（气象学专业论文）19482001年全球陆地旱涝气候变化的若干问题研究.pdf

19 4 8 - 2 0 0 1 年全球陆地旱涝气候变化的若干问题研究 中文摘要 本文采用c h e n 等( 2 0 0 1 ) 最新创建的全球陆地月降水资料( p r e c l ) 分析 了1 9 4 8 2 0 0 1 年全球陆地旱涝气候变化的若干问题。主要研究内容和结论如下： 分析了全球陆地旱涝的持续时间。指出早涝( 大旱大涝) 的持续时间具有很小 的空间变化，大部分地区的早涝的持续时间变化在1 - 1 5 个月之间，具有o 5 个 月的方差。旱涝的持续时间的长期变化也很小。 分析了全球陆地旱涝的间隔时间。指出相邻两个涝( 早、大涝、大早) 月闻的 间隔时间具有很大的空间变化。从几个月直到上百个月。1 9 7 7 年前后，旱涝月 的间隔时间也发生了很大的变化，从( 1 9 4 8 1 9 7 6 ) 至( 1 9 7 7 ，2 0 0 1 ) 年，全球陆地平 均的大涝一大涝间隔时间减小了2 4 个月( 7 ) ；大早大旱的间隔时间则减小了3 3 个月( 1 2 ) 。 分析了全球陆地及各大尺度区域的洪涝和干旱面积的长期变化趋势。指出从 1 9 4 8 2 0 0 1 年，全球陆地夏季、秋季、冬季的洪涝面积减少的趋势非常显著。然 而北美大陆春季的洪涝面积却是显著的增加趋势。从1 9 4 8 - 2 0 0 1 年，全球陆地春 季和夏季干旱面积增加的趋势非常显著。然而南美大陆秋季的干旱面积却是明显 的减少趋势。同时指出全球陆地及各大尺度区域洪涝( 干旱) 面积存在着年代际变 化。 分析了洪涝、干旱面积与e n s o 事件的关系。指出洪涝、干旱面积的增加或 减少与e n s o 事件有着密切的关系。在e 1n i n o 年。全球陆地夏秋冬三季的干早 面积显著增加，同时夏季的洪涝面积显著减少。然而在e ln i n o 年，非洲大陆春 秋两季洪涝面积显著增加，春季干旱面积显著减少。 在l an i n a 年，全球陆地夏秋冬三季的洪涝面积显著增加；同时夏季的干旱 面积显著减少。然而在l an i n a 年，北美大陆的春季洪涝面积显著减少。 关键词：气候变化大尺度旱涝持续时间间隔时间洪涝面积干旱面积 趋势变化e n s 0 t h e s t u d y o ns o m e p r o b l e m so f c l i m a t ec h a n g eo f d r o u g h t a n d f l o o di ng l o b a ll a n d d u r i n g19 4 8 - 2 0 0 1 a b s t r a c t b a s e do nt h eg i o b a ll a n dm o n t h l yr a i nd a t a ( p r e c l ) c r e a t e db yc b e n e ta l ( 2 0 0 1 ) ，t h i sp a p e ri n v e s t i g a t e ss o m ep r o b l e m so ft h ec l i m a t ec h a n g e o fd r o u g h ta n df l o o do fg l o b a ll a n dd u r i n g1 9 4 8 2 0 0 1 t h em a i nc o n t e n t s a n dr e s u l t sa r ea sf 0 1 1 0 w s w ef i r s tc a l c u l a t e dt h em e a nd u r a t i o no fd r o u g h ta n df l o o de v e n t s ， w ef o u n dt h a tt h em e a nd u r a t i o no fd r o u g h ta n df l o o de v e n t sh a sl i t t l e s p a t i a lv a r i a b i l i t yo v e rt h eg l o b e t h em e a no ft h ed u r a t i o ni sa b o u t 1 1 5m o n t h s w i t has t a n d a r dd e v i a t i o no f0 5m o n t h s t h em e a nd u r a t i o n o fd r o u g h ta n df l o o de v e n t sa l s oh a s1 i t t l es e c u l a rt r e n d w et h e ne x a m i n e dt h em e a ns e p a r a t i o nt i m eb e t w e e nt w oa d j a c e n te v e n t s w ef o u n dt h a tt h em e a nt i m ei n t e r v a lb e t w e e nt w oa d j a c e n tf l o o d ，d r o u g h t ， s e v e r ef l o o d ，s e v e r ed r o u g h tm o n t h sh a sl a r g es p a t i a lv a r i a b i l i t y ，f r o m s e v e r a lm o n t h st om o r et h a no n eh u n d r e d m o n t h s ，o v e rt h eg l o b e g l o b a l l y ， f r o mt h ep e r i o d1 9 4 8 1 9 7 6t ot h ep e r i o d1 9 7 7 。