降雨區(qū)劃技術(shù)細則試行?一、總則（一）目的本技術(shù)細則旨在規(guī)范降雨區(qū)劃工作，為合理劃分降雨區(qū)域提供科學(xué)依據(jù)，以滿足氣象、水利、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域?qū)涤晏卣餍畔⒌男枨?，促進相關(guān)行業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計、運行與管理等工作的科學(xué)性和合理性。（二）適用范圍本細則適用于全國范圍內(nèi)的降雨區(qū)劃工作，包括不同尺度（如省級、市級、縣級等）的降雨區(qū)域劃分。（三）基本原則1.科學(xué)性原則：依據(jù)氣象學(xué)原理和相關(guān)數(shù)據(jù)，采用科學(xué)的方法進行降雨區(qū)劃，確保區(qū)劃結(jié)果能夠準確反映降雨的時空分布特征。2.數(shù)據(jù)驅(qū)動原則：充分利用長期、可靠的降雨觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合其他相關(guān)氣象數(shù)據(jù)，為區(qū)劃提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。3.因地制宜原則：考慮不同地區(qū)的地理、地形、氣候等自然條件差異，合理劃分降雨區(qū)域，使區(qū)劃結(jié)果符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況。4.實用性原則：區(qū)劃結(jié)果應(yīng)具有實際應(yīng)用價值，能夠為各相關(guān)行業(yè)提供有針對性的降雨信息，指導(dǎo)其決策和行動。二、數(shù)據(jù)收集與處理（一）降雨數(shù)據(jù)1.收集范圍：收集全國范圍內(nèi)各類氣象觀測站的降雨數(shù)據(jù)，包括逐日、逐月、逐年的降雨量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源應(yīng)可靠，優(yōu)先采用國家氣象觀測站的數(shù)據(jù)，同時可補充部分區(qū)域氣象站和自動氣象站的數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：對收集到的降雨數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制，剔除異常值和錯誤數(shù)據(jù)?？刹捎媒y(tǒng)計分析方法，如均值、標(biāo)準差、極值分析等，判斷數(shù)據(jù)的合理性。對于質(zhì)量可疑的數(shù)據(jù)，應(yīng)進行實地核查或與周邊站點數(shù)據(jù)對比，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。（二）其他氣象數(shù)據(jù)收集與降雨相關(guān)的其他氣象數(shù)據(jù)，如氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向、日照時數(shù)等。這些數(shù)據(jù)有助于分析降雨形成的氣象條件和影響因素，進一步完善降雨區(qū)劃的依據(jù)。（三）地理信息數(shù)據(jù)獲取研究區(qū)域的地理信息數(shù)據(jù)，包括地形地貌數(shù)據(jù)（如數(shù)字高程模型DEM）、土地利用數(shù)據(jù)、水系分布數(shù)據(jù)等。地理信息數(shù)據(jù)能夠反映不同地區(qū)的自然地理特征，對降雨的空間分布產(chǎn)生影響，是降雨區(qū)劃的重要輔助數(shù)據(jù)。（四）數(shù)據(jù)處理與整合1.數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一：將收集到的各類數(shù)據(jù)進行格式統(tǒng)一，轉(zhuǎn)換為便于分析和處理的標(biāo)準格式，如CSV、GIS數(shù)據(jù)格式等。2.空間插值：對于觀測站分布不均勻的區(qū)域，采用空間插值方法將離散的降雨數(shù)據(jù)插值到規(guī)則的網(wǎng)格上，以生成連續(xù)的降雨空間分布數(shù)據(jù)。常用的空間插值方法有反距離加權(quán)法、克里金法等。3.數(shù)據(jù)整合：將降雨數(shù)據(jù)與其他氣象數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)進行整合，建立綜合數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的降雨區(qū)劃分析提供數(shù)據(jù)支持。三、降雨特征分析（一）降雨統(tǒng)計特征分析1.降雨量統(tǒng)計：計算不同時間尺度（年、季、月、旬等）的平均降雨量、降雨量標(biāo)準差、極值降雨量等統(tǒng)計量，分析降雨量的集中程度和變異性。2.降雨頻率分析：采用概率統(tǒng)計方法，計算不同降雨量級別的降雨頻率，繪制降雨頻率曲線，為確定降雨設(shè)計標(biāo)準提供依據(jù)。3.