房永生， 黃 菲， 陳月亮， 胡蓓蓓

(1.中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省高校海洋-大氣相互作用與氣候重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；2.海軍91860部隊(duì),上海 200940)

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夏半年中國(guó)總降水、極端降水及臺(tái)風(fēng)降水的趨勢(shì)分析?

房永生1,2， 黃 菲1??， 陳月亮1， 胡蓓蓓1

(1.中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省高校海洋-大氣相互作用與氣候重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；2.海軍91860部隊(duì),上海 200940)

利用逐日氣象臺(tái)觀測(cè)資料，對(duì)1961—2010年夏半年(5～10月)中國(guó)總降水、極端降水、臺(tái)風(fēng)降水進(jìn)行了趨勢(shì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)中國(guó)平均降水量顯著增加主要是由于降水強(qiáng)度增強(qiáng)引起的，降水強(qiáng)度增幅大于降水頻數(shù)的減幅；極端降水量顯著增加主要體現(xiàn)為極端降水頻數(shù)的增多，極端降水強(qiáng)度50年來(lái)并無(wú)顯著變化。(2)臺(tái)風(fēng)降水量減少主要是由于臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)減少引起的，臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度增幅弱于臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)減少的幅度。(3)極端降水對(duì)總降水的貢獻(xiàn)大致以103°E為界，呈東高西低的空間分布，東側(cè)受東亞夏季風(fēng)的影響，東亞夏季風(fēng)對(duì)極端降水有明顯的加強(qiáng)作用，能達(dá)到全年總降水的10%左右；103°E西側(cè)，極端降水的趨勢(shì)對(duì)總降水增長(zhǎng)趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率為25%～50%，而東側(cè)，總降水趨勢(shì)主要受極端降水趨勢(shì)的控制，極端降水趨勢(shì)(包括增、減趨勢(shì))的貢獻(xiàn)達(dá)50%～100%。(4)長(zhǎng)江中游至西南地區(qū)和黃河中下游及環(huán)渤海地區(qū)的降水趨勢(shì)與全國(guó)整體呈上升趨勢(shì)不同，這些地區(qū)的降水呈顯著下降的趨勢(shì)，臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)顯著減少導(dǎo)致這些地區(qū)極端降水減少，進(jìn)而造成總降水的減少。

中國(guó)降水； 極端降水； 臺(tái)風(fēng)降水； 趨勢(shì)分析； 夏半年

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)(IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change)自1990年發(fā)布第一次評(píng)估報(bào)告(FAR)以來(lái)，先后就氣候變化對(duì)人類社會(huì)的潛在影響、人類活動(dòng)造成全球平均溫度升高的可能性以及如何適應(yīng)氣候變化與減緩氣候變化的可能對(duì)策進(jìn)行了5次評(píng)估。IPCC FAR指出，由于人類活動(dòng)排放的溫室氣體顯著增多，大氣中的溫室氣體濃度增加，溫室效應(yīng)導(dǎo)致了平均溫度的上升。IPCC第3次評(píng)估報(bào)告[1]指出，1901—2000年全球變暖可能(大于66%可能性)是溫室氣體濃度增加的結(jié)果，平均地表溫度升高約0.6 ℃(0.4～0.8 ℃)，比第2次評(píng)估報(bào)告高出0.15 ℃。第4次評(píng)估報(bào)告[2]提高了對(duì)這種變暖可能性的估計(jì)，20世紀(jì)中葉以來(lái)的全球平均溫度的增加很可能(大于90%可能性)是由溫室氣體濃度增加造成的。1906—2005年全球地表溫度升高了約0.74 ℃(0.56～0.92 ℃)。全球變暖使得水汽蒸發(fā)加劇，同時(shí)也使得大氣保持水分能力變強(qiáng)，水循環(huán)的加劇必然造成降水增多，進(jìn)而導(dǎo)致極端強(qiáng)降水事件的增多。

翟盤茂等[3-11]系統(tǒng)地研究了中國(guó)的極端氣候事件，中國(guó)華北地區(qū)強(qiáng)降水事件趨于減少，西北大部分地區(qū)極端降水呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，極端降水事件在近期比早期增加了近一倍，東北西部也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但東北東部到華北大部極端降水事件發(fā)生的日數(shù)呈顯著減少的趨勢(shì)，并發(fā)現(xiàn)近40年來(lái)中國(guó)東部年平均極端降水強(qiáng)度偏強(qiáng)的趨勢(shì)較為顯著。進(jìn)一步指出夏半年極端降水頻數(shù)在長(zhǎng)江流域增加，華北地區(qū)年平均降水量減少主要是由于降水頻數(shù)減小，而長(zhǎng)江流域降水增加主要是由于降水強(qiáng)度增大且極端降水事件增多。

