一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景中國地域遼闊，氣候類型豐富多樣，降水的時(shí)空分布呈現(xiàn)出顯著的復(fù)雜性和多變性。從空間分布來看，我國降水大致呈現(xiàn)出從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減的趨勢。東南沿海地區(qū)年降水量豐富，如廣東、福建等地，年降水量可達(dá)1500毫米以上，充沛的降水使得這些地區(qū)河網(wǎng)密布，水資源相對豐富，為農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和居民生活用水提供了充足的水源，也造就了當(dāng)?shù)貪駶櫟臍夂蚝拓S富的植被。而西北內(nèi)陸地區(qū)，如新疆、甘肅的部分地區(qū)，年降水量則不足200毫米，干旱少雨的氣候?qū)е庐?dāng)?shù)厣衬畯V布，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和人口承載的關(guān)鍵因素。降水的時(shí)間分布同樣不均，季節(jié)差異明顯。大部分地區(qū)降水集中在夏季，夏季風(fēng)帶來的暖濕氣流與北方冷空氣交匯，形成大量降水。以長江流域?yàn)槔募窘邓烧既杲邓康?0%-60%，集中的降水在滿足農(nóng)業(yè)用水需求的同時(shí)，也容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。而在冬季，除了少數(shù)地區(qū)，大部分地區(qū)降水稀少，氣候干燥。此外，降水在年際之間也存在較大波動，某些年份降水偏多，而某些年份則降水偏少。降水的這種時(shí)空變化特點(diǎn)，與我國獨(dú)特的地理位置、地形地貌以及大氣環(huán)流系統(tǒng)密切相關(guān)。我國位于亞洲東部，太平洋西岸，海陸熱力性質(zhì)差異顯著，這使得我國深受季風(fēng)氣候影響。夏季，來自太平洋和印度洋的暖濕氣流帶來豐沛降水；冬季，受來自西伯利亞和蒙古高原的冷空氣影響，降水稀少。同時(shí)，我國地形復(fù)雜多樣，山脈縱橫交錯(cuò)，高原、平原、盆地相間分布。山脈的阻擋作用會改變氣流的運(yùn)動方向和水汽的輸送路徑，導(dǎo)致降水在地形的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡存在巨大差異。例如，喜馬拉雅山脈阻擋了來自印度洋的暖濕氣流，使得山脈南坡降水豐富，形成了世界上降水最多的地區(qū)之一，而北坡則降水稀少，氣候干旱。這種降水時(shí)空分布的不均，直接導(dǎo)致了旱澇災(zāi)害的頻繁發(fā)生。干旱和洪澇是我國最為常見且危害嚴(yán)重的氣象災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去幾十年間，我國每年因旱澇災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億元甚至上百億元，受災(zāi)人口眾多，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境以及人民生活都帶來了巨大的沖擊。在農(nóng)業(yè)方面，干旱會導(dǎo)致農(nóng)作物缺水減產(chǎn)甚至絕收，影響糧食安全；洪澇則可能淹沒農(nóng)田，破壞農(nóng)業(yè)設(shè)施，同樣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重破壞。2020年，長江流域遭遇嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，大量農(nóng)田被淹，農(nóng)作物受損，許多農(nóng)民面臨著巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在工業(yè)領(lǐng)域，旱澇災(zāi)害可能導(dǎo)致工廠停工停產(chǎn)，影響原材料供應(yīng)和產(chǎn)品運(yùn)輸，進(jìn)而影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。生態(tài)環(huán)境方面，干旱可能引發(fā)土地沙漠化、植被退化等問題；洪澇則可能沖毀河道、破壞濕地生態(tài)系統(tǒng)，對生物多樣性造成威脅。在全球氣候變化的大背景下，降水的時(shí)空變化特征和旱澇災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律也在發(fā)生著改變。近年來，極端降水事件增多，暴雨強(qiáng)度和頻率增加，干旱的持續(xù)時(shí)間和影響范圍也有所擴(kuò)大。這些變化進(jìn)一步加劇了我國降水時(shí)空分布的不均衡性，使得旱澇災(zāi)害的發(fā)生更加頻繁和復(fù)雜，給防災(zāi)減災(zāi)工作帶來了更大的挑戰(zhàn)。因此，深入研究中國降水的多尺度時(shí)空變率以及區(qū)域性旱澇的成因，對于準(zhǔn)確把握我國降水和旱澇災(zāi)害的變化規(guī)律，有效應(yīng)對氣候變化，保障社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.1.2研究意義本研究對揭示降水與旱澇關(guān)系、完善氣候理論和指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi)實(shí)踐具有重要意義。在科學(xué)理論層面，深入探究中國降水的多尺度時(shí)空變率，能夠幫助我們更全面、細(xì)致地理解降水過程的復(fù)雜性和內(nèi)在機(jī)制。降水不僅受到大尺度大氣環(huán)流的影響，如季風(fēng)系統(tǒng)、西風(fēng)帶等，還受到中尺度天氣系統(tǒng)，如氣旋、反氣旋、鋒面等，以及小尺度地形、下墊面條件等因素的共同作用。通過多尺度分析，可以清晰地梳理出不同尺度因素對降水的影響程度和方式，揭示降水在不同時(shí)間和空間尺度上的變化規(guī)律。這有助于我們完善現(xiàn)有的氣候理論，填補(bǔ)在降水時(shí)空變化研究領(lǐng)域的一些空白，為氣候預(yù)測和模擬提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在研究降水與區(qū)域性旱澇的成因關(guān)系方面，能夠進(jìn)一步明確旱澇災(zāi)害發(fā)生的物理過程和影響因素，豐富氣象災(zāi)害形成機(jī)制的研究內(nèi)容，為深入理解氣候系統(tǒng)的相互作用提供新的視角。從實(shí)際應(yīng)用價(jià)值來看，研究成果對防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要的指導(dǎo)作用。準(zhǔn)確掌握降水的時(shí)空變化規(guī)律和旱澇災(zāi)害的成因，能夠提高氣象部門對旱澇災(zāi)害的預(yù)測能力。通過建立更精確的預(yù)測模型，提前預(yù)測旱澇災(zāi)害的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度，為政府部門制定防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以根據(jù)降水和旱澇預(yù)測信息，合理安排種植結(jié)構(gòu)和灌溉計(jì)劃，采取有效的抗旱、防洪措施，減少災(zāi)害對農(nóng)作物的影響，保障糧食產(chǎn)量和質(zhì)量。在城市規(guī)劃和建設(shè)方面，考慮降水和旱澇風(fēng)險(xiǎn)，合理布局城市基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)排水系統(tǒng)建設(shè)，提高城市應(yīng)對洪澇災(zāi)害的能力。還可以為水利工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供參考，優(yōu)化水資源配置，提高水資源利用效率，減少水資源浪費(fèi)和短缺問題，保障社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在降水時(shí)空變率研究方面，國外學(xué)者起步較早，運(yùn)用了多種先進(jìn)技術(shù)和方法。例如，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，獲取全球范圍內(nèi)長時(shí)間序列的降水?dāng)?shù)據(jù)，分析降水在大尺度空間上的分布特征和變化趨勢。通過對幾十年衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)全球降水呈現(xiàn)出明顯的緯向和經(jīng)向分布差異，赤道地區(qū)降水豐富，而極地地區(qū)降水稀少。在時(shí)間變率研究上，采用氣候模式模擬，深入探討降水的年際、年代際變化規(guī)律。研究表明，厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）等大氣環(huán)流異常現(xiàn)象，對全球降水的年際變化有著重要影響，在厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，許多地區(qū)的降水會出現(xiàn)異常增多或減少的情況。國內(nèi)學(xué)者針對中國降水時(shí)空變率也開展了大量研究。在空間分布研究中，結(jié)合地面氣象觀測站數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果，詳細(xì)分析了我國降水從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減的分布特征，并指出地形地貌對降水空間分布的重要影響。山脈的阻擋作用使得迎風(fēng)坡降水增多，背風(fēng)坡降水減少，如秦嶺對我國南北降水的分布有著顯著的調(diào)節(jié)作用。在時(shí)間變化研究方面，運(yùn)用小波分析等方法，揭示了我國降水存在不同時(shí)間尺度的周期變化，如年際、年代際和世紀(jì)尺度的變化。研究發(fā)現(xiàn)，我國降水在20世紀(jì)70年代末發(fā)生了明顯的年代際變化，之前降水分布呈現(xiàn)南北澇中間旱的特征，之后轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g澇南北旱。在區(qū)域性旱澇成因研究領(lǐng)域，國外學(xué)者從全球氣候系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究大氣環(huán)流、海洋溫度等因素對旱澇的影響。指出大西洋多年代際振蕩（AMO）、太平洋年代際振蕩（PDO）等海洋-大氣耦合系統(tǒng)的變化，與某些地區(qū)的旱澇災(zāi)害密切相關(guān)。當(dāng)AMO處于暖位相時(shí)，北大西洋地區(qū)的降水和氣溫會發(fā)生變化，進(jìn)而影響到周邊地區(qū)的旱澇狀況。國內(nèi)學(xué)者則結(jié)合我國獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候條件，深入研究區(qū)域性旱澇的成因。研究發(fā)現(xiàn)，西太平洋副熱帶高壓（副高）的位置、強(qiáng)度和活動規(guī)律，對我國東部地區(qū)的降水和旱澇有著關(guān)鍵影響。當(dāng)副高位置偏南時(shí)，我國南方地區(qū)降水偏多，易發(fā)生洪澇災(zāi)害，北方地區(qū)降水偏少，易出現(xiàn)干旱；反之，當(dāng)副高位置偏北時(shí)，情況則相反。還關(guān)注到地形、植被等下墊面因素對區(qū)域性旱澇的影響。青藏高原的熱力和動力作用，會影響大氣環(huán)流的異常，進(jìn)而影響我國降水和旱澇分布。植被覆蓋度的變化會影響地表的蒸發(fā)和水分循環(huán)，對局部地區(qū)的旱澇災(zāi)害也有一定的影響。盡管國內(nèi)外在降水時(shí)空變率和區(qū)域性旱澇成因研究方面取得了諸多成果，但仍存在一些不足。在降水時(shí)空變率研究中，不同數(shù)據(jù)源和研究方法得到的結(jié)果存在一定差異，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法來綜合分析和比較。對于降水在小尺度空間（如城市街區(qū)、小流域等）和短時(shí)間尺度（如小時(shí)、分鐘級）的變化特征研究還不夠深入，難以滿足精細(xì)化氣象服務(wù)和城市規(guī)劃等實(shí)際需求。