青州市近50年降水變化特征分析

高建英 邱東鳳 閆景鵬

摘 要 在全球變暖大背景下，青州市1961-2010年平均降水量659.6 mm，年最多降水量1046.4 mm（1990年），年最少313.3 mm（1989年）。青州市年平均降水量總體上呈顯著減少趨勢(shì)，變化趨勢(shì)為-16.50 mm/10 a，1961-2010年年平均降水量減少82.5 mm。夏、秋、冬三季降水量均為減少趨勢(shì)，夏季變化趨勢(shì)為-12.7 mm/10 a，秋季變化趨勢(shì)為-7.0 mm/10 a、冬季變化趨勢(shì)為-0.6 mm/10 a，而春季降水量變化趨勢(shì)則小幅增大趨勢(shì)，趨勢(shì)為1.7 mm/10 a。

關(guān)鍵詞 青州市降水量變化減少趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：S161.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.26.051

降水量的變化趨勢(shì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活都有非常重要的影響，張國(guó)宏[1]等指出：1961-2007年中國(guó)年降水量減少的區(qū)域主要在東北、華北、西北東部、西南東部和華南西部。廉麗姝[2]等研究表明：近41 a山東省年平均降水量呈下降態(tài)勢(shì)，但各季平均降水量的時(shí)間變化趨勢(shì)有所不同。其中下降最為顯著的是夏季。高曉梅[3]等研究表明：濰坊市年降水量年際變化較大，總體呈明顯下降趨勢(shì)；季節(jié)降水量年際變化亦呈下降趨勢(shì)。

青州市位于山東半島中部，地處魯中山區(qū)和魯北平原結(jié)合部，屬南北氣候過(guò)渡帶的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，其特點(diǎn)為：冬冷夏熱，四季分明，光照充足；春季風(fēng)多雨少；夏季炎熱多雨，溫高濕大；秋季天高氣爽，晚秋多干旱；冬季干冷，寒風(fēng)頻吹。

青州市降水量季變化顯著，夏季由于暖濕氣團(tuán)影響降水量充足，秋末到春初，由于大陸干冷氣團(tuán)控制，降水量稀少。近年來(lái)，在全球氣候變化的影響下，極端天氣氣候事件的增多，明顯影響到各行各業(yè)的發(fā)展。因此對(duì)青州1961-2010年以來(lái)氣候變化的研究受到人們的重視。

1 資料來(lái)源及研究方法

1.1 資料來(lái)源及標(biāo)準(zhǔn)

利用青州市1961-2010年較為完整降水觀測(cè)資料，詳細(xì)分析青州市1961-2010年氣候基準(zhǔn)值——年、季、月降水量和降水日數(shù)的空間分布特征，以期揭示全球氣候變暖背景下青州市農(nóng)業(yè)氣象條件的變化特征，這對(duì)有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有重要意義。

資料說(shuō)明：四季劃分：冬季（12、1、2月）、春季（3、4、5月）、夏季（6、7、8月）、秋季（9、10、11月）。日降水量≥0.1 mm定義為一個(gè)降水日數(shù)。

1.2 研究方法

在分析氣候要素長(zhǎng)期變化趨勢(shì)時(shí)使用線性回歸方法，并就其變化趨勢(shì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)；突變分析采用了Mann-Kendall方法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)等判斷方法[4]。

1.2.1 線性趨勢(shì)

用xi代表氣象要素值，為因變量，ti代表時(shí)間，為自變量，建立各要素與時(shí)間之間的一元線性回歸方程，來(lái)表示變化趨勢(shì)：xi=a+bti（i=1，2，…n），其中a為回歸常數(shù)；b為回歸系數(shù)，b>0則表示呈上升趨勢(shì)，b<0則表示呈下降趨勢(shì)。b值的大小反映了某要素上升或下降的速率，即表示上升或下降的傾向程度[4]。

1.2.2 滑動(dòng)t檢驗(yàn)法

滑動(dòng)t檢驗(yàn)是通過(guò)考察兩組樣本平均值的差異是否顯著來(lái)檢驗(yàn)突變。其基本思想是把一氣候序列中兩段子序列均值有無(wú)顯著差異看作來(lái)自兩個(gè)總體均值有無(wú)顯著差異的問題來(lái)檢驗(yàn)。給定顯著性水平 ，查t分布表得到臨界值t，若∣t∣≤t，則認(rèn)為基準(zhǔn)點(diǎn)前后的兩子序列均值無(wú)顯著差異，否則認(rèn)為在基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)刻出現(xiàn)了突變。

1.2.3 Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法

時(shí)間序列變化進(jìn)行突變檢驗(yàn)采用Mann-Kendall（簡(jiǎn)稱M-K）法，作為一種檢測(cè)氣候突變的新方法，它具有檢測(cè)范圍寬、定量化程度高的特點(diǎn)，它以氣候序列平穩(wěn)為前提，并且這序列是隨機(jī)獨(dú)立的，其概率分布等同。當(dāng)UF超過(guò)信度線，即表示存在明顯的變化趨勢(shì)，如果曲線UF和UB的交叉點(diǎn)位于信度線之間，這點(diǎn)便是突變點(diǎn)的開始。

2 資料分析

2.1 降水量變化趨勢(shì)

青州市1961-2010年降水量呈顯著減少趨勢(shì)，其氣候傾向率為：-16.50 mm/10 a，近50年青州市年平均降水量減少82.5 mm。青州市1961-2010年平均降水量659.6 mm，年最多降水量1046.4 mm（1990年），年最少313.3 mm（1989年）。青州市年平均降水量總體上呈顯著減少趨勢(shì)，變化趨勢(shì)為-16.50 mm/10 a，1961-2010年年平均降水量減少82.5 mm。夏、秋、冬三季降水量均為減少趨勢(shì)，夏季變化趨勢(shì)為-12.7 mm/10 a，秋季變化趨勢(shì)為

-7.0 mm/10 a、冬季變化趨勢(shì)為-0.6 mm/10 a，而春季降水量變化趨勢(shì)則小幅增大趨勢(shì)，趨勢(shì)為1.7 mm/10 a。

2.2 降水突變分析

圖1中，UF和UB曲線的交點(diǎn)有3個(gè)，分別是1965年、2003年和2005年，但是如此頻繁的突變點(diǎn)是不正常的，需要對(duì)M-K法檢測(cè)到的突變點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，采用圖2滑動(dòng)t檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)（取0.05的顯著性水平），結(jié)果表明降水序列未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn)，即青州市降水不存在明顯的突變點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

青州市年平均降水量總體上呈顯著減少趨勢(shì)，變化趨勢(shì)為-16.50 mm/10 a，1961-2010年年平均降水量減少82.5 mm。1961-2010年以來(lái)，青州市降水量的減少主要表現(xiàn)在夏、秋、冬季降水量的減少，尤其是夏季降水量的減少。此外由于地形影響，西南山區(qū)和北部平原也有明顯的地理差異。

參考文獻(xiàn)

[1]張國(guó)宏，李智才，宋燕，等.中國(guó)降水量變化的空間分布特征與東亞夏季風(fēng)[J].干旱區(qū)地理，2011，34（1）：35-41.

[2]廉麗姝，李為華，朱平盛.山東省近40年氣候變化特征[J].氣象科技，2006，34（1）：57-61.

[3]高曉梅，馬守強(qiáng)，董晨娥，等.近45年濰坊市降水氣候特征及水資源現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2009，30（S1）：16-21.

[4]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2007.

（責(zé)任編輯：趙中正）