馮國(guó)富，劉懷明，楊 勇

(1.海南省三沙市氣象局，海南 三沙 573100;2.安徽省南陵縣氣象局，安徽 南陵 241300;3.安徽省祁門(mén)縣氣象局，安徽 祁門(mén) 245600)

1 引言

永興島位于我國(guó)南海西沙群島東部，東西長(zhǎng)1 850 m，南北寬 1 160 m，陸地面積 2.13 km2，是西沙群島和整個(gè)南海諸島中面積最大的島嶼，同時(shí)也是三沙市人民政府駐地。早在 20 世紀(jì) 80［1］、90［2］年代就有人分析西沙地區(qū)的氣候特點(diǎn)，顯示其降水是干濕分明的，柳艷菊［3］等對(duì)近50 a西沙的降水進(jìn)行了分析，揭示其降水的波動(dòng)性較大。而由于地處南海，四周沒(méi)有淡水來(lái)源，降水就成為其居民主要的淡水來(lái)源，所以對(duì)永興島降水變化特征的分析研究對(duì)國(guó)家促進(jìn)南海開(kāi)發(fā)有著重要意義。

對(duì)降水的氣候特征分析的研究由來(lái)已久［4-7］，以魏風(fēng)榮［8］介紹的方法尤為詳細(xì)，主要有線性傾向趨勢(shì)法、滑動(dòng)T檢驗(yàn)法、M-K檢驗(yàn)法、小波分析等。這其中分析的地區(qū)主要集中在大陸地區(qū)，而對(duì)于南海地區(qū)的分析很少，并且沒(méi)有針對(duì)永興島降水的相關(guān)分析，已查詢到文獻(xiàn)如林正揚(yáng)等［9］是對(duì)永興島的蒸發(fā)特征做了相關(guān)分析，為此本文通過(guò)分析永興島的歷史降水氣候特征，尋找其變化規(guī)律，以期為今后當(dāng)?shù)赜行Ю媒邓Y源提供依據(jù)。

2 資料和方法

本文所用的資料選取永興島(16°50'N，112°20'E，觀測(cè)場(chǎng)拔海高度:4.7 m)1958—2013年逐月降水?dāng)?shù)據(jù)，處理為年降水資料。

文中使用的方法主要有線性趨勢(shì)傾向分析、累計(jì)距平分析、Motlet小波周期分析、M-K突變分析和MTT(滑動(dòng)T檢驗(yàn))突變分析。

3 降水氣候變化特征分析

3.1 降水總量的年際和年代際變化特征

圖1是永興島1958—2013年年降水量的年際變化曲線圖，由圖可以看出永興島年平均降水量接近1 500 mm，最多出現(xiàn)在1995年，為2 857.1 mm，最少出現(xiàn)在2004年，為529.2 mm。永興島的年降水量呈略增加趨勢(shì)，其線性傾向率為12.2 mm/10 a，但增長(zhǎng)趨勢(shì)并不顯著，未通過(guò)信度檢驗(yàn)，這個(gè)與柳艷菊［3］等分析的一致。

圖1 永興島年總降水量年際變化曲線圖

為了能更好地分析永興島年降水量的年代際變化，給出其年降水量的累計(jì)距平圖(圖2)。從圖中可以看出，永興島年降水量階段性變化顯著，歷經(jīng)多個(gè)多雨期和少雨期，為從整體上看出其階段性變化，對(duì)其做了11 a滑動(dòng)平均。可以很清晰地看出，在20世紀(jì)60年代中期以前是偏少的;60年代中期到70年代末是一個(gè)很強(qiáng)的偏多時(shí)期;而從70年代末到21世紀(jì)初經(jīng)歷了一個(gè)“V”型的變化，先是偏少年，然后又轉(zhuǎn)為偏多年，拐點(diǎn)在1990年附近;進(jìn)入21世紀(jì)后又進(jìn)入雨量相對(duì)偏少的階段。說(shuō)明永興島的年降水量變化具有較強(qiáng)的年代際變化特征。