在區(qū)域性旱澇成因研究方面，雖然已經(jīng)認(rèn)識到多種因素的影響，但各因素之間的相互作用機(jī)制還不夠清晰，尤其是在復(fù)雜地形和氣候條件下，如何準(zhǔn)確量化各因素對旱澇的影響程度，仍然是一個(gè)亟待解決的問題。氣候模式對區(qū)域性旱澇的模擬和預(yù)測能力還有待提高，預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性不能完全滿足防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際需要。1.3研究方法與創(chuàng)新點(diǎn)1.3.1研究方法本研究綜合運(yùn)用多種方法，以全面深入地剖析中國降水的多尺度時(shí)空變率與區(qū)域性旱澇成因。在資料收集方面，廣泛收集了多源數(shù)據(jù)。地面氣象觀測站數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，涵蓋了全國范圍內(nèi)眾多站點(diǎn)長時(shí)間序列的降水、氣溫、氣壓等氣象要素觀測值，這些數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映地面實(shí)際氣象狀況，為研究提供了詳實(shí)的基礎(chǔ)信息。衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)則彌補(bǔ)了地面站點(diǎn)分布不均的缺陷，從宏觀角度獲取大尺度空間上的降水信息，有助于分析降水在更廣闊區(qū)域的分布特征。再結(jié)合數(shù)值模式再分析資料，如歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的再分析數(shù)據(jù)，其融合了多種觀測資料和數(shù)值模擬結(jié)果，具有較高的時(shí)空分辨率和準(zhǔn)確性，為研究提供了更全面、精細(xì)的大氣環(huán)流、水汽輸送等信息。統(tǒng)計(jì)分析方法是研究降水時(shí)空變率的重要手段。通過趨勢分析，運(yùn)用線性回歸等方法，能夠清晰地揭示降水在時(shí)間序列上的變化趨勢，判斷降水是呈現(xiàn)增加、減少還是穩(wěn)定的態(tài)勢。對我國近幾十年降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)降水呈現(xiàn)明顯的增加趨勢，而部分地區(qū)則有所減少。小波分析則用于探究降水的多時(shí)間尺度周期變化，將時(shí)間序列分解成不同頻率的分量，識別出降水在年際、年代際等不同尺度上的周期特征。研究表明，我國降水存在2-3年的年際周期和10-20年的年代際周期。相關(guān)分析用于研究降水與其他氣象要素、大氣環(huán)流指數(shù)之間的關(guān)系，確定影響降水的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，降水與西太平洋副熱帶高壓指數(shù)存在顯著的相關(guān)性，副高的位置和強(qiáng)度變化會對降水分布產(chǎn)生重要影響。氣候模式模擬也是本研究的重要方法之一。利用區(qū)域氣候模式（如RegCM）對中國區(qū)域的降水進(jìn)行模擬，通過設(shè)置不同的初始條件和邊界條件，模擬不同氣候情景下的降水變化。在模擬過程中，考慮大氣、海洋、陸地等多圈層的相互作用，能夠更真實(shí)地再現(xiàn)降水的形成和變化過程。通過與觀測數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證，評估模式對降水模擬的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而利用模式進(jìn)行未來情景的預(yù)測，預(yù)估不同氣候變化情景下中國降水和旱澇災(zāi)害的發(fā)展趨勢。在區(qū)域性旱澇成因分析中，案例分析法發(fā)揮了重要作用。選取典型的旱澇事件，如1998年長江流域特大洪澇災(zāi)害和2010年西南地區(qū)特大干旱事件，對這些事件發(fā)生的大氣環(huán)流異常、海洋熱狀況、地形地貌等因素進(jìn)行深入分析，結(jié)合數(shù)值模擬和診斷分析，揭示旱澇事件的形成機(jī)制和發(fā)展過程。在研究1998年長江流域洪澇災(zāi)害時(shí)，通過分析大氣環(huán)流形勢，發(fā)現(xiàn)當(dāng)年西太平洋副熱帶高壓異常偏強(qiáng)且位置偏南，導(dǎo)致冷暖空氣在長江流域頻繁交匯，形成了長時(shí)間的強(qiáng)降水，引發(fā)洪澇災(zāi)害。1.3.2創(chuàng)新點(diǎn)本研究在多尺度分析方面具有創(chuàng)新之處。以往研究多側(cè)重于單一尺度的降水分析，而本研究綜合考慮了降水在不同時(shí)間尺度（年際、年代際、世紀(jì)尺度）和空間尺度（大尺度區(qū)域、中尺度流域、小尺度地形單元）的變化特征，構(gòu)建了多尺度分析框架。通過多尺度分析，能夠更全面地理解降水變化的復(fù)雜性，明確不同尺度因素對降水的影響機(jī)制，以及各尺度之間的相互作用關(guān)系。在研究降水的年際變化時(shí)，不僅考慮了大氣環(huán)流的年際異常，還分析了其與年代際氣候變化的關(guān)聯(lián)，為深入研究降水變化提供了更系統(tǒng)的視角。在綜合研究降水與旱澇成因方面，本研究突破了傳統(tǒng)研究中降水和旱澇分別研究的局限，將兩者有機(jī)結(jié)合起來。從降水的時(shí)空變化出發(fā)，深入分析其與區(qū)域性旱澇的內(nèi)在聯(lián)系，綜合考慮大氣環(huán)流、海洋環(huán)境、地形地貌、人類活動等多種因素對降水和旱澇的影響，構(gòu)建了完整的降水-旱澇成因體系。這種綜合研究方法有助于更準(zhǔn)確地揭示區(qū)域性旱澇的形成機(jī)制，為旱澇災(zāi)害的預(yù)測和防治提供更全面的科學(xué)依據(jù)。在數(shù)據(jù)應(yīng)用上，本研究創(chuàng)新性地融合了多源數(shù)據(jù)。將地面觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和數(shù)值模式再分析數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，充分發(fā)揮各數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢，彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)源的不足。通過數(shù)據(jù)融合和同化技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)的時(shí)空分辨率和準(zhǔn)確性，為研究提供了更豐富、可靠的數(shù)據(jù)支持。利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取降水的宏觀分布信息，結(jié)合地面觀測數(shù)據(jù)的高精度特點(diǎn)，對降水進(jìn)行更精確的分析和驗(yàn)證，提升了研究結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。二、中國降水多尺度時(shí)空變率分析2.1降水?dāng)?shù)據(jù)來源與處理本研究的數(shù)據(jù)來源豐富多樣，主要涵蓋地面氣象觀測站數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)以及數(shù)值模式再分析資料。地面氣象觀測站數(shù)據(jù)是研究降水的基礎(chǔ)資料，其數(shù)據(jù)來源于中國氣象局氣象信息中心提供的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集（V3.0）。該數(shù)據(jù)集包含了全國范圍內(nèi)超過2400個(gè)地面氣象觀測站的逐日降水?dāng)?shù)據(jù)，時(shí)間跨度從1961年至2020年，站點(diǎn)分布廣泛，能夠較為全面地反映我國陸地表面的降水情況。這些站點(diǎn)依據(jù)嚴(yán)格的氣象觀測標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)則選用了熱帶降雨測量任務(wù)（TRMM）衛(wèi)星和全球降水測量計(jì)劃（GPM）衛(wèi)星的產(chǎn)品。TRMM衛(wèi)星自1997年至2015年對全球降水進(jìn)行觀測，其提供的3B42版本降水?dāng)?shù)據(jù)，空間分辨率為0.25°×0.25°，時(shí)間分辨率為3小時(shí)，能夠在大尺度空間上獲取降水信息，彌補(bǔ)了地面站點(diǎn)分布不均的缺陷。GPM衛(wèi)星于2014年發(fā)射，繼承和發(fā)展了TRMM的觀測能力，其提供的IMERG版本降水?dāng)?shù)據(jù)，空間分辨率可達(dá)0.1°×0.1°，時(shí)間分辨率為半小時(shí)，在降水監(jiān)測的精度和時(shí)空分辨率上有了進(jìn)一步提升。數(shù)值模式再分析資料采用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的ERA5再分析數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)融合了全球范圍內(nèi)的多種觀測資料和數(shù)值模擬結(jié)果，提供了包括大氣環(huán)流、水汽輸送、溫度、氣壓等多種氣象要素的高分辨率數(shù)據(jù)。在降水研究中，ERA5數(shù)據(jù)的降水產(chǎn)品能夠提供更全面的大氣背景信息，有助于深入分析降水的形成機(jī)制和變化過程，其空間分辨率為0.25°×0.25°，時(shí)間分辨率為1小時(shí)。在獲取原始數(shù)據(jù)后，需要對其進(jìn)行一系列嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量控制。對于地面氣象觀測站數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，檢查數(shù)據(jù)的完整性和一致性，剔除數(shù)據(jù)缺失率過高或明顯異常的站點(diǎn)。若某站點(diǎn)某一年份的降水?dāng)?shù)據(jù)缺失天數(shù)超過總天數(shù)的30%，則將該站點(diǎn)該年份的數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)。對于存在異常值的站點(diǎn)，采用時(shí)間序列插值法和空間插值法進(jìn)行修正。對于某站點(diǎn)某一天的降水?dāng)?shù)據(jù)出現(xiàn)異常值（如降水量遠(yuǎn)超該地區(qū)歷史同期最大值且無合理氣象解釋），利用該站點(diǎn)前后幾天的降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行線性插值，若仍無法準(zhǔn)確修正，則結(jié)合周邊站點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)，采用反距離權(quán)重插值法進(jìn)行修正。對于衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)，由于其受到衛(wèi)星觀測誤差、云檢測誤差等因素的影響，需要進(jìn)行誤差校正。利用地面氣象觀測站數(shù)據(jù)對衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，建立誤差訂正模型。通過對比地面站點(diǎn)實(shí)測降水量與衛(wèi)星遙感估算降水量，分析兩者之間的偏差規(guī)律，采用回歸分析方法建立誤差訂正方程，對衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行校正，以提高其精度。數(shù)值模式再分析資料雖然經(jīng)過了同化處理，但仍可能存在一定的不確定性。在使用ERA5降水?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，與地面觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，評估其在不同地形和氣候條件下的準(zhǔn)確性。