近44年秦皇島市各等級(jí)降水日數(shù)的時(shí)空分布

張智華，孫麗華

（1. 盧龍縣氣象局，河北 秦皇島 066400；2. 秦皇島市氣象局，河北 秦皇島 066000）

近44年秦皇島市各等級(jí)降水日數(shù)的時(shí)空分布

張智華1，孫麗華2

（1. 盧龍縣氣象局，河北 秦皇島 066400；2. 秦皇島市氣象局，河北 秦皇島 066000）

利用1970—2013年秦皇島市5個(gè)測(cè)站逐日降水資料，采用距平百分率、線性趨勢(shì)法分析了近44 a秦皇島市不同等級(jí)降水日數(shù)的時(shí)空分布特征和變化規(guī)律。結(jié)果表明：在時(shí)間分布上，秦皇島市年總雨日數(shù)和各等級(jí)降水日數(shù)均呈減少趨勢(shì)，暴雨日數(shù)減少趨勢(shì)最不明顯。在空間分布上，秦皇島市年總雨日數(shù)和不同等級(jí)降水日數(shù)自北向南，呈現(xiàn)“多—少—多”的分布特征，北部山區(qū)青龍和南部沿海昌黎為多雨日中心，各站年總雨日數(shù)和小雨日均呈顯著減少趨勢(shì)。

降水日數(shù)；年際變化；空間特征

40多年來秦皇島市氣候發(fā)生了明顯的變化[1]，降水的氣候變化特征尤為顯著。降水量是指由天空中降落到地面上未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失，在地面上聚集的水層深度。降水是地表水及地下水的最終補(bǔ)給來源，降水的多少影響到人類生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、商業(yè)旅游、娛樂業(yè)等。降水的過多和過少引發(fā)的洪水和干旱，可對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成極大損失，甚至?xí)l(fā)文明的中斷和轉(zhuǎn)移[2]。因此，對(duì)降水時(shí)空分布的了解具有極其重要的意義[3]。由于降水在時(shí)間和空間上分布的不連續(xù)性，在精確測(cè)量降水的前提下，為了更好地了解降水，需要對(duì)降水的特征進(jìn)行研究。前人從不同角度，運(yùn)用了閾值方法、線性趨勢(shì)法、降水距平百分率、基于Copula函數(shù)的降水概率法等不同方法[3-8]分析了降水特征以及極端降水特點(diǎn)，研究者對(duì)降水總體變化趨勢(shì)和特征已經(jīng)有了更多的了解和認(rèn)識(shí)。旱澇災(zāi)害的發(fā)生不但與降水量有一定的關(guān)系，而且很大程度上還取決于降水在時(shí)間和空間上分布的不均勻性[5]。以前學(xué)者更多地關(guān)注降水量，而缺乏對(duì)雨日時(shí)空特征的了解。因此，本研究對(duì)秦皇島地區(qū)不同等級(jí)降水日數(shù)的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，了解近半個(gè)世紀(jì)以來秦皇島市旱澇災(zāi)害的特點(diǎn)，以期對(duì)分析秦皇島市的氣候特點(diǎn)提供科學(xué)的依據(jù)，對(duì)今后的氣候預(yù)測(cè)提供幫助。

1 資料和研究方法

1.1 研究區(qū)域

秦皇島市位于華北平原東北部，是我國首批沿海開放城市之一和著名的旅游城市。秦皇島市地形復(fù)雜，是河北省主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，南臨渤海、北依燕山，且位于華北和東北交界處，為東北、華北兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)的結(jié)合部。秦皇島市屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型大陸性氣候。

1.2 數(shù)據(jù)和資料來源

本研究所用氣象數(shù)據(jù)為秦皇島市5個(gè)氣象觀測(cè)站1970—2013年的逐日降水資料。計(jì)算距平用的平均值是1981—2010年各等級(jí)降水日數(shù)30 a的平均值。降水等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如下（r為24 h降水量，單位mm）：小雨0.1≤r＜10.0，中雨10.0≤r＜25.0，大雨25.0≤r＜50.0，暴雨≥50.0。秦皇島市逐年總雨日數(shù)及不同等級(jí)降水事件逐年發(fā)生日數(shù)為5個(gè)測(cè)站的平均值。