降雨歷時分析：分析降雨過程的歷時特征，包括不同時間尺度的降雨歷時分布、最長降雨歷時等，了解降雨持續(xù)時間的變化規(guī)律。（二）降雨時空分布特征分析1.空間分布分析：利用空間插值后的降雨數(shù)據(jù)，繪制降雨等值線圖、降雨量分布圖等，直觀展示降雨在空間上的分布特征。分析降雨高值區(qū)、低值區(qū)的分布位置和范圍，以及降雨分布的梯度變化。2.時間分布分析：繪制年降雨量變化曲線、季節(jié)降雨量分配圖等，分析降雨在時間上的變化趨勢和季節(jié)性特征。探討不同年份降雨的豐枯變化規(guī)律，以及降雨集中期的時間分布。3.降雨空間自相關(guān)分析：采用空間自相關(guān)方法，如Moran'sI指數(shù)，分析降雨在空間上的相關(guān)性。確定降雨空間分布的集聚或離散特征，以及空間相關(guān)的尺度范圍。（三）降雨影響因素分析1.地形地貌影響：結(jié)合地形地貌數(shù)據(jù)，分析地形起伏、山脈走向、坡度等因素對降雨的影響。例如，山地地形可能導(dǎo)致氣流抬升，形成地形雨，影響降雨的空間分布。2.氣候系統(tǒng)影響：研究大氣環(huán)流系統(tǒng)（如季風(fēng)、西風(fēng)帶等）對降雨的影響，分析不同氣候系統(tǒng)控制下的降雨特征差異。探討海溫、氣壓場等氣象要素與降雨的關(guān)系，揭示降雨形成的大氣環(huán)流背景。3.下墊面影響：考慮土地利用類型、植被覆蓋等下墊面因素對降雨的影響。例如，森林植被具有截留降雨、增加入滲等作用，可能改變局部地區(qū)的降雨分配。分析城市化進程對降雨的影響，如城市熱島效應(yīng)可能影響降雨的強度和分布。四、降雨區(qū)劃方法（一）聚類分析方法1.原理：基于降雨數(shù)據(jù)的相似性，將研究區(qū)域劃分為不同的類別。通過計算樣本之間的距離或相似度指標(biāo)，將相似的站點聚為一類，形成不同的降雨區(qū)域。2.步驟：選擇合適的距離度量方法，如歐氏距離、馬氏距離等。確定聚類的類別數(shù)，可以通過經(jīng)驗判斷、統(tǒng)計分析或試錯法確定。采用聚類算法（如層次聚類法、K均值聚類法等）進行聚類分析，得到降雨區(qū)劃結(jié)果。3.優(yōu)點與不足：優(yōu)點是方法簡單直觀，能夠快速將研究區(qū)域劃分為不同的類別。不足之處是聚類結(jié)果可能受到所選距離度量方法和類別數(shù)的影響，對數(shù)據(jù)的依賴性較強。（二）主成分分析方法1.原理：通過對多個降雨相關(guān)變量進行線性變換，將其轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個互不相關(guān)的主成分，這些主成分能夠保留原始變量的大部分信息。根據(jù)主成分的得分對研究區(qū)域進行區(qū)劃。2.步驟：對降雨數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化處理，消除量綱影響。計算相關(guān)矩陣的特征值和特征向量，確定主成分。計算主成分得分，根據(jù)得分進行聚類或其他區(qū)劃方法。3.優(yōu)點與不足：優(yōu)點是能夠減少數(shù)據(jù)維度，提取主要信息，使區(qū)劃結(jié)果更具綜合性。缺點是主成分的物理意義可能不明確，且在數(shù)據(jù)降維過程中可能丟失部分信息。（三）地理信息系統(tǒng)（GIS）方法1.原理：利用GIS的空間分析功能，結(jié)合降雨數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)，綜合考慮地形、地貌、土地利用等因素，進行降雨區(qū)劃。通過空間分析工具，如緩沖區(qū)分析、疊加分析等，確定不同區(qū)域的降雨特征差異，劃分降雨區(qū)域。2.步驟：將降雨數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件。進行空間分析，如計算地形坡度與降雨的關(guān)系、分析土地利用類型對降雨的影響等。根據(jù)分析結(jié)果，繪制降雨區(qū)劃圖，劃分不同的降雨區(qū)域。3.優(yōu)點與不足：優(yōu)點是能夠直觀地展示降雨與地理環(huán)境的關(guān)系，區(qū)劃結(jié)果具有較強的可視化效果和空間針對性。缺點是需要一定的GIS技術(shù)基礎(chǔ)，且在綜合考慮多種因素時，權(quán)重的確定可能存在主觀性。（四）綜合區(qū)劃方法1.原理：結(jié)合多種區(qū)劃方法的結(jié)果，綜合考慮不同方法的優(yōu)缺點，進行互補和優(yōu)化，得到更合理的降雨區(qū)劃結(jié)果?？梢圆捎眉訖?quán)平均、層次分析等方法確定不同方法的權(quán)重，將多種方法的區(qū)劃結(jié)果進行融合。2.步驟：選擇多種合適的區(qū)劃方法進行獨立分析，得到各自的區(qū)劃結(jié)果。確定不同方法的權(quán)重，可以通過專家打分、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等方法確定。將多種方法的區(qū)劃結(jié)果按照權(quán)重進行加權(quán)平均或其他融合操作，得到綜合降雨區(qū)劃結(jié)果。3.優(yōu)點與不足：優(yōu)點是能夠充分發(fā)揮不同方法的優(yōu)勢，提高區(qū)劃結(jié)果的準確性和可靠性。