對于存在較大偏差的區(qū)域，結(jié)合其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行補(bǔ)充和修正，確保數(shù)據(jù)的可靠性。通過對多源降水?dāng)?shù)據(jù)的綜合利用和科學(xué)處理，能夠?yàn)楹罄m(xù)的降水多尺度時(shí)空變率分析提供全面、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)支持，有助于更深入地揭示中國降水的變化規(guī)律和特征。二、中國降水多尺度時(shí)空變率分析2.1降水?dāng)?shù)據(jù)來源與處理本研究的數(shù)據(jù)來源豐富多樣，主要涵蓋地面氣象觀測站數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)以及數(shù)值模式再分析資料。地面氣象觀測站數(shù)據(jù)是研究降水的基礎(chǔ)資料，其數(shù)據(jù)來源于中國氣象局氣象信息中心提供的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集（V3.0）。該數(shù)據(jù)集包含了全國范圍內(nèi)超過2400個(gè)地面氣象觀測站的逐日降水?dāng)?shù)據(jù)，時(shí)間跨度從1961年至2020年，站點(diǎn)分布廣泛，能夠較為全面地反映我國陸地表面的降水情況。這些站點(diǎn)依據(jù)嚴(yán)格的氣象觀測標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)則選用了熱帶降雨測量任務(wù)（TRMM）衛(wèi)星和全球降水測量計(jì)劃（GPM）衛(wèi)星的產(chǎn)品。TRMM衛(wèi)星自1997年至2015年對全球降水進(jìn)行觀測，其提供的3B42版本降水?dāng)?shù)據(jù)，空間分辨率為0.25°×0.25°，時(shí)間分辨率為3小時(shí)，能夠在大尺度空間上獲取降水信息，彌補(bǔ)了地面站點(diǎn)分布不均的缺陷。GPM衛(wèi)星于2014年發(fā)射，繼承和發(fā)展了TRMM的觀測能力，其提供的IMERG版本降水?dāng)?shù)據(jù)，空間分辨率可達(dá)0.1°×0.1°，時(shí)間分辨率為半小時(shí)，在降水監(jiān)測的精度和時(shí)空分辨率上有了進(jìn)一步提升。數(shù)值模式再分析資料采用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的ERA5再分析數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)融合了全球范圍內(nèi)的多種觀測資料和數(shù)值模擬結(jié)果，提供了包括大氣環(huán)流、水汽輸送、溫度、氣壓等多種氣象要素的高分辨率數(shù)據(jù)。在降水研究中，ERA5數(shù)據(jù)的降水產(chǎn)品能夠提供更全面的大氣背景信息，有助于深入分析降水的形成機(jī)制和變化過程，其空間分辨率為0.25°×0.25°，時(shí)間分辨率為1小時(shí)。在獲取原始數(shù)據(jù)后，需要對其進(jìn)行一系列嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量控制。對于地面氣象觀測站數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，檢查數(shù)據(jù)的完整性和一致性，剔除數(shù)據(jù)缺失率過高或明顯異常的站點(diǎn)。若某站點(diǎn)某一年份的降水?dāng)?shù)據(jù)缺失天數(shù)超過總天數(shù)的30%，則將該站點(diǎn)該年份的數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)。對于存在異常值的站點(diǎn)，采用時(shí)間序列插值法和空間插值法進(jìn)行修正。對于某站點(diǎn)某一天的降水?dāng)?shù)據(jù)出現(xiàn)異常值（如降水量遠(yuǎn)超該地區(qū)歷史同期最大值且無合理氣象解釋），利用該站點(diǎn)前后幾天的降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行線性插值，若仍無法準(zhǔn)確修正，則結(jié)合周邊站點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)，采用反距離權(quán)重插值法進(jìn)行修正。對于衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)，由于其受到衛(wèi)星觀測誤差、云檢測誤差等因素的影響，需要進(jìn)行誤差校正。利用地面氣象觀測站數(shù)據(jù)對衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，建立誤差訂正模型。通過對比地面站點(diǎn)實(shí)測降水量與衛(wèi)星遙感估算降水量，分析兩者之間的偏差規(guī)律，采用回歸分析方法建立誤差訂正方程，對衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行校正，以提高其精度。數(shù)值模式再分析資料雖然經(jīng)過了同化處理，但仍可能存在一定的不確定性。在使用ERA5降水?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，與地面觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，評估其在不同地形和氣候條件下的準(zhǔn)確性。對于存在較大偏差的區(qū)域，結(jié)合其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行補(bǔ)充和修正，確保數(shù)據(jù)的可靠性。通過對多源降水?dāng)?shù)據(jù)的綜合利用和科學(xué)處理，能夠?yàn)楹罄m(xù)的降水多尺度時(shí)空變率分析提供全面、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)支持，有助于更深入地揭示中國降水的變化規(guī)律和特征。2.2年際尺度降水變化特征2.2.1年降水量的年際變化趨勢利用1961-2020年的地面氣象觀測站降水?dāng)?shù)據(jù)，對全國及各區(qū)域的年降水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以探究其年際變化趨勢。從全國平均情況來看，在這60年期間，年降水量呈現(xiàn)出一定的波動變化態(tài)勢。整體上，年降水量的變化趨勢并非單調(diào)遞增或遞減，而是在不同時(shí)間段內(nèi)表現(xiàn)出不同的趨勢。通過線性回歸分析，發(fā)現(xiàn)全國年降水量的線性趨勢變化并不顯著，這表明在過去60年里，全國年降水量沒有呈現(xiàn)出明顯的增加或減少趨勢。進(jìn)一步對各區(qū)域進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)我國不同區(qū)域的年降水量年際變化趨勢存在明顯差異。東北地區(qū)，年降水量在1961-1980年期間相對較為穩(wěn)定，波動較小。然而，自1980年代后期開始，年降水量呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。例如，哈爾濱站的年降水量在1985年之前大多維持在500-600毫米之間，而到了2000年以后，部分年份的年降水量超過了700毫米。這一變化可能與全球氣候變暖背景下，東北地區(qū)的大氣環(huán)流形勢發(fā)生改變有關(guān)，暖濕氣流的影響逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致降水增多。華北地區(qū)的年降水量變化趨勢則與東北地區(qū)有所不同。在1961-1990年期間，華北地區(qū)年降水量整體上呈下降趨勢，其中1970-1980年代下降趨勢較為明顯。以北京為例，這一時(shí)期的年降水量從1960年代的600多毫米逐漸減少到1980年代的不足500毫米。1990年代以后，雖然年降水量有所波動，但總體上仍處于相對偏少的狀態(tài)。這種變化可能與西太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度變化有關(guān)，當(dāng)副高位置偏南或強(qiáng)度偏弱時(shí)，華北地區(qū)受其影響較小，降水減少。華東地區(qū)年降水量的年際變化較為復(fù)雜，沒有呈現(xiàn)出明顯的線性趨勢。在1961-1970年代，年降水量有增有減，波動幅度較大。1980-1990年代，部分地區(qū)降水增多，而部分地區(qū)則有所減少。例如，上海地區(qū)在1980年代后期到1990年代初期，年降水量明顯增加，而同期的南京地區(qū)年降水量則相對穩(wěn)定。進(jìn)入21世紀(jì)后，華東地區(qū)年降水量整體上保持相對穩(wěn)定，但在某些年份仍出現(xiàn)了較大的降水異常，如2016年，華東部分地區(qū)遭遇強(qiáng)降水，降水量遠(yuǎn)超常年平均值。華南地區(qū)年降水量相對較為豐富，且在1961-2020年期間，整體上沒有明顯的上升或下降趨勢。然而，年降水量的年際波動較大，在某些年份，如1994年、2008年等，降水異常偏多，引發(fā)了洪澇災(zāi)害；而在2011年等年份，降水又相對偏少，出現(xiàn)了干旱現(xiàn)象。這表明華南地區(qū)的降水受到多種因素的綜合影響，包括季風(fēng)、熱帶氣旋等。西南地區(qū)年降水量在1961-1990年期間相對穩(wěn)定，波動較小。但自1990年代后期開始，部分地區(qū)年降水量出現(xiàn)了減少的趨勢，尤其是云南、貴州等地。例如，昆明的年降水量在1995年以后逐漸減少，從之前的1000毫米左右減少到近年來的800毫米左右。這種變化可能與青藏高原的熱力和動力作用變化、大氣環(huán)流異常以及地形因素等有關(guān)。西北地區(qū)年降水量在過去60年里呈現(xiàn)出微弱的增加趨勢，但增加幅度較小。且由于該地區(qū)氣候干旱，降水總量仍然較少。在某些年份，如2003年、2018年等，部分地區(qū)降水有所增加，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了一定的積極影響。但總體上，西北地區(qū)的降水仍然是制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)改善的重要因素。在全國及各區(qū)域年降水量的年際變化中，還存在一些明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。例如，東北地區(qū)在1980年代后期，年降水量開始呈現(xiàn)增加趨勢，這可能與全球氣候變暖背景下，大氣環(huán)流模式的調(diào)整以及北極海冰融化等因素有關(guān)。華北地區(qū)在1990年代初，年降水量雖然仍處于相對偏少的狀態(tài)，但下降趨勢有所減緩，這可能與東亞夏季風(fēng)的年代際變化以及人類活動對大氣環(huán)境的影響有關(guān)。2.2.2年降水日數(shù)的年際變化特征年降水日數(shù)是反映降水特征的另一個(gè)重要指標(biāo)，它與年降水量之間存在著密切的關(guān)系。通過對1961-2020年各氣象站點(diǎn)年降水日數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)我國年降水日數(shù)的年際變化也呈現(xiàn)出一定的區(qū)域差異。從全國平均情況來看，年降水日數(shù)在過去60年里呈現(xiàn)出微弱的減少趨勢。這表明雖然我國降水總量沒有明顯變化，但降水的集中程度可能有所增加，降水日數(shù)相對減少，意味著降水可能更多地集中在少數(shù)幾個(gè)時(shí)段，這可能會增加暴雨等極端降水事件發(fā)生的概率。東北地區(qū)的年降水日數(shù)在1961-1980年期間相對穩(wěn)定，之后呈現(xiàn)出波動減少的趨勢。與年降水量的變化趨勢相比，年降水日數(shù)的減少趨勢更為明顯。例如，長春的年降水日數(shù)在1960年代平均為100天左右，到了2010年代，平均年降水日數(shù)減少到了80天左右。這可能是由于氣候變化導(dǎo)致東北地區(qū)的降水模式發(fā)生改變，降水過程更加集中，使得降水日數(shù)減少。