近44年秦皇岛市各等级降水日数的时空分布

张智华，孙丽华

（1. 卢龙县气象局，河北 秦皇岛 066400；2. 秦皇岛市气象局，河北 秦皇岛 066000）

近44年秦皇岛市各等级降水日数的时空分布

张智华1，孙丽华2

（1. 卢龙县气象局，河北 秦皇岛 066400；2. 秦皇岛市气象局，河北 秦皇岛 066000）

利用1970—2013年秦皇岛市5个测站逐日降水资料，采用距平百分率、线性趋势法分析了近44 a秦皇岛市不同等级降水日数的时空分布特征和变化规律。结果表明：在时间分布上，秦皇岛市年总雨日数和各等级降水日数均呈减少趋势，暴雨日数减少趋势最不明显。在空间分布上，秦皇岛市年总雨日数和不同等级降水日数自北向南，呈现“多—少—多”的分布特征，北部山区青龙和南部沿海昌黎为多雨日中心，各站年总雨日数和小雨日均呈显著减少趋势。

降水日数；年际变化；空间特征

40多年来秦皇岛市气候发生了明显的变化[1]，降水的气候变化特征尤为显著。降水量是指由天空中降落到地面上未经蒸发、渗透、流失，在地面上聚集的水层深度。降水是地表水及地下水的最终补给来源，降水的多少影响到人类生产生活的各个领域，如农业、工业、交通、商业旅游、娱乐业等。降水的过多和过少引发的洪水和干旱，可对人们的生命和财产造成极大损失，甚至会引发文明的中断和转移[2]。因此，对降水时空分布的了解具有极其重要的意义[3]。由于降水在时间和空间上分布的不连续性，在精确测量降水的前提下，为了更好地了解降水，需要对降水的特征进行研究。前人从不同角度，运用了阈值方法、线性趋势法、降水距平百分率、基于Copula函数的降水概率法等不同方法[3-8]分析了降水特征以及极端降水特点，研究者对降水总体变化趋势和特征已经有了更多的了解和认识。旱涝灾害的发生不但与降水量有一定的关系，而且很大程度上还取决于降水在时间和空间上分布的不均匀性[5]。以前学者更多地关注降水量，而缺乏对雨日时空特征的了解。因此，本研究对秦皇岛地区不同等级降水日数的时空分布特征进行分析，了解近半个世纪以来秦皇岛市旱涝灾害的特点，以期对分析秦皇岛市的气候特点提供科学的依据，对今后的气候预测提供帮助。

1 资料和研究方法

1.1 研究区域

秦皇岛市位于华北平原东北部，是我国首批沿海开放城市之一和著名的旅游城市。秦皇岛市地形复杂，是河北省主要的农业生产区，南临渤海、北依燕山，且位于华北和东北交界处，为东北、华北两大经济区的结合部。秦皇岛市属于暖温带半湿润季风型大陆性气候。

1.2 数据和资料来源

本研究所用气象数据为秦皇岛市5个气象观测站1970—2013年的逐日降水资料。计算距平用的平均值是1981—2010年各等级降水日数30 a的平均值。降水等级划分标准如下（r为24 h降水量，单位mm）：小雨0.1≤r＜10.0，中雨10.0≤r＜25.0，大雨25.0≤r＜50.0，暴雨≥50.0。秦皇岛市逐年总雨日数及不同等级降水事件逐年发生日数为5个测站的平均值。

资料来源于河北省气象局气象整编资料和气薄-1。

1.3 研究方法

应用降水日数距平百分率法，线性趋势法来分析秦皇岛市不同等级降水事件变化趋势。

2 不同等级降水事件的时间变化

2.1 年际变化

分别统计秦皇岛市1970—2013年逐年不同等级降水事件出现的日数，研究其随年际变化的特征。距平百分率计算方法如下：（逐年各等级降水日数-对应等级降水的30 a平均日数）/30 a平均日数×100%。由图1可以看出，秦皇岛市年总雨日数 (a图）和小雨日数（b图)线、性减少趋势明显；中雨日数 (c图）和大雨日数 (d图）也为减少趋势，但不是很明显；暴雨日数 (e图)变化最不明显，几乎不存在线性增加或较少趋势。

图1 不同等级降水日数距平变化

2.2 年代际变化

1970—2013年秦皇岛市不同年代不同等级降水事件及总雨日平均频次变化，见表1：

表1 1970—2013年秦皇岛市不同年代总雨日数及各等级降水平均出现日数 d

3 不同等级降水事件日数的空间分布特征

3.1 总雨日和不同等级降水事件日数空间分布

表2 1970—2013年秦皇岛市各测站总降雨日数及各等级降水出现日数 d

由表2可以看出，北部山区青龙受山地地形影响，为秦皇岛地区多雨日中心，但暴雨日数峰值出现在行政区中间部位的卢龙和抚宁，暴雨最少的是秦皇岛市区，与中心极值相差20%以上。位于南部沿海的昌黎降水总日数及小雨日数仅次于青龙，总体呈现出由南到北为“多—少—多”的分布特征。3.2总雨日和不同等级降水事件日数的趋势变化