熱帶氣旋(TC)作為最強(qiáng)的暴雨天氣系統(tǒng)，很多極端降水事件都受熱帶氣旋活動(dòng)直接或間接的影響。中國(guó)是世界上熱帶氣旋登陸最多、災(zāi)害最重的國(guó)家之一，熱帶氣旋引發(fā)災(zāi)害主要是引發(fā)的臺(tái)風(fēng)暴雨造成的，臺(tái)風(fēng)暴雨導(dǎo)致洪澇爆發(fā)、農(nóng)田受淹、耕地流失、城市內(nèi)澇等一系列的經(jīng)濟(jì)損失。為預(yù)防和減少臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的災(zāi)害，過(guò)去二十多年里國(guó)內(nèi)外紛紛投入大量人力物力進(jìn)行了系統(tǒng)的臺(tái)風(fēng)研究工作，關(guān)于臺(tái)風(fēng)降水(即TC引起的降水)的基礎(chǔ)理論也趨于成熟，本文通過(guò)對(duì)臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)的分析，結(jié)合極端降水趨勢(shì)的時(shí)空特征，來(lái)研究我國(guó)夏半年降水趨勢(shì)的變化分布規(guī)律。

1 資料與方法

本文所用的降水資料是中國(guó)氣象局氣候中心提供的1951年1月1日～2010年12月31日756個(gè)臺(tái)站的逐日降水資料，全國(guó)臺(tái)站自1950年代建國(guó)初期陸續(xù)建立，至1950年代末全國(guó)的臺(tái)站才基本形成規(guī)模，本文選取了1961—2010年共50年作為研究時(shí)段，最終篩選出有效觀測(cè)日數(shù)大于99%的臺(tái)站578個(gè)。

本文所用的臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)取自中國(guó)臺(tái)風(fēng)網(wǎng)“CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”。數(shù)據(jù)提供自1949—2010年西太平洋(含南海，赤道以北，180°E以西)海域熱帶氣旋每6 h的位置和強(qiáng)度。

對(duì)極端降水事件的定義有很多，中國(guó)強(qiáng)降水事件的研究多采用中國(guó)氣象局規(guī)定的日降水量大于50mm作為強(qiáng)降水事件的閾值。中國(guó)幅員遼闊，降水空間上主要呈現(xiàn)自東南沿海向西北內(nèi)陸地區(qū)遞減的分布型，而且各個(gè)季節(jié)間的差異也很大，因此不能采用某個(gè)固定的降水量作為閾值來(lái)劃分極端降水。目前國(guó)際上比較流行的方法是百分位法[12]，即將每個(gè)臺(tái)站1961—2010年50年逐日的降水資料按升序排列，選取降水最多的5%定義為該臺(tái)站的極端降水事件。

臺(tái)風(fēng)降水的分離采用Ren等[13-14]提出的Objective Synoptic Analysis Technique(OSAT)方法：首先，從降水場(chǎng)的結(jié)構(gòu)分析入手，將降水場(chǎng)劃分成不同的雨帶；然后，根據(jù)這些雨帶與臺(tái)風(fēng)中心之間以及每個(gè)臺(tái)站與臺(tái)風(fēng)中心之間的距離關(guān)系來(lái)劃分臺(tái)風(fēng)降水。

由于全國(guó)臺(tái)站分布呈東南密西北疏的不均勻分布，直接統(tǒng)計(jì)區(qū)域降水信息時(shí)更多的反映的是站點(diǎn)密集的東南沿海地區(qū)，因此，本文計(jì)算區(qū)域降水量、降水頻數(shù)、降水強(qiáng)度時(shí)，首先將臺(tái)站的降水資料轉(zhuǎn)化為2(°)×2(°)經(jīng)緯距的網(wǎng)格化資料，計(jì)算每個(gè)格點(diǎn)包含臺(tái)站的平均降水作為該格點(diǎn)的降水量，然后再對(duì)區(qū)域格點(diǎn)降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到區(qū)域平均降水。

