铜仁西部不同时间尺度温度降水变率分析

谢仁波，舒国勇

(1.贵州省江口县气象局，贵州 江口 554400，2.贵州省铜仁市气象局，贵州 铜仁 554300)

1 引言

气温在各年间变动情况，对农业和其他经济部门有很大影响。气温变动大，对调整农业生产计划和采取应变技术措施就比较困难;全年及各月平均变率小，对农业生产有利。降水变率表示一个地区降水量可靠程度的指数，降水量特别是农作物播种和生长期的降水量不稳定会发生干旱和洪涝，与农业生产关系最为紧密。铜仁西部因为夏季易受副高影响成为贵州省夏旱重灾区，同时由于是典型的喀斯特区域，峰峦叠嶂，沟壑纵横，土层浅薄、石灰性较强，容易发生山洪、滑坡等地质灾害，况且目前该区降水变率研究尚未涉及，国务院出台了2号文件和武陵山扶贫规划，必然迎来产业结构大调整，研究该区气候变率很有必要。

国内也有一些学者对气象要素的变率进行过研究，对变率的理解各有差异，导致所引用的公式各有差别，有的学者将变率与变化速率(趋向率)等同［1－2］，万日金等［3］用最大正距平和负距平与标准差的倍数来说明江南春雨年际变率大，盖小波等［4］用最大值与最小值之差再除以平均值所得商的百分比来表示变率。扎西尼玛等［5］用变异系数研究了玉树地区气象波幅状况。彭芳，王君军［6］选取贵州19个代表站点47a夏季最高气温月、季平均资料，采用EOF分解方法对贵州夏季最高气温的变化进行分析。但一般认为，某气象要素的变率是历年该要素距平绝对值之和的算术平均值，称为绝对变率，也叫平均距平值。相对变率指某一时段的绝对变率(平均距平值)与该时段平均值比值的百分数［7－8］。

2 资料和方法

所用资料为铜仁市西部5县1961—2010年逐日平均温度和逐日降水资料，资料的主体来自于铜仁气象资料查询系统并经过简单校正，疑问数据以台站所存数据为准，当某台站气温有缺测时，用该时段相邻台站求相关进行补正，降水缺测的，所涉及的月、旬、候缺测。

变率公式为:

(1)式为绝对变率公式:历年或某一时段气象要素距平绝对值之和的算术平均值，也叫平均距平值，ABS表示绝对值。

(2)式为相对变率公式:它是某一时段的气象要素绝对变率(平均距平值)与该时段平均值比值的百分数，一般认为相对变率比绝对变率更有意义。

3 结果

3.1 温度变率分析

3.1.1 年、季温度变率 表1给出了铜仁西部各县年季温度的绝对变率和相对变率，年平均温度绝对变率在0.3～0.4℃之间，相对变率在1.5% ～2.3%之间。从四季看，绝对变率春季最大，冬季最小;相对变率春季最大，秋季最小。

表1 铜仁西部各县年季温度变率

从表1还可以看出，秋季除德江外，年变率普遍小于季变率。

3.1.2 月温度变率 为了图表的方便，将5站原始数据进行平均，进行统一的变率分析。图1只给出了5站平均温度1－12月的绝对变率和相对变率。从总的来看，2月的绝对变率和相对变率最大，6－8月的绝对变率和相对变率都比较小。

图1 各月平均温度及变率

从图1还可以看出，月平均温度相对变率与月均温大致呈反位相，相关系数为r=－0.849 13。3－12月气温相对变率与月均温的反位相更明显，相关系数为r=－0.941 58。相对变率和绝对变率之间也大体呈正相关，相关系数为r=0.857 397，除10月外，大多数月份的绝对变率和相对变率升降趋势大致保持一致。

3.1.3 旬平均温度变率 图2也只给出了5站旬平均温度1－12月的绝对变率和相对变率。从图2可知，旬平均温度绝对变率和相对变率2月上旬最大，7月下旬、8月上旬最小，年内变化呈多峰型。

