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user: 3. 计算和结果分析 联立(7)式和(8)式及(10)式和(12)式分别确定Gumbel分布参数，在结合(13)式对云南全省各气象站近70年极端最大日降水量时空分布特征、重现期以及不同重现期内各气象站点可能出现的极端最大日雨量进行综合分析如下。 3.1. 极端日雨量空间分布特征 对全省133个气象站近70年的日雨量极值统计，得到如图1所示的空间分布图。 图1. 云南省极端最大日雨量空间分布图(单位：mm) 由图1可见，云南省各站点极端最大日雨量的空间分布极不均匀。总体看分别在滇西北丽江市的东北部、滇东北昭通市的东北部、滇东曲靖市的南部、滇南的普洱市南部至红河州的南部等地区分别存在几个日降水量极端最大值中心，其中心附近的极端日雨量大都在190~250 mm之间，其中滇西北丽江市的宁蒗气象站极端日雨量达227.8 mm，而该区域附近永胜县撒坝子乡的乡镇雨量站曾经观测到最大日雨量达310 mm的特大暴雨，足见该区域极端日降水量之大；滇东北昭通市彝良气象站最大日雨量235.4 mm；滇东曲靖市罗平气象站、马龙气象站的极端日雨量分别达218.0 mm和208.3 mm；滇南普洱市江城气象站最大日雨量达250.1 mm、其东部红河州河口气象站极端最大日雨量达239.2 mm。总体对比看，滇西北至滇西一带的极端最大日雨量相对较小，一般在80~130 mm左右；其它地区极端最大日雨量在120~170 mm左右；滇中昆明站目前为止所测到的最大日雨量为165.4 mm，而该距离测站不远的自动站曾观测到190.7 mm的大暴雨。 值得注意的是，与云南省多年(1961~2017年)平均年雨量的空间分布相比(图略)，云南极端最大日雨量与平均年雨量的空间分布趋势并非完全一致。除在滇南、滇西南地区其多年平均年雨量较大，也存在明显的年平均雨量的大值分别区外，在滇西北的丽江市东部、滇东北的昭通市东北部、滇东的曲靖南部等地区，其平均年雨量并无显著偏大的分布特点，但这些地区极端日降水量仍很大。这说明并非在年平均雨量丰沛的地区才会出现极端大暴雨等强降水，这在极端暴雨洪涝等灾害防御及相关工程设计中容易被忽视，需引起高度重视。 3.2. 极端最大日雨量时间演变特征 为分析云南极端降水的时间演变规律，将全省各站点资料统一为1960年1月1日~2017年12月31日，对此期间内全部站点分别统计其暴雨(日雨量 ≥ 50 mm)和大雨(日雨量 ≥ 25 mm)的全年站次、雨季(5月1日~9月30日)和干季(10月1日~次年4月30日)不同季节内强降水的年站次，以研究其强降水的年际变化与季节变化特征，结果如图2和图3。 图2. 云南省年暴雨站次(虚柱线)及趋势(虚曲线)和年大雨站次(实柱线)及其趋势(实曲线)演变图(横坐标为时间：1960~2017年；左侧主坐标是大雨年站次；右侧次坐标为暴雨年站次) 由图2可见，无论是暴雨以上量级强降水的年站次还是大雨以上量级强降水的年站次，其年际间的差异都十分明显。25 mm以上强降水年站次最多年份达1514站次/年(2001年)，而最少年份仅807站次/年(2011年)，两者相差近2倍；暴雨以上量级强降水的年站次最多年份为309站次/年(1983年)，而最少年份仅149站次/年(2011年)，两者差距2倍以上。以6阶多项式拟合方式分别拟合其变化趋势可见，无论是暴雨量级以上强降水的年站次还是大雨量级以上强降水的年站次，均存比较明显的变化特征(60年代、80年代为相对小值期；70年代、90年代为相对大值期)。且强降水的年站次呈现缓慢增加的趋势，这也反映出全球气候异常背景下云南极端强降水事件呈现频发多发态势，这对极端降水及其可能引发的相关灾害的防御具有参考意义。 为进一步研究云南极端最大日雨量的年季演变特点，对雨季(5~9月)和干季(10月~次年4月)分别统计其强降水年站次分布，以分析其干季极端强降水事件在全年强降水事件中的百分比，试图揭示全球变化背景下云南雨季与干季极端强降水事件的年季变化特征(图3)。 图3. 