2 中國(guó)總降水、極端降水和臺(tái)風(fēng)降水的季節(jié)變化

圖1給出的是1961—2010年月平均總降水、極端降水和臺(tái)風(fēng)降水的降水量與頻數(shù)隨月份季節(jié)變化的統(tǒng)計(jì)特征，氣候平均各月中國(guó)總降水量和降水頻數(shù)占全年的百分比均呈現(xiàn)出類似正態(tài)分布的單峰型特征，7月為最大值，12～1月最小值，且降水頻數(shù)的峰度系數(shù)更?。粯O端降水的強(qiáng)度和頻數(shù)季節(jié)變化有著類似的分布特征，但強(qiáng)度和頻數(shù)幾乎有著同樣的單峰變化，且峰度系數(shù)更大，反映出夏季6～8月是極端降水發(fā)生的最主要季節(jié)，7月發(fā)生極端強(qiáng)降水的比例最高，達(dá)25%；臺(tái)風(fēng)降水則呈現(xiàn)出偏態(tài)的單峰分布特征，且峰度系數(shù)更大，降水更集中于夏季，最大降水出現(xiàn)在8月，發(fā)生頻數(shù)接近35%，與臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻數(shù)的變化一致，這可能與西北太平洋臺(tái)風(fēng)在8月份出現(xiàn)最多有關(guān)。

Qing與Lee[15]指出，中國(guó)的雨季一般隨著南海(SCS)夏季風(fēng)的爆發(fā)而到來(lái)發(fā)展，并隨其撤退而結(jié)束。東亞夏季風(fēng)季節(jié)起始的最顯著特點(diǎn)是5月中旬南海夏季風(fēng)的突然爆發(fā)，中國(guó)主要雨帶伴隨夏季風(fēng)的發(fā)展和向北推進(jìn)，階段性地從低緯度向中高緯度移動(dòng)；11月初夏季風(fēng)的迅速南撤導(dǎo)致中國(guó)主要雨季的結(jié)束。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(見圖1)，夏季風(fēng)盛行的5～10月期間，中國(guó)降水量(頻數(shù))占全年的77.5%(85.3%)，極端降水量(頻數(shù))占全年的90.5%(90.6%)，同時(shí)也是熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng))的高發(fā)期，絕大部分臺(tái)風(fēng)都集中在這段時(shí)期，臺(tái)風(fēng)降水量(頻數(shù))占全年的97.4%(96.9%)。因此，本文研究的時(shí)間段選取為5～10月夏季風(fēng)、極端降水以及臺(tái)風(fēng)的主要發(fā)生時(shí)段。

圖1 1961—2010年氣候態(tài)月平均總降水、極端降水和臺(tái)風(fēng)降水量/頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 中國(guó)總降水的趨勢(shì)分析

3.1 中國(guó)總降水的線性趨勢(shì)

圖2為1961—2010年夏半年(5～10月)總降水、極端降水及臺(tái)風(fēng)降水的年降水量(a)、降水頻數(shù)(日數(shù))(b)和降水強(qiáng)度(c)的時(shí)間序列以及趨勢(shì)(見表1)。中國(guó)平均降水量呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為1.4%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為90%)，平均降水頻數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，減幅為1.5%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為99%)，平均降水強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為4.3%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為99%)。由此可見，中國(guó)平均降水量顯著增加主要是由于降水強(qiáng)度增強(qiáng)引起的，降水強(qiáng)度增幅大于降水頻數(shù)的減幅。

