近55年龍川縣降水蒸發(fā)差的變化特征

曾思亮,曾欽文,林珊珊,吳嘉研

(廣東省龍川縣氣象局,廣東 龍川 517300)

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近55年龍川縣降水蒸發(fā)差的變化特征

曾思亮,曾欽文,林珊珊,吳嘉研

(廣東省龍川縣氣象局,廣東 龍川 517300)

利用龍川國(guó)家基本氣象站1961—2015年降水蒸發(fā)差資料,應(yīng)用線性趨勢(shì)分析、Morlet小波分析等方法,分析龍川縣近55 a來降水蒸發(fā)差的變化特征、變化周期及其影響因子,為龍川縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源調(diào)度、防旱減災(zāi)提供科學(xué)指引。

氣候?qū)W；降水蒸發(fā)差；線性趨勢(shì)；小波分析；龍川縣

降水蒸發(fā)差代表一地降水量與蒸發(fā)量的差值,客觀地反映了一地從大氣層中獲得的可用水資源情況[1-3]。周連童等研究了華北地區(qū)降水、蒸發(fā)和降水蒸發(fā)差的時(shí)空變化特征,表明降水蒸發(fā)差可定義為區(qū)域可利用水資源量[4]；吳初梅等研究了蒸發(fā)量季節(jié)變化與干旱發(fā)生的關(guān)系,表明降水蒸發(fā)差可以真實(shí)地反映一地農(nóng)業(yè)干旱發(fā)生的實(shí)際情況[5],因此,加強(qiáng)對(duì)降水蒸發(fā)差的變化特征研究,可以充分了解一地可利用水資源的時(shí)間變化特征,進(jìn)一步掌握農(nóng)業(yè)干旱的發(fā)生規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)。龍川縣位于粵東北山區(qū),屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占比重,農(nóng)業(yè)用水需求量大,但常受干旱災(zāi)害的影響。本文綜合應(yīng)用線性趨勢(shì)分析[6-8]、Morlet小波分析等方法[9-10],分析龍川縣近55 a來降水蒸發(fā)差的年代、年、季變化特征、變化周期及其影響因子[11-12],為龍川縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源調(diào)度、防旱減災(zāi)提供科學(xué)指引[13-14],充分發(fā)揮氣象為農(nóng)服務(wù)效益和氣象防災(zāi)減災(zāi)效益。

1 資料來源

本文利用龍川國(guó)家基本氣象站1961—2015年的降水、蒸發(fā)資料計(jì)算降水蒸發(fā)差,并對(duì)降水蒸發(fā)差按年代、年、季進(jìn)行時(shí)間序列分析,其中降水資料為 20:00 時(shí)—次日20:00資料,春夏秋冬4季按3—5月、6—8月、9—11月及12—次年2月劃分。

2 降水蒸發(fā)差變化趨勢(shì)

2.1年代際變化趨勢(shì)

對(duì)1961—2015年龍川縣降水蒸發(fā)差資料進(jìn)行年代際分析,發(fā)現(xiàn)近55 a龍川縣降水蒸發(fā)差年代際變化呈單峰型(表1),20世紀(jì)60年代至20世紀(jì)80年代呈增加趨勢(shì),20世紀(jì)90年代至2015年呈減少趨勢(shì)；最大值為20世紀(jì)80年代的400.82 mm,最小值為20世紀(jì)60年代的209.88 mm,兩者相差190.94 mm。

表1 1961—2015年龍川縣降水蒸發(fā)差年代際變化 mm

2.2 年變化趨勢(shì)

對(duì)1961—2015年龍川縣降水蒸發(fā)差資料進(jìn)行線性趨勢(shì)分析(如圖1所示),發(fā)現(xiàn)近55 a龍川縣降水蒸發(fā)差呈微弱增加趨勢(shì),年遞增率為1.046 mm/a,相關(guān)系數(shù)為0.047,未通過α=0.05的顯著性水平檢驗(yàn)；降水蒸發(fā)差的年際變化較大,最大值為1983年的1 201 mm,最小值為1963年的-410.1 mm,兩者相差1 611.1 mm；從圖1的7 a滑動(dòng)平均曲線可知,1961—1985年整體呈較明顯遞增趨勢(shì),1986—2015年呈增減相間的波動(dòng)趨勢(shì)。

圖1 1961—2015年龍川縣降水蒸發(fā)差年際變化

2.3季變化趨勢(shì)

對(duì)1961—2015年龍川縣春夏秋冬4季的降水蒸發(fā)差資料進(jìn)行線性趨勢(shì)分析(如圖2所示),發(fā)現(xiàn)近55 a來春季和夏季的降水蒸發(fā)差較多,分別為315.04 mm、184.26 mm,可利用水資源相對(duì)豐富；秋季和冬季的降水蒸發(fā)差較少,分別為-123.03 mm、-33.05 mm,較容易發(fā)生干旱；春季、夏季和冬季的降水蒸發(fā)差呈微弱遞增趨勢(shì),遞增率分別為1.667 mm/a、0.412 mm/a和0.851 mm/a,相關(guān)系數(shù)分別為0.115、0.033和0.102,均未能通過α=0.05的顯著性檢驗(yàn),可見春季、夏季和冬季的降水蒸發(fā)差增加趨勢(shì)不明顯；秋季的降水蒸發(fā)差呈遞減趨勢(shì),遞減率為-1.884 mm/a,相關(guān)系數(shù)為0.197,通過了α=0.05的顯著性檢驗(yàn),可見龍川縣秋季的降水蒸發(fā)差減少趨勢(shì)是較為明顯的,也表明秋季發(fā)生干旱的風(fēng)險(xiǎn)在不斷增大,這就要求龍川縣在引種秋季作物時(shí)要注意選育抗旱性好的品種。