2 0 0 1t h em e a ns e v e r ef l o o d t os e v e r ef l o o di n t e r v a li n c r e a s e db y2 4m o n t h s ，o r7 ，a n dt h em e a n s e v e r ed r o u g h tt os e v e r ed r o u g h ti n c r e a s e d3 3m o n t h s ( 1 2 ) t h et i m es e r i e so fd r o u g h ta n df l o o da r e af r o m1 9 4 8t o2 0 0 1i ng l o b a l l a n da n di ns i xl a r g e s c a l er e g i o nw a sa n a l y z e d t h er e s u l ts h o w st h a t t h ef l o o da r e ah a sam a r k e dd e c r e a s i n gt r e n di n g l o b a ll a n di ns u m m e r a n da u t u m na n dw i n t e r ，w h i l et h ef l o o da r e ah a sar e m a r k a b l ei n c r e a s i n g i nn o r t ha m e r i c ai ns p r i n g a n dt h et r e n do fd r o u g h ta r e ai sm a r k e d l y i n c r e a s i n gi ng l o b a ll a n d i n s p r i n g a n d a u t u m n ， w h i l et h et r e n d o fd r o u g h ta r e ai sr e m a r k a b l yd e c r e a s i n gi ns o u t ha m e r i c ai na u t u m nt h e i i f l o o da n dd r o u g h ta r e aa l s oh a s d e c a d a l v a r i e t y i ng l o b a l t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf l o o da r e a ( d r o u g h ta r e a ) a n de n s o e v e n t sw a s a n a l y z e d r e s u i ts h o w st h ev a r i a t i o no ff l o o da n da r e a isa s s o c i a t e dw i t h e n s oe v e n t s t h ed r o u g h ta r e ai sm a r k e d l yi n c r e a s i n ga n dt h e f l o o da r e a i sr e m a r k a b l yd e c r e a s i n gi ng l o b a ll a n di n s u m m e ra n da u t u m na n dw i n t e r i nw a r i l le v e n t w h i l et h ef l o o d a r e ai ns p r i n ga n da u t u m n i sm a r k e d l y i n c r e a s i n ga n dt h ed r o u g h ta r e a i n s p r i n gi s r e m a r k a b l yd e c r e a s i n gi n a f r i c ai nw a r me v e n t t h ef l o o da r e ai n c r e a s em a r k e d l ya n d t h ed r o u g h ta r e ai sd e c r e a s e r e i 】1 a r k a b l yi ng l o b