近30年石岛降水气候特征分析

2015-04-29林修栋宋佳颖程志攀等

安徽农业科学 2015年16期

林修栋　宋佳颖　程志攀等

摘要基于1981～2010年石岛逐日降水资料，统计分析了该区域降水的气候特点和变化规律。结果表明，近30年石岛年均降水量为756.5 mm，季节性变化明显，降水主要集中汛期5～9月；年降水量气候倾向率为33.4 mm/10a，且存在1992和2002年为界限的气候突变，近30年降水量呈波峰-波谷-波峰式波动，并推断这种突变周期可能与ENSO暖事件有关；副高进退和台风北上是造成暴雨的重要因子；暴雨日数变化与降水量变化趋势类似，均呈上升趋势。

关键词石岛；降水；暴雨；气候特征；变化规律

中图分类号S161.6文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）16-196-02

石岛（122°20′～122°30′E、30°31′～36°35′N）位于胶东半岛东南端，濒临黄海，因“背山靠海，遍地皆石”而得名。海岸线长88.5 km，与日、韩隔海相望，拥有我国北方最大的渔港石岛渔港、国家一类开放口岸石岛港。石岛三面环海，风景秀丽，气候宜人。地势西高东低，为山地丘陵，西有土步山，海拔411.9 m，山峰陡峭，沟谷交错；北有烟台头子山，主峰海拔339 m，岩石林立；东临石岛湾，湾内水面宽阔；南临王家湾，湾内风平浪静。系建设渔、商、军港的优良基地。石岛属温带季风性湿润气候，冬无严寒，夏无酷暑，空气温润，四季宜人。区内拥有国家AAAA级风景名胜区——石岛赤山和石岛湾省级旅游度假区。崔晶等对威海的春季及历年的降水进行了分析[1-2]，但目前仍无针对石岛的降水分析。尽管年均降水量接近760 mm，石岛仍是淡水资源缺乏的地区，且雨季集中，降水量的年际变化很大，容易出现暴雨洪涝等灾害。因此，加强对石岛降水气候特征的分析，对进一步加深对石岛气候特点和变化规律、掌握石岛气候资源、保持石岛的社会经济和谐发展有重要意义。笔者利用1981～2010年石岛逐日降水资料，采用统计分析方法对近30年石岛降水的气候特点和变化规律进行了分析。

1资料和方法

所使用降水资料均来自于石岛国家气象观测站实地测量，时间为1981年1月1日～2010年12月31日。按照惯例，季节划分为春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12月～次年2月）。为方便计算，在此采用降水距平百分率来表征一段时间内降水量的多寡[3-5]。

2结果与分析

2.1石岛降水量变化特征

2.1.1年际变化。近30年降水资料显示，石岛年平均降水量756.5 mm，年平均降水日数80 d，最大降水量出现在1990年，年降水量达1 300.0 mm，年降水距平百分率为71.8%；最小降水量是1999年，年降水量仅439.1 mm，年总降水距平百分率为-42.0%。年降水量最多的1990年降水量是年降水量最少年份1999年降水量的2.5倍。由图1可知，石岛降水在20世纪80年代整体呈增多趋势；初期偏少，中期～末期偏多，并在1990年达近30年降水量的最大值；90年代降水呈下降趋势，但比较平缓；在90年代初期～中期降水偏少，经历短暂偏多后，末期又开始偏少；进入21世纪，除了2002和2006年降水偏少外，其余年份均偏多。

图11981～2010年石島年均降水距平百分率

石岛年降水量变率明显，近30年年均降水距平呈增加趋势，对应的降水量变率约为33.4 mm/10a，对于年降水量来说，这一增加趋势还是非常明显的。降水量在1981～1992年增加明显，年均降水量气候斜率为207.5 mm/10a，降水偏多年和偏少年交替出现；1993～2002年呈下降趋势，气候斜率为-121.9 mm/10a，以降水偏少年为主；进入2003年，又出现增加的趋势，气候斜率为26.8 mm/10a，以偏多年为主。可见，石岛降水量年际变化振幅较大，在1992和2002年发生了显著的气候突变。通过与ENSO事件进行时间对照，发现1992和2002年均发生了较强的ENSO暖事件[6]，这也说明了石岛的降水量年际变化具有明显的阶段性和群发性特征。

2.1.2年内变化。

由图2可知，石岛降水主要出现在5～9月份，这5个月的平均降水量达119.1 mm，占全年降水量的79%，这与华北地区汛期的结果吻合较好[7]；12月～次年2月月均降水量在15 mm以下。降水最多的8月份可达181.6 mm，次多的7月份也有177.2 mm，占全年降水的近50%，这也是山东的主汛期。

