彭科曼，周博揚(yáng)，陳海鳳，李揚(yáng)，倪雷

摘要：本文利用貴陽(yáng)地區(qū)8個(gè)國(guó)家級(jí)觀測(cè)站1988年～2017年夏季（6～8月）逐月降水資料，采用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF）方法來(lái)分析貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇的時(shí)空分布特征。結(jié)果表明，全市范圍內(nèi)一致性偏旱或偏澇是貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇分布的最主要的形態(tài)，時(shí)間系數(shù)的極值出現(xiàn)的年份與貴陽(yáng)地區(qū)發(fā)生旱澇的年份有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，在全市旱澇總趨勢(shì)一致的基礎(chǔ)上，仍具有南北區(qū)域旱澇趨勢(shì)相反的變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：貴陽(yáng)地區(qū)；旱澇指數(shù)；經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF）

中圖分類號(hào)： P426.616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.16.056

旱澇是我國(guó)發(fā)生最頻繁的自然災(zāi)害，常給我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。目前，很多學(xué)者都對(duì)各地的旱澇進(jìn)行了一定的研究，如：吳尚森等[1]從氣候?qū)W的角度分析了華南前汛期旱澇的基本特征；孫力等[2]對(duì)中國(guó)東北地區(qū)的夏季旱澇情況進(jìn)行了研究，并劃分了旱澇等級(jí)；范可等[3]探討了長(zhǎng)江中下游夏季旱澇與南半球環(huán)流異常之間的關(guān)系。這些研究表明了人們對(duì)于旱澇的研究十分重視。

貴陽(yáng)地區(qū)地形地貌復(fù)雜，受季風(fēng)氣候影響，旱澇災(zāi)害頻繁。但目前人們對(duì)貴陽(yáng)地區(qū)的旱澇特征研究還較少，因此本文通過(guò)分析貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇的時(shí)空分布特征，了解其發(fā)生分布的規(guī)律，對(duì)減少該地區(qū)由旱澇引起的災(zāi)害損失具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 資料與方法

1.1 資料

本文對(duì)貴陽(yáng)地區(qū)8個(gè)國(guó)家級(jí)地面觀測(cè)站1988～2017年夏季（6～8月）的逐月降水資料進(jìn)行分析。

1.2 經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF）方法

經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解的原理是把包含p個(gè)空間點(diǎn)的氣象要素場(chǎng)隨時(shí)間變化進(jìn)行分解。利用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)展開(kāi)，就是把X分解成正交的空間函數(shù)F與正交的時(shí)間函數(shù)T的乘積，即：■。

根據(jù)正交性，F(xiàn)和T應(yīng)滿足以下條件：

當(dāng)k=l時(shí)：■，當(dāng)k≠l時(shí)：■

2 貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇指數(shù)的EOF分析

目前關(guān)于區(qū)域旱澇指數(shù)的定義與選取，學(xué)者已進(jìn)行不少研究，由于譚桂容[4]定義的區(qū)域旱澇指數(shù)既可以反映旱澇的空間范圍，又能夠反映旱澇的強(qiáng)度，并且旱澇等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)較為客觀，具有一定的普適性。因此本文采用譚桂容[4]定義的區(qū)域旱澇指數(shù)，來(lái)對(duì)貴陽(yáng)地區(qū)的夏季旱澇指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF）方法來(lái)對(duì)貴陽(yáng)地區(qū)1988～2017年的夏季旱澇指數(shù)進(jìn)行分解。如果空間模態(tài)為正（負(fù)），時(shí)間系數(shù)大于1（小于-1），則該區(qū)域?yàn)闈常蝗绻臻g模態(tài)為負(fù)（正），時(shí)間系數(shù)大于1（小于-1），則該區(qū)域?yàn)楹担粫r(shí)間系數(shù)在正負(fù)1之間時(shí)，則該區(qū)域降水為正常。

2.1 空間分布特征

從圖1中可以看出，第一特征向量（圖a）的空間分布為一致的正值，表明全市旱澇趨勢(shì)變化具有較好的一致性。中心位于西南部的清鎮(zhèn)，由中心向東北，正值逐漸減小。第二特征向量（圖b）各向量呈明顯的南正北負(fù)，表明貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇除了具有全市一致性的特征以外，其南北兩部分還具有相反的變化趨勢(shì)，貴陽(yáng)城區(qū)、烏當(dāng)、花溪為正值，其余地區(qū)為負(fù)值。

2.2 時(shí)間分布特征

第一特征向量的方差貢獻(xiàn)率為77.9%，該模態(tài)反映了貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇最主要的分布特征。第一空間模態(tài)均為正，對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)大于1的年份有1991年、1996年、1999年、2014年、2017年，說(shuō)明這些年份中，貴陽(yáng)地區(qū)均為夏澇年，其中1996年時(shí)間系數(shù)值最大，說(shuō)明該年夏季最澇，這與實(shí)際情況是吻合的；時(shí)間系數(shù)小于-1的年份有1990年、1994年、2003年、2006年、2009年、2011年、2013年。說(shuō)明這些年份中，貴陽(yáng)地區(qū)均為夏旱年，其中2011年時(shí)間系數(shù)值最小，說(shuō)明該年夏季最旱，這與實(shí)際情況也是符合的。

第二特征向量的方差貢獻(xiàn)率為8.3%，空間模態(tài)分布中，貴陽(yáng)城區(qū)、烏當(dāng)、花溪為正值，其余地區(qū)為負(fù)值。對(duì)應(yīng)時(shí)間系數(shù)大于1的年份有1994年、2014年、2016年，說(shuō)明這些年份中，貴陽(yáng)城區(qū)、烏當(dāng)、花溪為夏澇年，其余地區(qū)為夏旱年；時(shí)間系數(shù)小于-1的年份有2002年、2007年、2015年、2017年，說(shuō)明這些年份中，貴陽(yáng)城區(qū)、烏當(dāng)、花溪為夏旱年，其余地區(qū)為夏澇年。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)貴陽(yáng)地區(qū)夏季旱澇指數(shù)的EOF 分析表明，全市旱澇趨勢(shì)變化具有一致性是最主要的分布形態(tài)，時(shí)間系數(shù)的極值出現(xiàn)的年份與貴陽(yáng)地區(qū)發(fā)生旱澇的年份有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，在全市旱澇總趨勢(shì)一致性的基礎(chǔ)上，仍具有南北區(qū)域旱澇趨勢(shì)相反的變化趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳尚森，梁建茵.華南前汛期旱澇時(shí)空分布特征[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，1992（01）：87-92.

[2]孫力，安剛，丁立.中國(guó)東北地區(qū)夏季旱澇的分析研究[J].地理科學(xué)，2002，22（03）：311-316.

[3]范可.南半球環(huán)流異常與長(zhǎng)江中下游夏季旱澇的關(guān)系[J]. 地球物理學(xué)報(bào)，2006，49（03）：672-679.

作者簡(jiǎn)介：彭科曼，本科學(xué)歷，助理工程師，天氣預(yù)報(bào)服務(wù)。