遼寧近50年夏季降水變化特征分析

白佳寧 孫可 常相伊

摘 要： 本文利用遼寧省23個(gè)氣象觀測(cè)站1964—2013年的夏季降水量資料，利用趨勢(shì)分析、小波分析、Mann—Kendall檢驗(yàn)等方法，對(duì)遼寧省夏季降水的時(shí)空變化特征、周期變化和突變特征進(jìn)行了分析，主要得出以下結(jié)論：（1）1964—2013年遼寧省夏季降水量及降水日數(shù)整體均呈減少趨勢(shì)，降水量減少趨勢(shì)不明顯，降水日數(shù)減少顯著。（2）遼寧省的夏季降水量和降水日數(shù)均分別存在10a、9a的周期，降水量無(wú)明顯突變，降水日數(shù)突變開(kāi)始于1971年。（3）遼寧省夏季降水的空間分布很不均勻，整體降水量由東南到西北逐漸遞減。近50年，遼西南部降水量下降最為顯著，遼中區(qū)、遼西偏東和遼東南部降水量變化均不大.。

關(guān)鍵詞： 夏季降水;時(shí)空分布;小波分析;突變檢驗(yàn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】P423.3 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.272

1 年變化特征

近50年遼寧夏季降水量的傾向率為-9.6mm/10a，呈現(xiàn)弱的減少趨勢(shì)。夏季降水量的最多的年份為1985年，為693mm，年降水量最少的年份為2000年，為377mm。從五年滑動(dòng)平均曲線來(lái)看，兩個(gè)波峰出現(xiàn)的時(shí)間為20世紀(jì)80年代中期和90年代中后期，而20世紀(jì)80年代初、90年代初和21世紀(jì)初為波谷出現(xiàn)的時(shí)間。近50年遼寧夏季降水日數(shù)呈減少趨勢(shì)，傾向率為-31.8mm/10a，相關(guān)系數(shù)為—38.03，通過(guò)了0.05顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明減少趨勢(shì)顯著。根據(jù)5年滑動(dòng)平均值可以看出，波峰出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代中期和90年代初期，而20世紀(jì)80年代初期和80年代末期為波谷。降水日數(shù)最多的年份在1966年，為1167天，降水日數(shù)最少的年份在1997年，為524天。

2 周期及突變分析

2.1 降水周期分析

對(duì)遼寧夏季降水量與降水日數(shù)進(jìn)行MORLET小波分析得到圖2，可以看到遼寧夏季降水量表現(xiàn)出明顯的年代際尺度的周期性變化，在全時(shí)域上存在8～13a的周期，20世紀(jì)80年代中期至90年代中期，在小時(shí)間尺度上出現(xiàn)了3～5a的周期。從圖2（b）可以看到遼寧夏季降水日數(shù)在全時(shí)域上存在6～14a的周期震蕩，并且降水日數(shù)在20世紀(jì)90年代后，出現(xiàn)了3～5a的小時(shí)間尺度的周期震蕩。

根據(jù)小波方差曲線可知，遼寧省夏季降水量的只存在一個(gè)主峰，峰值出現(xiàn)在10年時(shí)間尺度，這表示遼寧夏季的降水存在10年左右的主周期;夏季降水日數(shù)存在三個(gè)較明顯的峰值，它們依次對(duì)應(yīng)著9年、5年、3年的時(shí)間尺度。其中，最大的峰值的時(shí)間尺度為9年，這表明9年左右的周期振蕩最強(qiáng)，為夏季降水日數(shù)的第一主周期;第二峰值的時(shí)間尺度3年，為第二主周期;第三峰值的時(shí)間尺度為5年，為第三主周期。

2.2 突變特征分析

由圖4（a）可知，自1965年后UF值小于0，說(shuō)明降水量整體呈減少趨勢(shì)，但大部分處于臨界值內(nèi)，說(shuō)明減少趨勢(shì)不顯著。只有1999～2000年超過(guò)了0.05置信水平，說(shuō)明該時(shí)間范圍內(nèi)降水量減少明顯。UF和UB曲線在1964年、2011年相交，交點(diǎn)在臨界值內(nèi)，為突變開(kāi)始的時(shí)間。

由圖4（b）可知，自20世紀(jì)60年代末期，夏季降水日數(shù)有明顯的減少趨勢(shì)。80年代初期及21世紀(jì)后，這種減少趨勢(shì)均超過(guò)了顯著性水平0.05臨界線，表明遼寧省夏季降水日數(shù)的減少是十分顯著的。遼寧夏季降水日數(shù)在20世紀(jì)60年代初的減少是一種突變現(xiàn)象，UF和UB曲線的交點(diǎn)位置為1971年，說(shuō)明突變開(kāi)始時(shí)間為1971年。

3 遼寧夏季降雨量的空間變化特征

3.1 總體特征

遼寧省降水量的地域性差異十分明顯，整體呈現(xiàn)由東南向西北逐漸遞減的規(guī)律。利用文獻(xiàn)的方法分為四個(gè)區(qū)進(jìn)行研究：遼寧西部偏南干旱區(qū)、遼寧西部偏東半干旱區(qū)、遼寧中部干濕適宜區(qū)、遼東南部濕區(qū)。分析可知，遼寧西部偏東夏季降水量整體有弱的上升趨勢(shì)，增加速率為1.97d/10a（相關(guān)系數(shù)為—0.07，沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）;遼寧中部夏季降水量的變化不是很大，呈微弱的下降趨勢(shì)，減少速率為0.038d/10a（相關(guān)系數(shù)為3.66，沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）;東南部夏季降水量的變化也不是很大，有弱的下降趨勢(shì)，減少速率為1.61d/10a（相關(guān)系數(shù)為—2.89，沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）;西南部則呈較為明顯的下降趨勢(shì)，減少速率為2.55d/10a（相關(guān)系數(shù)為—21.02，沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）。

4 結(jié)論

（1）1964～2013年遼寧省夏季降水量和降水日數(shù)呈減少趨勢(shì)。降水量減少趨勢(shì)不明顯，降水日數(shù)減少趨勢(shì)較為顯著。

（2）通過(guò)對(duì)遼寧夏季降水進(jìn)行周期和突變分析，得出遼寧夏季降水有明顯的周期變化，遼寧省的夏季降水量和降水日數(shù)均分別存在10a、9a的周期，降水量在1964年、2011年產(chǎn)生突變，降水日數(shù)突變開(kāi)始于1971年。

（3）遼寧省降水的空間分布很不均勻，遼寧東南部降水量最為豐沛，遼寧西南部最為干旱，整體降水量由東南到西北逐漸遞減。近50年，遼寧西南部降水量下降最為顯著，遼中區(qū)、遼西偏東和遼東南部降水量變化均不大。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫瑩，萬(wàn)麗巖，江靜.遼寧降水分區(qū)變化特征及夏季降水影響因子分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2008，24（3）：18-23.