長(zhǎng)治市近54年降水時(shí)空變化特征分析

趙雙巧　李晶晶　張卉　張紅英　楊梅

摘 要：采用長(zhǎng)治市11個(gè)氣象站1960—2013的降水量系列數(shù)據(jù)，運(yùn)用一元線性回歸、線性傾向估計(jì)、5年滑動(dòng)平均等統(tǒng)計(jì)方法，分析了長(zhǎng)治市近54年降水量年變化、年際及各年代際的年平均降水量、各季降水量，降水日數(shù)及大雨以上降水日數(shù)的演變特征。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)治市；降水量；時(shí)空變化；特征

中圖分類號(hào)：P468.0+24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0142-03

IPCC第4次全球氣候評(píng)估報(bào)告明確指出，近100年來(lái)全球表面平均溫度升高了0.74 ℃。在全球氣候變暖的影響下，勢(shì)必導(dǎo)致降水時(shí)空格局發(fā)生變化。近些年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)各地的降水量變化規(guī)律作了不少研究。翟盤茂分析了中國(guó)北方近50年溫度和降水極端事件變化；馬柱國(guó)分析了近代中國(guó)北方干濕變化趨勢(shì)的多時(shí)段特征；劉揚(yáng)對(duì)中國(guó)北方地區(qū)降水變化的分區(qū)進(jìn)行了研究；張卉分析了山西省近49年降水量變化特征及趨勢(shì)；高文華分析了山西晉南地區(qū)近56年的氣候變化特征、突變與周期；李效珍分析了大同市近50多年降水演變特征。以上學(xué)者對(duì)華北地區(qū)、山西省及區(qū)域降水進(jìn)行的相關(guān)研究，都得出了有意義的結(jié)論。本文利用1960—2013長(zhǎng)治市11個(gè)氣象觀測(cè)站的降水資料，對(duì)長(zhǎng)治市近54年降水量變化進(jìn)行了較為全面的分析，旨在進(jìn)一步了解長(zhǎng)治市降水量的時(shí)空變化特征及規(guī)律，為合理開發(fā)利用長(zhǎng)治市的氣候資源，做好短期氣候預(yù)測(cè)、改善農(nóng)業(yè)環(huán)境提供重要的參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)治市位于山西省東南部，地處35°48'～37°08'N，111°55'～113°44'E之間，南北長(zhǎng)204 km，東西寬147 km，全區(qū)總面積13 896 km2，東倚太行山，西屏太岳山。長(zhǎng)治為太行山、太岳山所環(huán)繞，境內(nèi)山地、丘陵、盆地縱橫交錯(cuò)，海拔大都在900～1 600 m之間。長(zhǎng)治屬典型暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，全年冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷暑，雨熱同季。一般年平均降水量介于515.2～607.2 mm之間，主要集中在6—8月，7月降水量最多，1月降水量最少。

2 資料與方法

研究所用資料為長(zhǎng)治市11個(gè)地面氣象觀測(cè)站1960—2013的降水量系列觀測(cè)資料。運(yùn)用一元線性回歸、線性傾向估計(jì)、5年滑動(dòng)平均等統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)降水量的變化程度進(jìn)行衡量，并對(duì)其演變特征進(jìn)行分析。季節(jié)劃分采用氣候?qū)W常用的劃分標(biāo)準(zhǔn)：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12—2月為冬季。各級(jí)別降水日數(shù)的確定依據(jù)中國(guó)氣象行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，日（24 h）降水量≥0.1 mm為1個(gè)雨日，25.0 mm≤R24<50.0 mm為一個(gè)大雨日，50.0 mm≤R24<100.0 mm為一個(gè)暴雨日，100.0 mm≤R24<250.0 mm為一個(gè)大暴雨日。本文年（月、季）降水量定義為日降水量≥0.1 mm日數(shù)的總和，全市的年、季、月降水量為11個(gè)站的平均值。

冬季降水年代際變化見表1和圖7（d）。圖（d）呈“M”字型，冬季降水量21世紀(jì)初最多，為22.1 mm，70年代次之，90年代最少，為11.8 mm。20世紀(jì)70—90年代降水處于減少階段，90年代以后降水迅速增加，到21世紀(jì)初降水量增幅（87%）達(dá)到最大值，是近 54年來(lái)增幅最多的10年。這一變化趨勢(shì)與中國(guó)氣候變化現(xiàn)狀及前景分析中的結(jié)論大體一致。2010年以后降水量減幅為28%.

