我國西南地區(qū)春季降水的時空特征分析

中圖分類號： P426.6 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0118-03

近年來，受氣候變暖趨勢影響，我國西南地區(qū)春季異常降水發(fā)生次數(shù)增多，情況趨于嚴(yán)重。并且春季降水強度大、影響范圍廣、持續(xù)時間長，給國民經(jīng)濟帶來不可估量的損失，也對人民的生命財產(chǎn)安全造成巨大的威脅。因此，對西南地區(qū)春季降水進行研究有助于分析該地區(qū)春季降水的時空分布特征，同時也利于在異常降水發(fā)生時對所造成氣象災(zāi)害做出及時應(yīng)對。

對降水的研究，黃天福等[1分析出了全國夏季范圍的降水強度明顯普遍高于秋季降水強度。劉向培等[2利用1960—2017年的日降水資料，分析出春、夏、秋三季降水集中的區(qū)域均位于我國西北地區(qū)的西部。劉凱等[3利用1951—2018年全國日降水?dāng)?shù)據(jù)，得出近年來我國年總降水量呈現(xiàn)增加的趨勢，并存在突變。而徐東坡等4在對我國1956—2018年降水進行研究時發(fā)現(xiàn)，我國的降水量沒有呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢，也沒有明顯的突變點的結(jié)論。王穎等[5則發(fā)現(xiàn)了每年降水日數(shù)在我國呈現(xiàn)出明顯的減弱趨勢。董謝瓊等[]對西南地區(qū)的降水量進行分析，發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)主要受地形地貌的影響，導(dǎo)致了西南地區(qū)的降水的空間分布不均。

1資料來源和方法

研究時間段為1951—2020年春季3—5月，主要采用Mann-Kendall檢驗、趨勢系數(shù)、滑動t檢驗、高空合成分析等技術(shù)方法。研究的主要地區(qū)為貴州省、四川省、云南省和重慶市，經(jīng)度范圍為東經(jīng) 97^°～110^° ，緯度范圍為北緯 21^°～35^° 。研究資料為國家氣候中心提供的160個氣象臺站的1951一2020年逐月降水量資料，其中有26個臺站屬于研究范圍，貴州省有5個臺站，四川省11個臺站、重慶市2個臺站、云南省8個臺站。

2西南地區(qū)平均春季降水的空間分布

由圖1a可以看出，統(tǒng)計期內(nèi)，西南地區(qū)平均春季降水空間分布不均，由東部向西部遞減，呈現(xiàn)東部降水量多，西部降水量少的分布特征。結(jié)合圖1b可發(fā)現(xiàn)，在降水多的地方，春季降水在全年中占比高，降水少的地方，春季降水在全年降水中占比低。平均春季降水量的高值區(qū)主要在貴州省東部、重慶市大部，降水量可達(dá) 250mm 以上，說明春季降水多，其中，貴州省東部和重慶市中東部春季降水量超過 300mm ，是春季降水最大值區(qū)，在全年降水中可達(dá) 24% 平均春季降水量的低值區(qū)主要在云南省西北部和四川省南部、西北部，降水量在 150mm 以下，說明這些地區(qū)春季降水少，也是春季降水的最小值區(qū)，占比小于 6% O

3西南地區(qū)春季降水突變特征

由西南地區(qū)春季降水突變特征（圖略）可知， UF 是春季降水量序列的統(tǒng)計量變化曲線， UB 是逆序列的統(tǒng)計量變化曲線。1951—1957年UF統(tǒng)計量大于0，1957—2020年UF統(tǒng)計量小于0，說明西南地區(qū)降水量呈增多趨勢的時間段是1951一1957年，降水量有減少趨勢的時間段是1957—2020年，表明西南地區(qū)春季降水量大體上呈先增多后減少的變化趨勢。 UF 曲線在1966年左右超出了置信區(qū)間，即此刻UF統(tǒng)計量小于-1.96，UB曲線和UF曲線在1957年左右出現(xiàn)交點，且兩曲線的交點處在置信區(qū)間以內(nèi)，說明在0.05顯著水平內(nèi)，西南地區(qū)春季降水在1957年左右發(fā)生突變。

4西南地區(qū)春季降水異?？臻g分布特征

對研究區(qū)域1951—2020年26個站的春季降水進行正交函數(shù)分解，得到累計方差貢獻率和方差貢獻率。第一模態(tài)至第十一模態(tài)的方差貢獻率分別為24.8% / 14.5% / 8.2% / 6.7% / 6.0% / 4.6% / 4.0% ） 3.5% /3.2%，3.0%，2.7% ，前11個模態(tài)的累計方差貢獻率為81.1% ，超過 80% ，基本上能夠代表整個春季降水特征。前3個模態(tài)總方差貢獻率為 47.4% ，接近 50% ，即前3個模態(tài)基本能代表春季降水的主要特征，取前3個模態(tài)進行分析。