a ll a n di ns u m m e ra n da u t u m na n dw i n t e r i nc o l de v e n t ， w b i l et h ef l o o da r e ai ns p r i n g 褂= 垃蛳d e c r e a s er e m a r k a b l yi nn o r t h a m e r i c a i nc o l de v e n t k e y w o r d s ：c l i m a t ec h a n g e ：l a r g e s c a l e r e g i o nd r o u g h t a n df l o o d ： d u r a t i o nt i m e ：i n t e r v a lt i m e ：f l o o da r e a ；d r o u g h ta r e a ：t r e n dv a r i a t i o n ： e n s o i i i 1 1 引言 第一章绪论 近年来，全球气候变化和异常作为全球环境问题之一，引起了各国政府和 科学界的广泛关注。降水是气候变化的重要分量。由降水异常引起的大尺度旱 涝是最为严重的气候灾害之一，对工农业生产，人民的生活有着重大的影响。 如1 9 9 1 年我国江淮流域及1 9 9 8 年长江中下游地区的特大洪水，非洲撒哈拉地 区的持续干旱，给广大地区的人民造成了巨大的损失。目前对大尺度旱涝及其 变化的认识相对较少，这和降水资料本身独有的特点有关。降水的时空变化大， 而降水的样本资料在时间和空间上来说都十分缺乏，这就限制了降水问题的研 究。另一方面，2 0 世纪7 0 年代末8 0 年代初以来，全球气候系统发生了很大的 变化，全球气候变暖，e n s o 发生频率高而强，与之相关的全球旱涝也发生了年 代际等变化。因此，利用最新的资料研究全球( 大尺度) 旱涝及其气候变化，揭 示其发生的频率、时间分布、范围及其与e n s o 的关系，有着重要的现实意义。 1 2 研究动态 对大尺度旱涝的研究离不开对降水异常的研究。近年来，对大尺度降水异 常及其引起的旱涝的研究已经进行了很多工作【l “。 b r a d l e y ( 1 9 8 7 ) 。”研究了1 8 5 5 1 9 8 4 年北半球年季的降水变化。他发现 在1 9 8 4 年的前3 0 一4 0 年5 3 5 。n 的副热带降水是负趋势，3 5 7 0 。n 的中高纬度降 水是正趋势，北半球降水作为整体，有相当大的年代际变化，但趋势变化不大。 b r a d l e y 还指出在1 9 4 9 1 9 6 4 年的1 5 年中，年降水维持正距平。他将降水资料 按赤道地区、低纬度、高纬度进行研究。指出各纬度的降水变化有差异，并指 出，最近( 一1 9 8 4 ) ，低纬度夏季与秋季降水在减少，并且主要是受到非洲地区 降水减少的影响。 c o r a n n a “( 1 9 7 8 ) 利用n c a r l 3 0 0 个站的月平均降水量，分析了1 9 3 5 1 9 7 4 年北半球陆地的季降水量。指出：夏季降水有一个2 0 年左右的高峰与低谷转换 期，最小值出现在1 9 4 0 s 早期与1 9 6 0 s ，最大值在1 9 5 0 s 后期和资料的末期 ( 1 9 7 4 ) ；冬季降水从1 9 4 0 s 早期一个低谷开始。近3 0 年呈上升趋势；年降水 的主要特征是1 9 4 1 1 9 4 7 年的“二战干旱”，其主要特征是在欧洲、亚洲及北美 低纬度夏季降水的减少。 h u l m e “( 1 9 9 2 ) 研究了1 9 5 1 1 9 8 0 年全球年降水特点，指出1 9 5 1 1 9 8 0 年全球平均年降水量略有减少( o 4 m m 年) ，北半球的减少为1 3 m m 年；其中降 水的减少主要来自北半球的热带的0 - - 3 0 。n ( 3 4 毫米年) ，而且热带降水的减 少强烈地受到6 0 年代中期开始的非洲降水减少的影响。在北半球中纬度，在最 近几十年( 指1 9 8 0 年以前) ，年降水量是增加的，但不显著。南半球1 9 5 1 1 9 8 0 年年降水量略有增加( 1 4 m m 年) ，但不显著。 h u l m e “”( 1 9 9 5 ) 研究了1 9 0 0 1 9 9 2 年全球年降水量的时间变化图及降水的 纬向距平百分率图( 对1 9 5 1 1 9 8 0 年平均) 。结果表明，在5 0 0 n 以北，年降水量 在1 9 4 0 年以后是比较明显的一致的线性增加的趋势；2 3 4 n 5 0 “n 的年降水量 在整个时间段无趋势：0 。2 3 4 “n 的年降水量，在5 0 年代以后是负趋势。对 于全球的年降水量，h u l m e ( 1 9 9 5 ) 的结果是7 0 年代初开始，全球年降水量开 始减少，是负趋势，直到8 0 年代中期，以后负距平就明显减少，转为正趋势， 直到他所研究的资料结束期( 1 9 9 0 年) 。 