華北地區(qū)年降水日數(shù)在1961-1990年期間呈現(xiàn)出明顯的減少趨勢，之后雖有波動，但總體仍維持在較低水平。與年降水量的變化趨勢類似，年降水日數(shù)的減少在1970-1980年代尤為顯著。北京的年降水日數(shù)從1960年代的80多天減少到1980年代的60多天，之后在60-70天之間波動。年降水日數(shù)的減少可能與華北地區(qū)氣候干旱化趨勢以及大氣環(huán)流的變化有關(guān)，使得降水過程減少。華東地區(qū)年降水日數(shù)的年際變化較為復(fù)雜，沒有明顯的線性趨勢。在不同時(shí)間段內(nèi)，年降水日數(shù)有增有減。在1980-1990年代，部分地區(qū)年降水日數(shù)有所增加，而在2000年代以后，又有部分地區(qū)年降水日數(shù)減少。上海在1985-1995年期間，年降水日數(shù)從原來的120天左右增加到130天左右，而在2005-2015年期間，又減少到110天左右。這種變化可能與華東地區(qū)受季風(fēng)和副熱帶高壓等大氣環(huán)流系統(tǒng)的影響較為復(fù)雜有關(guān)。華南地區(qū)年降水日數(shù)相對較多，且在1961-2020年期間，整體上沒有明顯的變化趨勢，但年際波動較大。在降水偏多的年份，降水日數(shù)也相應(yīng)增加；在降水偏少的年份，降水日數(shù)則減少。例如，廣州在1994年降水偏多，年降水日數(shù)達(dá)到150天，而在2011年降水偏少，年降水日數(shù)只有120天。西南地區(qū)年降水日數(shù)在1961-1990年期間相對穩(wěn)定，之后部分地區(qū)出現(xiàn)了減少的趨勢。以昆明為例，年降水日數(shù)從1990年代的110天左右減少到近年來的90天左右。年降水日數(shù)的減少可能與西南地區(qū)的地形地貌、大氣環(huán)流以及氣候變化等多種因素有關(guān)。西北地區(qū)年降水日數(shù)本身較少，在過去60年里，雖然有微弱的增加趨勢，但增加幅度不明顯。且由于該地區(qū)氣候干旱，降水日數(shù)的增加對整體降水情況的改善作用有限。年降水日數(shù)與年降水量之間存在著一定的相關(guān)性。在大部分地區(qū)，年降水量較多的年份，年降水日數(shù)也相對較多，但這種相關(guān)性并非絕對。在一些地區(qū)，如華北地區(qū)，雖然年降水量總體呈下降趨勢，但年降水日數(shù)的減少更為明顯，這表明降水的集中程度在增加，降水強(qiáng)度可能有所增大。在華南地區(qū)，年降水量和年降水日數(shù)的年際波動都較大，但兩者之間的相關(guān)性并不十分緊密，這可能是由于華南地區(qū)降水受到多種復(fù)雜因素的影響，如熱帶氣旋、季風(fēng)等，使得降水的發(fā)生頻率和強(qiáng)度變化較為復(fù)雜。2.3年代尺度降水變化特征2.3.1不同年代降水的空間分布差異為了深入研究不同年代降水的空間分布差異，將1961-2020年劃分為多個(gè)年代段，如1961-1970年、1971-1980年、1981-1990年、1991-2000年、2001-2010年和2011-2020年。利用地面氣象觀測站數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)，繪制各年代段的年降水量空間分布圖。在1961-1970年代，我國降水的空間分布呈現(xiàn)出較為明顯的“南多北少”特征。東南沿海地區(qū)年降水量普遍在1500毫米以上，其中廣東、福建等地部分區(qū)域年降水量超過2000毫米，降水豐富的原因主要是該地區(qū)受東南季風(fēng)影響強(qiáng)烈，暖濕氣流帶來大量水汽，且地形多為丘陵山地，對水汽的抬升作用明顯，有利于降水的形成。而華北地區(qū)年降水量大多在400-600毫米之間，降水相對較少，主要是由于該地區(qū)受夏季風(fēng)影響的時(shí)間相對較短，且地處平原，地形對水汽的抬升作用較弱。到了1971-1980年代，降水空間分布格局基本維持“南多北少”的態(tài)勢，但部分區(qū)域出現(xiàn)了變化。東北地區(qū)的降水有所增加，尤其是黑龍江北部和吉林東部地區(qū)，年降水量較之前年代增加了50-100毫米。這可能與該時(shí)期大氣環(huán)流的調(diào)整有關(guān)，使得東北地區(qū)受暖濕氣流影響的頻率和強(qiáng)度增加。1981-1990年代，我國降水的空間分布發(fā)生了較為顯著的變化。長江流域降水明顯增多，部分地區(qū)年降水量超過1200毫米，而華北地區(qū)降水則持續(xù)減少，部分地區(qū)年降水量不足400毫米。長江流域降水增多可能與西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度的變化有關(guān)，當(dāng)副高位置偏南且強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，冷暖空氣在長江流域交匯頻繁，導(dǎo)致降水增加；而華北地區(qū)降水減少則可能是由于副高位置的變化使得該地區(qū)受夏季風(fēng)影響減弱。1991-2000年代，降水空間分布繼續(xù)演變。華南地區(qū)降水依然豐富，但部分地區(qū)降水有所減少，如廣西南部和廣東西南部。與此同時(shí)，西北地區(qū)的降水出現(xiàn)了微弱增加的趨勢，尤其是新疆的部分地區(qū)，年降水量增加了20-50毫米。華南地區(qū)降水減少可能與熱帶氣旋活動路徑的變化以及大氣環(huán)流的異常有關(guān)；而西北地區(qū)降水增加可能與全球氣候變暖導(dǎo)致的水汽輸送變化有關(guān)，使得更多的水汽能夠到達(dá)該地區(qū)。2001-2010年代，我國降水空間分布呈現(xiàn)出更為復(fù)雜的格局。東部地區(qū)降水分布不均，部分地區(qū)降水偏多，部分地區(qū)降水偏少。華北地區(qū)降水在該時(shí)期有所波動，部分年份降水有所增加，但整體仍處于相對偏少的狀態(tài)。東北地區(qū)降水繼續(xù)保持相對穩(wěn)定且略有增加的趨勢。而西部地區(qū)，尤其是青藏高原周邊地區(qū)，降水呈現(xiàn)出增加的趨勢。2011-2020年代，降水空間分布在延續(xù)之前年代特征的基礎(chǔ)上，又有新的變化。華北地區(qū)降水在部分年份明顯增多，如2016年、2021年等，部分地區(qū)年降水量超過600毫米，這與大氣環(huán)流的異常以及極端天氣事件的增多有關(guān)。而華南地區(qū)在某些年份降水異常偏少，出現(xiàn)干旱現(xiàn)象。不同年代降水空間分布差異的形成原因是多方面的。大氣環(huán)流的變化是影響降水空間分布的重要因素，如西太平洋副熱帶高壓、東亞夏季風(fēng)等的位置、強(qiáng)度和活動規(guī)律的改變，都會導(dǎo)致水汽輸送路徑和降水區(qū)域的變化。海洋表面溫度的異常，如厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）、太平洋年代際振蕩（PDO）等，也會對大氣環(huán)流產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響降水的空間分布。地形地貌對降水的影響也不容忽視，山脈的阻擋作用、地形的起伏等都會改變水汽的運(yùn)動和降水的分布。2.3.2年代尺度降水變化的可能影響因素太陽活動是影響年代尺度降水變化的重要因素之一。太陽活動的強(qiáng)弱變化會導(dǎo)致太陽輻射的變化，進(jìn)而影響地球大氣的能量平衡和環(huán)流模式。太陽黑子是太陽活動的重要標(biāo)志，當(dāng)太陽黑子數(shù)較多時(shí)，太陽活動較強(qiáng)，太陽輻射增強(qiáng)。研究表明，太陽活動的11年周期與我國部分地區(qū)的降水變化存在一定的相關(guān)性。在太陽活動高值期，我國東北地區(qū)的降水往往偏多，這可能是因?yàn)樘柣顒釉鰪?qiáng)會影響大氣環(huán)流，使得更多的水汽輸送到東北地區(qū)，從而增加降水。海洋表面溫度變化對年代尺度降水變化有著深遠(yuǎn)影響。厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）是熱帶太平洋地區(qū)海洋表面溫度異常變化的一種現(xiàn)象，對全球氣候和降水分布有著重要影響。在厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶太平洋東部海水溫度異常升高，大氣環(huán)流發(fā)生改變，導(dǎo)致我國南方地區(qū)降水偏多，北方地區(qū)降水偏少。1997-1998年發(fā)生了強(qiáng)厄爾尼諾事件，我國長江流域降水異常偏多，引發(fā)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。太平洋年代際振蕩（PDO）也是影響我國降水的重要海洋因素，PDO的冷暖位相轉(zhuǎn)換周期約為20-30年，當(dāng)PDO處于暖位相時(shí)，我國東部地區(qū)降水分布可能會發(fā)生改變，如長江中下游地區(qū)降水可能減少，而華北地區(qū)降水可能增加。季風(fēng)系統(tǒng)是我國降水的主要水汽來源，其變化對年代尺度降水變化起著關(guān)鍵作用。東亞夏季風(fēng)的強(qiáng)弱和進(jìn)退影響著我國降水的時(shí)空分布。當(dāng)東亞夏季風(fēng)較強(qiáng)時(shí)，其向北推進(jìn)的速度較快，影響范圍較廣，我國北方地區(qū)降水可能增多；反之，當(dāng)東亞夏季風(fēng)較弱時(shí)，我國南方地區(qū)降水相對較多。在1970-1980年代，東亞夏季風(fēng)相對較弱，導(dǎo)致我國華北地區(qū)降水持續(xù)減少，而南方地區(qū)降水相對穩(wěn)定或略有增加。此外，南亞季風(fēng)也會對我國西南地區(qū)的降水產(chǎn)生影響，當(dāng)南亞季風(fēng)異常時(shí)，西南地區(qū)的降水也會發(fā)生變化。除了上述自然因素外，人類活動也可能對年代尺度降水變化產(chǎn)生影響。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，人類活動排放的溫室氣體（如二氧化碳、甲烷等）不斷增加，導(dǎo)致全球氣候變暖。氣候變暖會改變大氣環(huán)流和水汽循環(huán)，進(jìn)而影響降水分布。城市熱島效應(yīng)會導(dǎo)致城市及其周邊地區(qū)的氣溫升高，空氣對流增強(qiáng)，可能會增加局部地區(qū)的降水。人類活動對下墊面的改變，如森林砍伐、土地開墾、城市化建設(shè)等，也會影響地表的蒸發(fā)和水汽輸送，對降水產(chǎn)生一定的影響。2.4季節(jié)尺度降水變化特征2.4.1四季降水量的時(shí)空分布規(guī)律我國四季降水量的時(shí)空分布呈現(xiàn)出顯著的規(guī)律性和復(fù)雜性，這與我國的地理位置、地形地貌以及大氣環(huán)流等多種因素密切相關(guān)。春季，我國降水的空間分布呈現(xiàn)出從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減的趨勢。東南沿海地區(qū)，如福建、廣東等地，受暖濕的東南季風(fēng)影響，水汽充足，春季降水量較為豐富，一般可達(dá)200-300毫米。這些地區(qū)春季氣溫回升較快，冷暖空氣交匯頻繁，容易形成降水天氣。而在西北內(nèi)陸地區(qū)，如新疆、甘肅等地，由于遠(yuǎn)離海洋，水汽難以到達(dá)，春季降水稀少，大部分地區(qū)降水量不足50毫米。從時(shí)間變化來看，春季降水量在不同年份之間存在一定的波動。部分年份，由于季風(fēng)活動的異常，東南沿海地區(qū)的春季降水可能會偏多或偏少。在某些年份，春季風(fēng)勢力較強(qiáng)，帶來的水汽更充足，降水就會偏多；反之，若春季風(fēng)勢力較弱，降水則可能偏少。夏季是我國降水最為集中的季節(jié)，降水分布特征與夏季風(fēng)的活動密切相關(guān)。隨著夏季風(fēng)的向北推進(jìn)，我國降水帶也逐漸向北移動。5-6月，華南地區(qū)進(jìn)入雨季，受西南季風(fēng)和東南季風(fēng)的共同影響，降水豐富，月降水量可達(dá)300-500毫米。此時(shí)，冷暖空氣在華南地區(qū)交匯，形成鋒面雨帶，且熱帶氣旋活動頻繁，也會帶來大量降水。6-7月，雨帶推移至長江中下游地區(qū)，該地區(qū)進(jìn)入梅雨季節(jié)，降水持續(xù)時(shí)間長，降水量大，月降水量可達(dá)200-400毫米。梅雨天氣是由于冷暖氣團(tuán)勢均力敵，雨帶在長江中下游地區(qū)長時(shí)間停留而形成的。