濱州市1971～2005年降水量變化特征淺析

夏興生，宋芙蓉，董立峰(濱州學(xué)院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃系,山東 濱州 256603)

濱州市1971～2005年降水量變化特征淺析

夏興生，宋芙蓉，董立峰(濱州學(xué)院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃系,山東 濱州 256603)

利用濱州市1971～2005年的降水資料，采用統(tǒng)計(jì)法、降水傾向率、滑動(dòng)平均等方法，對(duì)濱州市降水量特征分別從年代、季節(jié)、汛期3個(gè)時(shí)間尺度上進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,濱州市35a年降水量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(1.46mm/a)。四季降水變化差異明顯，夏、冬季降水呈減少趨勢(shì)，春、秋季呈增多趨勢(shì)，其中夏季減少最明顯(1.96mm/a)，汛期降水減少趨勢(shì)顯著(2.19mm/a)。因此，濱州市降水的減少主要源于夏季或汛期降水減少的貢獻(xiàn)。

降水量；變化特征；濱州市

氣候變化是國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，也是地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。相對(duì)于全球性的持續(xù)變暖趨勢(shì)，降水量變化特征有更大的不確定性和區(qū)域特征，因此研究不同區(qū)域降水量的變化特征也是當(dāng)前全球氣候變化研究的重要內(nèi)容之一[1]。據(jù)報(bào)道，我國(guó)的年平均氣溫正以 0.4℃/10a的傾向率上升，降水量也正在以 12.7mm/10a的速度減少[2]。

濱州市作為山東省的北大門，位于黃河下游、魯北平原，地處黃河三角洲腹地，北臨渤海，東與東營(yíng)市接壤，南和淄博市毗鄰，西與德州市和濟(jì)南市搭界，是國(guó)家“黃藍(lán)”兩大戰(zhàn)略的主戰(zhàn)場(chǎng)之一。降水量是否也類似于已有研究的變化規(guī)律，直接關(guān)系濱州市在“黃藍(lán)”戰(zhàn)略中的工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的規(guī)劃布局與開發(fā)，因此，筆者選用濱州市 1971～2005年氣象臺(tái)記錄的降水量資料，以 1971～2005 年的平均值代表降水平均值，采用統(tǒng)計(jì)法、降水傾向率、滑動(dòng)平均等方法，對(duì)濱州市降水量在年代、年際、季節(jié)等時(shí)間尺度上進(jìn)行分析,以期為濱州市的水資源規(guī)劃利用及防汛抗旱工作提供參考。

1 降水量的年際變化

1971～2005年間，濱州市降水量多年平均為575.8mm，最大年降水量968.4mm，最小值286mm，相對(duì)變化幅度為3.37，絕對(duì)變化幅度為682.4mm，變差系數(shù)為0.27，表明降水量的年際變化幅度和變差系數(shù)均較小(表1)。

表1 濱州市1971～2005年降水量序列特征值

從降水量的年代變化看(圖1)，濱州市1971～2005年降水量呈現(xiàn)明顯波動(dòng)變化的特點(diǎn)，且存在11a左右的突變周期，與太陽(yáng)黑子的變化周期相似，說明太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)區(qū)域降水具有顯著影響。降水總體呈現(xiàn)平緩的下降趨勢(shì),其傾向率為1.46，表明濱州市降水量和我國(guó)降水量變化趨勢(shì)一致，但有階段性增加、減少變化的特點(diǎn)。通過濱州市1971～2005年降水5a移動(dòng)均值變化曲線發(fā)現(xiàn),濱州市降水變化表現(xiàn)為明顯的階段性特征,20世紀(jì)70年代一直波動(dòng)減少，到1982年后呈波動(dòng)變化，但較平穩(wěn)。近年來，如1995～2005年的變化則呈現(xiàn)出明顯的正弦規(guī)律變化，說明其變化穩(wěn)定性增加。