从图3可以发现，汛期（5～9月）降水量对年降水量贡献最少的年份出现在1982年，汛期降水量占年降水量的61%，当年汛期降水量是322.7 mm，年降水量是527.4 mm；贡献最多的年份出现在1988年，为91%，当年汛期降水量为619.8 mm，年降水量是678.0 mm。可见近30年来石岛汛期降水量占年降水量的比例均在61%以上，曲线较稳定地在79%的平均值附近上下震荡。从图4可以清楚看出石岛的汛期降水量与年均降水量拟合度非常高，2条曲线的走向非常一致，气候斜率分别为27.0和33.4 mm/10a，汛期降水的多寡基本决定了全年降水量的多寡。

2.1.3季节变化。

石岛降水量季节分配不均匀，春季平均降水量为125.2 mm，占全年降水量的17%；夏季平均降水量为441.3 mm，占全年的58%；秋季平均降水量为152.1 mm，占全年的20%；冬季平均降水量为37.9 mm，占全年的5%，可见汛期降水是石岛降水的最主要贡献因子。

图21981～2010年石岛月均降水量年内变化

图31981～2010年石岛历年汛期（5～9月）降水占全年降水的比例

图41981～2010年石岛汛期（5～9月）降水量和年均降水量变化

2.2石岛暴雨气候特征与变化规律研究一个地区的降水，必须要研究暴雨。有研究表明，我国华北地区的暴雨与当地的旱涝形势密切相关[8]。下文对石岛暴雨的气候特征进行描述。

2.2.1暴雨气候特征。近30年石岛暴雨日数为92 d，年均3 d，其中春季发生5 d，夏季为71 d，占全年暴雨日数的77%；秋季为16 d，占年平均降水量的17%；冬季为0 d。与降水量年内变化相对应，石岛暴雨出现在4～9和11月，10月和12月～次年3月没有出现过暴雨，即石岛暴雨出现的时间最早在4月，最晚出现在11月。而30年石岛11月份的暴雨日数仅为1 d，因此石岛暴雨年主要出现在4～9月。其中，7、8月份暴雨日数占全年的60%以上。这与石岛所处的地理位置和高空环流形势是相关的。

6～7月，西太平洋副热带高压开始北跃，石岛处于副高的西北部边缘地带，西南气流日渐强盛，并带来充分水汽，石岛降水日数和降雨量开始增多。进入8月，副高再次北跃，脊线越过30°N；此时的台风活动频繁，由于副高位置偏西偏北，台风容易受其引导气流影响，接近东海和黄海南部；副高西北边缘也常处于黄海南部沿海，容易形成强对流天气，这都可能引起暴雨的发生，这是7～8月份石岛出现暴雨的主要原因。到9月中旬以后，副高脊线东撤南退至华南一带，石岛降水量开始急剧下降。

2.2.2暴雨变化规律。

从石岛暴雨日数年际变化（图5）可以看出，近30年暴雨日数年际变化较大，总体呈波峰-波谷-波峰变化。有3年的暴雨日数为6 d，分别是1984、1985和1990年；有4年暴雨日数超过了5 d，分别是1996、2003、2009和2010年；2002年没有出现暴雨。20世纪80年代总体暴雨日数偏多，暴雨日数最高值均出现在此时期；进入90年代，暴雨日数明显下降，除1996年外，其余年份均在平均值以下；进入21世纪，暴雨日数明显增多。

3结论

（1）近30年石岛最大降水量出现在1990年，最小降水量出现在1999年，1990年降水量是1999年的2.5倍。石岛年降水量变率明显，降水的气候斜率约为33.4 mm/10a，对于年降水量来说，这一增加趋势非常明显。降水量年际变化振幅较大，在1981～1992年增加明显，1993～2002年呈下降趋势，进入2003年，又出现增加的趋势。1992和2002发生了显著的气候突变，这一变化可能与ENSO暖事件有关。

（2）近30年石岛年均降水量为756.5 mm。汛期降水占全年降水量的79%。近30年来石岛汛期降水量占年降水量的比例均在61%以上，年际变化比较平缓。汛期降水的多寡

基本决定了全年降水量的多寡。

（3）石岛7、8月份暴雨日数占全年的60%以上。这与石岛所处的地理位置和高空环流形势有关，副高的进退和台风的北上是造成暴雨的主要因子。

图51981～2010年石岛逐年暴雨日数

（4）近30年石岛暴雨日数呈总体增加趋势，其中20世纪80年代总体暴雨日数偏多，暴雨日数最高值均出现在此时期；进入90年代，暴雨日数明显下降，除1996年外，其余年份均在平均值以下；进入21世纪，暴雨日数明显增多。

參考文献

[1]

崔晶，张丰启.威海市春季降水特征[J].气象科技，2002（4）：246-248，251.

[2]汤岩，高春雨.威海地区年降水量的时间序列分析[J].国土与自然资源研究，2007（2）：66-67.

[3] 马振锋，杨佑洪.成都区域气象中心短期气候预测业务评估[J].气象，2001，27（12）：29-32.

[4] 卫捷，马柱国.Palmer干旱指数、地表湿润指数与降水距平的比较[J].地理学报，2003（z1）：117-124.

[5] 韩海涛，胡文超，陈学君，等.三种气象干旱指标的应用比较研究[J].干旱地区农业研究，2009，27（1）：237-241.