7-8月，雨帶繼續(xù)北移至華北、東北地區(qū)，這些地區(qū)迎來降水高峰期，月降水量可達(dá)150-300毫米。但在同一時(shí)期，長江中下游地區(qū)受副熱帶高壓控制，盛行下沉氣流，降水相對較少，出現(xiàn)“伏旱”天氣。秋季，隨著夏季風(fēng)的逐漸南退，我國降水也呈現(xiàn)出南多北少的分布格局。南方地區(qū)，如江南、華南等地，秋季仍有一定的降水，月降水量一般在100-200毫米之間。這是因?yàn)槟戏降貐^(qū)秋季氣溫仍然較高，水汽較為充足，且有時(shí)還會受到臺風(fēng)的影響，帶來降水。而北方地區(qū)，尤其是華北、東北地區(qū)，秋季降水明顯減少，月降水量大多在50-100毫米之間。從時(shí)間變化上看，秋季降水在年際之間的波動相對較小，但在某些年份，由于大氣環(huán)流的異常，也會出現(xiàn)降水偏多或偏少的情況。冬季，我國大部分地區(qū)受大陸冷氣團(tuán)控制，降水稀少。北方地區(qū)，如華北、東北等地，冬季平均降水量一般在10-20毫米以下，主要以降雪形式出現(xiàn)。這是因?yàn)楸狈降貐^(qū)冬季氣溫低，水汽含量少，且受冷空氣影響強(qiáng)烈，空氣干燥。南方地區(qū)，如江南、華南等地，冬季降水相對較多，但也僅在20-50毫米左右。在一些特殊年份，如厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，我國南方地區(qū)的冬季降水可能會有所增加。地形地貌對四季降水量的時(shí)空分布有著重要影響。山脈的阻擋作用會改變氣流的運(yùn)動方向和水汽的輸送路徑，導(dǎo)致降水在地形的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡存在巨大差異。喜馬拉雅山脈阻擋了來自印度洋的暖濕氣流，使得山脈南坡成為迎風(fēng)坡，降水豐富，年降水量可達(dá)數(shù)千毫米；而北坡為背風(fēng)坡，降水稀少，氣候干旱。在我國的山區(qū)，如秦嶺、太行山等，也存在類似的情況，迎風(fēng)坡降水多于背風(fēng)坡。2.4.2季節(jié)降水變化對區(qū)域氣候的影響季節(jié)降水變化對區(qū)域氣候有著多方面的深遠(yuǎn)影響，其中干濕變化和氣溫調(diào)節(jié)是兩個(gè)重要方面。降水的季節(jié)變化直接導(dǎo)致了區(qū)域干濕狀況的改變。在降水較多的季節(jié)，如夏季，我國許多地區(qū)空氣濕度增大，土壤含水量增加，河流、湖泊水位上升，呈現(xiàn)出濕潤的氣候特征。在長江中下游地區(qū)的梅雨季節(jié)，長時(shí)間的降水使得該地區(qū)空氣濕度常常達(dá)到80%以上，土壤水分飽和，河流流量大增，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和居民生活用水提供了充足的水源。但過多的降水也可能引發(fā)洪澇災(zāi)害，淹沒農(nóng)田、沖毀房屋，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和人民生活造成嚴(yán)重影響。而在降水較少的季節(jié)，如冬季，大部分地區(qū)空氣干燥，土壤水分減少，河流、湖泊水位下降，氣候變得干燥。在華北地區(qū)的冬季，由于降水稀少，空氣相對濕度常常低于40%，土壤墑情變差，容易出現(xiàn)干旱現(xiàn)象，影響農(nóng)作物的越冬和生長，還可能引發(fā)森林火災(zāi)等災(zāi)害。季節(jié)降水變化對區(qū)域氣溫調(diào)節(jié)也起著重要作用。降水過程伴隨著熱量的交換，當(dāng)水汽凝結(jié)成雨滴或雪花時(shí)，會釋放出潛熱，這一過程對氣溫有一定的調(diào)節(jié)作用。在夏季，降水較多的地區(qū)，降水過程中釋放的潛熱可以降低局部地區(qū)的氣溫，緩解高溫天氣帶來的影響。一場暴雨過后，城市的氣溫往往會明顯下降，使人感覺涼爽。而在冬季，降雪過程中釋放的潛熱也能在一定程度上減緩氣溫的下降速度，對農(nóng)作物和生態(tài)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用。降水還會影響地面的蒸發(fā)和蒸騰作用，進(jìn)而影響氣溫。在降水較多的季節(jié)，地面水分充足，蒸發(fā)和蒸騰作用增強(qiáng)，會消耗大量的熱量，使氣溫降低；而在降水較少的季節(jié)，蒸發(fā)和蒸騰作用減弱，氣溫相對較高。季節(jié)降水變化還會對區(qū)域的風(fēng)場和大氣環(huán)流產(chǎn)生影響。降水的分布不均會導(dǎo)致氣壓梯度的變化，從而影響風(fēng)的形成和運(yùn)動。在夏季，降水較多的地區(qū)往往形成低壓區(qū)，周圍的空氣會向低壓區(qū)流動，形成風(fēng)。這種風(fēng)場的變化又會進(jìn)一步影響水汽的輸送和降水的分布，形成復(fù)雜的氣候系統(tǒng)。降水變化還會與大氣環(huán)流相互作用，如季風(fēng)的強(qiáng)弱和進(jìn)退與降水的季節(jié)變化密切相關(guān)。當(dāng)夏季風(fēng)勢力較強(qiáng)時(shí)，帶來的降水較多，反之則降水較少。而降水的變化又會反饋給大氣環(huán)流，影響其穩(wěn)定性和變化趨勢。2.5降水的空間分布特征2.5.1年降水量的空間分布格局中國年降水量的空間分布呈現(xiàn)出顯著的地域差異，整體上具有從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減的特征。東南沿海地區(qū)是我國降水最為豐富的區(qū)域，年降水量普遍在1500毫米以上。以廣東為例，其大部分地區(qū)年降水量可達(dá)1600-2000毫米，部分沿海地區(qū)甚至超過2000毫米。福建的年降水量也多在1500-2000毫米之間。這些地區(qū)降水豐富的主要原因是受東南季風(fēng)和西南季風(fēng)的雙重影響，來自太平洋和印度洋的暖濕氣流源源不斷地輸送水汽，且該地區(qū)地形多為丘陵山地，對水汽具有強(qiáng)烈的抬升作用，使得水汽在上升過程中冷卻凝結(jié)，形成大量降水。長江中下游地區(qū)年降水量一般在800-1500毫米之間。如江蘇、安徽、湖北等省份，降水較為充沛。該地區(qū)處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季受夏季風(fēng)影響，降水豐富；冬季受北方冷空氣影響較小，降水相對較少，但仍能維持一定的降水量。地形上，長江中下游平原地勢較為平坦，有利于水汽的擴(kuò)散和降水的均勻分布。華北地區(qū)年降水量大多在400-800毫米之間。北京、天津、河北等地，降水相對東南沿海和長江中下游地區(qū)較少。這主要是因?yàn)槿A北地區(qū)受夏季風(fēng)影響的時(shí)間相對較短，且地處平原，地形對水汽的抬升作用有限。在夏季，雖然有來自海洋的暖濕氣流，但由于北方冷空氣的頻繁活動，冷暖空氣交匯的位置不穩(wěn)定，導(dǎo)致降水的不確定性較大。東北地區(qū)年降水量在400-1000毫米之間，且呈現(xiàn)出從東南向西北遞減的趨勢。遼寧的年降水量相對較多，可達(dá)600-1000毫米，而黑龍江北部和內(nèi)蒙古東北部地區(qū)年降水量則在400-600毫米左右。東北地區(qū)降水主要受夏季風(fēng)影響，同時(shí)，其東部和南部靠近海洋，水汽相對充足。此外，東北地區(qū)的地形對降水也有一定影響，長白山等山脈的迎風(fēng)坡降水較多。西北地區(qū)是我國降水最為稀少的地區(qū)之一，大部分地區(qū)年降水量不足400毫米。新疆的塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等地，年降水量甚至不足100毫米。這是由于西北地區(qū)深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，水汽難以到達(dá)，且周圍山脈環(huán)繞，阻擋了水汽的進(jìn)入。在新疆的一些沙漠地區(qū)，如塔克拉瑪干沙漠，年降水量極低，氣候極為干旱。青藏高原地區(qū)降水分布不均，總體上呈現(xiàn)出從東南向西北遞減的趨勢。東南部地區(qū)年降水量可達(dá)500-1000毫米，而西北部地區(qū)年降水量則不足200毫米。青藏高原東南部受西南季風(fēng)影響，暖濕氣流沿河谷深入，帶來較多降水；而西北部地區(qū)，由于地勢高峻，氣候寒冷干燥，水汽難以凝結(jié)，降水稀少。2.5.2不同區(qū)域降水的空間變異性分析青藏高原地區(qū)降水的空間變異性顯著。其地形復(fù)雜，地勢起伏大，對降水的影響極為明顯。在高原東南部，受西南季風(fēng)影響，暖濕氣流沿河谷爬升，形成豐富的降水。雅魯藏布江大峽谷地區(qū)，年降水量可達(dá)1000毫米以上，是青藏高原降水最多的地區(qū)之一。而在高原西北部，地勢高亢，氣候寒冷干燥，水汽難以到達(dá)，年降水量不足200毫米，降水的空間差異巨大。這種降水的空間變異性對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)牧業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。在降水較多的東南部，植被相對茂密，以森林和草原為主，適宜發(fā)展畜牧業(yè)和林業(yè)；而在降水稀少的西北部，植被稀疏，以荒漠和草原為主，農(nóng)牧業(yè)發(fā)展受到很大限制。華北地區(qū)降水的空間變異性也較為突出。該地區(qū)地勢相對平坦，但降水分布仍存在差異。太行山、燕山等山脈的迎風(fēng)坡降水相對較多，而背風(fēng)坡降水較少。北京位于燕山南麓，受地形影響，其年降水量相對周邊平原地區(qū)略多，可達(dá)600毫米左右。而在華北平原的中部和南部，年降水量則在500-600毫米之間。這種降水的空間變異性對華北地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源利用產(chǎn)生了重要影響。在降水較多的地區(qū)，可發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，種植需水量較大的作物；而在降水較少的地區(qū)，則需要采取節(jié)水措施，發(fā)展耐旱農(nóng)業(yè)。華南地區(qū)降水豐富，但空間變異性也不容忽視。該地區(qū)受地形和季風(fēng)影響，降水分布不均。在沿海地區(qū)和山脈的迎風(fēng)坡，降水較多。廣東的陽江、茂名等地，年降水量可達(dá)2000毫米以上，這是因?yàn)檫@些地區(qū)位于沿海，且受地形抬升作用，水汽容易凝結(jié)成雨。而在一些內(nèi)陸地區(qū)和山脈的背風(fēng)坡，降水相對較少。廣西的部分內(nèi)陸地區(qū)，年降水量在1200-1500毫米之間。這種降水的空間變異性對華南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了不同的影響。在降水較多的地區(qū)，植被茂盛，以熱帶雨林和亞熱帶常綠闊葉林為主，農(nóng)業(yè)以水稻種植等需水量大的作物為主；而在降水較少的地區(qū)，植被相對稀疏，農(nóng)業(yè)則需要更加注重水資源的合理利用。三、區(qū)域性旱澇的判定與時(shí)空分布特征3.1旱澇指標(biāo)的選取與計(jì)算準(zhǔn)確判定區(qū)域性旱澇，關(guān)鍵在于選取合適的指標(biāo)并正確計(jì)算。常見的旱澇指標(biāo)有Z指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）、降水距平百分率（Pa）、Palmer干旱指數(shù)（PDSI）等，本研究選用Z指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)進(jìn)行分析。Z指數(shù)由降水距平百分率經(jīng)過正態(tài)化處理得到，能更準(zhǔn)確地反映降水的異常程度。其計(jì)算步驟相對復(fù)雜，首先需計(jì)算時(shí)段內(nèi)的降水量距平百分率，公式為：Pa=\frac{R-\overline{R}}{\overline{R}}\times100\%其中，Pa為降水距平百分率，R為某時(shí)段降水量，\overline{R}為同期多年平均降水量。然后對降水距平百分率進(jìn)行正態(tài)化處理，由于降水分布并非嚴(yán)格正態(tài)，通過一定的數(shù)學(xué)變換使其接近正態(tài)分布，進(jìn)而得到Z指數(shù)。Z指數(shù)的計(jì)算考慮了降水的長期平均狀況和距平情況，能夠有效區(qū)分不同程度的旱澇，在評估區(qū)域旱澇狀況時(shí)具有重要作用。