唐明秀,孫 劭,朱秀芳,張世喆,徐 昆,劉婷婷

(1. 北京師范大學(xué) 環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100875; 2. 北京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)部遙感科學(xué)與工程研究院,北京 100875; 3. 中國氣象局國家氣候中心,北京 100081)

0 引言

自然災(zāi)害系統(tǒng)由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體共3部分構(gòu)成[1-2]。對(duì)一個(gè)地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),可以從孕災(zāi)環(huán)境的穩(wěn)定性、致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性和承災(zāi)體的脆弱性3個(gè)方面綜合分析[3-4]。相對(duì)于其他2個(gè)方面,致災(zāi)因子具有更大的多變性,會(huì)對(duì)災(zāi)害的出現(xiàn)起到關(guān)鍵性作用,客觀準(zhǔn)確地評(píng)估致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本前提[5-6]。

暴雨是指降水強(qiáng)度很大的雨,是漬澇、洪澇、泥石流、山體滑坡等自然災(zāi)害的重要誘發(fā)因素[7]。中國是一個(gè)暴雨多發(fā)的國家,每年除西北地區(qū)個(gè)別省、區(qū)外,全國大部分地區(qū)均有暴雨出現(xiàn)。隨著氣候變暖不斷加劇,極端降水事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度都有所增加[8-10],暴雨所引發(fā)的自然災(zāi)害不斷增多。城市化進(jìn)程加快[11-12],使得區(qū)域人口密度增大,城市建筑增多,不透水層比例增大,由暴雨引發(fā)的城市內(nèi)澇,對(duì)交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市民正常生活產(chǎn)生負(fù)面影響[13-16],不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。研究我國暴雨的危險(xiǎn)性分布情況對(duì)于做好防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃、減少災(zāi)害損失顯得極為重要。

對(duì)于暴雨的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),目前常用的方法主要包括綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法和概率分析法。綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法首先篩選出表征暴雨過程的一些特征指標(biāo),如暴雨平均降水量、日降雨極值、覆蓋范圍指數(shù)、持續(xù)時(shí)間指數(shù)等,對(duì)指標(biāo)賦予不同的權(quán)重,通過加權(quán)求和得到危險(xiǎn)性指數(shù)(也叫危險(xiǎn)度)[3,5,17]。該方法可以實(shí)現(xiàn)暴雨危險(xiǎn)性的定量評(píng)價(jià),但是模型中各指標(biāo)的選取與權(quán)重確定因地區(qū)而異,不具有普遍適用性。概率分析法首先基于降水觀測數(shù)據(jù)計(jì)算暴雨日數(shù)、雨強(qiáng)、雨量等暴雨要素指標(biāo),然后計(jì)算單要素重現(xiàn)期或者多要素聯(lián)合重現(xiàn)期[18-21]。這種方法不僅考慮了暴雨的特征變量,同時(shí)也考慮了其對(duì)應(yīng)的發(fā)生概率,更加客觀。此外,暴雨災(zāi)害是多要素共同作用的結(jié)果,因此相比單要素重現(xiàn)期,綜合考慮多個(gè)要素的重現(xiàn)期,或者計(jì)算多要素的聯(lián)合重現(xiàn)期能更加全面地刻畫暴雨的危險(xiǎn)程度。

當(dāng)前對(duì)于暴雨危險(xiǎn)性的研究區(qū)域性較強(qiáng)[5,17-24],主要集中在暴雨災(zāi)害多發(fā)的區(qū)域,對(duì)全國范圍內(nèi)的暴雨危險(xiǎn)性的研究很少,不利于宏觀掌握暴雨危險(xiǎn)性的空間格局和分布特征。從方法來說,多采用的是綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法,合理的權(quán)重設(shè)置是個(gè)難題。為此,文中基于非參數(shù)檢驗(yàn)的核密度函數(shù),分別計(jì)算了4個(gè)重現(xiàn)期下年暴雨日數(shù)、雨量、雨強(qiáng)的取值,對(duì)比分析了不同重現(xiàn)期下3個(gè)暴雨要素的空間分布差異,最終通過聚類算法綜合3個(gè)暴雨要素評(píng)價(jià)了中國各區(qū)域的暴雨危險(xiǎn)性。該研究可以為全國各地區(qū)建立更加合理的防災(zāi)減災(zāi)機(jī)制和防范暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)提供參考。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