圖1 濱州市1971～2005年年降水量變化

2 降水量的季節(jié)變化

濱州市35a年平均降水雖呈現(xiàn)減少趨勢(shì),但不同季節(jié)的降水變化卻不盡相同。用線性擬合統(tǒng)計(jì)35a濱州市年平均氣溫,得出年平均降水遞減率為1.46。 夏季(6～8月)、冬季(12～2月)的遞減率分別為1.96、0.09，而春季(3～5月)、秋季(9～11月)的降水量卻成增加趨勢(shì)，其增長(zhǎng)率分別為0.40、0.18，由此可以看出，濱州市降水量春、秋、冬3季的變化均較小，夏季的降水量變化較大，降水量的減少趨勢(shì)主要由夏季降水量貢獻(xiàn)(圖2)。

春季降水量在20世紀(jì)70年代先突減后回升至較低水平平穩(wěn)變化，春季為少雨期，1978年后到1980年又突增至高值;20世紀(jì)80年代維持在較高水平的波動(dòng)變化，春季為多雨期;90年代則維持在較低水平的波動(dòng)變化，但變幅較80年代有所減小，春季為少雨期;2000年以后表現(xiàn)為現(xiàn)增加后減少，總體呈增加趨勢(shì)。

夏季降水量在20世紀(jì)70年代經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)減少，其后降水的變化則保持平穩(wěn)波動(dòng);80年代末期出現(xiàn)突變，達(dá)到高峰后又突減，之后則又出現(xiàn)與70年代相似的情況。由此也可以看出，濱州市年降水量的減少主要是20世紀(jì)70年代和90年代的夏季降水減少貢獻(xiàn)的，且出現(xiàn)10a左右的時(shí)間周期。

秋季降水量呈微小的上升趨勢(shì)，除了1981、1986、1998年出現(xiàn)明顯的少雨期，1993、2004年出現(xiàn)明顯的多雨期，其降水的波動(dòng)變化還是比較平穩(wěn)的，5a移動(dòng)平均線表現(xiàn)出明顯的周期性余弦曲線變化規(guī)律。

冬季降水量隨時(shí)間的變化階段性特點(diǎn)顯著，具有10a的大高峰周期。20世紀(jì)70年代表現(xiàn)規(guī)律性的周期變化，為一個(gè)多雨期，80年代除了1984年的小高峰外，則維持在較低水平的穩(wěn)定少雨期，90年代先表現(xiàn)為波動(dòng)減少，后表現(xiàn)出浮動(dòng)較大的周期性波動(dòng)變化，2003年后變化趨緩。

表2是濱州市1971～2009年降水年代、季節(jié)變化情況。由表2可以看到,1971～1975年降水最多,主要由夏季降水貢獻(xiàn),1976年以后年降水則呈現(xiàn)波動(dòng)變化，1976～1980年較前5a明顯減少，主要是夏、秋2季降水幅度大引起；1981～1985年降水是夏、冬2季減少，而春、秋2季有所增加；1986～1990年降水有所增加，主要是夏季降水的回增貢獻(xiàn)，與此同時(shí)，秋季降水卻有明顯減少；1991～1995年春、夏、冬3季降水突降，只有秋季降水顯著增加；1996～2000年降水回升主要是夏季降水增加，但秋季降水又突減；2001～2005年降水與前5a持平，夏、秋2季變化較大。再結(jié)合圖2可以看到，濱州市降水的季節(jié)變化波動(dòng)變化較大，夏季降水變化對(duì)年降水量變化貢獻(xiàn)最大，直接影響年降水量的多少。

另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，1976年以后濱州市夏、秋2季的降水量呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的變化規(guī)律，由此推測(cè)可能是夏、秋2季影響我國(guó)降水的西太平洋副熱帶高壓的進(jìn)退時(shí)間和夏季風(fēng)輸送的水汽量的變化引起，這將在后續(xù)研究中進(jìn)行驗(yàn)證。

