世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)降水比較

俞來雷

（1.清華大學公共管理學院，100084，北京；2.北京大學城市與環(huán)境學院，100871，北京）

遺產(chǎn)城市地區(qū)是人類文明的空間簡史，水與城市的產(chǎn)生、發(fā)展延續(xù)至今密不可分。降水被認為是水文過程的源頭，是指大氣中的水汽凝結后以液態(tài)水或固態(tài)水降落到地面的現(xiàn)象。本文比較研究世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)的降水情況，以期從水資源視角對我國的基本國情有所了解。按照研究尺度，國際上關于降水的研究主要包括：全球變化與降水關系的研究如關于氣候變化條件下海平面上升和降水極端事件的預測研究以及關于氣候變化背景下中歐極端降水預景的不確定性研究等；全球尺度的降水特征研究如基于標準觀測、衛(wèi)星遙感以及數(shù)學模型的全球月降水分析研究以及關于全球陸地表面降水數(shù)據(jù)的高精度插值研究等；地區(qū)尺度的降水特征研究如關于世界干旱地區(qū)年降水總量與初級生產(chǎn)力的關系研究以及關于歐洲20世紀地表氣溫和降水氣候數(shù)據(jù)的評估等；城市尺度的降水特征研究如關于紐約城市年降水趨勢研究、關于柏林城市地區(qū)降水模式的研究以及關于北京市城市化進程對中尺度對流降水系統(tǒng)的影響研究等。其中，對城市尺度降水特征的普遍關注可以上溯到20世紀60年代。進入20世紀90年代，全球氣候變化與降水的關系研究成為學術界廣泛關注的領域。近半個世紀以來的研究成果成為本次世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)降水比較研究的基礎。

一、研究方法

本研究主要的數(shù)據(jù)來源包括：世界遺產(chǎn)城市和國家歷史文化名城空間分布數(shù)據(jù)和降水數(shù)據(jù)?？臻g分布數(shù)據(jù)根據(jù)世界遺產(chǎn)城市聯(lián)盟官方網(wǎng)站、國家基礎地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站以及goodle earth等資料整理而成；降水數(shù)據(jù)采用Hijmans，R.J.等提供的高精度降水數(shù)據(jù)插值成果全球氣象數(shù)據(jù)，考慮了地形等諸多因素對插值結果的影響，較真實地反映了城市地區(qū)尺度實際的降水情況，空間分辨率為1 km。

首先，是關于世界遺產(chǎn)城市和國家歷史文化名城地區(qū)中心點降水情況的比較?？紤]兩類遺產(chǎn)城市地區(qū)中心點年降水總量和年內(nèi)月降水量標準差，根據(jù)中項中分的原則將這兩類城市大致劃分為四大類，分別為降水豐富-溫和型（RM）、降水豐富-極端型（RE）、降水稀缺-溫和型(SM)以及降水稀缺-極端型(SE)。其中年降水總量是一年內(nèi)降水量的總和，月降水量是一個月之內(nèi)降水量的總和，其年內(nèi)的逐月變化過程稱為年內(nèi)月降水過程。如圖1所示，以城市地區(qū)中心點降水情況為例，在所有242個世界遺產(chǎn)城市地區(qū)中，降水豐富與降水稀少的中項分界點在年降水總量679.5 mm，降水極端與降水溫和的中項中分分界點在年內(nèi)月降水量標準差22.195 mm；在所有110個國家歷史文化名城地區(qū)中，降水豐富與降水稀少的中項分界點在年降水總量910 mm，降水極端與降水溫和的中項中分分界點在年內(nèi)月降水量標準差56.5 mm。由此可以判斷，就城市地區(qū)中心點降水的整體情況而言，國家歷史文化名城比世界遺產(chǎn)城市相對豐富且極端。

其次，對于上述世界遺產(chǎn)城市和國家歷史文化名城兩類城市地區(qū)，選取不同地域范圍（20～200km）來研究其降水情況。關于降水數(shù)據(jù)的采集，以我國的世界遺產(chǎn)城市蘇州為例，如圖2所示。圖2中①為20km地域研究半徑的蘇州城市地區(qū)降水情況；②為100 km地域研究半徑的蘇州城市地區(qū)降水情況；③為200 km地域研究半徑的蘇州城市地區(qū)降水情況，本次研究將主要對世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)各地域的降水情況進行比較。