3.2 中國(guó)總降水線性趨勢(shì)的空間分布

Zhai等[4]將每年4～9月劃分為暖(雨)季，10～次年3月劃分為冷(旱)季，統(tǒng)計(jì)了1951—2000年中國(guó)平均的降水量。指出，中國(guó)西部雨季的降水量有非常顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)，黃河與長(zhǎng)江流域降水趨勢(shì)呈南升北降的反位相分布。本文對(duì)1961—2010年夏半年(5～10月)的總降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到的全國(guó)降水量的趨勢(shì)分布(見圖3(a)，空心圓/方框符號(hào)表明該臺(tái)站的趨勢(shì)通過(guò)了90%/99%的顯著性檢驗(yàn),下同)。結(jié)果表明，中國(guó)降水量從東南向西北方向呈現(xiàn)出升-降-升的波動(dòng)變化規(guī)律，與上文提到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果不同，黃河長(zhǎng)江流域的降水趨勢(shì)為東西的反位相分布，我國(guó)西部地區(qū)的增長(zhǎng)趨勢(shì)更強(qiáng)也更顯著，說(shuō)明21世紀(jì)前10年的降水趨勢(shì)有所改變。對(duì)降水頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見圖3(b))發(fā)現(xiàn)，全國(guó)降水頻數(shù)的減少趨勢(shì)非常顯著，絕大多數(shù)站點(diǎn)都過(guò)了99%的顯著性檢驗(yàn)，我國(guó)西部、東北北部的大部分地區(qū)降水頻數(shù)存在5%～10%/10a的增長(zhǎng)，而全國(guó)其它地區(qū)降水頻數(shù)則呈現(xiàn)2.5%～5%/10a的減少趨勢(shì)。對(duì)降水強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)(見圖3(c))發(fā)現(xiàn)：全國(guó)降水強(qiáng)度的趨勢(shì)也非常顯著，三分之二以上的站點(diǎn)過(guò)了90%的顯著性檢驗(yàn)，這其中一半以上的站點(diǎn)過(guò)了99%的檢驗(yàn)；全國(guó)降水強(qiáng)度總體上呈上升趨勢(shì)，增長(zhǎng)最明顯的是在我國(guó)西部，呈10%/10a以上的增長(zhǎng)趨勢(shì)；部分地區(qū)的增長(zhǎng)趨勢(shì)甚至在25%/10a以上，中國(guó)東北大部、兩河流域、東南沿海和海南島的降水強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度也比較明顯，存在5%～10%/10a的增長(zhǎng)。

圖2 總降水、極端降水及臺(tái)風(fēng)降水的年降水量(a)、降水頻數(shù)(日數(shù))(b)和降水強(qiáng)度(c)的時(shí)間序列

降水量Rainfall頻數(shù)Raindays溫度Intensity總降水Total1.4-1.54.3極端降水Ex1.82.4-0.1臺(tái)風(fēng)降水TC-1.7-4.83.1

注：斜體字表示趨勢(shì)通過(guò)了90%的顯著性檢驗(yàn)，加粗字體表示趨勢(shì)通過(guò)了99%的顯著性檢驗(yàn)。

Note： Italic-bold indicates significance at 90% and boldface indicates significance at 99% using the Student’s t-test.

4 極端降水的趨勢(shì)分析

4.1 中國(guó)極端降水的趨勢(shì)分布

1961—2010年夏半年(5～10月)中國(guó)平均極端降水量呈顯著上升趨勢(shì)(見圖2)，增幅為1.8%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為90%)，極端降水頻數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為2.4%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為99%)，極端降水強(qiáng)度50年來(lái)幾乎沒有變化趨勢(shì)。Zhai等[4]統(tǒng)計(jì)了1951—2000年暖(雨)季4～9月中國(guó)的極端降水頻數(shù)，指出下降趨勢(shì)主要存在于我國(guó)東北東部、我國(guó)北方、四川盆地，這些地區(qū)僅少數(shù)區(qū)域的趨勢(shì)顯著，上升趨勢(shì)主要存在于我國(guó)西部、長(zhǎng)江中下游流域及以南地區(qū)，這些地區(qū)上升趨勢(shì)的顯著性大多在95%以上。本文對(duì)1961—2010年夏半年5～10月的極端降水量、極端降水頻數(shù)、極端降水強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到的全國(guó)極端降水頻數(shù)的趨勢(shì)分布(見圖4(a))，與全國(guó)總降水的趨勢(shì)空間分布較為一致，表明中國(guó)夏季降水量的趨勢(shì)變化很大程度上受極端降水的影響。極端降水量的趨勢(shì)分布與極端降水頻數(shù)(見圖4(b))的分布類似，并且極端降水強(qiáng)度的趨勢(shì)不顯著(見圖4(c))，因此，我國(guó)極端降水的趨勢(shì)變化主要受極端降水頻數(shù)的影響，極端降水強(qiáng)度的變化，近50年并無(wú)顯著的趨勢(shì)。

圖3 1961—2010年夏半年總降水量(a)、降水頻數(shù)(b)、降水強(qiáng)度(c)的趨勢(shì)分布(%/10a)

4.2 極端降水趨勢(shì)對(duì)總降水的貢獻(xiàn)

