4.2.2 淮河流域旱涝演变
淮河流域旱涝变化既有自身的变化特点，也与我国东部旱涝变化密不可分。
1.淮河流域旱涝指数特点
根据全国740站日降水资料，将120站的旱涝年资料（1470—1992年）在淮河流域扩展到2007年。采用EOF和REOF方法进行时空变化分析，用REOF方法截取前K个空间型，累计解释场的总方差已达到一定要求，将这K个空间型再作调整，使得调整后的K个空间型累计解释原场的总方差百分率保持不变，而单个空间型尽量反映场的局部相关结构。
图4.2-6 黄河夺淮后（1855—1949年）发生的洪涝灾害事件示意图
注：涂满颜色的方框表示对应的区域和年份发生事件，白色区域为正常或者没有记载。
图4.2-7 黄河夺淮后（1855—1949年）发生的干旱事件示意图
注：涂满颜色的方框表示对应的区域和年份发生事件，白色区域为正常或者没有记载。
将淮河流域旱涝等级资料延长至2007年，对标准化距平序列进行EOF分析，只有前两个模态通过了取样误差检验，解释方差贡献分别为29%和13%。淮河流域47年（1960—2007年）旱涝等级标准化距平序列EOF分析结果如图4.2-8所示，图中第1、第2模态空间分布型与47年EOF分析结果类似，第1、第2模态对应的时间系数从21世纪初开始有明显的下降趋势，表明涝的趋势明显。从图4.2-8（a）可以看出，淮河流域为主要偏涝区；从图4.2-8（c）则发现，淮河以南地区、淮河以北地区旱涝呈南北反相分布；对照图4.2-8（b）和图4.2-8（d）可以看出，在2003年、2005年和2007年3个偏涝年中，2003年主要在沿淮淮北偏涝，而2005年和2007年在淮河以南地区偏涝。总体来看21世纪初淮河以南地区以偏涝居多。
图4.2-8 淮河流域47年（1960—2007年）旱涝等级标准化距平序列EOF分析结果
2.中国东部历史旱涝变化分析
将历史资料1470—1992年中国118站（不含台湾省两站）旱涝等级延长到2003年（共534年），东北、华北区域站点取6—9月降水量计算旱涝等级，插值到东经105°～122°，北纬22°～42°（1°×1°）区域。(https://www.daowen.com)
图4.2-9 我国东部历史年代旱涝等级标准化距平序列REOF分析结果
注：各分图中右上角数据为旋转前的解释方差贡献率；右下角数据为旋转后的解释方差贡献率。
选取我国东部历史年代旱涝等级标准化距平序列EOF分析的前7个模态（解释总方差为50.4%）作REOF分析（图4.2-9），旋转后的解释方差贡献较旋转前分布更为均匀，等值线密集地区表示旱涝等级变率显著。第1模态的方差贡献率由旋转前的13.1%降为旋转后的10.8%，绝对值较大的区域在西北黄河河套地区，包括陕西北部、内蒙古中南部和宁夏等地的西北地区，这一地区的降水较少，年际变率也较大。第1模态空间型的负高载荷区在东北的南部，降水集中在7月和8月。第3模态空间型的正高载荷区位于华南地区。第4模态空间型的负高载荷区在黄淮地区，当夏季风控制该地区时，降水较多，有时还会出现洪涝，该地区雨量的季节分配也十分不均匀，降水过分集中，容易产生洪涝。第5模态空间型正高载荷区位于西南地区，最大值达0.7，这一地区受青藏高原高大地形影响，降水较多。第6、第7模态空间型的正高载荷区分别位于华北北部地区和长江中下游，长江中下游地区是我国东部旱涝灾害多发区，梅雨锋在此地徘徊，导致持续性降水，台风对这一区域的降水也有很大影响。依据上述分析，将我国东部地区划分为7个旱涝异常区域（图4.2-10），分别是西北区（A）、东北区（B）、华南区（C）、黄淮区（D）、西南区（E）、华北区（F）和长江中下游区（G）。
图4.2-10 我国东部地区旱涝异常区域分区图
3.我国东部各区旱涝演变趋势
图4.2-11 我国东部地区旱涝的时间系数变化分布
注：图中蓝色细线为空间场对应的时间系数，红色粗线为9年滑动平均。
我国东部地区旱涝的时间系数变化有明显的区域差异（图4.2-11）。西北区（A区）从1470年到19世纪中后期旱涝变化较为频繁，之后较为平稳，16世纪和19世纪后期有极涝和极旱出现。东北区（B区）从18世纪中后期到20世纪初旱涝变化时间尺度较大，且变化幅度也较强，20世纪初极涝较为明显。华南区（C区）从18世纪初旱涝变化的周期性越来越明显。黄淮区（D区）在17世纪前偏涝逐渐转为偏旱，之后有很好的旱涝周期，20世纪上半叶旱涝变化较大，之后又较为平稳，到2002年又转为偏旱，极旱和极涝频繁出现。对应黄淮区时间系数的功率谱分析（图4.2-12），可以看出黄淮区（D区）存在明显的10年和20年左右的年代际变化。西南区（E区）在18世纪中后期出现较强的涝年，之前旱涝变化较大，之后呈现准周期性的变化。华北区（F区）整体周期性较明显。长江中下游区（G区）较其他区域旱涝变化幅度不明显，也呈现较好的周期性特征，20世纪下半叶开始旱涝变化有增强的趋势。
图4.2-12 黄淮区时间系数的功率谱分析
从上述分析可以看到，利用旱涝指数对我国东部地区534年旱涝等级作REOF分析，可以看出：我国东部各区域的旱涝变化有较大差异，北方各区易发生极涝和极旱，黄淮地区是极端事件多发区。淮河流域的旱涝有明显的南北反相的特征，特大洪涝或干旱的区域差异也较为明显，存在10年和20年左右的年代际周期。