1956—2018年瑪多地區(qū)氣溫、蒸發(fā)和降水量變化特征研究

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摘要：利用瑪多地區(qū)1956-2018年的月平均氣溫、降水資料，用經(jīng)驗函數(shù)擬合法和小波分析法對瑪多地區(qū)的月平均氣溫、蒸發(fā)和降水的變化趨勢和周期變化進行了分析研究。

關(guān)鍵詞：氣候變化；蒸發(fā)；氣溫；降水；Morlet小波

本文用經(jīng)驗函數(shù)擬合法和小波分析法對瑪多地區(qū)1956-2018年的月平均氣溫和降水量的氣候變化特征進行了分析研究。

1.數(shù)據(jù)與方法

本文使用1956-2018年的月平均氣溫、降水資料，在進行長期變化趨勢研究中把資料序列看成由以下3部分組成的方程，即：

Y（t）=f（t）+P（t）+s（t）（1）

其中，Y（t）為長期變化趨勢，它表示氣象要素在多年時間尺度內(nèi)顯示的漸升或漸降的變化；P（t）為周期變化，它表示氣象要素受天文氣候因素影響所固有的日或年變化；s（t）為隨機變化。本文忽略隨機變化，只對長期趨勢變化進行研究。在月平均氣溫、降水的多時間尺度特征分析中，運用小波變換方法。其小波母函數(shù)采用Morlet小波，φ（t）=e-t2/2eiwot，式中ω0為常數(shù)，時間單位為a0小波能量譜定義為不同尺度參數(shù)小波的貢獻之和：E（a，b）=lWX（a，b）21/Cφa2，本文在計算中去掉了常數(shù)cφ值。采用了紅噪聲譜α=0.05的顯著性檢驗。用小波方差檢驗出時間序列的主周期，通過繪制出的主周期小波系數(shù)圖，對瑪多地區(qū)未來的氣溫、降水變化趨勢進行預(yù)測。

2.結(jié)果與分析

2.1月平均氣溫、蒸發(fā)和降水量

從表1可知，瑪多地區(qū)一年中1—4月平均氣溫均在零度以下。而5月至9月平均氣溫則高于零度。據(jù)此，也可把瑪多地區(qū)的5—9月劃分為暖半年或夏半年，10月至翌年4月劃分為冷半年或冬半年。5—9月的夏半年或暖半年主要以降雨為主，10月至翌年4月的冬半年或冷半年主要以降雪為主。降水主要集中在5—9月，除5月外，其他月平均降水量均>30mm，而10月至翌年4月的降雪量幾乎均<10mm。

2.2月平均氣溫的長期變化趨勢

從圖l一元線性擬合曲線可看出，瑪多地區(qū)除7月外，月平均氣溫距平均呈增高趨勢。若把瑪多地區(qū)一年中平均氣溫零度以上的5一9月劃分為暖半年或夏半年，平均氣溫零度以下的10月至翌年4月劃分為冷半年或冬半年，根據(jù)圖l可知，瑪多地區(qū)增溫較明顯的月份正好為冬半年，其中l(wèi)1月近63a增加了2.9℃，夏半年增溫趨勢相比冬半年不明顯，尤其是以夏季為代表的7、8、9月，9月甚至有降溫趨勢，近63a降低了0.25℃，這表明瑪多地區(qū)呈現(xiàn)冬暖夏涼的現(xiàn)象。

2.3月降水量的長期變化趨勢

從圖2一元線性擬合曲線可看出：瑪多地區(qū)在2、4、5、7、9、11月的月降水量距平在近63a呈下降趨勢，其中5月下降幅度最大，近63a減少了3.17mm，7月下降趨勢最小，近63a減少了0.O1mm；而1、3、6、8、10、12月系數(shù)為正，說明這幾個月降水量距平值呈上升趨勢，其中10月增加最大，近63a增加了8.42mm，8月增加最少，近63a增加了0.19mm。相對于氣溫的變化來說，瑪多地區(qū)月降水量的變化規(guī)律不明顯，相鄰月份的降水量距平變化趨勢也不一致，但從降水量距平來看，瑪多地區(qū)降水量異常主要表現(xiàn)為降水異常偏多的情況。

3.結(jié)論與討論

通過使用經(jīng)驗函數(shù)擬合法和Morlet子波變換方法，對瑪多地區(qū)近63a的月平均氣溫、降水量變化進行了分析，初步得出如下結(jié)論：（1）近63a瑪多地區(qū)年平均氣溫呈增高趨勢。（2）近63a瑪多地區(qū)年降水量呈增加趨勢。（3）通過小波分析，發(fā)現(xiàn)瑪多地區(qū)月平均氣溫距平近63a存在93.5月（7.79a）的主周期，月降水量距平存在88.3月（7.35a）的主周期。根據(jù)主周期小波系數(shù)實部過程線，瑪多地區(qū)月平均氣溫在1997年后處于偏低期，月降水量距平在2009年后處于偏高期。

參考文獻：

[1]王雨斐，方國華，聞昕.1956-2015年高郵市氣溫和降水量變化特征研究[J].水資源與水工程學報，2018（1）：92-97.

[2]張曉惠.1951-2014年重慶市主城區(qū)氣溫和降水的變化特征研究[D].2016.