文中使用的數(shù)據(jù)包括:1)來自氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)的中國2 512個(gè)降水站點(diǎn)的1961—2019年的逐日降水?dāng)?shù)據(jù);2)研究區(qū)的地理邊界數(shù)據(jù);3)氣候區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)。站點(diǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量良好,對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制,通過缺失數(shù)據(jù)剔除、極值檢驗(yàn)等消除了非氣候因素造成的影響。氣候分區(qū)矢量圖基于月平均溫度、月平均降水量、月平均歸一化植被指數(shù)、全國的站點(diǎn)經(jīng)緯度、高程,利用模糊C均值聚類算法得到[25-26],具體如圖1所示。

(A)西部干旱(半干旱)區(qū);(B)青藏高原; (C)東部干旱區(qū); (D)西南地區(qū); (E)東北地區(qū); (F)華北地區(qū); (G)華中地區(qū); (H)華南地區(qū);基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2020)4632號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖邊界無修改圖1 研究區(qū)域和研究區(qū)內(nèi)氣象站的分布Fig. 1 Study area and distribution of meteorological stations in the study area

1.2 研究方法

中國降水等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將24 h內(nèi)降水量達(dá)到50 mm以上定義為暴雨[27],因此以日降水量達(dá)到50 mm為閾值,逐年提取各個(gè)氣象站點(diǎn)1961—2019年間的暴雨日數(shù),進(jìn)而計(jì)算年暴雨量和年暴雨強(qiáng)度。其中年暴雨量是一年中所有暴雨日內(nèi)的降水量的總和,年暴雨強(qiáng)度通過年暴雨量除以年暴雨日數(shù)計(jì)算得到。

月或更短時(shí)間尺度的降水量符合偏態(tài)分布采用Γ分布函數(shù)(如皮爾遜Ⅲ型等)模擬[28-29],而本研究以年暴雨要素為研究對(duì)象,因此使用非參數(shù)的檢驗(yàn)方法核密度估計(jì)(kernel density estimation, KDE)逐站點(diǎn)得到不同形態(tài)的密度函數(shù),表達(dá)式如式(1)、式(2)所示。對(duì)每個(gè)站點(diǎn)計(jì)算得到的59 a的3個(gè)年暴雨因子(年暴雨日數(shù)、年暴雨量和年暴雨強(qiáng)度),分別使用核密度估計(jì)法進(jìn)行概率密度函數(shù)的求解,得到累積概率,然后進(jìn)一步計(jì)算5、10、20、50 a這4個(gè)重現(xiàn)期下的年暴雨要素取值,以此來分析暴雨的危險(xiǎn)性。其中,重現(xiàn)期是指在一段降水統(tǒng)計(jì)資料內(nèi)大于或等于某一定值的暴雨要素出現(xiàn)一次的時(shí)間間隔。

(1)

(2)

式中:xi代表第i個(gè)樣本值;h代表帶寬;N代表自變量x的數(shù)量;K0代表核函數(shù),且在0≤x≤1時(shí),K0(x)=1/2。

得到逐站點(diǎn)4個(gè)重現(xiàn)期下的3個(gè)年暴雨要素的取值后,剔除暴雨強(qiáng)度小于50 mm/d的無暴雨危險(xiǎn)性的站點(diǎn),分析全國和8個(gè)氣候區(qū)的3個(gè)暴雨要素的特征值(最值、均值、中值等數(shù)據(jù)分布參數(shù))及差異,同時(shí)通過反距離權(quán)重插值法將包含所有站點(diǎn)的3個(gè)暴雨要素插值到1 km分辨率的格網(wǎng)中(臺(tái)灣省分布圖由其附近站點(diǎn)插值得到),將插值后的每個(gè)重現(xiàn)期的年暴雨日數(shù)、雨量、雨強(qiáng)歸一化后的數(shù)據(jù)3個(gè)圖層疊合到一起,對(duì)4個(gè)重現(xiàn)期分別利用迭代自組織數(shù)據(jù)分析(iterative selforganizing data analysis, ISODATA)方法(設(shè)置分類數(shù)目為3～6類)進(jìn)行非監(jiān)督聚類,輸出結(jié)果為4類,對(duì)應(yīng)暴雨危險(xiǎn)性的4個(gè)等級(jí)。其中,3個(gè)暴雨要素危險(xiǎn)性同時(shí)最大的區(qū)域被劃分為了高危險(xiǎn)性區(qū),同時(shí)最小的區(qū)域被劃分為了低危險(xiǎn)性區(qū),3個(gè)要素的危險(xiǎn)性程度介于中間部分的,按數(shù)值大小自動(dòng)聚類為較高和較低危險(xiǎn)性區(qū)。最后,分區(qū)統(tǒng)計(jì)每個(gè)重現(xiàn)期的4個(gè)危險(xiǎn)性等級(jí)所占比例,并求其均值。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同重現(xiàn)期下的年暴雨日數(shù)