圖2 永興島年降水累積距平和11 a滑動(dòng)平均圖

3.2 降水的年內(nèi)和年際時(shí)間分布特征

為更清晰地看出不同年代降水在年內(nèi)的分布特征，我們給出圖3?？梢院芸闯?，永興島降水量主要集中在6—11月，占全年降水量的80%以上(21世紀(jì)接近80%)，以9月所占比重最大(20世紀(jì)80年代除外)，12月至次年5月所占比重不大。其中20世紀(jì)70年代、80年代和90年代中8—10月的降水量就占到全年5成以上。最大單月降水量比重最大的為70年代的10月和90年代的9月，單月降水占到全年降水的20%以上。

圖3 永興島降水量不同年代年內(nèi)分布特征

圖4給出的是月份—年份降水分布圖，更加能看出20世紀(jì)70年代中后期和90年代中后期單月降水量分別超過(guò)600 mm和800 mm，這印證了上述分析。圖中陰影部分是單月降水量大于100 mm的月份，也能明顯看出永興島的降水年內(nèi)分布主要集中在6—10月，而1—5月降水量大于100 mm的月份極少。從年份的時(shí)間變化來(lái)看，其主降水月份集中在9月份附近。

圖4 永興島月降水的年際分布圖

3.3 小波分析

為了更好地了解永興島年總降水量的周期性特征，給出其Morlet小波分析(圖5)。由圖可以看出，在20世紀(jì)60年代中后期和80年代附近以2～4 a的周期為主，其實(shí)60年代中后期的2期信號(hào)更加顯著。在80年代中期到20世紀(jì)末有兩個(gè)周期信號(hào)，分別為2～4 a和5～6 a，以5～6 a的周期信號(hào)更為強(qiáng)烈。進(jìn)入21世紀(jì)后周期基本沒(méi)有通過(guò)信度檢驗(yàn)，說(shuō)明近期永興島的年降水周期性變化特征不明顯。

圖5 永興島年降水Morlet小波分析

4 總結(jié)

利用永興島56 a降水觀測(cè)資料，分析其年總降水量的年際和年代際變化，并對(duì)其降水突變和周期變化進(jìn)行分析，結(jié)論如下:

①永興島年總降水呈現(xiàn)一個(gè)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其年變化和年代際變化特征明顯;通過(guò)分析其年代際的變化發(fā)現(xiàn)，其經(jīng)歷了一個(gè)“偏少—偏多—偏少—偏多—偏少”的過(guò)程，且近期處于相對(duì)偏少的時(shí)期。

②永興島降水年內(nèi)分配不均，主要集中在6—11月，其歷史主要降水月份集中在9月份附近。

③通過(guò)周期分析，永興島年降水主要表現(xiàn)為2～4 a和5～6 a兩個(gè)周期，但21世紀(jì)后的周期特征不明顯。

［1］翟建績(jī).西沙的氣候［J］.氣象，1982，10.

［2］林愛(ài)蘭.西沙群島基本氣候特征分析［J］.廣東氣象，1997，04.

［3］柳艷菊，閆俊岳，宋艷玲.近50 a南海西沙地區(qū)的氣候變化特征研究［J］.地理科學(xué)，2008，28(6).

［4］王勇，李清泉，沈新勇.近50 a江淮地區(qū)6—7月降水特征分析［J］.氣象科學(xué)，2011，31(1).

［5］李廣霞，陳傳雷，才奎志.遼寧夏季降水變化特征分析［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2008，31(2).

［6］毛宇清，吳海英，裴海瑛等.近50 a南京夏季降水的氣候特征［J］.氣象科學(xué)，2012，32(1).

［7］郭圳勉，黃先倫，唐錢(qián)奎等.廣東陽(yáng)江夏季降水的氣候特征分析［J］.成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，26(2).

［8］魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)［M］.北京:氣象出版社，1999.

［9］林正揚(yáng)，唐海榮.永興1981—2010年蒸發(fā)特征及其影響因子相關(guān)性分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，33(4).

［10］符淙斌，王強(qiáng).氣候突變的定義和檢驗(yàn)方法［J］.大氣科學(xué)，1992，16(4).