我國秋季相對濕度變化特征分析

陳震　王冠　王丹

摘要 利用NCEP相對濕度資料及EOF分解法對我國秋季相對濕度進(jìn)行分析。結(jié)果表明，4個模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率分別為30.3%、11.8%、6.8%、5.9%。第一模態(tài)全國相對濕度偏低，東部地區(qū)尤為明顯，且發(fā)生一次由濕度大轉(zhuǎn)為濕度小的突變。第二模態(tài)自西向東呈“- + - +”的空間分布，1971年和1994年發(fā)生2次突變。第三模態(tài)自西南向東北呈“+ - +”的空間分布，相對濕度變化以多波動形式展現(xiàn)。第四模態(tài)與第三模態(tài)完全相反，呈“- + -”的空間分布特征。

關(guān)鍵詞 相對濕度；NCEP資料；EOF分解法；河北唐山；秋季

中圖分類號 P426.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）16-0173-02

Abstract Based on NCEP data from 1956 to 2015 and EOF analysis，the temporal and spatial distribution characteristics of autumn relative humidity in China were analyzed. Results indicated that there were four typical spatial distributions and the variance contribution rate of the first four modes were 30.3%，11.8%，6.8%，5.9%，respectively. In the first mode，the relative humidity of the whole country was low，especially in the eastern region，which had a sudden change from high to low.In the second mode，the spatial distribution of relative humidity showed“- + - +”from west to east and there were two sudden changes of relative humidity happened in 1971 and 1994.The third mode showed that the relative humidity from southwest to northeast was“+ - +”and the fourth mode showed inverse pattern.

Key words relative humidity；NCEP data；EOF analysis；Tangshan Hebei；autumn

相對濕度是表征空氣含水多少的物理量，其大小將直接影響空氣質(zhì)量及能見度。裴玉芳等[1]指出海東市相對濕度年變化呈單峰分布，1月最小，9月最大，濕度變化與溫度和風(fēng)速成負(fù)相關(guān)關(guān)系。何 毅等[2]分析指出北疆盆地濕度逐年減小，南疆則略有上升，總體上經(jīng)歷了“增—減—增—減”的過程。王 滿等[3]分析了河南煙區(qū)濕度變化，指出相對濕度存在3年和6年的短周期振蕩。徐宗學(xué)等[4]認(rèn)為西藏地區(qū)夏季“減濕”現(xiàn)象明顯，春秋季“增濕”現(xiàn)象明顯。

1 資料與方法

本文以美國大氣環(huán)境中心NCEP/NCAR相對濕度資料為基礎(chǔ)，用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解法（EOF）對相對濕度場進(jìn)行分解。分解所得特征向量按方差貢獻(xiàn)率排序，本文取前4個模態(tài)以及對應(yīng)的時間系數(shù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

第一模態(tài)（貢獻(xiàn)率為30.3%）顯示，除新疆西部、青海及四川空間系數(shù)為正值外（系數(shù)為0.03～0.06），我國大部地區(qū)空間系數(shù)均為負(fù)值，東部地區(qū)空間系數(shù)均在-0.08以下，見圖1（a）。結(jié)合第一模態(tài)時間系數(shù)分析，相對濕度在時間上存在明顯的突變特征，見圖2（a）。20世紀(jì)50年代至70年代中期，時間系數(shù)基本為負(fù)值，全國相對濕度偏高。1956—1965年間時間系數(shù)振幅較大，說明相對濕度明顯上升。1965年后系數(shù)絕對值明顯減小，相對濕度上升減緩。1975年后時間系數(shù)基本為正值且逐年升高，表明相對濕度逐年下降。第一模態(tài)表明我國相對濕度全國變化一致，表現(xiàn)為先升高后降低，突變時間大致在1975年。