圖5(a)為1961—2010年夏半年中國(guó)極端降水對(duì)總降水量貢獻(xiàn)的百分比，極端降水對(duì)總降水的貢獻(xiàn)大致以103°E為界，呈東高西低的空間分布，103°E以西，極端降水對(duì)總降水的貢獻(xiàn)率為20%～30%，103°E以東，極端降水對(duì)總降水的貢獻(xiàn)率達(dá)30%～40%，這一區(qū)域受東亞夏季風(fēng)的影響，東亞夏季風(fēng)對(duì)極端降水有明顯的增強(qiáng)作用，這種增強(qiáng)作用能達(dá)到全年總降水的10%左右。圖5(b)為極端降水趨勢(shì)對(duì)總降水趨勢(shì)貢獻(xiàn)的百分比，其空間分布與全國(guó)降水量的線性趨勢(shì)分布(圖3(a))和極端降水強(qiáng)度和頻數(shù)的趨勢(shì)分布(見圖4(a)，(b))非常一致。103°E以西除少數(shù)站點(diǎn)外，極端降水的趨勢(shì)對(duì)總降水增長(zhǎng)趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率為25%～50%；103°E～110°E及黃河下游環(huán)渤海地區(qū)，極端降水趨勢(shì)對(duì)總降水減少趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率達(dá)50%以上，環(huán)渤海地區(qū)的貢獻(xiàn)甚至達(dá)100%上下；長(zhǎng)江中下游地區(qū)、華南、海南島以及東北大部地區(qū)極端降水對(duì)總降水增長(zhǎng)趨勢(shì)的貢獻(xiàn)達(dá)50%～100%，華南地區(qū)甚至超過(guò)100%。由此可以得出，103°E以東大部分地區(qū)的降水趨勢(shì)受極端降水趨勢(shì)的控制，極端降水趨勢(shì)對(duì)總降水趨勢(shì)的貢獻(xiàn)在50%以上，華南、海南甚至能達(dá)到近100%。

圖4 1961—2010年夏半年極端降水量(a)、極端降水頻數(shù)(b)、極端降水強(qiáng)度(c)趨勢(shì)分布(%/10a)

(藍(lán)(紅)色圓表示極端降水與總降水趨勢(shì)同為正(負(fù))，-(+)表示總降水趨勢(shì)為正(負(fù))，但極端降水趨勢(shì)與之相反。Blue (red) dots denote the extreme rainfall has positive (negative) trend as well as total rainfall,-(+) denotes the extreme rainfall shaws negative (positive) trend while total rainfall appears opposite trend.)

圖5 1961—2010年夏半年中國(guó)極端降水對(duì)總降水貢獻(xiàn)的
百分比(a)、極端降水趨勢(shì)對(duì)總降水趨勢(shì)貢獻(xiàn)的百分比(b)

Fig.5 Percentage of extreme rainfall in total rainfall(a) and percentage of the trends of extreme rainfall in that of total rainfall(b) in warm half years during 1961—2010

5 臺(tái)風(fēng)降水的趨勢(shì)分析

5.1 臺(tái)風(fēng)降水的趨勢(shì)分布

1961—2010年夏半年(5～10月)中國(guó)臺(tái)風(fēng)降水量呈下降趨勢(shì)(見圖2)，減幅為1.7%/10a，臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，減幅為4.8%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為90%)，臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為3.1%/10a(趨勢(shì)顯著性水平為90%)。因此，臺(tái)風(fēng)降水量減少主要是由于臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)減少引起的，臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度增幅小于臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)的減少幅度。Ren等[13]和王詠梅等[16]統(tǒng)計(jì)了1957—2004年影響中國(guó)的臺(tái)風(fēng)年降水量和降水日數(shù)，指出中國(guó)臺(tái)風(fēng)年降水總量呈顯著的減少趨勢(shì)，臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)與降水量的時(shí)間序列比較類似，相關(guān)程度為0.94；全國(guó)各臺(tái)站降水總體呈下降趨勢(shì)，但只有在海南島、東南沿海部分地區(qū)和東北南部比較顯著。本文對(duì)1961—2010年夏半年5～10月的臺(tái)風(fēng)降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到的全國(guó)臺(tái)風(fēng)降水量的趨勢(shì)分布(見圖6(a))，與上文提到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果有比較大的不同。夏半年我國(guó)東北地區(qū)、內(nèi)蒙古中部和東北部以及西南地區(qū)的臺(tái)風(fēng)降水量的減少趨勢(shì)更強(qiáng)并且更顯著，減少趨勢(shì)達(dá)10%～25%/10a，個(gè)別地區(qū)(內(nèi)蒙古中部和東北部)的減少趨勢(shì)甚至超過(guò)了50%/10a，而且他們的顯著性水平絕大部分都在90%以上，這其中更是有一半以上的站點(diǎn)過(guò)了99%的顯著性檢驗(yàn)，上升趨勢(shì)主要存在于長(zhǎng)江中上游流域的少數(shù)區(qū)域以及東部沿海的少數(shù)區(qū)域，這些上升趨勢(shì)并不顯著。