表3 1970—2013年秦皇岛市各测站不同等级降水事件及总雨日趋势变化 d/10 a

5个测站总雨日数均为负值，表明整个区域的总雨日数随着时间的推移呈现出显著减少的趋势，北部山区青龙减少趋势最为显著（-35.7 d/10 a），中部的抚宁、卢龙及东部沿海的秦皇岛市区减少趋势均非常显著，只有昌黎变化趋势不太显著（-13 d/10 a），呈现北多南少的分布特征，具体造成这种趋势变化的原因有待进一步分析。小雨日数除昌黎小雨日数为增加趋势外（但未通过0.05的显著性检验），其他测站均为显著减少趋势。中雨、大雨各测站均为减少趋势，其中50%的测站通过了显著性检验。暴雨减少趋势均未通过显著性检验，说明暴雨虽有减少趋势，但各测站均不显著。

4 结论

（1）在时间分布上，近44 a来秦皇岛市年总雨日数及不同等级降水日数均呈减少趋势，年总雨日数的减少主要表现为小雨日数的减少，中雨和大雨次之；暴雨日数总体上为减少趋势，但趋势不明显。

（2）在空间分布上，近44 a秦皇岛市年总雨日数及不同等级降水事件日数分布自北向南，呈现“多—少—多”的特征，北部山区青龙位多雨日中心，降水日数的增多应为受燕山山脉阻挡，迎风坡降水增多因素的影响；南部沿海昌黎降水可能受其海洋气候的影响；多暴雨中心位于中部地区的卢龙和抚宁。各站年总雨日数和下雨等级降水日数（除昌黎小雨日数外）呈显著减少趋势，北部及中东部地区减少趋势相对更显著；其他等级降水事件日数所有观测站均呈减少趋势，但减少速率相对较小。

（3）自20世纪90年代后，年降水日数减少趋势更加显著，降水有向极端化发展的趋势，总降水日数及不同等级降水日数的减少与降水量减少呈对应关系，但具体的等级与量级之间是否有对应关系，有怎样的对应关系，早涝发生程度等的关系等都有待进一步进行研究。

[1]居丽玲，孙丽华，曹秀芝.秦皇岛市气候变化对农业气象灾害的影响[J].中国环境管理干部学院学报，2006，16（1）：34-36.

[2]程明虎．千余年中国气候变化与社会发展关系和机理研究对气候变化建设和谐社会的思考[C]//中国工程院气候变化咨询项目——“科学认识气候变化及其后果”问题研究组第二次讨论会报告汇编.北京：社会科学文献出版社，2010.

[3]周燕，程明虎．基于阈值方法原理的江淮地区降水特性研究[J]．气象科技，2014，42（2）：287-293．

[4]任玉玉，任国玉．1960—2008江西省极端降水变化趋势[J]．气候与环境研究，2010，15（4）：462-469．

[5]韩军彩，陈静，岳艳霞，等．石家庄市不同等级降水日数的时空分布特征[J]．气象与环境学报，2009，25（6）：34-38．

[6]高霞，李强．1961—2005年河北省降水气候特征及雨水资源的开发利用[J]．气象与环境学报，2008，24（4）：49-52．

[7]张强，李剑锋，陈晓宏，等．基于Copula函数的新疆极端降水概率时空变化特征[J]．地理学报，2011，66（1）：3-12．

[8]任国玉，吴虹．我国降水变化趋势的空间特征[J]．应用气象学报，2000，11（3）：322-330．

[9]瞿盘茂，任福民，张强．中国降水极值变化趋势检测[J]．气象学报，1999，57（2）：208-216．

（编辑：程 俊）

Space-time Distribution on Precipitation Days of Qinhuangdao in Recent 44 Years

Zhang Zhihua1,Sun Lihua2
（1.Lulong Meteorogical Bureau,Qinhuangdao Hebei 066400,China；2.Qinhuangdao Meteorogical Bureau,Qinhuangdao Hebei 066000,China）

Using daily rainfall data of 5 observational stations in Qinhuangdao during 1970-2013, some methods(the departure percentage and the linear trend method etc.)were used for analyzing space-time distribution characteristics and change rules about all grades in recent 44 years. Results showed that annual rainfall totals and rain days each grade tended to decrease on the time distribution,but the reducing trend of heavy rain wasn't obvious.Annual rainfall totals and precipitation days in different grades presented a so-called more-less-more features from north to south on space distribution.More rainfall days appeared in Qinglong county and Changli county, annual rainfall totals and light rain days showed an obvious reduction trend.

rainfall days，annual change，space-time characteristics

X16

A

1008-813X（2015）06-0041-03

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.06.10

2015-07-29

张智华（1978-），女，河北省卢龙县人，毕业于南京信息工程大学大气科学专业，地面测报工程师，主要从事地面气象观测及预报服务工作。