標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）則是基于概率分布理論，考慮了不同時(shí)間尺度降水的累積效應(yīng)。計(jì)算SPI時(shí)，首先要收集長期（如30年）的降水?dāng)?shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理，去除異常值和缺失值。然后選擇合適的概率分布函數(shù)（如Gamma分布）擬合降水?dāng)?shù)據(jù)，Gamma分布能較好地描述降水?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征，包括均值、方差、偏度等。使用擬合得到的概率分布函數(shù)，計(jì)算每個(gè)時(shí)間段降水量的累積概率分布函數(shù)值（CDF值），該值表示在該時(shí)間段內(nèi)，實(shí)際降水量小于或等于某個(gè)特定值的概率。最后將計(jì)算得到的CDF值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布下的Z分?jǐn)?shù)，轉(zhuǎn)換過程可通過查找標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表或使用統(tǒng)計(jì)軟件完成。Z分?jǐn)?shù)即標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)的值，其大小和正負(fù)可判斷該時(shí)間段的降水是偏多還是偏少，以及偏離平均水平的程度。SPI可以應(yīng)用于多個(gè)時(shí)間尺度，如1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、12個(gè)月等，不同時(shí)間尺度的SPI能反映不同時(shí)間尺度上的干旱情況，在氣象學(xué)、水文學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，用于評估降水異常對生態(tài)系統(tǒng)、水資源、農(nóng)作物等的影響。除了Z指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)，降水距平百分率（Pa）計(jì)算簡單，直接反映某時(shí)段降水量與多年平均降水量的偏離程度，但未考慮降水分布的概率特征。Palmer干旱指數(shù)（PDSI）綜合考慮降水、蒸發(fā)、土壤水分等因素，更全面地反映干旱狀況，但計(jì)算復(fù)雜，且對數(shù)據(jù)要求較高。在實(shí)際應(yīng)用中，不同指標(biāo)各有優(yōu)劣，需根據(jù)研究目的、數(shù)據(jù)可得性和研究區(qū)域特點(diǎn)等因素綜合選擇。三、區(qū)域性旱澇的判定與時(shí)空分布特征3.1旱澇指標(biāo)的選取與計(jì)算準(zhǔn)確判定區(qū)域性旱澇，關(guān)鍵在于選取合適的指標(biāo)并正確計(jì)算。常見的旱澇指標(biāo)有Z指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）、降水距平百分率（Pa）、Palmer干旱指數(shù)（PDSI）等，本研究選用Z指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)進(jìn)行分析。Z指數(shù)由降水距平百分率經(jīng)過正態(tài)化處理得到，能更準(zhǔn)確地反映降水的異常程度。其計(jì)算步驟相對復(fù)雜，首先需計(jì)算時(shí)段內(nèi)的降水量距平百分率，公式為：Pa=\frac{R-\overline{R}}{\overline{R}}\times100\%其中，Pa為降水距平百分率，R為某時(shí)段降水量，\overline{R}為同期多年平均降水量。然后對降水距平百分率進(jìn)行正態(tài)化處理，由于降水分布并非嚴(yán)格正態(tài)，通過一定的數(shù)學(xué)變換使其接近正態(tài)分布，進(jìn)而得到Z指數(shù)。Z指數(shù)的計(jì)算考慮了降水的長期平均狀況和距平情況，能夠有效區(qū)分不同程度的旱澇，在評估區(qū)域旱澇狀況時(shí)具有重要作用。標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）則是基于概率分布理論，考慮了不同時(shí)間尺度降水的累積效應(yīng)。計(jì)算SPI時(shí)，首先要收集長期（如30年）的降水?dāng)?shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理，去除異常值和缺失值。然后選擇合適的概率分布函數(shù)（如Gamma分布）擬合降水?dāng)?shù)據(jù)，Gamma分布能較好地描述降水?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征，包括均值、方差、偏度等。使用擬合得到的概率分布函數(shù)，計(jì)算每個(gè)時(shí)間段降水量的累積概率分布函數(shù)值（CDF值），該值表示在該時(shí)間段內(nèi)，實(shí)際降水量小于或等于某個(gè)特定值的概率。最后將計(jì)算得到的CDF值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布下的Z分?jǐn)?shù)，轉(zhuǎn)換過程可通過查找標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表或使用統(tǒng)計(jì)軟件完成。Z分?jǐn)?shù)即標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)的值，其大小和正負(fù)可判斷該時(shí)間段的降水是偏多還是偏少，以及偏離平均水平的程度。SPI可以應(yīng)用于多個(gè)時(shí)間尺度，如1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、12個(gè)月等，不同時(shí)間尺度的SPI能反映不同時(shí)間尺度上的干旱情況，在氣象學(xué)、水文學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，用于評估降水異常對生態(tài)系統(tǒng)、水資源、農(nóng)作物等的影響。除了Z指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)，降水距平百分率（Pa）計(jì)算簡單，直接反映某時(shí)段降水量與多年平均降水量的偏離程度，但未考慮降水分布的概率特征。Palmer干旱指數(shù)（PDSI）綜合考慮降水、蒸發(fā)、土壤水分等因素，更全面地反映干旱狀況，但計(jì)算復(fù)雜，且對數(shù)據(jù)要求較高。在實(shí)際應(yīng)用中，不同指標(biāo)各有優(yōu)劣，需根據(jù)研究目的、數(shù)據(jù)可得性和研究區(qū)域特點(diǎn)等因素綜合選擇。3.2區(qū)域性旱澇的時(shí)空分布特征3.2.1不同區(qū)域旱澇的年際變化特征利用1961-2020年的降水?dāng)?shù)據(jù)，基于選定的Z指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI），對我國不同區(qū)域的旱澇年際變化特征展開深入分析。東北地區(qū)在這60年期間，旱澇年際變化呈現(xiàn)出一定的階段性。1961-1970年代，該地區(qū)澇災(zāi)發(fā)生頻率相對較高，尤其是1969年，多地出現(xiàn)明顯的澇情，部分區(qū)域的Z指數(shù)達(dá)到2.5以上，SPI值也遠(yuǎn)超1.5，表明降水異常偏多，發(fā)生了較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。這可能與當(dāng)時(shí)大氣環(huán)流的異常有關(guān)，導(dǎo)致該地區(qū)夏季風(fēng)勢力較強(qiáng)，帶來了豐富的降水。1980-1990年代，東北地區(qū)的旱澇情況相對較為平穩(wěn)，但在1982年、1989年等年份，部分地區(qū)出現(xiàn)了輕度干旱，SPI值在-0.5至-1.0之間，Z指數(shù)也有所下降。進(jìn)入21世紀(jì)后，2005年、2013年等年份，東北地區(qū)又出現(xiàn)了不同程度的澇災(zāi)，部分地區(qū)的降水大幅增加，河流湖泊水位上升，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活造成了一定影響。華北地區(qū)的旱澇年際變化較為顯著。1961-1990年代，該地區(qū)干旱發(fā)生的頻率較高，尤其是1972年、1981年、1986年等年份，發(fā)生了較為嚴(yán)重的干旱事件。1972年，華北多地的SPI值低于-1.5，Z指數(shù)也遠(yuǎn)低于正常水平，土壤水分嚴(yán)重不足，農(nóng)作物受災(zāi)面積廣泛，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大損失。這一時(shí)期的干旱可能與西太平洋副熱帶高壓位置偏南，導(dǎo)致華北地區(qū)受夏季風(fēng)影響較弱，降水減少有關(guān)。1990年代以后，雖然干旱情況有所緩解，但在2000年、2002年等年份，仍出現(xiàn)了不同程度的干旱。而在2016年、2021年等年份，華北地區(qū)部分區(qū)域出現(xiàn)了強(qiáng)降水，引發(fā)了洪澇災(zāi)害，如2016年7月，河北部分地區(qū)遭遇暴雨襲擊，降水量遠(yuǎn)超常年同期，多地出現(xiàn)內(nèi)澇，河流決堤，給當(dāng)?shù)貛砹藝?yán)重的災(zāi)害損失。華東地區(qū)的旱澇年際變化復(fù)雜多樣。1961-1970年代，該地區(qū)澇災(zāi)較為頻繁，1962年、1969年等年份，長江中下游地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，許多城市和農(nóng)田被淹，經(jīng)濟(jì)損失慘重。1980-1990年代，旱澇情況交替出現(xiàn)，1988年部分地區(qū)出現(xiàn)干旱，而1991年、1996年等年份又發(fā)生了洪澇災(zāi)害。1991年，華東地區(qū)降水異常偏多，長江流域水位猛漲，多地發(fā)生嚴(yán)重洪澇，受災(zāi)人口眾多。進(jìn)入21世紀(jì)后，2003年、2010年等年份，部分地區(qū)出現(xiàn)了干旱，而2016年、2020年等年份又遭遇了洪澇災(zāi)害。2020年，受持續(xù)強(qiáng)降水影響，長江中下游地區(qū)再次發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了長期的影響。華南地區(qū)降水豐富，但旱澇年際變化也較為明顯。1961-1980年代，該地區(qū)澇災(zāi)相對較多，1973年、1975年等年份，廣東、廣西等地出現(xiàn)了強(qiáng)降水，引發(fā)了洪澇災(zāi)害。1980年代以后，旱澇交替出現(xiàn)，1994年、2008年等年份，降水異常偏多，出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害；而在2011年、2015年等年份，降水偏少，發(fā)生了干旱。2011年，華南部分地區(qū)降水持續(xù)偏少，水庫水位下降，農(nóng)作物受旱面積較大，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)和生活用水造成了較大壓力。西南地區(qū)的旱澇年際變化也有其特點(diǎn)。1961-1990年代，該地區(qū)相對較為平穩(wěn)，但在1979年、1986年等年份，部分地區(qū)出現(xiàn)了輕度干旱。1990年代以后，干旱和洪澇事件都有所增加。2009-2010年，西南地區(qū)遭遇了特大干旱，云南、貴州等地的SPI值持續(xù)低于-2.0，Z指數(shù)也處于極低水平，河流干涸，人畜飲水困難，農(nóng)作物大面積絕收，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了巨大沖擊。而在2013年、2017年等年份，部分地區(qū)又出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害，如2013年四川部分地區(qū)遭遇暴雨，引發(fā)了山體滑坡和洪澇災(zāi)害，造成了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。