长治市近54年降水时空变化特征分析
2014-09-17赵双巧李晶晶张卉张红英杨梅
赵双巧 李晶晶 张卉 张红英 杨梅
摘 要：采用长治市11个气象站1960—2013的降水量系列数据，运用一元线性回归、线性倾向估计、5年滑动平均等统计方法，分析了长治市近54年降水量年变化、年际及各年代际的年平均降水量、各季降水量，降水日数及大雨以上降水日数的演变特征。
关键词：长治市；降水量；时空变化；特征
中图分类号：P468.0+24 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0142-03
IPCC第4次全球气候评估报告明确指出，近100年来全球表面平均温度升高了0.74 ℃。在全球气候变暖的影响下，势必导致降水时空格局发生变化。近些年来，许多学者对各地的降水量变化规律作了不少研究。翟盘茂分析了中国北方近50年温度和降水极端事件变化；马柱国分析了近代中国北方干湿变化趋势的多时段特征；刘扬对中国北方地区降水变化的分区进行了研究；张卉分析了山西省近49年降水量变化特征及趋势；高文华分析了山西晋南地区近56年的气候变化特征、突变与周期；李效珍分析了大同市近50多年降水演变特征。以上学者对华北地区、山西省及区域降水进行的相关研究，都得出了有意义的结论。本文利用1960—2013长治市11个气象观测站的降水资料，对长治市近54年降水量变化进行了较为全面的分析，旨在进一步了解长治市降水量的时空变化特征及规律，为合理开发利用长治市的气候资源，做好短期气候预测、改善农业环境提供重要的参考依据。
1 研究区概况
长治市位于山西省东南部，地处35°48'～37°08'N，111°55'～113°44'E之间，南北长204 km，东西宽147 km，全区总面积13 896 km2，东倚太行山，西屏太岳山。长治为太行山、太岳山所环绕，境内山地、丘陵、盆地纵横交错，海拔大都在900～1 600 m之间。长治属典型暖温带半湿润大陆性季风气候，全年冬无严寒、夏无酷暑，雨热同季。一般年平均降水量介于515.2～607.2 mm之间，主要集中在6—8月，7月降水量最多，1月降水量最少。
2 资料与方法
研究所用资料为长治市11个地面气象观测站1960—2013的降水量系列观测资料。运用一元线性回归、线性倾向估计、5年滑动平均等统计方法，对降水量的变化程度进行衡量，并对其演变特征进行分析。季节划分采用气候学常用的划分标准：3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12—2月为冬季。各级别降水日数的确定依据中国气象行业规范标准规定，日（24 h）降水量≥0.1 mm为1个雨日，25.0 mm≤R24<50.0 mm为一个大雨日，50.0 mm≤R24<100.0 mm为一个暴雨日，100.0 mm≤R24<250.0 mm为一个大暴雨日。本文年（月、季）降水量定义为日降水量≥0.1 mm日数的总和，全市的年、季、月降水量为11个站的平均值。
冬季降水年代际变化见表1和图7（d）。图（d）呈“M”字型，冬季降水量21世纪初最多，为22.1 mm，70年代次之，90年代最少，为11.8 mm。20世纪70—90年代降水处于减少阶段，90年代以后降水迅速增加，到21世纪初降水量增幅（87%）达到最大值，是近 54年来增幅最多的10年。这一变化趋势与中国气候变化现状及前景分析中的结论大体一致。2010年以后降水量减幅为28%.
