李 爽 高占峰 商寶榮
(黑龍江省依安縣氣象局,黑龍江 依安 161500)
氣候變化是國際社會關(guān)注的焦點(diǎn),也是氣象科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。相對于全球性的持續(xù)變暖趨勢,降水量變化特征有更大的不確定性和區(qū)域特征,因此研究不同區(qū)域降水量的變化特征是當(dāng)前全球氣候變化研究的重要內(nèi)容之一。因此對降水變化的研究,揭示其變化特征,對于服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展,增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)主動(dòng)性具有重大意義。本文將對該地區(qū)41年來降水變化進(jìn)行分析,揭示其基本氣候特征和變化趨勢。
本文選取依安站 (站址曾遷移過1次)1971-2011年人工觀測降水資料,按年(1-12月)、汛期(5-9月)、春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)、冬季(12-次年2月)組成序列。
2.1 氣候傾向率降水的氣候率采用一次線性方程表示,即:Ri=a0+bti,i=1.2.3.....n。式中Ri為降水量,ti為時(shí)間,b×10為氣候傾向率,表示降水量每10年的趨勢變化率;累積距平是一種由曲線直觀判斷要素變化的方法,可表示為i=1,2,…,n。式中 Xi歷年降水量,X是平均值。
2.2 滑動(dòng)平均:滑動(dòng)平均是趨勢擬合技術(shù)的基礎(chǔ)方法,相當(dāng)于低通濾波器。用時(shí)間序列的平滑值來顯示變化趨勢,對于樣本容量為n的時(shí)間序列x,其滑動(dòng)平均序列為:
依安縣1971-2011年的年降水量序列的特征值計(jì)算結(jié)果,依安年降水量的最大值為888.9mm出現(xiàn)在1998年;最小值為266.6 mm出現(xiàn)在1976年;多年平均降水量466.6mm;降水量的年際變化較大,變差系數(shù)達(dá)到0.25。1981-2010年降水量變化不大,1971-1980年是相對少雨時(shí)期,20世紀(jì)末年降水量呈遞增趨勢,夏季尤為明顯。1981-1990年平均降水量分別比1970年代、1990年代、2000年代偏多89.1 mm、21.2 mm、53.5 mm。1981-1990年平均最多,1970年代最少;春季、秋季、冬季降水年代間變化不明顯,夏季變化比較明顯,1990年代最多,1970年代最少。從近41a依安縣年降水量的變化情況看,總體呈緩慢上升趨勢,其傾向率為12.7mm/(10a),且具有階段性增加、減少變化。1970年代初期到1980年代中期,呈增加趨勢;1980年代末至1990年代中期,呈減少趨勢;1998年至2003年期間變化明顯;2003年后呈減少趨勢,處于歷史少雨時(shí)期。采用方差分析方法對依安年降水量進(jìn)行周期分析。首先對年降水量序列進(jìn)行周期分析結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),存在15a的顯著周期。然后對余差序列進(jìn)行第二周期分析,結(jié)果存在16a的次顯著周期。第一顯著周期與第二周期進(jìn)行疊加表明周期分析方法對保城年降水量擬合效果較好。
依安1971-2011年四季降水量變化曲線可以看出,春季降水量呈上升趨勢,其氣候傾向率為2.5mm/(10a)。1971年至1981年,降水持續(xù)偏少,1980年代出現(xiàn)兩次降水高峰期,1990年代降水緩慢上升。1980年代初和2000年代為春季多雨期;1970年代末至1990年代初為春季少雨期。夏季降水量呈明顯增加趨勢,其氣候傾向率為23.7mm/(10a)。1970年代初期至1980年代初期,依安夏季降水經(jīng)歷了長時(shí)間的持續(xù)穩(wěn)定期。其后降水的變化波動(dòng)特征明顯,1980年代初期、1990年代初期和1990年代末期是三個(gè)短暫下降期,2000年代初期是依安夏季降水的顯著增長期。進(jìn)入21世紀(jì)后年降水量的增加主要是夏季降水增加的貢獻(xiàn)。2001年后進(jìn)入夏季多雨期,1970年代初期是夏季的少雨期。秋季降水量呈明顯減少趨勢,其氣候傾向率為-14mm/(10a)。1970年代到1980年代中期降水經(jīng)歷了持續(xù)穩(wěn)定期。1980年代后期、1990年代中期是依安秋季降水的的減少期。1980年代中期和1990年代前期是依安秋季降水的增長期。秋季多雨期在1980年代中后期,少雨期在2000年代后期。冬季降水量隨時(shí)間的變化較小,呈微弱增加趨勢,其氣候傾向率為0.025mm/(10a)。除1970年代中后期、1980年代前期和1990年代中后期經(jīng)歷了三個(gè)增長期,1980年代初期和2011年兩個(gè)減少期,其它時(shí)段變化平緩,依安冬季降水量年代際變化不明顯。依安1971-2011年汛期降水量變化曲線,依安近41a汛期降水量總體呈明顯增多趨勢,其氣候傾向率為15.5mm/(10a),且有明顯的階段性變化。依安1971-2011年汛期降水量累積距平曲線顯示,汛期降水隨時(shí)間的變化具有明顯的波動(dòng)特點(diǎn),從1970年代至1980年代中期汛期降水量持續(xù)增多,1980年代中期到1997年降水量持續(xù)減少,1998年和2003年出現(xiàn)兩次高峰期,2003年后降水變化不明顯。
依安縣近41a來年降水量呈緩慢增多趨勢,其增長速率為每10年12.6毫米。1970年代和1990年代初期是相對少雨時(shí)期,進(jìn)入21世紀(jì)后年降水量呈遞增趨勢。同時(shí)年降雨量存在著15a的顯著周期和16a的次顯著周期;四季降水變化差異明顯,春、夏、冬季呈增多趨勢春,秋季降水呈減少趨勢。其中夏季增多最明顯,秋季減少最明顯;汛期降水增長趨勢明顯,且進(jìn)入21世紀(jì)后增多趨勢維持;年雨日呈減少趨勢,年暴雨日數(shù)呈不穩(wěn)定趨勢;依安年降水的增長主要源于夏季降水增長的貢獻(xiàn),同時(shí),雨日減少和暴雨日的增多,都表明強(qiáng)降水的危害有增多的趨勢。
[1]陳隆勛,邵永寧,張清芬,等.近四十年來中國氣候變化的初步分析 [J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),1991.2(2):164-173.