ISSN 1004-4965

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湖南省近54年冬季降水分区及趋势分析

胡倩 贺新光 卢希安 章新平

胡倩, 贺新光, 卢希安, 章新平. 湖南省近54年冬季降水分区及趋势分析[J]. 热带气象学报, 2019, 35(1): 135-144. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.012
引用本文: 胡倩, 贺新光, 卢希安, 章新平. 湖南省近54年冬季降水分区及趋势分析[J]. 热带气象学报, 2019, 35(1): 135-144. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.012
Qian HU, Xin-guang HE, Xi-an LU, Xin-ping ZHANG. TREND ANALYSIS OF WINTER PRECIPITATION IN THE SUB-REGIONS OF HUNAN PROVINCE IN THE PAST 54 YEARS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2019, 35(1): 135-144. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.012
Citation: Qian HU, Xin-guang HE, Xi-an LU, Xin-ping ZHANG. TREND ANALYSIS OF WINTER PRECIPITATION IN THE SUB-REGIONS OF HUNAN PROVINCE IN THE PAST 54 YEARS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2019, 35(1): 135-144. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.012

湖南省近54年冬季降水分区及趋势分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.012
基金项目: 

国家自然科学基金 41472238

湖南省十二五重点学科地理学 20110001

详细信息
    通讯作者:

    贺新光,男,湖南省人,教授,博士研究生导师,主要从事水文气象及地理大数据挖掘与应用研究。E-mail: xghe@hunnu.edu.cn

  • 中图分类号: P426.61

TREND ANALYSIS OF WINTER PRECIPITATION IN THE SUB-REGIONS OF HUNAN PROVINCE IN THE PAST 54 YEARS

  • 摘要: 基于湖南省89个气象站点1960—2013年的冬季降水观测数据,应用旋转经验正交函数(REOF)和层次聚类法(HCA)对湖南省冬季降水进行分区,并在分区的基础上,运用离散小波变换结合Mann-Kendall(MK)和Sequential MK(SQMK)的方法,讨论湖南省各分区冬季降水的变化趋势,并识别影响各自变化趋势的主周期分量。结果表明:(1)REOF的前3个旋转空间模态揭示湖南省冬季降水存在3个主要的异常敏感区:湘南、湘西北及湘中;(2)湖南省冬季降水在空间上可划分为5个一致性子区域:湘西北区(DJF1)、湘西-湘北区(DJF2)、湘西南-湘中区(DJF3)、湘南丘陵区(DJF4)和湘南山地区(DJF5),且每一子区域从西南向东北呈带状展布;(3)近54年来,5个子区的冬季降水均表现出增加趋势但各区存在差异,其中,湘西南-湘中区、湘南丘陵区和湘南山地区均呈显著的上升趋势;(4)D1分量是影响湖南省不同区域冬季降水变化趋势的最占优的周期分量,揭示湖南省的冬季降水变化趋势存在准2年的主周期。

     

  • 图  1  湖南省气象站点的空间分布及地形

    图  2  湖南省冬季降水的前3个旋转模态的空间分布

    图  3  不同聚类数的轮廓系数值

    图  4  湖南省近54年冬季降水的空间分区

    图  5  湖南省各分区冬季降水序列的时间变化特征

    黑色曲线为各分区的冬季降水序列;黑色粗曲线为11年滑动平均;红色直线为线性趋势拟合线;黑色虚线为区域平均冬季降水量。

    图  6  原始降水序列和不同Dj+AJ分量的变化趋势图

    横坐标为年份。

    表  1  EOF和REOF前3个模态的方差贡献及累计方差贡献(%)

    模态 EOF REOF
    方差贡献 累积方差贡献 方差贡献 累积方差贡献
    167.8367.8375.3575.35
    212.4780.305.6480.99
    35.1985.494.5085.49
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    表  2  各分区的面积和区域平均冬季降水量

    分区名称气象站点数区域面积/km2面积百分比/%区域平均冬季降水/mm
    DJF12054265.0525.05134.03
    DJF21954871.9425.33173.18
    DJF31841310.8519.07197.93
    DJF41737104.7517.13205.47
    DJF51529075.5713.42208.24
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    表  3  各分区的最佳db小波类型和最优分解层

    分区名称最佳db类型最优分解层MREer
    DJF1db130.250.50
    DJF2db820.211.26
    DJF3db230.230.004
    DJF4db720.240.06
    DJF5db1030.340.04
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    表  4  各分区单个分量和不同Dj+AJ分量与原始降水序列u(t)值间的RMSE和R以及各自的MK-Z

    Data DJF1 DJF2 DJF3 DJF4 DJF5
    ZRMSERZRMSERZRMSERZRMSERZRMSER
    original 0.75 - - 0.62 - - 2.21* - - 2.68* - - 2.65* - -
    D10.061.330.41*0.440.700.57*0.001.280.160.081.920.35*0.032.090.27
    D2-0.041.410.26-0.250.950.56*0.461.070.42*2.81*1.650.41*0.111.77-0.54*
    D30.281.470.37*---0.351.320.01----0.201.690.02
    A2---1.402.470.68*---2.84*1.800.77*---
    A31.121.750.79*---2.22*2.820.79*---2.54*4.340.76*
    D1+A2 - - - 0.66 0.68 0.90* - - - 1.68 0.32 0.92* - - -
    D2+A2---1.000.920.94*---2.37*1.250.84*---
    D1+A30.850.600.83*---2.42*0.600.84*---1.360.490.83*
    D2+A31.100.990.83*---2.37*1.350.87*---1.902.490.80*
    D3+A31.591.250.92*---2.87*2.110.84*---1.671.920.74*
    注:加粗字体为最匹配原始序列变化趋势的Dj+AJ分量,带*的值均通过了0.05的显著性水平检验。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-31
  • 修回日期:  2018-11-08
  • 刊出日期:  2019-02-01

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