5.4.5 淮河流域年暴雨日数的DEOF分析

5.4.5 淮河流域年暴雨日数的DEOF分析

同样,拟合零假设,即假设淮河流域年暴雨日数的背景状态符合各向同性扩散过程的特征,属于空间上的一阶自回归过程。与淮河流域年暴雨量的DEOF分析相比,研究区域是一样的,资料场均为标准化距平场σ=1,去相关长度d 0均不随空间变化,而且两个变量场d 0的估计值相差不大,因此年暴雨日数的零假设过程的EOF模态与暴雨量的零假设的EOF模态高度相似,这里年暴雨日数的零假设过程的EOF模态不再给出图示。

图示

图5.4-6 淮河流域年暴雨日数标准化距平场EOF分析图

计算淮河流域年暴雨日数标准化距平场主要EOF模态对零假设过程的解释方差,图5.4-6为淮河流域年暴雨日数标准化距平场EOF分析,其中蓝色折线表示主要EOF模态的解释方差,前14个模态累计解释方差达到80%,灰色区域表示EOF分析特征值误差,红色折线表示主要EOF模态对零假设过程的解释方差。对比EOF模态对原场的解释方差和对零假设的解释方差,发现EOF分析前3个模态与各向同性的扩散过程比较相似,但是从第4个模态开始,EOF模态与扩散过程有较大差异。(https://www.daowen.com)

取EOF分析的前14个模态进行正交旋转,直到旋转后的模态对原场的解释方差与对零假设的解释方差差异最大,最终得到两个较显著的分布型态DEOF第1模态和DEOF第2模态,如图5.4-7所示。DEOF第1模态解释原场12.5%的方差,解释零假设过程7.0%的方差,空间型呈现淮河以南地区与淮河流域西北地区的反位相变化。DEOF第2模态解释原场5.6%的方差,解释零假设过程1.2%的方差,空间型图中淮河流域北部、中部、南部3个纬向带呈“-、+、-”分布,可能表示淮河流域有些年份雨带位于流域中部淮河干流一线,使得该地区暴雨日数偏多,同时该地区南北两侧暴雨量偏少。

图示

图5.4-7 淮河流域年暴雨日数标准化距平场DEOF分析图

综合本节和上节的分析可以看出:暴雨日数多年平均的空间分布、区域平均的时间变化、序列的线性趋势与暴雨量几乎完全一致;暴雨日数EOF分析主要的3个空间型与暴雨量的空间型基本一致,对应的时间系数年际变化有微小的差别,而年代际变化是相同的;暴雨日数DEOF分析的空间型与暴雨量的结果也是相同的,均表示变量场中包含淮河以南地区与淮河以北地区反位相变化、沿淮地区与其南北两侧地区反位相变化两个分布型态。暴雨日数的REOF分析将淮河流域划分为江淮型、西部型、东北型和中部型,与暴雨量的分型结果有一些不同,暴雨日数的西部型载荷中心位于河南西部,暴雨量的西北型载荷中心位于河南北部。上述结果说明淮河流域暴雨日数与暴雨量在时空分布和变化上有基本一致的对应关系,是反映该流域暴雨气候特征的重要指标之一。