El transformador de Hilbert-Huang (HHT) se ha utilizado como una herramienta poderosa para analizar series temporales no lineales y no estacionarias. La pérdida de suelo está controlada por procesos físicos complicados y, por lo tanto, fluctúa con no linealidad y no estacionariedad a lo largo del tiempo. Con el fin de aclarar aún más la relación entre la lluvia, el escurrimiento superficial y el rendimiento de sedimentos, este estudio adoptó el HHT para analizar estas características a través de múltiples escalas de tiempo e investigó su relación a través de la correlación intrínseca dependiente del tiempo (TDIC) en la serie temporal. Se realizó un estudio de seis años (2015-2020) en tierras de cultivo en pendiente para explorar las relaciones entre la pérdida de suelo y la lluvia en el suroeste de China. Las series temporales de pérdida de suelo y lluvia se identificaron como las características relevantes en diferentes escalas de tiempo basadas en el método de HHT. La correlación local entre la pérdida de suelo y el escurrimiento se llevó a cabo mediante el método de TDIC. Las series temporales originales de la lluvia, el escurrimiento y la pérdida de suelo se descompusieron en ocho funciones de modo intrínseco (IMFs) y un residuo mediante la descomposición empírica en modo de conjunto (EEMD). El residuo indicó que la lluvia y el escurrimiento aumentaron y luego disminuyeron durante la temporada de crecimiento de maíz de 2015 a 2020, mientras que la pérdida de suelo disminuyó gradualmente. IMF1 e IMF2 representaron casi el 80% de las variaciones temporales en la lluvia, el escurrimiento y la pérdida de suelo, lo que indica que las variables variaron más en escalas de tiempo cortas. El análisis de TDIC mostró que las correlaciones fuertes y positivas entre la pérdida de suelo, la lluvia y el escurrimiento prevalecieron en todo el dominio temporal en las escalas de IMF1 e IMF2, indicando la respuesta rápida de la pérdida de suelo a la lluvia y el escurrimiento en escalas de tiempo cortas. Se observaron correlaciones variables en las escalas de IMF3 a IMF5. En la escala de IMF7, se identificó un cambio evidente en la naturaleza de la correlación durante los años 2018 y 2019; esto podría estar relacionado con una tormenta repentina bajo condiciones de baja cobertura vegetal. La herramienta de TDIC basada en EEMD es un medio efectivo para aclarar la relación entre la pérdida de suelo, la lluvia y el escurrimiento. Nuestros resultados proporcionan una mejor comprensión de la relación entre la pérdida de suelo y la lluvia que varió con el tiempo en múltiples escalas de tiempo. Las lluvias intensas a corto plazo y el escurrimiento superficial rápido son factores importantes que causan una grave pérdida de suelo y agua a corto plazo en una región montañosa con suelo amarillo, lo cual es de gran importancia para la construcción de un modelo de predicción de erosión del suelo regional.