西北地區(qū)由于降水稀少，干旱是該地區(qū)的主要?dú)庀鬄?zāi)害。在1961-2020年期間，干旱發(fā)生的頻率較高，1965年、1972年、1980年等年份，都出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的干旱。1980年，西北地區(qū)多地的SPI值低于-1.5，Z指數(shù)也遠(yuǎn)低于正常水平，土壤墑情極差，植被生長受到嚴(yán)重影響，生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。雖然在部分年份，如2003年、2018年等，降水有所增加，但整體上干旱仍然是制約該地區(qū)發(fā)展的重要因素。通過對不同區(qū)域旱澇年際變化特征的分析，可以看出我國區(qū)域性旱澇的發(fā)生受到多種因素的綜合影響，包括大氣環(huán)流、海洋溫度、地形地貌等。這些因素的年際變化導(dǎo)致了不同區(qū)域旱澇情況的復(fù)雜變化，對我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源利用、生態(tài)環(huán)境等方面都產(chǎn)生了重要影響。3.2.2區(qū)域性旱澇的空間分布格局我國區(qū)域性旱澇的空間分布格局呈現(xiàn)出明顯的地域差異，與地形、水系等自然地理要素密切相關(guān)。在地形方面，山區(qū)和平原的旱澇情況存在顯著差異。山區(qū)由于地形起伏大，地勢高低不平，降水在空間上的分布極不均勻。在山脈的迎風(fēng)坡，暖濕氣流受地形抬升作用，容易形成降水，因此這些地區(qū)降水相對較多，澇災(zāi)發(fā)生的可能性較大。喜馬拉雅山脈南坡、橫斷山脈等地區(qū)，年降水量豐富，在降水集中的季節(jié)，容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。當(dāng)夏季西南季風(fēng)帶來大量水汽，遇到山脈阻擋時(shí)，會在迎風(fēng)坡形成強(qiáng)降水，導(dǎo)致河流流量劇增，可能引發(fā)山洪、泥石流等災(zāi)害。而在山脈的背風(fēng)坡，由于氣流下沉，降水稀少，干旱發(fā)生的概率相對較高。如青藏高原的西北部，處于山脈背風(fēng)坡，氣候干旱，降水稀少，是我國干旱較為嚴(yán)重的地區(qū)之一。平原地區(qū)地勢平坦，排水條件相對較好，但在降水異常偏多的情況下，也容易發(fā)生洪澇災(zāi)害。華北平原、長江中下游平原等地區(qū)，是我國重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。當(dāng)夏季風(fēng)勢力較強(qiáng)，降水集中時(shí)，這些地區(qū)的河流容易出現(xiàn)洪水泛濫，淹沒農(nóng)田和城市，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。1998年長江流域的特大洪澇災(zāi)害，主要發(fā)生在長江中下游平原地區(qū)，大量農(nóng)田被淹，城市內(nèi)澇嚴(yán)重，許多工廠停工停產(chǎn)，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展帶來了巨大的沖擊。水系分布對區(qū)域性旱澇的空間分布也有著重要影響。河流眾多、水系發(fā)達(dá)的地區(qū)，在降水過多時(shí)，河水容易泛濫，引發(fā)澇災(zāi)。長江、黃河、珠江等流域，是我國人口和經(jīng)濟(jì)活動的密集區(qū)域，也是澇災(zāi)的多發(fā)區(qū)。長江流域降水豐富，支流眾多，在降水集中的季節(jié)，各支流的洪水匯聚到干流，容易導(dǎo)致干流河道水位迅速上升，引發(fā)洪澇災(zāi)害。1954年、1998年等年份，長江流域都發(fā)生了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，給沿岸地區(qū)帶來了巨大的損失。而在河流稀少、水資源匱乏的地區(qū)，干旱則是主要的災(zāi)害。西北地區(qū)深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，降水稀少，河流數(shù)量少且流量小，水資源短缺問題嚴(yán)重。塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等地區(qū)，由于缺乏充足的水源，干旱成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的主要因素。在這些地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴高山冰雪融水和少量的地下水，一旦降水減少或氣溫異常升高，導(dǎo)致冰雪融水減少，就容易引發(fā)干旱災(zāi)害。沿海地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)的旱澇分布也存在差異。沿海地區(qū)受海洋影響較大，降水相對較多，且水汽來源豐富，在夏季風(fēng)的影響下，容易出現(xiàn)強(qiáng)降水，引發(fā)洪澇災(zāi)害。廣東、福建等沿海省份，每年都會受到臺風(fēng)的影響，臺風(fēng)帶來的強(qiáng)降水常常導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的發(fā)生。而內(nèi)陸地區(qū)，尤其是遠(yuǎn)離海洋的地區(qū)，降水相對較少，干旱發(fā)生的概率相對較高。如我國的內(nèi)蒙古、甘肅等內(nèi)陸地區(qū)，降水稀少，氣候干燥，干旱是當(dāng)?shù)爻Ｒ姷臍庀鬄?zāi)害。3.3典型區(qū)域旱澇事件分析3.3.1案例一：華北地區(qū)某嚴(yán)重旱災(zāi)事件以2010年華北地區(qū)發(fā)生的嚴(yán)重旱災(zāi)為例，該次旱災(zāi)影響范圍廣泛，涉及河北、河南、山西、山東等多個(gè)省份，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源利用以及生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。從成因來看，大氣環(huán)流異常是導(dǎo)致此次旱災(zāi)的重要因素之一。2009-2010年冬季，歐亞大陸中高緯度地區(qū)的大氣環(huán)流呈現(xiàn)出異常的經(jīng)向型分布，冷空氣活動頻繁且路徑偏東，使得華北地區(qū)受冷空氣影響強(qiáng)烈，而來自海洋的暖濕氣流難以到達(dá)該地區(qū)，導(dǎo)致降水持續(xù)偏少。西太平洋副熱帶高壓位置偏南，強(qiáng)度偏弱，無法有效地將水汽輸送到華北地區(qū)，進(jìn)一步加劇了干旱的程度。在地形方面，華北地區(qū)地處平原，地勢相對平坦，缺乏地形對水汽的有效抬升作用。當(dāng)暖濕氣流經(jīng)過該地區(qū)時(shí)，難以形成強(qiáng)烈的降水，使得降水條件相對較差。該地區(qū)人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對水資源的需求量不斷增加。農(nóng)業(yè)灌溉用水、工業(yè)用水和居民生活用水的大量消耗，使得水資源供需矛盾日益突出。在干旱的情況下，水資源的短缺問題更加嚴(yán)重，進(jìn)一步加劇了旱災(zāi)的影響。此次旱災(zāi)對華北地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的沖擊。農(nóng)作物受災(zāi)面積廣泛，小麥、玉米等主要糧食作物因缺水生長受到嚴(yán)重影響，產(chǎn)量大幅下降。許多農(nóng)田出現(xiàn)干裂，土壤墑情極差，農(nóng)作物無法正常吸收水分和養(yǎng)分，導(dǎo)致大量農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年華北地區(qū)農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)到數(shù)千萬畝，糧食減產(chǎn)數(shù)百萬噸，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)損失。水資源短缺問題也給當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜砹酥T多不便。許多地區(qū)出現(xiàn)了供水緊張的情況，居民生活用水受到限制，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了人畜飲水困難的局面。工業(yè)生產(chǎn)也受到了不同程度的影響，一些工廠因缺水不得不減產(chǎn)或停產(chǎn)，影響了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。生態(tài)環(huán)境方面，旱災(zāi)導(dǎo)致河流、湖泊水位下降，部分小型河流干涸，濕地面積減少，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。植被生長受到抑制，土地沙漠化趨勢加劇，進(jìn)一步惡化了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。針對此次旱災(zāi)，政府和相關(guān)部門采取了一系列積極的應(yīng)對措施。在農(nóng)業(yè)方面，加大了對農(nóng)田水利設(shè)施的投入，修復(fù)和新建了一批灌溉渠道和水庫，提高了農(nóng)田的灌溉能力。組織農(nóng)民開展抗旱自救，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、噴灌等，以減少水資源的浪費(fèi)，提高水資源利用效率。在水資源調(diào)配方面，通過跨流域調(diào)水等措施，緩解了部分地區(qū)的水資源短缺問題。引黃濟(jì)津工程在此次旱災(zāi)中發(fā)揮了重要作用，將黃河水引入天津，保障了天津地區(qū)的生活和生產(chǎn)用水需求。還加強(qiáng)了氣象監(jiān)測和人工增雨作業(yè)。通過密切監(jiān)測天氣變化，抓住有利時(shí)機(jī)開展人工增雨，增加降水量，緩解旱情。在2010年春季，華北地區(qū)多次開展人工增雨作業(yè)，取得了一定的效果，部分地區(qū)的旱情得到了一定程度的緩解。3.3.2案例二：長江中下游地區(qū)某洪澇災(zāi)害事件以1998年長江中下游地區(qū)發(fā)生的特大洪澇災(zāi)害為例，該次洪澇災(zāi)害是我國歷史上最為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害之一，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展帶來了巨大的損失。從降水特征來看，1998年長江中下游地區(qū)降水異常偏多。當(dāng)年夏季，西太平洋副熱帶高壓位置異常偏南且強(qiáng)度偏強(qiáng)，使得冷暖空氣在長江流域頻繁交匯，形成了持續(xù)的強(qiáng)降水天氣。6-8月，長江中下游地區(qū)的降水量比常年同期偏多50%-100%，部分地區(qū)的降水量甚至達(dá)到了常年同期的兩倍以上。長時(shí)間的強(qiáng)降水導(dǎo)致長江干流水位迅速上漲，超過了警戒水位，引發(fā)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。此次洪澇災(zāi)害對長江中下游地區(qū)造成了多方面的嚴(yán)重影響。在農(nóng)業(yè)方面，大量農(nóng)田被淹，農(nóng)作物受災(zāi)面積巨大。水稻、棉花等農(nóng)作物遭受重創(chuàng)，許多農(nóng)田顆粒無收。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受災(zāi)農(nóng)田面積達(dá)到數(shù)千萬畝，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失慘重。城市和鄉(xiāng)村的基礎(chǔ)設(shè)施也受到了嚴(yán)重破壞。許多城市出現(xiàn)了嚴(yán)重的內(nèi)澇，道路被淹沒，交通癱瘓，居民的生活受到極大影響。