由此可見，20世紀(jì)70—90年代長(zhǎng)治市除春季降水處于增多趨勢(shì)外，夏、秋、冬季降水均處于不同程度的減少趨勢(shì)；2010年以后除夏季降水處于增多趨勢(shì)外，春、秋、冬季降水均處于不同程度的減少趨勢(shì)。這說(shuō)明長(zhǎng)治市20世紀(jì)70—90年代夏季處于長(zhǎng)期干旱時(shí)期，2010年以后夏季降水有增多趨勢(shì)。夏季是長(zhǎng)治市大秋作物需水關(guān)鍵期，降水的增多有利于大秋作物的生長(zhǎng)，但春季要有適宜的墑情才能保證苗全、苗壯，因此，掌握降水時(shí)空分布特征、合理利用水資源，對(duì)保證長(zhǎng)治市糧食產(chǎn)量的豐收有特別重要的意義。

5 降水日數(shù)變化趨勢(shì)

5.1 日降水量≥0.1 mm的日數(shù)

1960—2013長(zhǎng)治市近54年平均降水日數(shù)為87 d。年最多降水日數(shù)為126.3 d，出現(xiàn)在1964年；年最少降水日數(shù)為62.8 d，出現(xiàn)在1997年。降水日數(shù)總體上呈減少趨勢(shì)，減幅為2.6 d/10年。

5.2 大雨以上量級(jí)降水日數(shù)

洪澇災(zāi)害是長(zhǎng)治市最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，主要集中在6—8月，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民財(cái)產(chǎn)造成巨大影響，因此，主要對(duì)大雨以上量級(jí)的降水日數(shù)進(jìn)行分析。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1960—2013大雨平均日數(shù)為3.9 d，總體上略有減少趨勢(shì)，減幅為0.1 d/10年，年最多大雨日數(shù)為7.1 d，出現(xiàn)在2003年；暴雨平均日數(shù)為0.9 d，總體上呈略微的減少趨勢(shì)（見圖8），減幅為0.01 d/10年，年最多暴雨日數(shù)為2.1 d，出現(xiàn)在2013年；大暴雨平均日數(shù)為0.1 d，總體上呈略微的增加趨勢(shì)，增幅為0.01 d/10年，年最多大暴雨日數(shù)為0.6 d，出現(xiàn)在2001年?？梢?，近54年大雨、暴雨日數(shù)均有不同程度的減少趨勢(shì)，大暴雨日數(shù)呈略微的增加趨勢(shì)。暴雨日數(shù)從整體上看略有減少，但進(jìn)入2010年以后在逐年增多，到2013年暴雨日數(shù)達(dá)到近54年來(lái)的最大值（見圖8），說(shuō)明長(zhǎng)治市進(jìn)入2010年以后有夏季降水變強(qiáng)、洪澇災(zāi)害增多的趨勢(shì)。

6 主要結(jié)論

通過(guò)本文分析，得出以下結(jié)論：①長(zhǎng)治市降水量年變化呈“單峰”型變化，降水主要集中在5—9月，1月降水量最少，7月降水量最多。2013-07全市降水量和各縣降水量均達(dá)歷年極值，為有氣象記錄以來(lái)的最大值。②1960—2013降水量有較明顯的減少趨勢(shì)，減幅為16.5 mm/10 年。春、夏、秋季降水量呈不同程度的減少趨勢(shì)，冬季降水量略有增加趨勢(shì)。進(jìn)入2010年以后，夏季降水量基本上呈逐年增多的趨勢(shì)。夏季和秋季降水量減少幅度較大，近54年夏季減少了33.5 mm，秋季減少了43.4 mm，由此可見，年降水量的減少主要是由夏季和秋季降水量減少造成的。③60—70年代后期降水量在均值以上，70年代后期之后降水量在均值以下。60年代降水量最多，為597.1 mm；90年代降水量最少，為520.2 mm。20世紀(jì)60—90年代，降水量呈下降趨勢(shì)，進(jìn)入21世紀(jì)后降水量呈上升趨勢(shì)。④近54年降水日數(shù)以2.6 d/10年的減幅趨于減少。大雨、暴雨日數(shù)減幅分別為0.1 d/10年、0.01 d/10年，大暴雨日數(shù)增幅為0.01 d/10年。暴雨日數(shù)整體雖然呈略微的減少趨勢(shì)，但進(jìn)入2010年以后在逐年增多，到2013年暴雨日數(shù)達(dá)到近54年的最大值，說(shuō)明進(jìn)入2010年以后長(zhǎng)治市有夏季降水變強(qiáng)、洪澇災(zāi)害增多的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：趙雙巧（1964—），女，山西陵川人，工程師，2009年畢業(yè)于成都信息工程學(xué)院。

〔編輯：劉曉芳〕

Abstract： Changzhi City 11 weather stations 1960-2013 precipitation series data， using linear regression， linear trend estimated five-year moving average and other statistical methods to analyze the changes in Changzhi City， nearly 54 years of annual precipitation， interannual and the annual average rainfall each decadal， and each season precipitation， the evolution of the number of features and heavy precipitation days or more days of precipitation.

Key words： Changzhi City； precipitation； temporal and spatial variation； features

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作者簡(jiǎn)介：趙雙巧（1964—），女，山西陵川人，工程師，2009年畢業(yè)于成都信息工程學(xué)院。

〔編輯：劉曉芳〕

Abstract： Changzhi City 11 weather stations 1960-2013 precipitation series data， using linear regression， linear trend estimated five-year moving average and other statistical methods to analyze the changes in Changzhi City， nearly 54 years of annual precipitation， interannual and the annual average rainfall each decadal， and each season precipitation， the evolution of the number of features and heavy precipitation days or more days of precipitation.

Key words： Changzhi City； precipitation； temporal and spatial variation； features