Page 66 - 2022年第53卷第5期

图例 图例
第一模态 第二模态
-0.63~-0.35
0.29~0.32
-0.35~-0.13
0.32~0.35
-0.13~0.08
0.35~0.37
0.08~0.24
0.37~0.41
0.24~0.45
0.41~0.45
（a） 紫荆关流域第一模态 （b） 紫荆关流域第二模态

图例
第一模态 图例
第二模态
0.27~0.30
-0.52~-0.33
0.30~0.32
-0.33~-0.16
0.32~0.34 -0.6~0.06
0.34~0.37 0.06~0.29
0.37~0.40 0.29~0.52
（c） 阜平流域第一模态 （d） 阜平流域第二模态
图4 紫荆关和阜平流域年降水场前两个模态空间特征向量分布

中心位于流域上游或流域下游的情况都有可能发生，为衡量流域常见的降雨空间分布形态，本研究
采用经验正交函数分解法分析流域的年降水场模态空间特征向量的分布，以验证降雨空间矩指标在
反映流域常见降雨空间分布特征方面的准确性。采用紫荆关流域 8 个雨量站 1956—2012 年的年降水
总量数据和阜平流域 9 个雨量站 1965—2000 年的年降水总量数据，其 EOF 分解的主要模态特征向量
空间分布如图4所示。
根据空间分布特征分析，紫荆关流域降水场主要有模态 1 和模态 2 两种空间分布类型。模态 1 特
征向量的方差贡献率为80%，远高于其他模态的贡献率，是流域降水场的主要空间分布形式。如图4（a）所
示，模态 1 各站点的特征值均为正值，表明 1956—2012 年间紫荆关流域降水变化趋势具有高度的一
致性。特征向量的高值中心位于流域出口紫荆关雨量站和流域南部插箭岭雨量站处，表明紫荆关流
域的年降水量常有两个降雨中心。模态 2 特征向量的方差贡献率仅为 6%，其余模态的特征向量方差
贡献率不足 5%。如图 4（b）所示，降雨中心出现在流域南部插箭岭雨量站处。特征向量值从东南向西
北依次减小，反映流域内年降水量变化也是由东南向西北递减。综合紫荆关流域两个主要的空间模
态，降雨多集中在流域东南部，降雨中心一般位于流域出口紫荆关雨量站或流域南部插箭岭雨量站，
且常有两个降雨中心。
阜平流域降水场的空间分布形式也主要有两种，模态 1特征向量的方差贡献率为 77%，模态 2特
征向量的方差贡献率为10%，其余模态特征向量的方差贡献率占比较小。如图4（c）所示，模态1特征
向量的高值中心位于流域出口阜平雨量站处，低值中心位于流域西北部。如图 4（d）所示，模态 2 下
的降雨中心出现在流域北部。综合阜平流域两个主要的空间模态，其特征向量的累积方差贡献率高
达 87%，表明阜平流域降雨多集中在流域南部或北部，降雨中心一般位于流域出口阜平雨量站的概
率较大，且降雨中心一般只有一个。
通过分析流域年降水场模态空间特征向量分布，反映了流域常见的降雨空间分布特征，经验正
交函数分解法的分析结果与采用降雨空间矩指标计算的流域降雨空间分布结果一致，验证了降雨空
间矩指标计算结果的合理性。

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