圖2和圖3分別為4個(gè)重現(xiàn)期下的年暴雨日數(shù)的空間分布圖和8個(gè)氣候區(qū)年暴雨日數(shù)的箱線圖。年暴雨日數(shù)在全國呈現(xiàn)出東部大,西部小,南部大,北部小的趨勢。隨著重現(xiàn)期的增長,年暴雨日數(shù)數(shù)值不斷增大,5、10、20、50 a一遇的重現(xiàn)期下的全國年暴雨日數(shù)的均值為3.97、4.55、5.16、5.76 d。廣東省中部和南部、海南省東部以及江西省東北部年暴雨日數(shù)最大,新疆、西藏、青海省以及四川省、甘肅省和內(nèi)蒙古的西北部等地區(qū)最小。

基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2020)4632號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖邊界無修改;臺(tái)灣省分布圖由其附近站點(diǎn)插值得到圖2 4個(gè)重現(xiàn)期的年暴雨日數(shù)分布圖Fig. 2 Distribution of annual rainstorm days in four return periods

不含臺(tái)灣省氣象站點(diǎn)資料圖3 4個(gè)重現(xiàn)期下8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨日數(shù)箱線圖Fig. 3 Box chart of annual rainstorm days in eight climatic zones under four return periods

8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨日數(shù)均值大于中值,隨著重現(xiàn)期的增加,各氣候區(qū)的年暴雨日數(shù)的極差(最大值-最小值)也在增大。從年暴雨日數(shù)均值和中值來看,5 a一遇重現(xiàn)期下8個(gè)氣候區(qū)的排序?yàn)槿A南地區(qū)最大,華中地區(qū)次之,西部干旱(半干旱)區(qū)最小;10、20、50 a一遇3個(gè)重現(xiàn)期下東北地區(qū)和東部干旱區(qū)的均值和中值超過了青藏高原,其他地區(qū)均與5 a一遇一致。從年暴雨日數(shù)最大值來看,8個(gè)氣候區(qū)在5、10、20 a這3個(gè)重現(xiàn)期下的排序均為華南地區(qū)最大,華中地區(qū)次之,西部干旱(半干旱)區(qū)最小,50 a一遇華中地區(qū)的最大值高于25 d,超過了華南地區(qū)(圖3(d));從最小值來看,不同重現(xiàn)期的最小值出現(xiàn)在不同的氣候區(qū),5 a一遇的重現(xiàn)期下,最小值為0.44 d,出現(xiàn)在東部干旱區(qū);10 a和20 a一遇的重現(xiàn)期下,最小值分別為0.63 d、0.83 d,均出現(xiàn)在西部干旱(半干旱)區(qū)和西南地區(qū);50 a一遇的重現(xiàn)期下,年暴雨日數(shù)最小的站點(diǎn)在西部干旱(半干旱)區(qū)和華北地區(qū)均有出現(xiàn),最小值為1.06 d。從極差來看,4個(gè)重現(xiàn)期下華南地區(qū)的極差最大,分別為15.08、19.55、21.25、23.94 d,地區(qū)內(nèi)部年暴雨天數(shù)差異最大;西部干旱(半干旱)區(qū)的極差最小,處于0～2.30 d之間,地區(qū)內(nèi)部差異最小。