鄉(xiāng)村地區(qū)的房屋被洪水沖毀，橋梁、堤壩等水利設(shè)施受損嚴(yán)重，給當(dāng)?shù)氐目购榫葹?zāi)工作帶來了極大的困難。生態(tài)環(huán)境方面，洪水淹沒了大量的濕地和自然保護(hù)區(qū)，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重破壞。許多珍稀動植物的棲息地受到威脅，生物多樣性受到影響。洪水還導(dǎo)致了水土流失加劇，河流泥沙含量增加，對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了長期的負(fù)面影響。面對此次嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，政府迅速組織了大規(guī)模的救援行動。軍隊(duì)、武警部隊(duì)和地方政府緊急動員，投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行抗洪搶險(xiǎn)。數(shù)十萬官兵和群眾奮戰(zhàn)在抗洪一線，加固堤壩、轉(zhuǎn)移群眾、搶救物資，有效地保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。在救援過程中，充分發(fā)揮了科技的作用。利用衛(wèi)星遙感和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測洪水的范圍和水位變化，為抗洪救災(zāi)決策提供了科學(xué)依據(jù)。還加強(qiáng)了氣象監(jiān)測和預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)布洪水預(yù)警信息，提前組織群眾轉(zhuǎn)移，減少了災(zāi)害損失。社會各界也積極參與到救援行動中。全國各地紛紛捐款捐物，支援災(zāi)區(qū)人民。志愿者們深入災(zāi)區(qū)，為受災(zāi)群眾提供生活幫助和心理疏導(dǎo)，展現(xiàn)了全社會的團(tuán)結(jié)和愛心。經(jīng)過數(shù)月的艱苦努力，1998年長江中下游地區(qū)的洪澇災(zāi)害得到了有效控制，受災(zāi)群眾的生活逐漸恢復(fù)正常。此次洪澇災(zāi)害也為我國的防洪減災(zāi)工作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，促使我國進(jìn)一步加強(qiáng)了防洪工程建設(shè)和防洪減災(zāi)體系的完善。四、中國降水多尺度時(shí)空變率對區(qū)域性旱澇的影響4.1降水多尺度變化與區(qū)域性旱澇的相關(guān)性分析利用相關(guān)分析方法，對降水在年際、年代和季節(jié)尺度上的變化與區(qū)域性旱澇之間的關(guān)系進(jìn)行深入探討，以揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。在年際尺度上，降水變化與區(qū)域性旱澇存在顯著的相關(guān)性。通過對1961-2020年我國各地區(qū)降水和旱澇指標(biāo)（Z指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI）的計(jì)算和分析，發(fā)現(xiàn)降水偏多的年份，旱澇指標(biāo)往往顯示為澇年；而降水偏少的年份，旱澇指標(biāo)則更多地顯示為旱年。在東北地區(qū)，1998年降水明顯偏多，當(dāng)年該地區(qū)的Z指數(shù)達(dá)到2.0以上，SPI值也超過1.0，呈現(xiàn)出明顯的澇年特征，多地出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，河流泛濫，農(nóng)田被淹。而在2001年，東北地區(qū)降水偏少，Z指數(shù)低于-1.0，SPI值也小于-0.5，出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的干旱現(xiàn)象，農(nóng)作物生長受到嚴(yán)重影響。進(jìn)一步對降水的年際變化趨勢與區(qū)域性旱澇的關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)降水呈現(xiàn)出增加趨勢時(shí)，澇災(zāi)發(fā)生的概率相對增加；當(dāng)降水呈現(xiàn)出減少趨勢時(shí)，旱災(zāi)發(fā)生的概率相對增加。在華北地區(qū)，1961-1990年期間降水呈下降趨勢，這一時(shí)期該地區(qū)干旱事件頻發(fā)，1972年、1981年等年份都發(fā)生了嚴(yán)重的干旱災(zāi)害。而在2010年之后，華北地區(qū)部分年份降水有所增加，如2016年、2021年，這些年份部分地區(qū)出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害。在年代尺度上，降水的空間分布差異對區(qū)域性旱澇有著重要影響。不同年代降水的空間分布格局不同，導(dǎo)致旱澇災(zāi)害在不同區(qū)域的發(fā)生頻率和強(qiáng)度也有所不同。在1961-1970年代，我國降水呈現(xiàn)出“南多北少”的分布格局，南方地區(qū)降水豐富，澇災(zāi)發(fā)生的頻率相對較高；而北方地區(qū)降水相對較少，旱災(zāi)發(fā)生的頻率相對較高。在1991-2000年代，長江流域降水增多，該地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)和強(qiáng)度都有所增加；而華北地區(qū)降水持續(xù)減少，干旱問題依然較為突出。太陽活動、海洋表面溫度變化等因素對年代尺度降水變化的影響，進(jìn)而影響區(qū)域性旱澇。太陽活動的11年周期與我國部分地區(qū)的降水和旱澇變化存在一定的相關(guān)性。在太陽活動高值期，我國東北地區(qū)的降水往往偏多，澇災(zāi)發(fā)生的概率相對增加；而在太陽活動低值期，降水可能偏少，旱災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增大。海洋表面溫度變化，如厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）、太平洋年代際振蕩（PDO）等，對我國降水和旱澇的影響更為顯著。在厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，我國南方地區(qū)降水偏多，易發(fā)生洪澇災(zāi)害；北方地區(qū)降水偏少，易出現(xiàn)干旱。1997-1998年強(qiáng)厄爾尼諾事件期間，我國長江流域降水異常偏多，發(fā)生了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害；而北方地區(qū)則降水偏少，部分地區(qū)出現(xiàn)了干旱現(xiàn)象。在季節(jié)尺度上，降水變化與區(qū)域性旱澇的關(guān)系也十分密切。不同季節(jié)的降水分布不均，導(dǎo)致不同季節(jié)旱澇災(zāi)害的發(fā)生特點(diǎn)也有所不同。在夏季，我國大部分地區(qū)降水集中，是洪澇災(zāi)害的高發(fā)季節(jié)。降水的時(shí)空分布變化直接影響著夏季洪澇災(zāi)害的發(fā)生。在長江中下游地區(qū)，夏季降水主要集中在梅雨季節(jié)，當(dāng)梅雨期降水異常偏多，且持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，就容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。1998年長江中下游地區(qū)的特大洪澇災(zāi)害，就是由于當(dāng)年梅雨期降水異常偏多，且持續(xù)時(shí)間長達(dá)一個(gè)多月，導(dǎo)致長江干流水位迅速上漲，超過警戒水位，引發(fā)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。而在冬季，我國大部分地區(qū)降水稀少，干旱是主要的氣象災(zāi)害。冬季降水的變化對干旱的發(fā)展有著重要影響。在華北地區(qū)，冬季降水偏少，且持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，就容易導(dǎo)致土壤墑情變差，干旱加劇，影響農(nóng)作物的越冬和生長。通過對降水多尺度變化與區(qū)域性旱澇的相關(guān)性分析，可以看出降水的時(shí)空變化是影響區(qū)域性旱澇的重要因素。不同尺度的降水變化通過不同的機(jī)制影響著旱澇災(zāi)害的發(fā)生，深入研究這些關(guān)系，對于準(zhǔn)確預(yù)測區(qū)域性旱澇災(zāi)害，制定有效的防災(zāi)減災(zāi)措施具有重要意義。4.2降水時(shí)空變率對區(qū)域性旱澇的影響機(jī)制4.2.1降水強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的影響降水強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間對區(qū)域性旱澇有著關(guān)鍵影響。高強(qiáng)度降水往往是引發(fā)洪澇災(zāi)害的直接原因。當(dāng)降水強(qiáng)度超過地表的入滲能力和排水系統(tǒng)的承載能力時(shí)，就會導(dǎo)致地表積水迅速增加，形成洪澇。在短時(shí)間內(nèi)，大量的雨水迅速匯聚，使得河流、湖泊水位急劇上升，超過警戒水位，從而引發(fā)洪水泛濫。2021年7月，河南鄭州遭遇了罕見的特大暴雨，小時(shí)降水量達(dá)到201.9毫米，單日降水量突破歷史極值。如此高強(qiáng)度的降水，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了城市排水系統(tǒng)的承受能力，導(dǎo)致城市內(nèi)澇嚴(yán)重，許多街道變成了一片汪洋，大量車輛被淹沒，居民生命財(cái)產(chǎn)遭受巨大損失。河流也因短時(shí)間內(nèi)大量來水而水位暴漲，引發(fā)了周邊地區(qū)的洪水災(zāi)害，農(nóng)田被淹，房屋受損，交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞。降水持續(xù)時(shí)間過長同樣會引發(fā)洪澇災(zāi)害。長時(shí)間的降水會使土壤水分達(dá)到飽和狀態(tài)，后續(xù)降水無法被土壤吸收，只能形成地表徑流。在長江中下游地區(qū)的梅雨季節(jié)，降水持續(xù)時(shí)間通常可達(dá)一個(gè)月左右。如果梅雨期降水持續(xù)時(shí)間異常延長，且降水量較大，就容易導(dǎo)致該地區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害。1998年長江流域的特大洪澇災(zāi)害，梅雨期持續(xù)時(shí)間長，降水總量大，使得長江干流水位長時(shí)間居高不下，沿線許多地區(qū)遭受了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，大量農(nóng)田被淹，房屋倒塌，經(jīng)濟(jì)損失巨大。相反，降水強(qiáng)度過小且持續(xù)時(shí)間過短則是導(dǎo)致干旱的重要因素。當(dāng)降水強(qiáng)度小，無法滿足地表水分蒸發(fā)和植物蒸騰的需求，且持續(xù)時(shí)間過短，不能有效補(bǔ)充土壤水分時(shí)，就會引發(fā)干旱。在我國北方地區(qū)，春季降水強(qiáng)度往往較小，且持續(xù)時(shí)間短，而此時(shí)氣溫回升較快，蒸發(fā)旺盛，容易出現(xiàn)春旱現(xiàn)象。在華北地區(qū)，春季降水較少，土壤墑情較差，農(nóng)作物生長受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。長時(shí)間的少雨干旱會使土壤水分不斷減少，植被生長受到抑制，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。在西南地區(qū)，2009-2010年遭遇了長時(shí)間的干旱，降水持續(xù)偏少，導(dǎo)致河流干涸，水庫水位下降，人畜飲水困難，農(nóng)作物大面積絕收，許多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化，土地沙漠化趨勢加劇。降水強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間