石家庄市降雨量变化趋势分析

□侯宇

石家庄市降雨量变化趋势分析

□侯宇

利用石家庄市1985～2014年共30年的降水资料，运用距平百分率、线性趋势法、滑动平均法和Mann-Kendall检验等方法，分析近30年来降雨量变化特征，为预测降水量未来变化趋势提供借鉴。

石家庄；降雨量；距平百分率

我国是一个旱涝灾害发生率较高的国家，降水时空分布不均且受季节变化影响较大。在全球气候变暖的大环境下，水资源的减少直接威胁到自然环境和人类生活水平。因此，研究降水量的时空分布变化规律对社会经济和人民生活的稳定有着重要意义。

石家庄市是河北省省会，地处华北平原，是首都北京的南大门，位于113°30′～115°20′E，37°27′～38°47′N，属温带大陆性气候，降雨主要分布在夏秋季节，且时空分布不均匀，年总降水量约为400～750mm。

1. 降雨量趋势分析方法

通过河北省石家庄市30年（1985年～2014年）的降水资料，利用距平百分率、线性趋势法、滑动平均法和Mann-Kendall检验方法，分析石家庄市降水量时空分布变化规律。

1.1 距平百分率

距平百分率能够解释任意一年降雨量和多年平均降雨量的偏离程度，也能体现出降雨量的年际变化程度以及变化过程的波动性。

分析表明，石家庄市降雨量的年际变化呈波动性，降雨量年际丰枯期变化跨度明显，距平百分率主要集中在±30%之间，且偏枯水年和枯水年占总年份的47%，偏丰水年和丰水年占总年份的33%，平水年占总年份的20%，偏枯水年和枯水年占比重较大，说明该地区降水总体偏少，缺水相对严重。

从整体变化过程看，1995年之前降雨量的丰枯年基本持平，且历时较短，基本在1～3年之间；在1996年降雨最大，降雨距平百分率为109%，大于50%，通过历史调查，发生特大洪水；2001年和2014年的降雨距平百分率分别为-42%和-44%，都接近-50%，通过历史调查，均出现较大旱情；1997年～2007年，负距平居多，年降雨量总体偏少；2008年～2012年主要为正距平，年降雨量相对偏多。

1.2 线性趋势法和滑动平均法

线性趋势法是依据最小平方法，用其斜率来表示趋势上升或下降的预测手段。

滑动平均法是削弱时间序列的滑动周期，来体现序列的变化趋势，但由于滑动后的序列比滑动前的序列短，所以不能显示原序列两端的信息。

由石家庄市年平均降雨量线性趋势和滑动平均结果表明，随着滑动周期的增大，降雨量曲线变化逐渐减小，趋于平缓。石家庄市年平均降雨量在1985年～2014年总的变化趋势为下降，从线性趋势的斜率来看，下降的趋势变化不大。石家庄市年平均降雨量总体呈波动下降趋势，与线性趋势法分析的结果一致，其中1989年～1991年、1995年～1996年、2006年～2012年主要为上升趋势，1992年～1994年、1997年～2005年主要为下降趋势，且年降雨量在1992年、1994年、1996年、2006年存在突变点。

1.3 Mann-Kendall检验法

Mann-Kendall检验法（以下简称MK法）。在M-K法检验中,以石家庄市1985年～2014年共30年的降水资料作为样本，计算得出趋势检验的统计变量S＜0且n＜0，统计变量Z＜0，所以石家庄市年平均降雨量呈下降趋势，又由于Z＜Z1-（∂/2）说明时间序列下降趋势不显著。

1.4 Mann-Kendall突变检验

Mann-Kendall还可以对时间序列进行突变检验，计算得出统计量SK、UFK。按照同样方法对反序排列进行计算,使得UBk=-UFk。分别绘制出UBk和UFk曲线，如果这两条曲线在临界线之间出现交点,那么该点相对应的时刻就是突变时刻。

分析表明，石家庄市年平均降雨量的变化趋势在1989年～1991年、1995年～1996年、2006年～2012年主要为上升趋势，1992年～1994年、1997年～2005年主要为下降趋势，但趋势均不明显。根据UBk和UFk曲线交点，可确定石家庄市年平均降雨量突变时间为1992年、1994年、1996年、2006年，与线性趋势法和滑动平均法分析结果一致。

2. 结论与建议

通过距平百分率、线性趋势法、滑动平均法和Mann-Kendall检验法对石家庄市近30年的降雨量进行了相关分析，结果表明，石家庄市年平均降雨量呈波动性下降趋势，但下降趋势不明显，通过Mann-Kendall突变检验，确定出石家庄市年平均降雨量突变时间为1992年、1994年、1996年、2006年。

通过分析石家庄市年平均降雨量的趋势变化，说明石家庄市年平均降雨量总体偏少，丰枯水年相对集中，且旱涝灾害威胁严重，因此，建议加大雨水收集工程，加强暴雨预报能力，提高突发事件的应急能力。□

2017-08-07

侯宇，男，汉族，张家口水文水资源勘测局，助理工程师。