n e wm 等“( 2 0 0 1 ) 磺究了1 9 0 1 1 9 9 8 年时闻段的全球降水量，指出在该 时间段内，全球和北半球降水量有非常小的正趋势，分别是0 0 8 9m m a 和0 0 3 2 m m a ，但是，从他的全球平均降水量时间图上看，在1 9 4 8 1 9 9 8 年的降水量也 是比较明显的负趋势。 在高纬度k a t t s o v 等( 2 0 0 0 ) “”研究了1 9 0 0 1 9 9 3 年5 5 。n 一8 5 。n 的北极地 区降水趋势，指出在这个时间段，该地区降水增加了8 ，降水迅速增加是发生 在2 0 年代。 v i n n i k o vk y ( 1 9 9 0 ) “研究了1 9 8 8 年以前的上一个世纪3 5 。n 一7 0 0 n 的陆地年降水，指出年降水量增加了6 ，这一变化与c o ：倍增时的若干模拟结 果在符号上一致，但是在数量上超过模拟的计算值许多。 h u l m e 和m a r s h 等“”( 1 9 9 2 ) 侧重于全球干旱化的趋势研究。他们用降水量 与蒸发量之比( 称湿度指数) 作为衡量某一地区干旱程度的标准，用全球气温 与降水资料，分别计算了全球1 9 3 1 1 9 6 0 年和1 9 6 l 一1 9 9 0 年两段3 0 年间5 。 5 的全球湿度指数。通过比较发现，在1 9 3 1 1 9 6 0 和1 9 6 1 1 9 9 0 年，全球只有 1 7 的大陆变湿，而有7 3 的大陆变干，这种干旱化的趋势在非洲尤为突出。 s u n g y ，“”( 1 9 9 6 ) 研究了我国的西北及亚、非大陆区干旱期的变化，指 出亚、非大陆( 它们指北非、中东、中亚及我国的西北) 的干旱( 年降水量) 有密切的关系。干旱有从北非向东传的低频率遥相关型。 d a i 等“”1 ( 1 9 9 7 ) 用全球1 9 0 0 1 9 8 8 年的逐月降水资料，研究了干湿月及 严重干湿月出现概率的全球特征，指出两个干旱月之间的平均时间间隔增加了 2 8 ( 从1 9 0 0 - 1 9 4 4 年到1 9 4 5 - 1 9 8 8 年) 。 余卫红等( 2 0 0 1 ) “”利用中国北方1 2 个测站1 9 5 1 1 9 9 9 年4 - 9 月的降水量 资料，研究了北方地区( 3 5 。4 1 。n ) 近5 0 a 旱涝时空变化。指出，以9 0 。e 和1 0 5 。e 为界将北方分为3 个区域。东部地区近5 0 a 来干旱化趋势比较明显，特别在 2 0 世纪8 0 年代中期以来，干旱次数异常增多；而西部则相反：中部呈过渡特征。 e n s o 具有全球尺度的影响，是气候变化中最强的年际尺度信号之一。e n s o 对大尺度降水异常和干旱有着重大的影响。 b r a d l e y 等”“( 1 9 8 7 ) 用时段迭加分析方法将e n s o 年前后3 6 个月的北半球 热带地区( 0 - 2 5 0 n ) 的降水进行合成。指出，暖事件年，北半球热带陆面纬向 平均的降水较常年偏低，出现降水异常的区域是南亚、非洲的撒哈拉沙漠和亚 洲的热带地区；冷事件年则具有相反的信号。冷( 暖) 事件中的正( 负) 降水 距平出现在下一年( + 1 年) 的冬季月份。 r o p e l e w s k i 等“( 1 9 8 7 ) 将e n s o 年的前后2 4 个月的全球降水进行合成， 用谐波分析的方法研究了全球和大尺度区域降水与e n s o 之间的联系，为了保证 强的e 1 一n i n o 事件不影响整个结果，他们去掉了1 9 8 2 1 9 8 3 年的强b 1 一n i n o 事 件。他们指出：降水与e n s o 关系最密切的地区是热带地区、南半球的中纬度地 区、北半球的印度半岛和北美的部分区域。 龚道溢、王绍武”“利用全球历史气候网( g h c n ) 站点资料和美国国家气候数 据中心全球气候实验室与环境研究实验室气候分析中心联合整编的全球陆地格 点降水资料，计算了1 8 7 0 1 9 9 3 年全球陆地平均年降水量。重新划分了 1 8 7 0 1 9 9 6 年期间的e n s 0 年表。分别统计了e 卜n i n o 年、l a n i n a 年和正常年 份降水距平的正、负符号出现的频次，进行了x2 检验。结果表明：e 卜n i n o 年 降水减少，l a n i n a 年降水增加，平均降水量距平分别达到一1 2 0 和1 1 7m m 。 b r a d l e y 等( 1 9 8 7 ) “。对1 8 8 4 一1 9 7 6 年以来的e l n i n o 与l a n i n a 事件的非 洲、北美洲、及南亚三个区的纬带平均降水进行了分析，指出，在暖事件时。 北半球热带的纬向平均降水趋于减少，非洲大陆降水的异常在三个区中表现为 最弱。不仅仅是异常的振幅而且在某些情况下信号的符号随经度有相当大的变 化。