圖6(b)為1961—2010年夏半年5～10月臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)趨勢(shì)分布圖，全國(guó)總體呈下降趨勢(shì)，下降趨勢(shì)最大的區(qū)域在我國(guó)東北(包括內(nèi)蒙古東部地區(qū))和云貴高原，下降趨勢(shì)達(dá)10%～25%/10a，幾乎所有的站點(diǎn)趨勢(shì)的顯著性都在90%以上，更有三分之二站點(diǎn)趨勢(shì)的顯著性在99%以上，長(zhǎng)江中下游以南至海南島的大片區(qū)域，下降趨勢(shì)為5%～10%/10a，顯著性大多在99%以上；臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度(見圖6(c))的下降趨勢(shì)主要存在于除我國(guó)東北(包括內(nèi)蒙古東部地區(qū))東南部以外的大部分東北地區(qū)，下降趨勢(shì)達(dá)10%～25%/10a，內(nèi)蒙古東部部分地區(qū)降水強(qiáng)度的下降趨勢(shì)在25%/10a以上，這些地區(qū)趨勢(shì)的顯著性大部分在90%以上，約三分之一在99%以上，上升趨勢(shì)僅存在于環(huán)渤海的部分區(qū)域、長(zhǎng)江流域、以及我國(guó)南方的部分區(qū)域，除少數(shù)站點(diǎn)上升趨勢(shì)比較顯著外，大部分區(qū)域的上升趨勢(shì)并不顯著。對(duì)比Chang等[16]的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，雖然他們統(tǒng)計(jì)的是1958—2010年夏季6～8月的臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)和降水強(qiáng)度的趨勢(shì)特征，由于8月是臺(tái)風(fēng)降水的最大貢獻(xiàn)月份，所以本文統(tǒng)計(jì)的夏半年5～10月的結(jié)果與Chang等[17]的基本特征較為相似。

5.2 臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)對(duì)總降水的貢獻(xiàn)

圖7(a)為1961—2010年夏半年中國(guó)臺(tái)風(fēng)降水對(duì)總降水貢獻(xiàn)的百分比，臺(tái)風(fēng)對(duì)總降水貢獻(xiàn)大的區(qū)域主要集中在東南沿海地區(qū)，貢獻(xiàn)率為20%～40%。圖7(b)為臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)對(duì)總降水趨勢(shì)貢獻(xiàn)的百分比，中國(guó)大部分區(qū)域的臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)與總降水趨勢(shì)相反，而內(nèi)蒙古東部和西南地區(qū)臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)對(duì)總降水下降趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率達(dá)100%，這些地區(qū)的總降水趨勢(shì)主要受臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)的控制，黃河中下游地區(qū)臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率在25%左右，部分站點(diǎn)達(dá)100%，因此，這一區(qū)域的總降水趨勢(shì)很大程度上受遠(yuǎn)程臺(tái)風(fēng)降水的影響。

圖6 1961—2010年夏半年臺(tái)風(fēng)降水量(a)、降水頻數(shù)(b)、降水強(qiáng)度(c)的趨勢(shì)分布

6 結(jié)論

(1)1961—2010年夏半年(5～10月)中國(guó)平均降水量呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為1.4%/10a，平均降水頻數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，減幅為1.5%/10a，平均降水強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為4.3%/10a。因此，中國(guó)平均降水量顯著增加主要是由于降水強(qiáng)度增強(qiáng)引起的，降水強(qiáng)度增幅大于降水頻數(shù)的減幅；中國(guó)平均極端降水量也呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為1.8%/10a，極端降水頻數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為2.4%/10a，但極端降水強(qiáng)度50年來(lái)幾乎沒有變化趨勢(shì)，因此極端降水量顯著增加主要體現(xiàn)為極端降水頻數(shù)的增多；中國(guó)臺(tái)風(fēng)降水量呈下降趨勢(shì)，減幅為1.7%/10a，臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，減幅為4.8%/10a，臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)，增幅為3.1%/10a，因而臺(tái)風(fēng)降水量減少主要是由于臺(tái)風(fēng)降水頻數(shù)的減少幅度大于臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度的增幅而引起的。

(符號(hào)說(shuō)明見圖5，但極端降水改為臺(tái)風(fēng)降水。Same as in Fig.5, but for TC rain fall.)