由此可见，20世纪70—90年代长治市除春季降水处于增多趋势外，夏、秋、冬季降水均处于不同程度的减少趋势；2010年以后除夏季降水处于增多趋势外，春、秋、冬季降水均处于不同程度的减少趋势。这说明长治市20世纪70—90年代夏季处于长期干旱时期，2010年以后夏季降水有增多趋势。夏季是长治市大秋作物需水关键期，降水的增多有利于大秋作物的生长，但春季要有适宜的墒情才能保证苗全、苗壮，因此，掌握降水时空分布特征、合理利用水资源，对保证长治市粮食产量的丰收有特别重要的意义。
5 降水日数变化趋势
5.1 日降水量≥0.1 mm的日数
1960—2013长治市近54年平均降水日数为87 d。年最多降水日数为126.3 d，出现在1964年；年最少降水日数为62.8 d，出现在1997年。降水日数总体上呈减少趋势，减幅为2.6 d/10年。
5.2 大雨以上量级降水日数
洪涝灾害是长治市最严重的自然灾害之一，主要集中在6—8月，给农业生产和人民财产造成巨大影响，因此，主要对大雨以上量级的降水日数进行分析。据统计，1960—2013大雨平均日数为3.9 d，总体上略有减少趋势，减幅为0.1 d/10年，年最多大雨日数为7.1 d，出现在2003年；暴雨平均日数为0.9 d，总体上呈略微的减少趋势（见图8），减幅为0.01 d/10年，年最多暴雨日数为2.1 d，出现在2013年；大暴雨平均日数为0.1 d，总体上呈略微的增加趋势，增幅为0.01 d/10年，年最多大暴雨日数为0.6 d，出现在2001年。可见，近54年大雨、暴雨日数均有不同程度的减少趋势，大暴雨日数呈略微的增加趋势。暴雨日数从整体上看略有减少，但进入2010年以后在逐年增多，到2013年暴雨日数达到近54年来的最大值（见图8），说明长治市进入2010年以后有夏季降水变强、洪涝灾害增多的趋势。
6 主要结论
通过本文分析，得出以下结论：①长治市降水量年变化呈“单峰”型变化，降水主要集中在5—9月，1月降水量最少，7月降水量最多。2013-07全市降水量和各县降水量均达历年极值，为有气象记录以来的最大值。②1960—2013降水量有较明显的减少趋势，减幅为16.5 mm/10 年。春、夏、秋季降水量呈不同程度的减少趋势，冬季降水量略有增加趋势。进入2010年以后，夏季降水量基本上呈逐年增多的趋势。夏季和秋季降水量减少幅度较大，近54年夏季减少了33.5 mm，秋季减少了43.4 mm，由此可见，年降水量的减少主要是由夏季和秋季降水量减少造成的。③60—70年代后期降水量在均值以上，70年代后期之后降水量在均值以下。60年代降水量最多，为597.1 mm；90年代降水量最少，为520.2 mm。20世纪60—90年代，降水量呈下降趋势，进入21世纪后降水量呈上升趋势。④近54年降水日数以2.6 d/10年的减幅趋于减少。大雨、暴雨日数减幅分别为0.1 d/10年、0.01 d/10年，大暴雨日数增幅为0.01 d/10年。暴雨日数整体虽然呈略微的减少趋势，但进入2010年以后在逐年增多，到2013年暴雨日数达到近54年的最大值，说明进入2010年以后长治市有夏季降水变强、洪涝灾害增多的趋势。
参考文献
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[6]江俊杰，孙卫国.1959—2007年安徽省降水时空变化特征分析[J].中国农业气象，2012，33（01）：27-33.
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[11]张卉，程永明，江渊.山西省近49年降水量变化特征及趋势分析[J].中国农学通报，2014，30（08）：197-204.
[12]高文华，李忠勤，张明军，等.山西晋南地区近56 a的气候变化特征、突变与周期分析[J].干旱区资源与环境，2011，25（07）：124-127.
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[16]黄荣辉，杜振彩.全球变暖背景下中国旱涝气候灾害的演变特征及趋势[J].自然杂志，2010，32（04）：187-195.
[17]李明志，袁嘉祖，李建军，等.中国气候变化现状及前景分析[J].北京林业大学学报，2003，2（02）：16-20.
作者简介：赵双巧（1964—），女，山西陵川人，工程师，2009年毕业于成都信息工程学院。
〔编辑：刘晓芳〕
Abstract： Changzhi City 11 weather stations 1960-2013 precipitation series data， using linear regression， linear trend estimated five-year moving average and other statistical methods to analyze the changes in Changzhi City， nearly 54 years of annual precipitation， interannual and the annual average rainfall each decadal， and each season precipitation， the evolution of the number of features and heavy precipitation days or more days of precipitation.
Key words： Changzhi City； precipitation； temporal and spatial variation； features
参考文献
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作者简介：赵双巧（1964—），女，山西陵川人，工程师，2009年毕业于成都信息工程学院。
〔编辑：刘晓芳〕
Abstract： Changzhi City 11 weather stations 1960-2013 precipitation series data， using linear regression， linear trend estimated five-year moving average and other statistical methods to analyze the changes in Changzhi City， nearly 54 years of annual precipitation， interannual and the annual average rainfall each decadal， and each season precipitation， the evolution of the number of features and heavy precipitation days or more days of precipitation.
Key words： Changzhi City； precipitation； temporal and spatial variation； features