資料來源于河北省氣象局氣象整編資料和氣薄-1。

1.3 研究方法

應(yīng)用降水日數(shù)距平百分率法，線性趨勢(shì)法來分析秦皇島市不同等級(jí)降水事件變化趨勢(shì)。

2 不同等級(jí)降水事件的時(shí)間變化

2.1 年際變化

分別統(tǒng)計(jì)秦皇島市1970—2013年逐年不同等級(jí)降水事件出現(xiàn)的日數(shù)，研究其隨年際變化的特征。距平百分率計(jì)算方法如下：（逐年各等級(jí)降水日數(shù)-對(duì)應(yīng)等級(jí)降水的30 a平均日數(shù)）/30 a平均日數(shù)×100%。由圖1可以看出，秦皇島市年總雨日數(shù) (a圖）和小雨日數(shù)（b圖)線、性減少趨勢(shì)明顯；中雨日數(shù) (c圖）和大雨日數(shù) (d圖）也為減少趨勢(shì)，但不是很明顯；暴雨日數(shù) (e圖)變化最不明顯，幾乎不存在線性增加或較少趨勢(shì)。

圖1 不同等級(jí)降水日數(shù)距平變化

2.2 年代際變化

1970—2013年秦皇島市不同年代不同等級(jí)降水事件及總雨日平均頻次變化，見表1：

表1 1970—2013年秦皇島市不同年代總雨日數(shù)及各等級(jí)降水平均出現(xiàn)日數(shù) d

3 不同等級(jí)降水事件日數(shù)的空間分布特征

3.1 總雨日和不同等級(jí)降水事件日數(shù)空間分布

表2 1970—2013年秦皇島市各測(cè)站總降雨日數(shù)及各等級(jí)降水出現(xiàn)日數(shù) d

由表2可以看出，北部山區(qū)青龍受山地地形影響，為秦皇島地區(qū)多雨日中心，但暴雨日數(shù)峰值出現(xiàn)在行政區(qū)中間部位的盧龍和撫寧，暴雨最少的是秦皇島市區(qū)，與中心極值相差20%以上。位于南部沿海的昌黎降水總?cè)諗?shù)及小雨日數(shù)僅次于青龍，總體呈現(xiàn)出由南到北為“多—少—多”的分布特征。3.2總雨日和不同等級(jí)降水事件日數(shù)的趨勢(shì)變化

表3 1970—2013年秦皇島市各測(cè)站不同等級(jí)降水事件及總雨日趨勢(shì)變化 d/10 a

5個(gè)測(cè)站總雨日數(shù)均為負(fù)值，表明整個(gè)區(qū)域的總雨日數(shù)隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)出顯著減少的趨勢(shì)，北部山區(qū)青龍減少趨勢(shì)最為顯著（-35.7 d/10 a），中部的撫寧、盧龍及東部沿海的秦皇島市區(qū)減少趨勢(shì)均非常顯著，只有昌黎變化趨勢(shì)不太顯著（-13 d/10 a），呈現(xiàn)北多南少的分布特征，具體造成這種趨勢(shì)變化的原因有待進(jìn)一步分析。小雨日數(shù)除昌黎小雨日數(shù)為增加趨勢(shì)外（但未通過0.05的顯著性檢驗(yàn)），其他測(cè)站均為顯著減少趨勢(shì)。中雨、大雨各測(cè)站均為減少趨勢(shì)，其中50%的測(cè)站通過了顯著性檢驗(yàn)。暴雨減少趨勢(shì)均未通過顯著性檢驗(yàn)，說明暴雨雖有減少趨勢(shì)，但各測(cè)站均不顯著。

4 結(jié)論

（1）在時(shí)間分布上，近44 a來秦皇島市年總雨日數(shù)及不同等級(jí)降水日數(shù)均呈減少趨勢(shì)，年總雨日數(shù)的減少主要表現(xiàn)為小雨日數(shù)的減少，中雨和大雨次之；暴雨日數(shù)總體上為減少趨勢(shì)，但趨勢(shì)不明顯。