圖7 1961—2010年夏半年中國(guó)臺(tái)風(fēng)降水對(duì)總降水貢獻(xiàn)
的百分比(a)、臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)對(duì)總降水趨勢(shì)貢獻(xiàn)的百分比(b)
Fig.7 Percentage of TC rainfall in total rainfall(a) and percentage of the trends of TC rainfall in that of total rainfall(b) in warm half years during 1961—2010

(2)極端降水對(duì)總降水的貢獻(xiàn)大致以103°E為界，呈東高西低的位相分布，東側(cè)受東亞夏季風(fēng)的影響，東亞夏季風(fēng)對(duì)極端降水有明顯的提升作用，這種提升作用能達(dá)到全年總降水的10%左右。103°E西側(cè)，極端降水的趨勢(shì)對(duì)總降水增長(zhǎng)趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率為25%～50%，而東側(cè)，總降水趨勢(shì)主要受極端降水趨勢(shì)的控制，極端降水趨勢(shì)(包括增、減趨勢(shì))的貢獻(xiàn)達(dá)50%～100%。

(3)長(zhǎng)江中游至西南地區(qū)和黃河中下游及環(huán)渤海地區(qū)的降水趨勢(shì)與全國(guó)整體呈上升趨勢(shì)不同，這些地區(qū)的降水呈顯著下降的趨勢(shì)，臺(tái)風(fēng)降水趨勢(shì)顯著減少導(dǎo)致這些地區(qū)極端降水減少，進(jìn)而造成總降水的減少。

致謝：感謝中國(guó)氣象局氣候中心提供的臺(tái)站降水資料，中國(guó)臺(tái)風(fēng)網(wǎng)提供的“CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”，以及NCEP網(wǎng)站提供的再分析數(shù)據(jù)。此外，還要特別感謝中國(guó)氣象科學(xué)研究院的任福民博士對(duì)客觀分離臺(tái)風(fēng)降水方法的指導(dǎo)。

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責(zé)任編輯 龐 旻

Trends in Total Precipitation, Extreme and Typhoon Precipitation over China in Warm Half Year

FANG Yong-Sheng1,2, HUANG Fei1, CHEN Yue-Liang1, HU Bei-Bei1

(1. The Key Laboratory of Physical Oceanography, Ministry of Education, The Key Laboratory of Ocean-Atmosphere Interaction and Climate in Universities of Shandong, Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 2.Navy 91860 Troop, Shanghai 200940, China)

The inter-annual component of warm half year mean (May to October) precipitation, extreme precipitation, tropical cyclone (TC) or typhoon precipitation, is studied by trend analysis for the period 1961—2010. The rosults show that (1) The precipitation in China increased significantly mainly due to the enhancement of the intensity of precipitation. The increasing of the intensity is larger than the frequency of precipitation. The precipitation extremes in China increased significantly mainly due to the enhancement of the frequency of precipitation extremes, although the intensity has no change in the past 50 years. (2) The TC precipitation in China decreased mainly due to the reduction of the times of TC precipitation. (3) To the east of 103°E, the percentage of extreme precipitation in total precipitation is 10% larger than that to the west. East Asian summer monsoon causes such difference. The precipitation of the trend of extreme rainfall in the trend of total rainfall is 25～50% to the west of 103°E. It (both increasing and decreasing trends) is much larger to the east of 103°E, up to 50～100%. (4) Different from the most part of china, the trend of rainfall in the middle reach of the Yangtze River to the South-west of China, the middle and lower reaches of the Yellow River and the Bohai rim region is decreasing. The trend of TC rainfall contributes significantly to the trend of total rainfall in these regions.

Chinese precipitation; extreme precipitation; TC precipitation; trend analysis; warm half year

全球變化研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2015CB953904；2012CB955604)；公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)(GYHY200906008)資助

2014-03-06；

2014-04-15

房永生(1986-)，男，碩士生。

?? 通訊作者： E-mail:huangf@mail.ouc.edu.cn

P468.0+24

A

1672-5174(2015)06-012-07

10.16441/j.cnki.hdxb.20140080