由圖2a可以看出，第一模態(tài)在數(shù)值上均為正值，說明第一模態(tài)降水量變化具有一致性，降水量呈現(xiàn)一致增多或一致減少，說明春季降水與大尺度的氣候系統(tǒng)有關(guān)。云南省是最大正值中心，貴州省中部和四川省西北部是最小正值中心，其余地區(qū)為正值低值區(qū)，特征值由西南向東不斷減小，即春季降水量變化率整體由西南向東北減弱。由圖2b可以看出，西南地區(qū)春季降水時間系數(shù)整體有上升的趨勢，則說明降水量一致偏多的特征有增強的趨勢，一致偏少的特征有減弱的趨勢。

由圖3a可以看出，第二模態(tài)的正值區(qū)在東北部，負(fù)值區(qū)在西南部，正值的高值中心在四川省中部和貴州省西南部，負(fù)值的低值中心在云南省西南部，在以云南省和貴州邊界經(jīng)成都平原為界線，即零線，表現(xiàn)為東北一西南反向的分布特征，當(dāng)東北部降水偏多，則西南降水偏少，當(dāng)東北部降水偏少，則西南降水偏多，特征向量值由西南向東北不斷增大。由圖3b可以看出，時間系數(shù)整體有下降的趨勢，說明東北降水偏多西南降水偏少的分布特征有減弱的趨勢，或東北降水偏少西南降水偏多的分布特征有增強的趨勢。

由圖4a可以看出，第三模態(tài)的分布是東北西南向的正一負(fù)一正，即當(dāng)東北部和西南部降水偏多（少）時，則西南地區(qū)中部降水將偏少（多），東北一西南方向特征向量值表現(xiàn)為正一負(fù)一正，以云南省和四川省邊界、貴州省和重慶市的交界為界線，即零線，東北部和西南部為正值區(qū)，中部為負(fù)值區(qū)，其中東北部的正值區(qū)為最大正值區(qū)，特征值是由東北向西南先減小后增大。由圖4b可以看出，1951—2020年西南地區(qū)春季降水時間系數(shù)整體呈增加趨勢，說明東北和西南降水偏多中部降水偏少的分布特征有增強的趨勢，或東北和西南降水偏少中部降水偏多的分布特征有減弱的趨勢。

綜合而言，春季降水有3種特征分布。第一種，春季降水量一致偏多或偏少；第二種，東北降水偏多西南偏少，或東北降水偏少西南偏多；第三種，東北和西南降水量偏多中部偏少，或東北和西南降水量偏少中部偏多。這3個模態(tài)的方差貢獻率分別為 24.8% /14.5%.8.2% ，總的方差貢獻率為 47.4% ，3個模態(tài)的時間系數(shù)分別表現(xiàn)為春季降水一致偏多（少）的特征有增強 （減弱）的趨勢、東北降水偏多（少）西南降水偏少（多）的分布特征有減弱（增強）的趨勢、東北和西南降水偏少（多）中部降水偏多（少）的分布特征有減弱（增強）的趨勢。

5結(jié)論

（1）西南地區(qū)春季平均降水中，3月降水最少，5月降水最多。整個春季的降水整體呈東部多西部少的分布特征，由東向西不斷減弱。降水空間分布不均，并且有一個降水高值中心存在，即重慶市大部和貴州省東部。東部春季降水多處，在全年降水中占比高，與降水高值區(qū)重合；西部降水少處，占全年降水比例低，與降水低值區(qū)重合。1951—2020年中，春季降水大體上呈先增加后減少的變化趨勢，并在1957年發(fā)生了一次突變。

（2）經(jīng)過EOF分解后可得到3種特征分布：第一種，春季降水量一致偏多或一致偏少；第二種，東北降水偏多（少）西南偏少（多）；第三種，東北和西南降水量偏多 （少）中部偏少（多）。這3個模態(tài)的方差貢獻率分別為 24.8%，14.5%，8.2%3 個模態(tài)的時間系數(shù)分別表現(xiàn)為春季降水一致偏多 （少）的特征有增強 （減弱）的趨勢、東北降水偏多（少）西南降水偏少（多）的分布特征有減弱（增強）的趨勢、東北和西南降水偏少（多）中部降水偏多（少）的分布特征有減弱（增強）的趨勢。累計方差貢獻率需要到第十一模態(tài)時才超過 80% ，此時的累計方差貢獻率為 81.1% 。

參考文獻

[1]黃天福，謝佳君，劉鵬.基于多衛(wèi)星資料的全國夏秋季節(jié)降水日變化特征研究[J].貴州氣象，2013，37（6）：30-33

[2]劉向培，佟曉輝，賈慶宇，等.1960一2017年中國降水集中程度特征分析[J].水科學(xué)進展，2021，32（1）：10-19.

[3]劉凱，聶格格，張森.中國1951一2018年氣溫和降水的時空演變特征研究[J].地球科學(xué)進展，2020，35（11）：1113-1126

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[5]王穎，施能，顧駿強，等.中國雨日的氣候變化[J].大氣科學(xué)，2006，30（1）：162-170.

[6]董謝瓊，段旭.西南地區(qū)降水量的氣候特征及變化趨勢[J]氣象科學(xué)，1998（3）：239-247.

收稿日期：2025-02-17

作者簡介：吳慧（1998—），女，貴州錦屏人，助理工程師，研究方向為氣象服務(wù)與應(yīng)用氣象。#通信作者：易志學(xué)（1984—），E-mail：yiqiuxue11@126.com。