他还指出，降水最多的1 8 8 8 年与1 8 8 7 18 8 8 年的强e n s o 事件一致，但是 在那时资料比较少：1 9 8 2 1 9 8 3 年的强e n s o 事件并没有发生这样大的降水异 常；赤道地区的降水在1 9 8 3 年是非常少的( 1 9 0 0 1 9 8 3 年中记录的最低值) ， 这是受到1 9 8 2 1 9 8 3 年的e n s o 事件的影响，与1 8 8 7 1 8 8 8 年的强e n s o 事件 明显不同：1 9 9 1 1 9 9 2 及1 9 9 7 1 9 9 8 年( 近百年最强的e n s o 事件) 的全球降水 异常还没有系统研究：在暖事件里，沿纬向平均的北半球陆地降水趋势是减少 的，e n s o 事件对北半球的温度和降水型有很强的影响，南半球的与e n s o 有 关的距平也是明显的，与e n s o 相联系的温度和降水的振幅对热带及副热带的 部分地区的年际变化贡献相当大。 l a u k m 等“。用e o f 方法研究了1 9 0 1 1 9 8 0 年的全球1 5 5 个观测站的降水 资料与e n s 0 的关系，给出了e n s o 发生时的全球排序的早、涝区。 t o r r e n c e 等( 1 9 9 9 ) ”“用小波分析的方法研究了过去1 2 5 年n i n 0 3 区的s s t 和全印度降水的时间序列。指出：1 8 7 5 1 9 2 0 年，1 9 6 0 1 9 9 0 年为e n s 0 季 风系统的活跃期，1 9 2 0 1 9 6 0 年为不活跃期。在2 8 年的时间尺度上的印度季 风雨与n i n 0 3 区的海温有着很高的超前相关。 最近，n i c h o l s o n 等( 2 0 0 0 ) “研究了西非在1 9 9 7 1 9 9 8 年e n s o 事件的降 水异常。 徐建军等( 1 9 9 9 ) ”利用l a g s 改进的l 9 r 1 5 气候谱模式，讨论了不同的年 代际背景下e n s 0 异常对全球降水的影响。指出，在年代际的冷背景下，当e n s o 事件出现时，降水异常响应最大的地区一般在热带地区，赤道降水异常的区域 与海温正距平位置一致。而在年代际的暖背景下，当e n s o 出现时，降水的响应 场在西太平洋及亚洲季风区的异常最为显著。 晟近，施能等“0 1 “采用c h e n 等最新创建发布的全球陆地月降水资料 ( p r e c l ) 对全球大尺度降水及异常进行了研究。结果表明，全球年降水量”“ 平均每年减少0 5 4 r a m ( 每格点面积) 。全球陆地6 - 8 月”“降水量的变化与e n s o 事件的关系密切，1 9 4 8 2 0 0 1 年期间，暖事件年时全球陆地6 _ 8 月降水量减少 5 0 m m a ，而冷事件年时全球陆地6 8 月降水量增加4 1 m r r d a ，7 0 年代以后开始 的频繁发生的e n s o 事件可能是全球陆地6 - 8 月降水量减少的一个重要原因。 全球陆地9 - 11 月”1 及各月降水序列有明显的与2 7 年e n s o 周期相吻合的变化 周期，也有年代际变化。除了l o 月有较弱的负趋势以外，全球陆地9 。1 1 月、9 月及1 1 月的降水均有明显的负趋势。全球变暖和e n s o 现象是造成全球陆地 9 1 1 月及各月降水长期趋势变化的可能原因。 1 3 本文主要研究工作 从降水量的角度对旱、涝进行研究已经进行了很大工作。而直接从旱涝的持 续时间、间隔时间、早涝面积的角度对大尺度早涝的研究较少或使用的资料较 早。本文将利用c h e n 等最新创建发布的全球陆地月降水资料( p r e c l ) 对旱 涝的持续时间、间隔时间、旱涝面积进行分析，并揭示其与e n s o 的关系。 第二章全球陆地旱涝持续时间、间隔时间的时空分布特征 近年来，全球旱涝等灾害频繁发生。对全球旱涝的研究已经进行了很多工 作。早涝的持续时间从一个侧面反映了灾害的严重程度，而早涝的间隔时间反 映了早涝发生的频繁程度，有很大的研究价值。本章从旱涝的持续时间和间隔 时间对早涝进行分析。 2 1 资料和方法 2 1 1资料 利用c h e n 等“。”( 2 0 0 1 ) 最新创建发布的1 9 4 8 2 0 0 1 年全球陆地月降水 资料( p r e c l ) ，资料的空间分辨率是2 5 0 x2 5 0 。范围为8 8 7 5 ”s 到8 8 7 5 0 n 。 全球有1 0 3 6 8 个格点，有资料的陆地格点数为4 3 9 0 个。p r e c l 资料是全球历 史气候网( g h c n ) 最新第二版本的1 7 0 0 0 个气象站的雨量观测资料和美国的气 候预报中心( c p c ) 编制和收集的气候异常监观系统( c a m s ) 资料结合的产品。该 资料使用了最优内插方法，有非常严格的检测与质量控制。 2 1 2 方法 将全球陆地4 3 9 0 个格点块的5 4 年的月降水量按月做标准化处理( 时间长度 为5 4 年) ，得到全球陆地4 3 9 0 个格点6 4 8 个月降水标准化距平。因为，月降水 量并不完全符合正态分布，所以参考文献 3 0 的方法，规定； ( 1 ) 当月降水量标准化距平大于1 0 时，定义该月份为涝月。 ( 2 ) 当月降水量标准化距平大于2 5 时，该月份定义为大涝月。 ( 3 ) 当月降水量标准化距平小于- 1 。0 时，该月份定义为早月。 ( 4 ) 当月降水量标准化距平小于一1 5 时，该月份定义为大旱月。 