（2）在空間分布上，近44 a秦皇島市年總雨日數(shù)及不同等級(jí)降水事件日數(shù)分布自北向南，呈現(xiàn)“多—少—多”的特征，北部山區(qū)青龍位多雨日中心，降水日數(shù)的增多應(yīng)為受燕山山脈阻擋，迎風(fēng)坡降水增多因素的影響；南部沿海昌黎降水可能受其海洋氣候的影響；多暴雨中心位于中部地區(qū)的盧龍和撫寧。各站年總雨日數(shù)和下雨等級(jí)降水日數(shù)（除昌黎小雨日數(shù)外）呈顯著減少趨勢(shì)，北部及中東部地區(qū)減少趨勢(shì)相對(duì)更顯著；其他等級(jí)降水事件日數(shù)所有觀測(cè)站均呈減少趨勢(shì)，但減少速率相對(duì)較小。

（3）自20世紀(jì)90年代后，年降水日數(shù)減少趨勢(shì)更加顯著，降水有向極端化發(fā)展的趨勢(shì)，總降水日數(shù)及不同等級(jí)降水日數(shù)的減少與降水量減少呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，但具體的等級(jí)與量級(jí)之間是否有對(duì)應(yīng)關(guān)系，有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，早澇發(fā)生程度等的關(guān)系等都有待進(jìn)一步進(jìn)行研究。

[1]居麗玲，孫麗華，曹秀芝.秦皇島市氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的影響[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，16（1）：34-36.

[2]程明虎．千余年中國氣候變化與社會(huì)發(fā)展關(guān)系和機(jī)理研究對(duì)氣候變化建設(shè)和諧社會(huì)的思考[C]//中國工程院氣候變化咨詢項(xiàng)目——“科學(xué)認(rèn)識(shí)氣候變化及其后果”問題研究組第二次討論會(huì)報(bào)告匯編.北京：社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2010.

[3]周燕，程明虎．基于閾值方法原理的江淮地區(qū)降水特性研究[J]．氣象科技，2014，42（2）：287-293．

[4]任玉玉，任國玉．1960—2008江西省極端降水變化趨勢(shì)[J]．氣候與環(huán)境研究，2010，15（4）：462-469．

[5]韓軍彩，陳靜，岳艷霞，等．石家莊市不同等級(jí)降水日數(shù)的時(shí)空分布特征[J]．氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，25（6）：34-38．

[6]高霞，李強(qiáng)．1961—2005年河北省降水氣候特征及雨水資源的開發(fā)利用[J]．氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2008，24（4）：49-52．

[7]張強(qiáng)，李劍鋒，陳曉宏，等．基于Copula函數(shù)的新疆極端降水概率時(shí)空變化特征[J]．地理學(xué)報(bào)，2011，66（1）：3-12．

[8]任國玉，吳虹．我國降水變化趨勢(shì)的空間特征[J]．應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2000，11（3）：322-330．

[9]瞿盤茂，任福民，張強(qiáng)．中國降水極值變化趨勢(shì)檢測(cè)[J]．氣象學(xué)報(bào)，1999，57（2）：208-216．

（編輯：程 ?。?/p>

Space-time Distribution on Precipitation Days of Qinhuangdao in Recent 44 Years

Zhang Zhihua1,Sun Lihua2
（1.Lulong Meteorogical Bureau,Qinhuangdao Hebei 066400,China；2.Qinhuangdao Meteorogical Bureau,Qinhuangdao Hebei 066000,China）

Using daily rainfall data of 5 observational stations in Qinhuangdao during 1970-2013, some methods(the departure percentage and the linear trend method etc.)were used for analyzing space-time distribution characteristics and change rules about all grades in recent 44 years. Results showed that annual rainfall totals and rain days each grade tended to decrease on the time distribution,but the reducing trend of heavy rain wasn't obvious.Annual rainfall totals and precipitation days in different grades presented a so-called more-less-more features from north to south on space distribution.More rainfall days appeared in Qinglong county and Changli county, annual rainfall totals and light rain days showed an obvious reduction trend.

rainfall days，annual change，space-time characteristics

X16

A

1008-813X（2015）06-0041-03

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.06.10

2015-07-29

張智華（1978-），女，河北省盧龍縣人，畢業(yè)于南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專業(yè)，地面測(cè)報(bào)工程師，主要從事地面氣象觀測(cè)及預(yù)報(bào)服務(wù)工作。