2.2 不同重現(xiàn)期下的年暴雨量

圖4和圖5分別為4個(gè)重現(xiàn)期下的年暴雨量的空間分布圖和8個(gè)氣候區(qū)年暴雨量的箱線圖。年暴雨量在全國的空間分布與年暴雨日數(shù)基本一致,呈現(xiàn)出由東南沿海向西部內(nèi)陸減少的趨勢。隨著重現(xiàn)期的增長,有暴雨發(fā)生的區(qū)域不斷擴(kuò)大,年暴雨量數(shù)值也不斷增加,5、10、20、50 a一遇的重現(xiàn)期下全國年暴雨量的均值分別為303.16、351.89、401.41、450.25 mm。

基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2020)4632號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖邊界無修改;臺(tái)灣省分布圖由其附近站點(diǎn)插值得到圖4 4個(gè)重現(xiàn)期的年暴雨量分布圖Fig. 4 Distribution of annual rainstorm rainfall in four return periods

不含臺(tái)灣省氣象站點(diǎn)資料圖5 4個(gè)重現(xiàn)期下8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨量箱線圖Fig. 5 Box chart of annual rainstorm rainfall in eight climatic zones under four return periods

8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨量均值全都大于中值。從均值來看,3個(gè)重現(xiàn)期下(10、20、50 a一遇)8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨量的排序?yàn)槿A南地區(qū)最大,華中地區(qū)次之,西部干旱(半干旱)區(qū)最小,而在5 a一遇的重現(xiàn)期下,青藏高原的年暴雨量均值大于東北地區(qū)和東部干旱區(qū)。對(duì)于華南地區(qū),不僅均值,4個(gè)重現(xiàn)期下年暴雨量的最大值、中位數(shù)和極差也是最高的,最大值介于1 910.08 mm(5 a一遇)～2 609.23 mm(50 a一遇)之間,中位數(shù)介于569.51～910.35 mm之間,極差介于1 683.01～2 548.48 mm之間,說明就暴雨量來說該地區(qū)的暴雨危險(xiǎn)性是最高的,且地區(qū)內(nèi)部的差異也最大。對(duì)于西部干旱(半干旱)區(qū),不僅均值,4個(gè)重現(xiàn)期下的年暴雨量的最大值、中位數(shù)和極差都是最小的,說明西部干旱(半干旱)區(qū)內(nèi)部的年暴雨量差異很小。青藏高原年暴雨量的均值也比較小,但不同重現(xiàn)期下其最大值是均值的2～6倍,且極差比較大,介于443.28～724.29 mm之間,說明青藏高原內(nèi)部年暴雨量差異大,局部地區(qū)較易出現(xiàn)暴雨。

2.3 不同重現(xiàn)期下的年暴雨強(qiáng)度

圖6和圖7分別為4個(gè)不同重現(xiàn)期下年暴雨強(qiáng)度分布圖和8個(gè)氣候區(qū)年暴雨強(qiáng)度的箱線圖。年暴雨強(qiáng)度在全國的空間分布與年暴雨量及雨日不同,呈現(xiàn)出東部大,西部小且東北部大于東南部的分布。整體來說,西部干旱(半干旱)區(qū)、青藏高原以及東部干旱區(qū)西北部年暴雨強(qiáng)度最小,東部干旱區(qū)東北部和華北平原北部年暴雨強(qiáng)度最大;東南部沿海海岸線附近的暴雨強(qiáng)度大于內(nèi)陸;青藏高原南部和東南部少部分區(qū)域暴雨強(qiáng)度較大。隨著重現(xiàn)期的增長,年暴雨強(qiáng)度數(shù)值不斷增大,5、10、20、50 a一遇的重現(xiàn)期下的全國年暴雨強(qiáng)度的均值分別為79.36、92.22、104.92、119.29 mm/d。

基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2020)4632號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖邊界無修改;臺(tái)灣省分布圖由其附近站點(diǎn)插值得到圖6 4個(gè)重現(xiàn)期的年暴雨強(qiáng)度分布圖Fig. 6 Distribution of annual rainstorm intensity in four return periods

不含臺(tái)灣省氣象站點(diǎn)資料圖7 4個(gè)重現(xiàn)期下8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨強(qiáng)度箱線圖Fig. 7 Box chart of annual rainstorm intensity in eight climatic zones under four return periods