持续时间：涝( 旱、大涝、大旱) 事件发生时，持续的时间( 月份) 。 间隔时间：两个涝( 大涝、早、大早) 事件之间的间隔时间( 月份) 。间隔时 问说明了事件发生的可能性，例如涝每间隔6 个月发生一次，则表明涝事件发 生的可能性为1 6 7 ( 1 6 ) 。 2 1 3 全球陆地及各大尺度区域的划分及范围 全球陆地：本章所讲的全球陆地是指不包括南极大陆之外的全球所有陆地。 之所以不包括南极大陆，因为在我们所用的全球陆地月降水资料( p r e c l ) 中， 共有陆地格点数4 3 9 0 个，其中南极大陆有1 l l o 个，占了1 4 ，由于南极大陆地 处高纬，南极大陆的面积并不和它的格点数相当，同时南极大陆的降水是大批 内插的不适宜与其它地方的资料合并在一起研究”。“1 。 为了研究的方便，将全球按各大洲的地理范围人为划分为6 大区域，全球 及各大尺度的范围如下表2 1 表2 1 全球及各大尺度的范围 p 全球( 南极除欧亚非翻澳洲北美南美南极 外)太陆大陆大陆大陆大陆 大陆 伊 6 0 弋一8 87 5 1 0 8 87 5 。n4 0 一4 0 0 n lc r s 一6 0 0 s1 3 - 8 8 7 5 9 n1 0 0 n 一6 0 6 0 8 87 5 。s 8c ) 一1 8 0 0 e3 0 。w 一1 8 0 琶： 0 0 卜6 0 t9 0 1 6 0 。e1 7 0 1 5 0 w1 8 ( ) 。e 一3 0 1 8 r 一1 8 l 旭 注： ( 1 ) 表中的欧亚大陆的范围为：0 8 87 5 d n ，3 0 ”w - 1 8 0 。e ，已扣除北非区域( o - 4 酽n 。3 0 d w 一6 0 。e ) 。 ( 2 ) 表中的非洲大陆韵范围为：4 0 0 s 一4 秽n ，3 0 一6 秽e 已扣除沙特阿拉伯区域( 1 4 4 d n ，3 4 “一6 0 ”e ) 。 2 2 全球陆地旱涝持续时间的空间分布特征 我们计算了5 4 年所有的涝( 大涝、旱、大早) 事件的持续时间，以及在总次 数中的百分比。我们发现，大约8 1 8 2 的旱涝事件只持续一个月( 表2 ，大 约1 4 1 5 旱涝的事件持续两个月，小于5 的旱涝事件持续两个月以上。大约 9 1 一9 3 的大旱大涝事件只持续一个月( 表2 1 ) ，大约5 7 的大旱大涝的事件持 续两个月，持续两个月以上的大旱大涝事件非常少，分别为0 5 和1 。持续时 间最长的涝、旱、大涝、大旱事件都发生在南美洲，分别为1 3 个月( 始于1 9 4 9 年2 月，位于1 8 7 5 0 s ，6 6 2 5 0 w ) 、1 4 个月( 始于1 9 6 8 年3 月，位于3 7 5 “s ， 6 3 7 5 0 w ) 、9 个月( 始于1 9 4 9 年1 月，位于2 1 2 5 0 s ，6 6 2 5 0 _ i ：) 、7 个月( 始于1 9 5 7 年2 月，位于5 6 2 5 0 s ，6 8 7 5 0 w ) 。我们还制作了早涝平均持续时间的分布图( 图 2 1 ) ，据图可以发现，平均旱涝( 大旱大涝) 持续时间在全球具有很小的空问变 化，除了很少的部分地区，如南极大陆及北美大陆的少部分地区的旱涝平均持 续时问可持续1 5 个月以上，其它地区的平均旱涝( 大旱大涝) 持续时间是1 1 5 个月，具有小于0 5 个月的标准差。这与d a i 。呐利用1 9 0 0 1 9 8 8 年降水资料 计算得到的结果基本一致。 表2 2 全球不同持续时间的涝、大涝、早、大早事件占总事件数的百分比 2 3 全球陆地早涝间隔时间的空间分布特征 图2 2 是相邻两个涝月、旱月、大涝月、大旱月的平均间隔时问的分布。 由图2 2 可以看出，涝月一涝月之间的间隔时间在二e 半球中高纬、南美大部、 非洲赤道地区、澳洲的沿海地区为5 7 个月，而在非洲的南部、亚洲的干燥地 区、澳洲的中部为8 9 个月；在非洲北部为1 0 - 1 4 个月，北美的极地地区为1 0 一1 3 个月，南极为1 0 一1 4 个月。 旱月一旱月之间的i 司隔时间在北半球中高纬、非洲中部、澳洲南部、南美大 部、南极的大部为7 一1 0 个月。而在非洲北部、亚洲的巴基斯坦海岸和长江中上 游地区、澳洲的大部、南美的智利和阿根廷海岸为1 5 2 0 个月以上，表明这些 地区发生旱的可能性较小。 大涝月一大涝月之间的l i 白j 隔时间在全球陆地的大部分地区是1 0 - 3 0 个月，而 在非洲的赤道地区、欧亚大陆的高纬地区、北美的部分地区为3 5 7 0 个月。 大旱月一大早之间月的间隔时间在欧亚大陆的中高纬、北美大陆的中部、南 极大陆、赤道附近地区为1 5 3 0 个月，这是发生大早可能性相对高的地区。在 其它地区，它一般为3 0 个月以上。 2 4 全球陆地及各大尺度区域旱涝持续时间的年代际变化 为了了解全球( 大尺度区域) 平均的旱涝持续时间的年代发布，我们按年代 计算了全球及各大尺度区域平均的持续时间如下表2 3 一表2 7 。 