循化縣降水變化特征分析

鄧玉清

摘 要：利用1961—2017年循化縣氣象站的降水觀測資料，分析了該地區(qū)近57a來的降水變化特征。結果表明：近57a 循化年降水量為266.5mm，以2.16mm/10a的氣候趨勢呈微弱增加，降水年際變化較大，20世紀80年代開始降水量小幅上升，但各年代間增減不明顯；春夏秋冬四季降水量分別為45.0mm、165.1mm、55.4mm、1.0mm。年內(nèi)分布不均勻，夏季降水量最大，冬季最小，降水量主要集中在汛期（6—9月），7月最多，8月次之；春秋季降水呈增加趨勢，夏季呈減少趨勢，冬季降水無明顯變化趨勢；用M-K突變檢驗法對循化縣1961—2017年年降水量進行突變檢驗分析，得出1970年為年降水量突變年。

關鍵詞：降水量；年、季變化；突變檢驗

中圖分類號：S16 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190530066

循化縣位于青海省東部，全境由山、溝壑、坡、谷地構成，以農(nóng)業(yè)為主，氣候垂直變化明顯，光照充足，熱量豐富，年蒸發(fā)量大，年降水量少，年均降水量為270mm，雨熱同步。近年來氣候變化引起降水異常，導致當?shù)馗珊?、暴雨洪澇災害頻繁，冬春季森林火險情較高。降水作為表征氣候變化最主要的因素，對其分析具有重要意義。本著服務當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災減災和合理利用資源， 本文利用1961—2017年循化縣的降水資料，運用數(shù)學統(tǒng)計方法、一元線性傾向估計、M-K突變檢驗等分析方法，對循化縣近57a來降水量年、季變化及突變特征進行分析。

1 資料來源

本文依據(jù)的資料來源于循化縣國家級氣象觀測站（1961—2017年）近57a的降水資料，對其年際變化、季節(jié)變化以及突變進行分析。

2 分析方法

2.1 一元線性傾向估計法

采用一元線性傾向方法分析循化縣的年（代）、季降水年變化趨勢，以此反映降水活動變化情況。一元線性回歸即用最小二乘法擬合線性趨勢變化：y=a+bx，b為氣候傾向率， y表示降水量序列，x表示降水量對應的時間，a為回歸系數(shù)。氣候傾向率b反映循化縣近57a的降水變化趨勢。當b > 0時，降水量隨時間的增加呈上升趨勢。當b < 0時則反之。b值的大小反映了降水活動上升或下降的速率。

2.2 滑動平均

滑動平均是趨勢擬合的基礎方法，經(jīng)過滑動平均后，序列中短與滑動長度的周期大大削弱，顯現(xiàn)出變化趨勢?；瑒悠骄蛄斜硎緸椋何闹袑?7a的年降水資料采用5a滑動平均。

2.3 Mann-Kendall突變檢驗

Mann-Kendall方法是一種非參數(shù)統(tǒng)計檢驗方法，用于檢測序列的變化趨勢，可以用來檢驗降水的突變特征，一般取顯著性水平a = 0.05 ，那么臨界值U0.05 = ±1.96。將UFk和Bk2個統(tǒng)計量序列曲線和±1.96的2條直線均繪在1張圖上。分析繪出的UFk和UBk 曲線圖。若UFk和UBk的值大于0，則表明序列呈上升趨勢；小于0，則表明呈下降趨勢。當其超過臨界直線時，表明上升或下降趨勢顯著。超過臨界線的范圍確定為出現(xiàn)突變的時間區(qū)域。如果UFk和UBk 2條曲線出現(xiàn)交點，且交點在臨界線之間，那么交點對應的時刻便是突變開始的時間。

3 結果與分析

3.1 年降水量變化特征

從1961年以來的57a里，循化縣年平均降水量為266.5mm，年最大降水量為414.5mm（2008年出現(xiàn)），年最小降水量為182mm（1982年出現(xiàn)），降水量極值比達2.28，說明年降水量波動較明顯。以10a為1個年代的降水量變化顯示，20世紀60年代，循化縣降水量為264.1mm；70年代259.3mm；80年代開始小幅上升，為269.7mm；90年代270.9mm；00年代275.3mm，80年代降水變化最明顯，其次是21世紀00年代，但各年代降水量增減不十分明顯著。近57a來降水趨勢總體呈現(xiàn)弱的上升，氣候傾向率2.16mm/10a。

3.2 四季降水量變化特征

本文中季節(jié)采用氣象季節(jié)劃分方法，即3—5月為春季、6—9月為夏季、10—11月為秋季、上年12月—本年2月為冬季。

循化縣屬高原大陸性氣候，季風氣候明顯，冬半年氣候寒冷少雨，夏半年溫暖涼爽，雨熱季同期，因此降水也有明顯的干濕季之分以及季節(jié)性變化。從四季降水量統(tǒng)計表1可以看出，循化縣降水主要集中在夏季，平均降水量為165.1mm，其次是秋季和春季，平均降水量為55.4mm、45.0mm，冬季降水量最少，平均降水量只有1.0mm。四季中降水量呈單峰性變化，形成汛期（6—9月）降水量最集中，年頭年尾（1—2月、11—12月）降水稀少，7月降水量達最大、8月次之，12月最小，循化縣降雨時空分布不均勻是造成這一降水氣候特征的主要原因。

從四季降水量變化趨勢可看出，春秋季增加，每10a增加2.23mm和2.0mm；夏季呈遞減趨勢，降水每10a減少2.05mm；冬季降水趨勢不明顯，降水氣候傾向率接近0.00mm/10a，其中春季降水波動幅度最大。

3.3 降水量突變分析

對循化縣57a的年降水量數(shù)據(jù)用M-K非參數(shù)檢驗方法檢驗。從圖1循化縣57a年降水量M-K統(tǒng)計曲線看出，1971年與1973年 UFK曲線與臨界線有交點，因此1970年以后循化地區(qū)降水量減少，且下降顯著，1973年后趨勢減緩，但1974年開始降水量再次降低。由圖可見UFK曲線與UBK曲線的交點出現(xiàn)在1970年，且在臨界線信度之內(nèi)，說明1970年是循化縣年降水量的突變年。

4 結論

1961—2017年循化縣年平均降水量為266.5mm，最大值414.5mm，最小值為182.0mm。20世紀80年代降水量開始小量增加，但各年代增減不顯著。年降水量總體呈弱的增加趨勢，氣候傾向率2.16mm/10a。

降水量季節(jié)變化明顯，其中夏季降水量占比最多，其次是秋季和春季，冬季降水量最少。春季、秋季降水量呈增多趨勢，夏季呈減少趨勢、冬季降水趨勢基本不變，春季降水波動最大，冬季降水不明顯。

循化縣年降水量從1970年開始呈遞減趨勢，降水量遞減明顯，1970年為循化縣年降水量突變年。

參考文獻

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