各氣候區(qū)均值都不小于中值,4個(gè)重現(xiàn)期下年暴雨強(qiáng)度最大的站點(diǎn)均出現(xiàn)在東部干旱區(qū),且東部干旱區(qū)的年暴雨強(qiáng)度內(nèi)部差異最大,極差介于134.94 mm/d(5 a一遇)～384.17 mm/d(50 a一遇)之間,這與東部干旱區(qū)東西跨度較大有關(guān)。從均值來看西部干旱(半干旱)區(qū)的年暴雨強(qiáng)度最小,且地區(qū)內(nèi)部差異最小,極差介于0～87.12 mm/d。8個(gè)氣候區(qū)在不同重現(xiàn)期的具體表現(xiàn)如下:1)5 a一遇的重現(xiàn)期下(圖7(a)),絕大部分地區(qū)的年暴雨強(qiáng)度均處于100 mm/d以下。從均值來看,華北、華中、華南地區(qū)年暴雨強(qiáng)度最大,西部干旱(半干旱)區(qū)最小;2)10 a一遇的重現(xiàn)期下(圖7(b)),從均值和中值來看,華北地區(qū)的年暴雨強(qiáng)度最大,西部干旱(半干旱)區(qū)最小,8個(gè)氣候區(qū)的年暴雨強(qiáng)度排序?yàn)槿A北地區(qū)最大,東北地區(qū)次之,西部干旱(半干旱)區(qū)最小;3)20 a一遇的重現(xiàn)期下(圖7(c)),東部干旱區(qū)年暴雨強(qiáng)度的均值和中值超過了華中和華南地區(qū);4)50 a一遇的重現(xiàn)期下(圖7(d)),西南地區(qū)年暴雨強(qiáng)度的均值和中值超過了華南地區(qū),其他地區(qū)的排序與20 a一遇的重現(xiàn)期一致。

2.4 暴雨危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)

對(duì)不同重現(xiàn)期下的3個(gè)暴雨因子進(jìn)行歸一化處理,然后分別疊合起來,通過聚類算法ISODATA計(jì)算4個(gè)重現(xiàn)期的危險(xiǎn)性等級(jí),進(jìn)而綜合評(píng)價(jià)全國的暴雨危險(xiǎn)性,將危險(xiǎn)性等級(jí)分為4級(jí),從高到低依次為:高危險(xiǎn)性、較高危險(xiǎn)性、較低危險(xiǎn)性、低危險(xiǎn)性,結(jié)果如圖8所示。可以看出,暴雨危險(xiǎn)性從東南沿海向西北內(nèi)陸不斷降低,華中、華南地區(qū)、華北地區(qū)南部以及西南地區(qū)的中部和東南部暴雨危險(xiǎn)性最高,屬于高危險(xiǎn)性區(qū);西部干旱(半干旱)區(qū)和青藏高原的大部分區(qū)域以及東部干旱區(qū)的西北部均以低危險(xiǎn)性為主。

基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2020)4632號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖邊界無修改;臺(tái)灣省分布圖由其附近站點(diǎn)插值得到圖8 4個(gè)重現(xiàn)期下暴雨危險(xiǎn)性等級(jí)分布圖Fig. 8 Distribution of rainstorm hazard levels in China under four return periods

4個(gè)重現(xiàn)期下不同等級(jí)的暴雨危險(xiǎn)性在全國及各地區(qū)的面積占比的平均值如表1所示,就全國來說高危險(xiǎn)性、較高危險(xiǎn)性、較低危險(xiǎn)性、低危險(xiǎn)性所占比例均值分別為21.79%、24.65%、12.38%和41.18%。其中,華中和華南地區(qū)以高危險(xiǎn)性為主,高危險(xiǎn)區(qū)占整個(gè)地區(qū)面積的均值分別為91.63%和96.94%,基本不存在低危險(xiǎn)性區(qū)域;西南、華北地區(qū)以高和較高危險(xiǎn)性為主,平均分別占93.03%、99.76%;東北地區(qū)以較高危險(xiǎn)性為主,面積占比平均為84.12%;東部干旱區(qū)較高、較低危險(xiǎn)性區(qū)域平均分別占39.06%、42.88%;西部干旱(半干旱)區(qū)和青藏高原以低危險(xiǎn)性為主,低危險(xiǎn)區(qū)分別平均占全區(qū)的96.03%和87.18%。