二、研究結果

1.世界遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域降水情況

根據(jù)全球氣象數(shù)據(jù)，赤道兩側是全球年降水總量最高的地區(qū)，其次為西歐、北美東南部、東亞地區(qū)以及大洋州東部沿海地區(qū)，本次選取了不同地域范圍（20～200km）研究世界遺產(chǎn)城市地區(qū)的年降水總量情況。根據(jù)研究，世界遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的柱狀分布如圖3所示。將世界遺產(chǎn)城市各地域研究范圍年降水總量分布情況的相關統(tǒng)計量整理如表1所示。

從研究結果看，隨地域研究半徑的增加，世界遺產(chǎn)城市地區(qū)年降水總量的算術平均值（mean）由 20 km時的843 mm上升至40 km時的855 mm，此后基本穩(wěn)定在860 mm左右；標準差（Std.Dev.）由 20 km時的 533 mm上升至40 km時的544 mm，此后逐漸下降至200 km時的504 mm；峰度值為正，由20 km時的1.498上升至80 km時的2.184，此后逐漸下降至200 km時的1.708；偏度值為正，由20 km時的1.299上升至80 km時的1.440，此后逐漸下降至200 km時的1.338。此外，降水總量的中位數(shù)整體趨勢如表1所示，隨地域研究半徑的增加，由20 km時的702 mm逐漸上升至40 km時的717 mm，此后基本穩(wěn)定。

2.國家歷史文化名城地區(qū)各地域降水情況

根據(jù)全球氣象數(shù)據(jù)，本次研究整理出國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的柱狀分布如圖4所示，圖中呈現(xiàn)多峰值的分布特征，說明了國家歷史文化名城各地域降水呈現(xiàn)多樣性的類型集聚特征。研究將國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量分布情況的相關統(tǒng)計量整理如表2所示。

表1 世界遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域年降水總量分布情況的相關統(tǒng)計量

表2 國家歷史文化名城地區(qū)各地域年降水總量分布情況的相關統(tǒng)計量表

從研究結果看，隨地域研究半徑的增加，國家歷史文化名城地區(qū)年降水總量的算術平均值由20 km時的914 mm逐漸上升至200 km時的948 mm；標準差由20 km時的445 mm逐漸上升至200 km時的453 mm；峰度值為負，其由20 km時的-0.824下降至200 km時的-1.050；偏度值為正，其由20 km時的0.175下降至200 km時的0.133。此外，年降水總量的中位數(shù)整體趨勢如表2所示，隨地域研究半徑的增加，由20 km時的918 mm逐漸上升至200km時的974mm。

三、研究結論

通過對于世界遺產(chǎn)城市與國家歷史文化名城地區(qū)降水情況的比較，就城市地區(qū)中心點降水的整體情況而言，國家歷史文化名城比世界遺產(chǎn)城市相對豐富且極端。在此基礎之上，根據(jù)上述兩類遺產(chǎn)城市地區(qū)各地域年降水總量的研究成果，如下圖5所示，在各地域研究范圍，國家歷史文化名城地區(qū)年降水總量的算術平均值高于世界遺產(chǎn)城市地區(qū)，前者基本維持在930 mm左右，后者基本維持在850 mm左右。

根據(jù)研究結果，總體而言，與國家歷史文化名城地區(qū)比較，世界遺產(chǎn)城市地區(qū)降水存在明顯的閾值，即40km地域半徑，世界遺產(chǎn)城市各地域研究范圍年降水總量的分布更為集中，而國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的分布更為離散。通過比較同樣也說明，國家歷史文化名城地區(qū)比世界遺產(chǎn)城市地區(qū)降水相對豐富且極端。此外，國家歷史文化名城地區(qū)各地域研究范圍年降水總量的柱狀分布圖所呈現(xiàn)多峰值的分布特征，說明了降水呈現(xiàn)多樣性的類型集聚特征。

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