图2 逐旬平均温度及变率

从图2得知，相对变率与旬均温有明显的反相关，总体的相关系数为r=－0.889 92。

3.1.4 候平均温度变率 图3给出了候均温的变率，2月第3候绝对变率最大，2月第2候的相对变率最大，8月第1候变率最小。

图3 逐候平均温度及变率

总的来看，温度比较低的候段，相对变率大，温度比较高的候段，相对变率小。相对变率与候均温有明显的反相关，r=－0.906 81。

3.2 降水变率

3.2.1 年、季降水变率 从年降水变率来看，铜仁西部年降水绝对变率在120.1～170.5 mm之间，正最大距平值在466～534 mm之间，负最大距平在－339～－434 mm之间。年降水相对变率在10.8%～15.6%之间，如果将正距平系列的极值与平均值之比称为正最大相对变率，最大相对变率在42%～47%之间，将负距平系列的极值与平均值之比称为最大负变率，负最大相对变率在－33% ～－39%之间(表2)。

表3给出了铜仁西部各站四季降水的绝对变率和相对变率。从绝对变率来看，夏季最大，冬季最小。从相对变率来看，冬季最大，春季最小。

与各季降水量对比发现:冬季降水总量最少，因此绝对变率小，相对变率大。春、秋季多年平均降水接近，但相对变率春季小于秋季，因为当地秋季有的年份秋高气爽，有的年份秋雨绵绵。夏季降水最为丰沛，雨热同季，但夏季本地容易遭受伏旱，

表2 铜仁西部各县年降水绝对变率和相对变率及极值

表3 铜仁西部各县四季降水绝对变率和相对变率

其变率总体要超过春秋两季，相对变率能更好的表示降水的稳定度。

3.2.2 月降水变率分析 从各月降水相对变率来看，1月、2月、11 月、12 月大都超过 50%，7、8 月份接近或超过50%，前者是因为平均雨量少的原因，后者是年际间降水不均匀的原因。

图4给出了逐月降水变率与降水量，将西部作为一个整体来看，除7月和10月外，其余各月绝对变率与降水升降趋势大致保持一致。

图4 铜仁西部逐月降水变率与降水量配置图

通过计算，降水绝对变率与降水量之间为正相关，r1=0.907 38，降水相对变率与降水量之间为反相关，r2= －0.616 62。

3.2.3 旬降水变率分析 图5给出了逐旬降水变率与降水量，绝对变率与降水升降趋势大致保持一致，3个统计值都显示为多峰型。相对变率第9旬，11～16旬低于60%，33～34旬高于95%。

通过计算，旬降水绝对变率与降水量之间为正相关，r1=0.940 639，降水相对变率与降水量之间为反相关，r2=－0.666 49。

图5 铜仁西部逐旬降水变率与降水量配置图

3.2.4 候降水变率分析 图6给出了逐候降水变率与降水量，绝对变率与降水升降趋势大致保持一致，3个统计值都显示为多峰型。34～35候绝对变率大，其量为32.1～32.3 mm。候相对变率大于100%集中时段为64～71候。

图6 铜仁西部逐候降水变率与降水量配置图

通过计算，候降水绝对变率与降水量之间为正相关，r1=0.955 248，降水相对变率与降水量之间为反相关，r2=－0.669 81。

4 结论和讨论

分析了铜仁市西部5县多时间尺度的温度和降水的相对变率，计算了相应的相关系数，得知:

①从年变率来看，不论温度还是降水量，其变率都比较小，但变率随时间尺度变化而变化，分析时间尺度愈短，其变率愈大。

②从季温度变率来看，主要表现为春季温度不稳，当地夏收作物油菜、小麦提前或推后收割的现象比较普遍，影响秋收作物的栽种进度。

③从月温度变率上看，2月份变率大，正值农历年的正月，流动人口特别大，低温雨雪造成交通拥堵，晴好天气又容易引发森林火灾，是气象服务的重点。

④温度、降水高低(多少)与绝对变率的大小呈正相关，与相对变率呈反相关。

⑤文中的绝对变率实际上是距平绝对值的平均值问题，很多极端情况被平滑掉了，需要在今后工作中继续研究。

⑥若非特别需要，温度以绝对变率来表示，降水以相对变率表示更合乎人们的使用习惯。

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