表1 8個(gè)氣候區(qū)4個(gè)重現(xiàn)期下不同危險(xiǎn)性等級(jí)所占比例的平均值Table 1 Average proportions of area with different hazard levels in eight climatic zones under four return periods %

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

文中選用1961—2019年全國2 512個(gè)降水站點(diǎn)的日降水實(shí)測數(shù)據(jù),基于核密度函數(shù)分別計(jì)算4個(gè)不同重現(xiàn)期下的年暴雨日數(shù)、雨量、雨強(qiáng),對(duì)比分析了全國8個(gè)氣候區(qū)的3個(gè)年暴雨要素的差異,并通過聚類算法綜合3個(gè)年暴雨要素,綜合評(píng)價(jià)暴雨危險(xiǎn)性在全國的空間分布。得到的主要結(jié)論如下:

1)隨著重現(xiàn)期的增長,我國有暴雨發(fā)生的區(qū)域不斷擴(kuò)大,年暴雨日數(shù)、雨量和雨強(qiáng)均不斷增加。5、10、20、50 a一遇的重現(xiàn)期下的全國年暴雨日數(shù)的均值為3.97、4.55、5.16、5.76 d,年暴雨量的均值分別為303.16、351.89、401.41、450.25 mm,年暴雨強(qiáng)度的均值為79.36、92.22、104.92、119.29 mm/d。

2)在空間上,年暴雨日數(shù)和雨量均呈現(xiàn)出東部大、西部小、且東南部大于東北部的分布;而年暴雨強(qiáng)度呈現(xiàn)出東部大、西部小、且東北部大于東南部的趨勢。從均值來看,華中和華南地區(qū)的年暴雨日數(shù)和雨量最大,西部干旱(半干旱)區(qū)最小;華北地區(qū)的年暴雨強(qiáng)度最大,西部干旱(半干旱)區(qū)最小。

3)暴雨危險(xiǎn)性聚類分析結(jié)果顯示高危險(xiǎn)性、較高危險(xiǎn)性、較低危險(xiǎn)性、低危險(xiǎn)性的地區(qū)在全國的占比分別為21.79%、24.65%、12.38%和41.18%。華中、華南地區(qū)暴雨危險(xiǎn)性最高,西部干旱(半干旱)區(qū)和青藏高原暴雨危險(xiǎn)性最低。

3.2 討論

從數(shù)據(jù)源來看,文中選用了全國范圍內(nèi)2 512個(gè)氣象站點(diǎn)的日降水?dāng)?shù)據(jù),站點(diǎn)數(shù)據(jù)在全國的分布不均,在華北地區(qū)的分布最為密集,西部地區(qū)站點(diǎn)較少,對(duì)站點(diǎn)過少的區(qū)域,暴雨危險(xiǎn)性評(píng)估的結(jié)果可能存在一定不確定性。

從數(shù)據(jù)處理方法來看,文中以日降水量達(dá)到50 mm提取日暴雨事件,對(duì)于常年降水較少的西部以及常年多雨的東部沿海地區(qū)可能不是最適合的,有待于進(jìn)一步優(yōu)化提取暴雨事件的閾值。在暴雨危險(xiǎn)性等級(jí)的劃分上,傳統(tǒng)的加權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法要對(duì)不同量綱的指標(biāo)做歸一化處理和權(quán)重賦值,然后根據(jù)加權(quán)后的得分高低直接進(jìn)行危險(xiǎn)性等級(jí)的劃分,權(quán)重的設(shè)置對(duì)結(jié)果影響很大,存在主觀性強(qiáng)的問題。而文中使用ISODATA聚類的方法,根據(jù)各個(gè)指標(biāo)在空間聚集的特征,將整個(gè)區(qū)域劃分為不同的危險(xiǎn)性等級(jí),該方法不需要對(duì)不同的指標(biāo)設(shè)置權(quán)重。未來可以對(duì)比一下加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法和ISODATA聚類方法得到的危險(xiǎn)性分布圖的差異,結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)選擇最優(yōu)結(jié)果。

此外,本研究目前從致災(zāi)因子的角度分析了全國的暴雨危險(xiǎn)性分布和不同氣候區(qū)的暴雨危險(xiǎn)性差異,未來有待于結(jié)合孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體去綜合分析不同氣候區(qū)暴雨的風(fēng)險(xiǎn)性差異。