第二模態(tài)（貢獻(xiàn)率為11.8%）自西向東呈“- + - +”的空間分布，見圖1（b）。西部及華北地區(qū)為負(fù)值區(qū)，東北及中南地區(qū)為正值區(qū)。其中，西部地區(qū)有3個負(fù)值中心，華北地區(qū)僅有1個負(fù)值中心，位于唐山附近。時間系數(shù)表明1971年及1994年為2個突變年，見圖2（b），1956—1971年時間系數(shù)為負(fù)值且逐年減小，這一階段我國相對濕度呈自西向東“+ - + -”的分布特征，即西部和華北地區(qū)濕度大，中南及東北地區(qū)濕度小。1972—1993年時間系數(shù)基本為正，平均值在1.0以上。這一階段相對濕度自西向東呈“- + - +”的空間分布，即西部和華北地區(qū)濕度小，中南及東北地區(qū)濕度大。1994年至今，時間系數(shù)為負(fù)值，空間分布與1956—1971年一致但變化強(qiáng)度更強(qiáng)。

第三模態(tài)（貢獻(xiàn)率為6.8%）自西南向東北呈“+ - +”的空間分布，見圖1（c）。東三省及河套地區(qū)分別有范圍廣、空間系數(shù)絕對值大（系數(shù)絕對值>0.08）的極值中心。由圖2（c）可知，系數(shù)為正的年份（31年）多于系數(shù)為負(fù)的年份（28年）。1956—2015年，負(fù)系數(shù)集中在兩端，正系數(shù)集中在中間。第三模態(tài)表明20世紀(jì)60—70年代及2000年至今相對濕度西南、東北地區(qū)小，中部地區(qū)相對濕度大。20世紀(jì)70年代至90年代末相對濕度西南、東北地區(qū)大，河套地區(qū)相對濕度較小。

第四模態(tài)（貢獻(xiàn)率為5.9%）與第三模態(tài)呈相反的空間分布，見圖1（d），即呈“- + -”的分布。西部及東北地區(qū)為負(fù)值中心，華北、華南地區(qū)為正值中心，系數(shù)值同樣在0.08以上。時間系數(shù)絕對值先大后小，見圖2（d），1961年和1966年是系數(shù)絕對值最大的2年，也是濕度變化最明顯的2年。

3 結(jié)論

（1）第一模態(tài)全國呈“同一型”分布?？臻g系數(shù)全國大部為負(fù)值，負(fù)極值中心位于我國東部，范圍廣，數(shù)值低。時間系數(shù)表明相對濕度大致在1975年發(fā)生突變，由相對濕度增大轉(zhuǎn)為相對濕度減小。

（2）第二模態(tài)自西向東呈“- + - +”分布。我國西部及華北地區(qū)相對濕度較其他地區(qū)偏小，尤其是東北地區(qū)。時間系數(shù)顯示1971年和1994年相對濕度發(fā)生反相位突變。

（3）第三模態(tài)自西南向東北呈“+ - +”分布。西南地區(qū)的高原區(qū)及東北的平原區(qū)是系數(shù)為正的區(qū)域，河套一帶則是大片負(fù)值區(qū)，相對濕度呈“兩高夾一低”的分布形勢。時間系數(shù)則表現(xiàn)為多波動變化，1997年及1998年是變化最強(qiáng)烈的2年。

（4）第四模態(tài)與第三模態(tài)完全相反，呈“- + -”分布。高原區(qū)與東北平原區(qū)為負(fù)值，中部及南部為正直區(qū)，空間分布呈“兩低夾一高”分布形勢。時間系數(shù)絕對值先大后小，表明相對濕度變化先強(qiáng)烈后緩和。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 裴玉芳，張啟發(fā)，祁棟林，等.1961—2015年海東市相對濕度時空變化特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（8）：224-226.

[2] 何毅，楊太保，陳杰，等.1955—2012年南北疆氣溫、降水及相對濕度趨勢分析[J].水土保持研究，2015（2）：269-277.

[3] 王滿，許自成，蘇永士，等.河南煙區(qū)近35年來相對濕度變化特征分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011（10）：93-99.

[4] 徐宗學(xué)，張玲，黃俊雄，等.西藏地區(qū)氣溫、降水及相對濕度的趨勢分析[J].氣象，2007（7）：82-88.endprint