圖2 1961—2015年龍川縣春(a)、夏(b)、秋(c)、冬(d)四季降水蒸發(fā)差線性趨勢(shì)

3 周期分析

對(duì)1961—2015年龍川縣降水蒸發(fā)差資料進(jìn)行Morlet小波分析并利用MATLAB軟件繪圖,發(fā)現(xiàn)近55 a龍川縣降水蒸發(fā)差存在以下變化周期(如圖3所示)：1961—1985年存在8 a左右的變化周期；1986—2015年存在多種周期并存的現(xiàn)象,主要有1986—2002年的4 a左右周期和1996—2007年的7 a左右周期；可見1986年后降水蒸發(fā)差變化的不確定性在不斷加大,這就要求龍川縣要充分發(fā)揮轄區(qū)內(nèi)水庫(kù)特別是楓樹壩水庫(kù)在春夏季的蓄水防旱作用,做好水資源的科學(xué)調(diào)度工作,確保秋冬季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。

4 影響因子分析

分析1961—2015年龍川縣降水量、蒸發(fā)量、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)、總云量、低云量、水汽壓、平均風(fēng)速、平均氣溫等氣象因子與降水蒸發(fā)差的相關(guān)關(guān)系(如表2所示),發(fā)現(xiàn)降水蒸發(fā)差與降水量、相對(duì)濕度、總云量、低云量、水汽壓呈正相關(guān),并全部通過α=0.01的顯著性檢驗(yàn)；降水蒸發(fā)差與蒸發(fā)量、日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān),并全部通過α=0.001的顯著性檢驗(yàn)；降水蒸發(fā)差與平均風(fēng)速、平均氣溫相關(guān)性不明顯。

圖3 1961—2015年龍川縣降水蒸發(fā)差小波分析

表2 1961—2015年龍川縣氣象因子與降水蒸發(fā)差的相關(guān)關(guān)系

5 結(jié)語(yǔ)

1) 近55 a龍川縣降水蒸發(fā)差年代際變化呈單峰型,20世紀(jì)80年代為峰值期。降水蒸發(fā)差年遞增率為1.046 mm/a,其中1961—1985年整體呈較明顯遞增趨勢(shì),1986—2015年呈增減相間的波動(dòng)趨勢(shì)。

2) 近55 a龍川縣春季和夏季降水蒸發(fā)差分別為315.04 mm/a、184.26 mm/a,可利用水資源相對(duì)豐富；秋季和冬季降水蒸發(fā)差分別為-123.03 mm/a、-33.05 mm/a,較容易發(fā)生干旱；春季、夏季、冬季降水蒸發(fā)差年變化趨勢(shì)不明顯,秋季降水蒸發(fā)差呈較明顯的遞減趨勢(shì),遞減率為-1.884 mm/a,秋季發(fā)生干旱的風(fēng)險(xiǎn)在不斷增大。

3) 1961—1985年降水蒸發(fā)差存在8年左右的變化周期；1986—2015年存在多種變化周期并存的現(xiàn)象,主要有1986—2002年的4年左右周期和1996—2007年的7年左右周期。

4) 近55 a龍川縣降水蒸發(fā)差與降水量、相對(duì)濕度、總云量、低云量、水汽壓呈顯著正相關(guān)；降水蒸發(fā)差與蒸發(fā)量、日照時(shí)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

5) 龍川縣在引種秋季作物時(shí)要注意選育抗旱性好的品種, 同時(shí)，要充分發(fā)揮轄區(qū)內(nèi)水庫(kù)特別是楓樹壩水庫(kù)在春夏季的蓄水防旱作用,做好水資源的科學(xué)調(diào)度工作,確保秋冬季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。

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(本文責(zé)任編輯 王瑞蘭)

Variation Characteristics of Difference between Precipitation and Evaporation over the Past 55 Years in Longchuan

ZENG Siliang，ZENG Qinwen，LIN Shanshan，WU Jiayan

(Meteorological Bureau of Longchuan County，Guangdong Province， Longchuan 517300，China)

With the data of differences between precipitation and evaporation at a national basic weather station in Longchuan for 1961-2015 and the techniques of linear trend analysis，wavelet analysis, the characteristics and cycle of variation and the impact factor of difference between precipitation and evaporation over the past 55 years in the county are analyzed，which provides scientific guidance for agricultural production，water resource scheduling and drought relief.

climatology, difference between precipitation and evaporation, linear trend, wavelet analysis, Longchuan County

2016-05-19;

2016-06-28

曾思亮(1986),男,本科,助理工程師,從事天氣預(yù)報(bào)及氣象服務(wù)等工作。

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