表2 3 全球平均的早涝持续时间的年代发布( 单位为月) 表2 4 非洲和南极大陆平均的早涝持续时间的年代发布( 单位为月) 表2 5 澳洲和欧亚大陆平均的旱涝持续时间的年代发布( 单位为月) 表2 6 北美和南美大陆平均的早涝持续时间的年代发布( 单位为月) 由表2 3 - 2 6 可看出： 全球陆地( 表2 3 ) 平均的旱、涝( 大旱大涝) 的持续时间年代际变化较小， 变化的幅度相对于年代平均的不超过7 。 非洲大陆( 表2 4 ) 平均的涝的持续时间有逐年代减小的趋势，旱的持续时 间逐年代增加，这与近年来非洲降水减少是一致的。9 。州。但是增加或减少的幅 度很小，不超过年代平均的5 。 南极大陆( 表2 4 ) 平均的旱、涝( 大早大涝) 的持续时间存在着较大的年代 际变化。1 9 5 0 s 和1 9 7 0 s 涝的持续时间较短，1 9 8 0 s 、1 9 9 0 s 旱涝的持续时问较 长。旱涝持续时涮最长的1 9 9 0 s 和最短的1 9 5 0 s 分别相差0 4 和0 3 8 个月。大 旱大涝的持续时间也存在年代变化大旱大涝持续时间最长的1 9 9 0 s 和最短的 1 9 5 0 s 分别相差0 1 5 和o 2 个月。 澳洲大陆( 表2 5 ) 平均的涝的持续时间存在着较大的年代际变化，涝的持 续时问最长的1 9 7 0 s 和最短的1 9 6 0 s 相差0 1 8 个月，达1 5 。大早的持续时间 也存在着较大的年代际变化大旱的持续时间最长的1 9 8 0 s 和最短的1 9 7 0 s 相 差0 1 2 个月，达1 2 。大涝和早的持续时间年代际变化小，变化的幅度不超过 均值的5 ( 0 0 5 个月左右) 。 欧亚大陆( 表2 5 ) 平均的早涝( 大早大涝) 的持续时间存在着很小的年代际 变化。变化的幅度不超过3 。 北美大陆( 表2 ，6 ) 平均的旱和大旱的持续时间存在着较大的年代际变化， 从1 9 5 0 s 至1 9 8 0 s 变化较小，1 9 9 0 s 旱和大旱的持续时间分别提高了0 2 7 个月 ( 2 2 ，相刺于】9 7 0 s ) 和0 2 4 个月( 2 3 ，相对于1 9 6 0 s ) 。涝和大涝的持续时川 的年代际变化较小，变化的幅度相对于年代平均的不超过5 。 南美大陆( 表2 6 ) 平均的旱涝( 大早大涝) 的持续时间年代际变化较小，变 化的萜度相对于年代平均的不超过5 。 2 5 全球陆地旱涝持续时间和间隔时间的阶段变化 很多研究指出，全球降水与e n s o 有密切的关系限3 2 3 啪“。自从1 9 7 0 s 术以 来，e n s o 发生了显著的变化，发生的频率加快洲。全球降水也发生了变化，近 年来，全球降水有减少的趋势”。那么与降水密切相关的旱涝持续时间和间隔 时间是否也发生了变化了呢? 为此，我们以1 9 7 6 年为界，对前后两阶段的旱涝 持续时间和间隔时间进行比较。 2 5 1 全球陆地旱涝持续时问的阶段变化 图2 3 是1 9 7 7 2 0 0 1 年和1 9 4 8 1 9 7 6 年两个阶段的早涝( 大旱大涝) 平均持 续时问的差值的分布图。 由图2 3 ( a ) 可以看出，欧洲的南部、非洲撒哈拉沙漠以南、亚洲的中高纬 大部、澳洲的中部、北美的中部、南美的赤道地区为负值区，表明涝平均持续 时间有所缩短。其它的地方是正值区，表明涝平均持续时间在延长。 由图2 3 ( b ) 可以看出，全球除了小部分地区是负值区，表明旱平均持续时 间在缩短外。其它地区主要是正值区，表明旱平均持续时间有所延长。 由图2 3 ( c ) 和图2 3 ( d ) 可以看出，全球f 值区比负值区要多，表明大旱( 大 涝) 平均持续时间在大部分地区是有所延长的。 为了了解全球( 大尺度区域) 平均的早涝持续时间的阶段变化，我们分阶段 计算了全球及各大尺度区域平均的持续时间如下表2 7 一表2 1 0 。 表2 7 全球陆地平均的早涝( 大早大涝) 持续时间( 单位月) 表2 8 非洲和南极大陆平均的早涝( 大早大涝) 持续时问( 单位月) 表2 9 澳洲和欧亚大陆平均的早涝( 太旱大涝) 持续时间( 单位月) 由表2 7 一表2 1 0 可以看出： 从( 1 9 4 8 1 9 7 6 ) 至( 1 9 7 7 2 0 0 1 ) ，全球陆地( 表2 7 ) 平均的旱涝( 大旱大涝) 持续时间虽然都在增加，但是增加的幅度很小，不超过5 。 分区域来看，从( 1 9 4 8 1 9 7 6 ) 至( 1 9 7 7 2 0 0 1 ) ，非洲大陆( 表2 8 ) 平均的涝 的持续时间减小了0 0 6 个月( 5 ) 。大涝、早、大旱的持续时间的变化幅度很小。 南极大陆( 表2 8 ) 平均的大涝、大涝、旱、大旱的持续时间的变化较大， 分别增加了9 ( 0 1 1 月) 、9 ( 0 0 9 月) 、1 7 ( 0 2 1 月) 、8 ( 0 0 9 月) 。 澳洲大陆( 表2 9 ) 平均的大早的持续时间增加了0 0 5 个月( 5 ) 。涝、大 涝、旱的持续时间的变化幅度很小。 欧亚大陆( 表2 9 ) 平均的旱涝( 大旱大涝) 持续时间的变化幅度很小。 北美大陆( 表2 1 0 ) 平均的早、大旱的持续时间分别增加了0 0 9 、0 1 3 个 月。