基于信息熵的海南島降水隨機性變化特征

鄒海平，張京紅，陳小敏，李偉光，白 蕤，呂 潤

（1.海南省氣候中心，海南 海口 570203；2.海南省南海氣象防災減災重點實驗室，海南 海口 570203）

引言

降水是水循環過程中最活躍的環節，是地表水和地下水資源時空變異性的主要控制因子，在陸地生態系統和自然環境形成及演化過程中扮演重要角色［1-3］。近幾十年來，以氣候變暖為主要特征的氣候變化導致中國降水時空分布發生明顯變化，高溫、干旱、強降水等極端天氣氣候事件越發頻繁［4-6］，勢必對水資源開發、利用以及規劃和管理等諸多環節造成嚴重影響，進一步影響生態環境與社會經濟的可持續發展［7］。海南島位于南海北部，是中國第二大島嶼，降水總量多但時空分配不均（旱季、雨季分明，雨量東多西少），旱澇災害頻發［8］。因此，研究氣候變化背景下海南島降水時空變化規律對于防災減災意義重大。

目前，降水時空演變特征研究主要采用以隨機統計學理論為基礎的相關方法（簡稱傳統統計學方法）［9］，如趨勢法［10-11］、Mann-Kendall趨勢檢驗［12-13］、小波分析［14-16］、降水集度法［17］以及地統計學方法［18］、經驗正交函數分解法［19］等。然而，降水是一種復雜的天氣過程，具有很大的隨機性和不確定性，開展降水隨機性特征研究很是必要。不同于上述傳統統計學方法，信息熵能夠準確度量隨機變量的不確定性，可以快速、定量、準確地揭示降水時空變化的隨機性和復雜性［2，9，20-25］。迄今為止，海南島缺乏基于信息熵法的降水隨機性特征研究［8，15，26］。為此，本文利用氣象站降水逐日觀測資料，采用信息熵和Mann-Kendall趨勢檢驗方法，探究海南島降水隨機性的時空變化特征，以期為當地水資源的合理利用及防災減災提供一定參考。……