi: 10.12170/20220719003
    [3] 张恬姿, 王小军, 齐广平, 康燕霞, 银敏华, 马彦麟, 贾琼, 张向宁.  甘肃省水资源-经济社会-生态环境耦合协调演变分析 . 水利水运工程学报, 2023, (2): 53-63. doi: 10.12170/20220406001
    [4] 刘涛, 赵泽锦, 刘利成, 王高旭, 吴永祥, 吴巍, 田雪莹, 张妮娜.  北三河流域水资源供需平衡对降水变化的敏感性 . 水利水运工程学报, 2022, (5): 21-30. doi: 10.12170/20210926003
    [5] 田雪莹, 王高旭, 吴永祥, 吴巍, 刘涛.  云水资源利用对北三河流域农田灌溉需水影响分析 . 水利水运工程学报, 2022, (3): 23-33. doi: 10.12170/20210727001
    [6] 刘建华, 唐琦.  黄河流域水资源与产业升级互动关系研究 . 水利水运工程学报, 2022, (5): 31-39. doi: 10.12170/20210906002
    [7] 王利平, 张怡雯, 张建云, 刘翠善, 王国庆.  河南省典型枯水年水资源脆弱性评价及贡献因子识别 . 水利水运工程学报, 2022, (5): 1-11. doi: 10.12170/20211015001
    [8] 张之颖, 张辉, 章静, 缪丽娟.  1965—2013年中国用水量的时空演变 . 水利水运工程学报, 2022, (2): 11-20. doi: 10.12170/20210428002
    [9] 王国庆, 乔翠平, 刘铭璐, 杜付然, 叶腾飞, 王婕.  气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析 . 水利水运工程学报, 2020, (2): 1-8. doi: 10.12170/20200216001
    [10] 刘晶, 鲍振鑫, 刘翠善, 王国庆, 刘悦, 王婕, 管晓祥.  近20年中国水资源及用水量变化规律与成因分析 . 水利水运工程学报, 2019, (4): 31-41. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.04.005
    [11] 雒翠, 刘勇, 朱晓庆, 付汉秀.  深圳市近57年来降水时空演变特征分析 . 水利水运工程学报, 2018, (3): 24-31. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.03.004
    [12] 吴强, 刘汗.  我国新型城镇化进程中水问题及对策 . 水利水运工程学报, 2017, (6): 104-109. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.06.015
    [13] 乔海艳, 贾琼, 徐阳.  ENSO对珠江三角洲洪水影响 . 水利水运工程学报, 2016, (1): 122-127.
    [14] 张建云.  城市化与城市水文学面临的问题 . 水利水运工程学报, 2012, (1): 1-4.
    [15] 胡庆芳,王银堂.  北三河流域洪水资源量的演变特性及驱动因素评估 . 水利水运工程学报, 2010, (1): -.
    [16] 许有鹏,丁瑾佳,陈莹.  长江三角洲地区城市化的水文效应研究 . 水利水运工程学报, 2009, (4): -.
    [17] 张建云,王国庆.  气候变化与中国水资源可持续利用 . 水利水运工程学报, 2009, (4): -.
    [18] 耿雷华,钟华平,黄永基,颜志俊,孙荣强,彭岳津.  西北地区水资源及生态环境浅析 . 水利水运工程学报, 2003, (3): 18-22.
    [19] 茅丽华,诸裕良,严以新,贾良文.  珠江三角洲航道网一维水沙数学模型的可视化研究 . 水利水运工程学报, 2001, (4): 59-62.
    [20] 崔伯华.  袋装砂井加固处理珠江三角洲某高速公路软基效果分析 . 水利水运工程学报, 1999, (1): 57-64.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-14
  • 网络出版日期:  2022-07-04
  • 刊出日期:  2022-10-26

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