圖2 濱州市1971～2005年季節(jié)降水量變化曲線

表2 濱州市1971～2005年各年代、季平均降水量 mm

3 汛期(6～ 9月)降水量年際變化

圖3是濱州市1971～2005年月平均降水量。由圖3可看出，濱州市降水主要集中在6～9月，降水量平均為438.3mm，占全年76.12%，但年份之間的變化較大(圖4)；1～5月、10～12月占全年降水的比重較小，年份之間的變化較弱。同時(shí)，根據(jù)西太平洋副熱帶高壓進(jìn)退規(guī)律對(duì)我國(guó)夏季降水的影響，氣象專家將6～9月劃為濱州市降水的汛期是十分合理的。因此，筆者繼續(xù)采用6～9月作為降水汛期。

圖3 濱州市35a月平均降水量

圖4 1971～2005年濱州市汛期(6～9月)降水量變化曲線

由圖3還可看出，每年7月份為降水量最多的月份,降水量為181.29mm,分別占汛期降水和全年降水的41.36% 和31.49%,可見降水的集中程度較高。此外，濱州市35a汛期降水直接影響全年降水量,汛期降水與年降水量相關(guān)系數(shù)為0.942。分析圖4可以看出，濱州市35a汛期降水量占年降水量比例呈現(xiàn)傾向率為2.19線性減少趨勢(shì)，5a移動(dòng)平均與年降水量(圖1)變化相似，20世紀(jì)70年代一直波動(dòng)減少，到1982年后快速上升，之后從1986年到1994年，除1989年突減外，其他年份則呈平穩(wěn)的波動(dòng)變化。近年來，如1995年至2005年的變化則呈現(xiàn)出明顯的正弦規(guī)律變化，表明其變化穩(wěn)定性增加。

4 小結(jié)

(1)濱州市35a年降水量呈現(xiàn)交替變化的特點(diǎn),但是量的變化波動(dòng)性較大，階段性特征明顯。汛期降水與年降水量呈現(xiàn)正相關(guān),并直接影響全年降水量,其中7月份降水量占全年降水的比例高達(dá)31.49%。但是濱州市年降水量是呈下降趨勢(shì)的，其遞減速率為每年1.46mm，與氣象專家對(duì)我國(guó)降水變化的研究所得規(guī)律和魏敏等[2]對(duì)濱州市氣候特征解析所得規(guī)律一致。同時(shí)，年降雨量存在著11a的不十分明顯的周期，降水變化穩(wěn)定性規(guī)律趨勢(shì)卻表現(xiàn)顯著。

(2)四季降水變化差異明顯，夏、冬季降水呈減少趨勢(shì)，春、秋季呈增多趨勢(shì)。其中夏季減少最明顯(遞減率為1.96)，春季增加最明顯(增長(zhǎng)率為0.41)。但是春、秋季的增加趨勢(shì)無法抵消夏、冬季減少的趨勢(shì)，特別是夏季的減少趨勢(shì)。濱州市降水的減少也就主要源于夏季降水的減少。

(3)濱州市汛期降水減少趨勢(shì)顯著，遞減率為2.19，且汛期降水集中程度高，這可能與全球氣候變化背景下，影響東亞氣候的季風(fēng)環(huán)流中夏季風(fēng)、副熱帶高氣壓帶和洋流的變化有關(guān)，但這還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

[1]楊詩(shī)定．湖北谷城近49a降水變化特征分析[EB/OL]．http://wenku.baidu.com/view/76d04d22dd36a32d73758176.html．

[2]魏 敏，段文廣，安 林，等.濱州市氣候特征解析[A]．中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2008年年會(huì)干旱與減災(zāi)——第六屆干旱氣候變化與減災(zāi)學(xué)術(shù)研討會(huì)分會(huì)場(chǎng)論文集[C]．2008：364-370．

P426.6

A

1673-1409(2012)06-S005-05

2012-04-20

山東省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(j08we67)；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2011DQ018)；濱州學(xué)院精品課程資助項(xiàng)目(bzxyjpkc200808)。

夏興生(1989-)，男，甘肅慶陽(yáng)人，現(xiàn)從事遙感和地理信息系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究。

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.06.002