三明市汛期降水集中度及其與地形的關(guān)系分析

中圖分類號：P461.3 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0160-03

降水是衡量氣候變化的重要指標之一，也是造成旱澇災(zāi)害的重要原因之一[1。一方面，降水過多易使土壤濕度達到飽和，直接影響作物生長環(huán)境及農(nóng)業(yè)發(fā)展情況，嚴重時甚至導(dǎo)致洪澇災(zāi)害，造成巨大經(jīng)濟損失[2]。另一方面，降水過少會導(dǎo)致干旱災(zāi)害及生態(tài)環(huán)境破壞[3-4]。因此，了解各區(qū)域年、月、日等不同時間尺度內(nèi)的降水時空變化情況是氣候預(yù)測的關(guān)鍵因素之一，對水資源規(guī)劃、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)等研究具有不可忽視的作用。

福建省三明市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，受低緯度熱帶天氣系統(tǒng)和中高緯度西風(fēng)帶天氣系統(tǒng)的交替影響，氣候環(huán)境多變，強對流天氣發(fā)生頻繁且危害較大。全市降水主要集中在3一6月，且時常受地形影響，降水變化情況對農(nóng)作物收成、地表徑流量、水環(huán)境污染等方面產(chǎn)生一定的影響，因此探究三明市降水變化情況具有重要意義。

近年來，眾多學(xué)者對三明市降水情況開展研究，但大多是基于個例分析，并未對降水的集中程度、分配、降水頻率、降水強度的變化特征等進行詳細研究[5-9]。擬選取2010—2024年三明市氣象站點汛期（3一6月）日降水資料，利用降水集中度（ PCD ）和降水集中期（PCP）等參數(shù)描述降水在汛期內(nèi)的均勻性，研究汛期降水集中度與地形間的相關(guān)性，為三明市水循環(huán)演變、植被生長、土壤侵蝕等相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1數(shù)據(jù)與方法

1.1研究區(qū)地形與數(shù)據(jù)

三明市位于福建省中部，山丘河谷縱橫，地形復(fù)雜。境內(nèi)以中低山及丘陵為主，西北部銜接武夷山山脈，中部為玳瑁山脈，東南角依傍戴云山脈，河谷與盆地交錯分布。地勢總體呈西南高、東北低的態(tài)勢。選取2010—2024年3一6月三明市關(guān)鍵站點的日降水數(shù)據(jù)，關(guān)鍵站點分布如圖1所示。

1.2 方法

利用 PCD 和 PCP 來定量描述降水的集中程度和集中時段，并作為表達氣象站降水量在一定時間內(nèi)分配的參數(shù)，計算公式如下：

式 （1）～ 式（4中， R_i 表示研究時段內(nèi)站點第 i 年的總降水量； j 表示3一6月的總?cè)諗?shù)； r_ij 表示研究時段內(nèi)的某日降水量； θ_j 表示研究時段內(nèi)各日對應(yīng)的方位角（整個研究時段的方位角為- π～π ）； PCD 反映降水量在研究時段內(nèi)的集中程度，范圍為0＼～1，越接近1降水量越集中，越接近0降水量越均勻； PCP 表示降水量集中出現(xiàn)的開始時期。

2結(jié)果與分析

2.1三明市汛期降水與極端降水的時空變化特征

分析三明市汛期年均日降水量和極端降水量的空間分布（圖2）可知，三明市汛期年均日降水量和極端降水量均表現(xiàn)為西北部多、東南部較少的特征。其中，日降水量和極端降水量的最大值位于建寧、泰寧、明溪三縣的交界處，可能是受到金饒山地形的影響；次大值區(qū)域位于三明市北部，三明市處于汛期時，西南季風(fēng)活躍，北方冷空氣南下便會在北部形成降水，且進入閩西北的冷空氣多為中路和西路，因此北部降水會多于其他地區(qū)[10]

分析三明市汛期年均日降水量和極端降水量的年變化（圖3）可知，兩者均存在顯著的年際變化特征。年均日降水量的最大值出現(xiàn)在2010年，為 11.17mm 極端降水量的最大值出現(xiàn)在2023年，為 186.16mm ○此外，從極端降水量的變化趨勢（虛線）來看，2010一2024年三明市汛期極端降水量呈現(xiàn)增大的變化趨勢，表明研究時段內(nèi)三明市降水極端性增強。

2.2三明市汛期降水集中度與集中期的時空變化特征

分析三明市汛期年均 PCD 和 PCP 的空間分布（圖4可知， PCD 大值區(qū)出現(xiàn)在建寧、泰寧交界區(qū)，且在清流南部、永安東部存在次大值區(qū)，而在泰寧、將樂交界區(qū)中北部存在小值區(qū)。從 PCD 來看，建寧東北部、泰寧西北部及大田南部的降水集中期出現(xiàn)較早，三明市中部及尤溪東部的降水集中期出現(xiàn)較晚。

分析2010—2024年三明市汛期年均 PCD 和PCP的年變化（圖5可知，研究時段內(nèi)，三明市降水集中度呈不顯著的下降趨勢，而集中期呈不顯著的提前趨勢。 PCD 在2015年達到最大值（0.52），2016年達到最小值（0.11），平均值為0.26，表明三明市汛期降水集中度年際變化顯著。從PCP變化特征來看，研究時段內(nèi)，三明市汛期降水集中期在2018年出現(xiàn)最早，2015年出現(xiàn)最晚。

2.3三明市汛期降水集中度及集中期與地形的關(guān)系

為進一步探究三明市汛期降水集中度及集中期與地形的關(guān)系，表1為不同地形條件下站點的 PCD 和PCP的平均統(tǒng)計值。根據(jù)表1可知， PCD 最大值出現(xiàn)在海拔 gt;800m 的地區(qū)，最小值出現(xiàn)在海拔 lt;300m 的地區(qū)。 PCP 最早出現(xiàn)在海拔 gt;800m 的地區(qū)，最晚出現(xiàn)在海拔 lt;300m 的地區(qū)。這表明 PCD 和 PCP 與海拔存在一定相關(guān)關(guān)系。隨著海拔升高，降水集中程度不斷增加，且降水集中期不斷提前。一般情況下，地形可通過動力抬升與動力輻合，使降水效率增加，且山地地形可誘導(dǎo)水汽輻合與輸送增強，因而海拔升高有利于降水集中度增強。此外，結(jié)合坡向來看，在所有類別的海拔中，坡向朝北的降水集中度要大于坡向朝南的降水集中度。

3結(jié)論

基于三明市關(guān)鍵站點日降水數(shù)據(jù)，通過 PCD 與PCP分析三明市汛期降水集中度及其與地形的關(guān)系，得出以下結(jié)論：

（1）2010一2024年三明市汛期年均日降水量及極端降水量分布總體呈現(xiàn)為西北部多、東南部較少的特征。并且在研究時段內(nèi)，三明市汛期降水極端性呈現(xiàn)增強的變化趨勢。

（2）2010一2024年三明市汛期降水主要出現(xiàn)在建寧、泰寧交界區(qū)。從降水集中期來看，三明市汛期降水較早出現(xiàn)在建寧東北部、泰寧西北部及大田南部，較晚出現(xiàn)在三明中部及尤溪東部。

（3）在不同地形條件下，海拔上升有利于降水集中度增加及降水集中期提前，且北坡降水集中度大于南坡降水集中度。

參考文獻

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