缺點是權(quán)重的確定較為復(fù)雜，可能存在一定的主觀性。五、降雨區(qū)劃結(jié)果驗證與調(diào)整（一）驗證指標(biāo)1.降雨數(shù)據(jù)對比：將區(qū)劃結(jié)果與未參與區(qū)劃的其他站點的降雨數(shù)據(jù)進行對比，計算平均絕對誤差、均方根誤差等統(tǒng)計指標(biāo)，評估區(qū)劃結(jié)果對降雨數(shù)據(jù)的擬合程度。2.氣象要素一致性：檢查不同降雨區(qū)域內(nèi)其他氣象要素（如氣溫、風(fēng)速等）的一致性。如果區(qū)劃結(jié)果合理，同一區(qū)域內(nèi)的氣象要素應(yīng)該具有相似的特征。3.歷史降雨事件驗證：選取歷史上的典型降雨事件，驗證區(qū)劃結(jié)果是否能夠準確反映降雨的空間分布和影響范圍。（二）驗證方法1.交叉驗證：采用交叉驗證方法，將數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集和驗證集。在訓(xùn)練集上進行降雨區(qū)劃，然后在驗證集上用上述驗證指標(biāo)進行評估，多次重復(fù)該過程，取平均評估結(jié)果，以提高驗證的可靠性。2.空間對比分析：通過繪制不同區(qū)域的降雨特征圖（如降雨量等值線圖、降雨頻率分布圖等），直觀對比區(qū)劃結(jié)果與實際降雨分布的差異，發(fā)現(xiàn)可能存在的不合理區(qū)域。（三）調(diào)整策略1.局部調(diào)整：對于驗證過程中發(fā)現(xiàn)的區(qū)劃不合理的局部區(qū)域，根據(jù)驗證指標(biāo)和實際情況進行調(diào)整?？梢圆捎酶氈碌姆治龇椒?，如加密站點數(shù)據(jù)、增加影響因素考慮等，對局部區(qū)域的降雨特征進行重新評估和劃分。2.方法優(yōu)化：如果發(fā)現(xiàn)某種區(qū)劃方法存在明顯不足，導(dǎo)致區(qū)劃結(jié)果不準確，可以對該方法進行優(yōu)化或更換其他更合適的方法。例如，調(diào)整聚類分析中的參數(shù)、改進GIS分析中的權(quán)重確定方法等。3.綜合考慮：在調(diào)整過程中，綜合考慮各種因素的影響，確保調(diào)整后的區(qū)劃結(jié)果既能滿足驗證指標(biāo)要求，又能符合實際地理、氣象條件和相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用需求。六、降雨區(qū)劃圖繪制與成果表達（一）區(qū)劃圖繪制1.圖件類型：繪制不同比例尺的降雨區(qū)劃圖，包括省級、市級、縣級等尺度的區(qū)劃圖。圖件類型可以包括彩色等值線圖、分區(qū)統(tǒng)計圖等，直觀展示降雨區(qū)域的劃分和降雨特征。2.繪圖規(guī)范：遵循相關(guān)的地圖繪制規(guī)范，確保圖件的準確性、清晰性和美觀性。標(biāo)注圖名、比例尺、圖例、坐標(biāo)系統(tǒng)等必要信息，使讀者能夠準確理解圖件內(nèi)容。3.數(shù)據(jù)可視化：利用GIS軟件或?qū)I(yè)繪圖軟件，將降雨區(qū)劃數(shù)據(jù)進行可視化處理。通過顏色分級、符號表示等方式，突出顯示不同降雨區(qū)域的特征差異，增強圖件的視覺效果。（二）成果報告編制1.報告內(nèi)容：成果報告應(yīng)包括降雨區(qū)劃的目的、數(shù)據(jù)來源與處理、區(qū)劃方法、區(qū)劃結(jié)果、驗證與調(diào)整過程、結(jié)論與建議等內(nèi)容。詳細闡述降雨區(qū)劃的技術(shù)路線和方法選擇依據(jù)，對區(qū)劃結(jié)果進行分析和解釋。2.圖表說明：在報告中插入相關(guān)的圖表，如降雨數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖表、區(qū)劃圖、驗證指標(biāo)計算結(jié)果圖表等，直觀展示降雨特征和區(qū)劃過程。對圖表進行必要的文字說明，幫助讀者理解圖表內(nèi)容與報告的關(guān)系。3.應(yīng)用建議：根據(jù)降雨區(qū)劃結(jié)果，提出在氣象、水利、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用建議。例如，為水利工程設(shè)計提供降雨設(shè)計標(biāo)準參考，為農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供降雨條件分析等，突出成果的實用性。（三）成果發(fā)布與共享1.發(fā)布方式：將降雨區(qū)劃成果以報告、圖件等形式發(fā)布，可以通過政府部門網(wǎng)站、專業(yè)期刊、學(xué)術(shù)會議等渠道向社會公開，提高成果的影響力和應(yīng)用范圍。2.數(shù)據(jù)共享：建立降雨區(qū)劃數(shù)據(jù)共享平臺，提供區(qū)劃數(shù)據(jù)的下載服務(wù)，方便相關(guān)行業(yè)和科研人員獲取和使用數(shù)據(jù)。確保數(shù)據(jù)的共享遵循相關(guān)法律法規(guī)和數(shù)據(jù)管理規(guī)定，保障數(shù)據(jù)的安全和合法使用。七、附則（一）實施與監(jiān)督本技術(shù)細