增加的幅度分别为8 、1 2 。涝、大涝的持续时间的变化幅度很小。 南美大陆( 表2 1 0 ) 平均的早涝( 大旱大涝) 持续时间的变化幅度很小。 2 5 2 全球陆地旱涝间隔时问的阶段变化 图2 4 是1 9 7 7 2 0 0 1 年和1 9 4 8 1 9 7 6 年两个阶段的旱涝( 大旱大涝) 平均蒯 隔时问的差值的分布图。 由图2 ，4 ( a ) 可以看出，欧洲大部、非洲北部、亚洲西部、澳洲西部、北荚 北部和南部、南美南部是负值区，表明这些地区的涝平均间隔时间有所减小。 其它地区是正值区，表明这些地区的涝平均间隔时间有所增加。 由图2 4 ( b ) 可以看出，欧洲大部、北美的北部和南部、南美的东南部、澳 洲的海岸地区为正值区，表明这些地区的旱平均间隔时间有所增加。其它地区 以负值为二至，表明这些地区的旱平均间隔时问有所减小。减少的幅度南极最大， 表明南极早发生的可能性在加大。 由图2 4 ( c ) 可以看出，除了澳洲大陆的大部及各大洲的小部分地区是正值 区外，全球其它地区的大部分都是负值区，表明全球大部分地区的大涝月一大涝 月的间隔时i 司在减少。在很多地区，减少的幅度很大，表明大涝月发生的可能 性在加大。 由图2 4 ( d ) 可以看出，除了欧亚大陆的中高纬、赤道附近的部分地区是正 值区外，全球其它地区的大部分都是负值区，表明全球大部分地区的大旱月一大 早月的间隔时间在减少。在很多地区，减少的幅度很大，表明大旱月发生的可 能性在加大。 为了了解全球( 区域) 平均的旱涝间隔时间的阶段变化，我们分阶段计算了 全球及各大尺度区域平均的间隔时间如一f 表2 1 l 一表2 1 4 。 表2 1 1 全球平均的早、涝月( 大早、大涝) 间隔时间( 单位月) 耋! ：! ! 韭刿塑堕堡查堕! 塑塑呈：堕旦! 奎呈二苎望毛掣型堕萼塑皇；堡暑：= 1 e洲人陆 南极人陆 苎堕叁兰 奎鲨 盔兰一 1 9 4 8 1 9 7 67 5 4 52 9 9 3 5 1 2 3 1 7 3 3 3 8 691 3 8 18 4 7 31 1 1 6 71 64 3 1 1 9 7 7 2 0 0 l 9 5 6 83 0 6 0 01 02 2 3 2 5 3 7 8112 6 82 3 9 7 7 5 3 2 21 24 l3 表2 1 4 北美和南美大陆平均的早、涝月( 大旱、大涝) 间隔时间( 单位月) 山表2 1 卜表2 1 4 可以看出： 从( 1 9 4 8 19 7 6 ) 至( 1 9 7 7 2 0 0 1 ) 年，全球平均来看。全球陆地( 表2 1 1 ) 平均 的大涝一大涝的间隔时间减小了2 4 个月，减小的幅度为7 。而平均的大早一大 旱的问隔时间则减小了3 3 个月，减小的幅度为1 2 。旱一旱和涝一涝的恻隔时间 的变化幅度小。 非洲大陆( 表2 1 2 ) 平均的涝一涝的问隔时间增加了2 个月( 2 7 ) ，而早一早 和大旱一大早的间隔时间分别减小了1 7 ( 2 个月) 和2 0 ( 7 个月) 。大涝一大涝间 隔时问的变化幅度小。 南极大陆( 表2 1 2 ) 平均白勺涝一涝、大涝一大涝的间隔时间增加了2 1 个月 ( 2 3 ) 和5 5 个月( 3 0 ) ，而旱一早和大早一大早的间隔时间分别减小了5 2 ( 5 8 个月) 和2 4 ( 4 个月) 。 澳洲大陆( 表2 1 3 ) 平均的大涝一大涝的间隔时间增加了4 3 月( 1 5 ) ，而大 旱一大早的间隔时间减小了2 6 ( 1 2 个月) 。早一旱和涝一涝间隔时间的变化幅度小。 欧亚大陆( 表2 1 3 ) 平均的旱一旱、涝一涝、大旱一大旱、大涝一大涝的间隔时 j 刈的变化幅度小。 北美大陆( 表2 1 4 ) 平均的大涝一大涝的间隔时间减小了4 7 个月( 1 4 ) ，而 大旱一大旱的间隔时间减小了2 0 ( 5 6 月) 。平均的涝一涝、旱一旱的间隔时间的 变化幅度较小。 南美大陆( 表2 1 4 ) 平均的大涝一大涝的间隔时间减小了1 2 1 个月( 2 7 ) ， 而大早一大旱的间隔时间分别减小了2 1 ( 5 6 个月) 。平均的涝一涝、旱一早的间 隔时问的变化幅度较小。 2 6 小结 ( 1 ) 旱涝( 大旱大涝) 事件的平均持续时间具有很小的空间变化，大部分地区 的旱涝的平均持续时间在卜i 5 个月之间变化，具有0 5 个月的方差。 全球平均的早涝( 大旱大涝) 持续时间的年代际和阶段变化都很小。北美大 陆平均的旱( 大旱) 的持续时间有着较大的年代际变化，1 9 9 0 s 有较大的增加。南 极大陆平均的旱、涝( 大旱大涝) 的持续时间存在着较大的年代际变化，这可能 与南极地区独特的气候有关。 ( 2 ) 相邻两个涝( 早、大涝、大旱) 月间的间隔时间具有很大的空间变化。 从几个月直到上百个月。1 9 7 7 年前后，旱一旱、涝一涝的间隔时间也发生了很大 的变化，从( 1 9 4 8 1 9 7 6 ) 至( 1 9 7 7 2 0 0 1 ) 年，全球陆地平均的大涝一大涝问隔时f , j 减小了2 ，4 个月( 7 ) ；大旱一大早的间隔时间则减小了3 3 个月( 1 2 ) 。 区域平均的相邻两个涝( 早、大涝、大早)