黑龙江嘉荫站开江预报分析方法探讨

雷 庆，张丹丹，李金楠

(伊春水文局，黑龙江伊春153000)

嘉荫站为国际河流黑龙江中游水位观测站，集水面积为85.1万km2。年平均气温在零下 0.5℃。历年最高气温37.4℃，最低气温零下47.7℃。

嘉荫站的开江日期主要集中在4月下旬20～25日，历年开江最晚时间为1986年4月29日，最早时间为2008年4月8日，开江形式多以文开为主。

1 开江预报分析

1.1 因子选择的依据

影响开江日期的因素有很多，例如气温、水温、冰厚、冰上雪深、极值气温风速、日照等多种热力指标和封江水位等动力指标，根据黑龙江嘉荫站各项历史资料，使各因子与开江日期建立相关关系，并取得相关系数，其中11、12月份的最低气温，与开江日期相关系数在0.35以上，3月份的平均气温、3月的蒸发与开江日期的相关系数在0.5以上。选用这几项因子，采用临界指标法，与开江日期建立经验相关图，取得了一定的效果。

1.2 预报方法

1.2.1 双因子预报指标法

预报指标法是统计预报中比较简单的方法，通常是当一个或几个气象、水文因子达到某临界值时，某种冰情现象即可发生。既将因子作为前期数量指标视为一种信号，用于预报后期可能出现的冰情现象。

1)因子:采用11、12月最低气温预报。

2)资料系列:1962～2008年。

3)预报分析:众所周知冰厚直接影响解冻的快慢，那么气温和水温又是影响冰厚的主要因素。气温和水温成正相关关系，气温变冷使水温降低又使冰厚不断增加，特别是稳定封冻期最低气温时，水温变化0.2℃对冰厚就产生明显的影响。那么即使气温回升，冰厚也不会再融化到原来的厚度，而只能越来越厚。冰厚的形成是不断累积的过程，经分析表明，11、12月的最低气温与开江日期做直线相关的预报成果效果最好，既11和12月份极值气温越低，冰冻越厚，利用11、12月的最低气温与开河日期做直线相关，如图1，预报成果见表1。

预报成果统计:预报年数:47 a;合格年数:34 a;合格率: 72%。

4)物理成因:此方法的主要原理就是根据11月和12月最低气温的变化对热储流量的影响，进而影响开江的快慢。但是就嘉荫站而言，只能说这两项因子对未来1、2、3月份的气温具有一定的指示和代表作用，如果代表性不好对个别年份来说预报精度就会降低，但此方法做出的预报合格率较高，所以可用做参考预报。

图1 最低气温与开江日期相关图

1.2.2 单因子经验相关

经验相关既前期水力、热力因子与后期冰情要素之间的相关，一般用相关图的形式表示，相关可以是一条曲线，也可是几条曲线。

1)因子:3月份平均气温。

2)资料系列:1971～2008年。

3)预报分析:气温是影响开江快慢的最主要因素之一，既气温越高开江越早，气温越低，开江越晚，且3月份平均气温与开江日期相关系数最高，最具有代表性，所以利用3月份平均气温为纵坐标，开江日期为横坐标，点绘相关图，并根据点子分布定线，并且发现在一定的气温范围内，开江日期存在一定规律，所以将线定为3条曲线，见图2。其中，＞－6.0℃，为Ⅰ线;－6.0℃ ～－10.0℃，为Ⅱ线;＜－10.0℃，为Ⅲ线。

预报年数:38 a;合格年数:29 a;合格率:76%。

2 结语

由于影响开江的因素较多，所以有个别的突出点子，特别是1985年以后，气候异常，有的时候气温高，开江却不一定早，特别是1986年3月份平均气温－7.3℃，不算低，可是4.29日才开江，这其中就有很多其他因素影响。双因子预报指标法和因子经验相关法都基于开江的物理成因，方法简捷预报效果较好。2010年采用该方法预报结果正确。

4)预报成果统计，见表2。

表1 预报成果

图2 气温与开江日期相关图

年份 开江日期 3月平均气温 预报日期 合格1971 4.23 －14.1 4.26√1972 4.21 －7.8 4.20 √1973 4.28 －14.5 4.27 √1974 4.28 －9.8 4.28 √1975 4.19 －7.7 4.20 √1976 4.27 －9.7 4.28 √1977 4.28 －9.8 4.28 √1978 4.19 －10.7 4.17 √1979 4.23 －11.9 4.20 √1980 4.13 －9.6 4.27 1981 4.22 －11.0 4.18 1982 4.20 －9.7 4.28 1983 4.20 －8.7 4.23 √1984 4.21 －13.2 4.23 √1985 4.23 －8.6 4.23 √1986 4.29 －7.3 4.19 1987 4.28 －11.5 4.19 1988 4.17 －11.1 4.18 √1989 4.12 －5.6 4.20 1990 4.12 －3.8 4.14 √1991 4.22 －9.2 4.25 √1992 4.20 －5.9 4.21 √1993 4.21 －7.5 4.19 √1994 4.25 －8.1 4.21 1995 4.22 －8.0 4.21 √1996 4.24 －7.5 4.19 √1997 4.17 －10.3 4.16 √1998 4.15 －6.9 4.18 √1999 4.24 －12.4 4.21 √2000 4.22 －12.9 4.23 √2001 4.25 －8.9 4.24 √2002 4.18 －4.2 4.15 √2003 4.20 －4.5 4.16 √2004 4.16 －10.7 4.17 √2005 4.24 －8.8 4.24 √2006 4.22 －10.0 4.15 2007 4.20 －9.6 4.27 2008 4.08 －0.7 4.06√

［1］ 长江流域规划办公室.中长期水文气象预报文集(第一集)［M］.北京:水利电力出版社，1979.

［2］ 庄一鸰，林三益.水文预报［M］.北京:水利电力出版社，2003.