云南干季暴雨及大雨站次占全年总站次百分比演变图(粗实线为干季暴雨站次占全年站次的百分比曲线，粗虚线为其趋势线；细实线为干季大雨站次占全年站次百分比曲线，细虚线为其趋势线；横坐标为时间1960~2017年；纵坐标为干季强降水站次所占百分比) 由云南干季大雨和暴雨强降水站次占全年站次百分比的变化趋势看(图3)，无论是大雨量级的强降水事件还是暴雨量级的极端强降水事件，其干季强降水事件发生的百分比均呈逐渐增加的趋势，个别年份干季暴雨以上量级强降水站次所占的比例甚至超过30%以上(2015年达36.04%)；这与云南近些年秋季甚至冬春季节暴雨(雪)等灾害频发的事实相吻合。 3.3. 极端最大日雨量重现期及不同重现期内可能出现的极端最大日雨量 利用耿贝尔分布函数为基本模型，分别以矩法及耿贝尔法进行分别参数估算，对已经出现的极端最大日雨量计算其重现期，并估算各站点在25年、50年、75年、100年、125年、150年、175年、200年等不同重现期内可能出现的极端最大日雨量值，分析其空间分布特征。 3.3.1. 已发生极值的重现周期 利用(8)式、(10)式和(13)式，将云南省各气象站点自建站以来近70年的观测资料及统计所得的极端最大日雨量值代入，得到各站点已发生的极端最大日雨量重现期分布如图4所示。 图4. 云南省极端最大日雨量重现期分布图(单位：年) 由云南省各观测站点近70年的极端最大日降水量的重现期的分析(图4)看，极端最大日雨量超过200 mm的站点，其极端最大日雨量几乎与其雨季多雨月份的多年平均月雨量相当，甚至超过其多年平均月雨量值。与其对应的理论重现期大都超过百年(个别站点极端最大日雨量的理论重现期甚至超过200年)，已属百年一遇的极端异常降水事件。 对全省各气象站的各年最大日雨量排名前10位的雨量大小及其标准差进行简单分析，发现这些极端日雨量大、重现周期长的站点几乎都存在极端最大日雨量排名第一位的日雨量极值远大于排名第二第三位的雨量极值，且其标准差值也很大的特点，即其降水变率极大。计算分析也表明，云南各站点百年一遇的极端日雨量值上限一般不易突破300 mm，难以与江淮地区特大暴雨过程极端日雨量达数百毫米相比。 3.3.2. 不同重现期的极端日雨量分析 在气象、水文、水利、水电等重大工程规划设计中，为保障其防洪能力和安全运行，需要考虑其百年甚至万年以上一遇的极端降水情况，足见研究不同重现期内各地可能出现的极端降水及其分布规律意义重大。 利用(13)式对云南各气象站不同重现期的极端最大日降水量进行估算，考虑到目前大多数气象站点观测样本长度已接近70年，且部分站点已观测到的极端最大日雨量的重现期突破百年的事实，我们重点分析各站点的100年一遇、150年一遇和200年一遇三大重现期内可能出现的极端最大日雨量及其空间分布特征(如图5)。 图5. 云南省不同重现期极端最大日雨量分布图(100年(a)、150年(b)、200年(c)，单位: mm) 由重现期分别为100年、150年、200年一遇的各站点可能发生的极端最大日雨量的估算值与其目前已出现的极端最大日雨量值空间分布图(图5)对比分析看，除滇西北迪庆藏族自治州的大部地区、滇西大理白族自治州的部分干热少雨区(如宾川)，其百年一遇的极端最大日雨量在80~110 mm之间外，其它各地百年一遇的日极端雨量大都超过150 mm，已与目前所观测到的其夏季多年平均月雨量相当；滇中昆明周边地区百年一遇的极端日最大雨量未超过200 mm。 特别值得关注的是，从云南省100年以上一遇的极端日雨量估算分析看，在滇西北丽江市的东北部、滇东北昭通市的东北部、滇中曲靖市的大部地区以及滇西南和滇南的大部地区，其百年一遇的极端最大日雨量值和强降水的分布区域均呈现明显增大的趋势；其中滇西北丽江市的华坪、宁蒗一带，滇东北昭通市的盐津、彝良等地；滇东曲靖市的罗平、马龙，滇南及滇西南临沧市的孟定；滇西南普洱市的西盟、江城和西双版纳州的勐腊，以及滇南红河州的金平和河口等气象站，其150年以上重现期内的极端最大日降水量均突破200 mm。特别是滇南红河州河口气象站，其200年重现期的极端最大日雨量计算值达320.7 mm，其周边地区也是近些年洪涝、山洪灾害频发地区。而在滇西北丽江市华坪附近的气象站点百年一遇的理论估计值虽然在200 mm左右，但其附近乡镇雨量自动站已观测到310 mm (撒坝子乡)的特大暴雨，且造成了严重的山洪和地质灾害，因而上述估算值及分布和变化趋势，与近年来的观测事实及灾害分布相吻合，具有很好参考意义。