近46年会东县降水变化特征分析

李平兰 杨雯 王正凯

摘要 采用滑动平均、Mann-Kendall检验法、累积距平法和气候倾向率等方法，分析了1970—2015年会东县的降水资料，结果表明，近46年来会东县年降水量总体呈减少趋势，气候倾向率为-9.8 mm/10 a；20世紀90年代降水量最不均衡，70—80年代和2010年以后降水量年际分配趋于平衡；季降水量不稳定度从高到低依次为春季、冬季、秋季、夏季；近46年会东县年降水量发生过2次突变，分别发生在1990和2000年。

关键词 降水量；变化特征；M-K检验法；累积距平法；气候倾向率；会东县

中图分类号 S161.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）20-0144-04

Abstract The precipitation data of Huidong County from 1970 to 2015 were analyzed by the method of moving average， MannKendall test，accumulative anomalies and climate tendency rate.The results showed that the annual precipitation in Huidong County in the recent 46 years showed a decreasing trend， and the climate tendency rate is -9.8 mm/10 a.The precipitation in 1990s was the most uneven.The interannual distribution of precipitation tends to be balanced during 1970s-1980s and after 2010.The seasonal precipitation instability from high to low were spring， winter， autumn and summer.In the recent 46 years， the annual precipitation in Huidong County had two mutations， which occurred in 1990 and 2000 respectively.

Key words Precipitation；Change characteristics；MK test method；Cumulative anomaly method；Climate trend rate；Huidong County

降水量是衡量一个地区水资源量的重要指标，对人类社会和经济发展有重要作用[1]。在全球变暖的气候背景下，高温、干旱等极端天气频繁发生，区域水资源的拥有量不断减少，给社会、经济发展带来明显影响。会东县是全国烤烟生产一流大县、华山松第一县、全国产粮大县、四川省现代畜牧业重点发展县、蚕桑基地重点县[2]，位于四川省南部，金沙江穿境而过，水能资源十分丰富，但径流明显受到降水影响，给流域经济、社会发展带来了影响，因此对会东县的降水进行研究有重要意义。2008年“5.12汶川”和“8.30会理”地震之后，学者们对地震灾区的降水进行了分析，得出由于受到季风和复杂地形的影响，降水存在显著的区域差异[3-5]。笔者利用会东县1970—2015年的降水资料，采用滑动平均、Mann-Kendall检验法、累积距平法和气候倾向率等方法，分析近46年来会东县降水的变化特征，为会东县防灾减灾及经济社会建设提供气象依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

所用资料来源于会东县气象局提供的1970—2015年降水资料。

1.2 研究方法

利用滑动平均和气候倾向率等方法分析近46年来会东县的降水变化，用 Mann-Kendall非参数[6]统计检验法结合累积距平法对降水突变开始时间进行检验。运用1970—2015年会东县逐日降水量数据，按天气标准统计[7]，统计历年旱灾最大连续日数、洪涝发生的次数和洪涝强度，绘出其随时间的变化趋势，并对其进行等级评价和年际比较。其中旱灾分为春旱、夏旱和伏旱。春旱定义：3下旬—4月下旬连续15 d降水总量≤10 mm；夏旱定义：5—6月连续15 d降水总量≤10 mm；伏旱定义：7—8月连续10 d降水总量≤10 mm。洪涝定义：日降水量≥60 mm或连续3 d过程降水量≥100 mm。

2 结果与分析

2.1 年降水量变化趋势分析

从图1可看出，1970—2015年会东县年降水量平均为1 080.3 mm，87%以上的年份降水量可达900.0 mm以上，降水较为丰沛。近46年来会东县降水量随时间是一个波动变化的特征，年降水量总体呈减少趋势，倾向率为-9.8 mm/10 a。20世纪70—80年代降水在中值线上下波动，降水较稳定；进入90年代降水远离中值线波动性最大，历年最大降水量为1 607.1 mm（1991年），最少降水量为761.0 mm（1992年），除1992、1994和1996年低于中值线，其他年远高于中值线，90年代降水最不均衡；2000—2006年降水进入较不稳定时期，降水总量偏少，历年次低值为801.9 mm；2006年后，降水在中值线上下波动，降水较稳定。

利用1970—2015年会东县逐年降水量，采用5年滑动平均得到统计值t（图2）。从趋势线可看出t值有降低趋势，倾向率为-7.9 mm/10 a，表明近46年会东县年降水量随时间在减少。从t值看，20世纪70—80年代虽有小波动，但总体接近平均值；90年代变化幅度最大，2000年后有下降趋势，2006年后有小波动接近平均值。

2.2 季节降水量分配均匀性分析

由图3和表1可知，近46年来会东县降水分布极不均匀，呈塔形分布，以6、7月为峰顶，依次向两侧逐月减少，至12月最低。降水量季节分配不均匀[8]，夏季降水量在四季中最大，但相对变率变化最小，为-51.4%～60.2%，表明夏季降水丰富，水资源利用价值高；秋季降水量仅次于夏季，相对变率变化较小，为-50.5%～87.6%，表明秋季降水较丰富；春季降水量相对变率变化最大，为-80.5%～174.4%；冬季降水量最小，相对变率变化较大，为-95.8%～146.9%，表明冬季、春季降水不稳定且发生旱灾的频率较高。

2.3 年降水量分级评价

根据中国气象局汇编气象地方标准[7]，对会东县1970—2015年逐年降水量计算距平百分率并进行分级评价，结果发现，近46年中有2年降水量较常年偏多，偏多40%～49%，分别是1995和1991年；有3年降水量较常年偏少，偏少-27%～-30%，分别是1989、1992和2006年；其他年份降水量都为正常。

由表2可知，近46年会东县20世纪90年代出现正负值年份为所有年代中之最，正值平均22.2%，负值平均-16.6%，说明90年代降水最不均衡；70—80年代正负降水量距平百分率由强变弱，而80—90年代正负降水量距平百分率由弱变强，1990—2015年正负降水量距平百分率由强变弱，说明70—80年代和2010年以后降水量年际分配趋于平衡。

2.4 年降水量突变检验

采用Mann-Kendall 非参数统计检验法对1970—2015年会东县降水量的突变特征进行检验，从UF线（图4a）可看出，20世纪70年代前期、70年代后期—80年代末期和2006年后降水有减少趋势，70年代中期、90年初期到2005年降水有增加趋势，特别是90年代降水有明显的增加趋势。由于UF、UB曲线在置信区间内不止一个交点，对近46年会东县降水量进行累积距平分析，从图4b可看出，近46年会东县降水量在1990和2000年发生2次突变，降水趋势发生转折，1990年降水量突变增多，2000年降水量突变减少。

2.5 旱涝灾害发生频率年际变化

2.5.1 春旱。

从图5可看出，近46年会东县共发生了53次春旱，发生概率为102%，平均1年出现1.15次。其中，偏春旱26次，概率为57%；重春旱27次，概率为59%；9次重春旱，旱期持续了40 d及以上，最严重是2008年，旱期持续了45 d；20世纪70—80年代重春旱出现次数增加，80—90年代相同，2000—2009年出现次数减少，2010年之后又增加。从春旱发生的时间分布可看出，1970—2010年出现次数比较均匀，强度逐渐增强，2011—2015年春旱出现次数增多，强度降低。

2.5.2

夏旱。从图6可看出，近46年会东县共发生了25次夏旱，发生概率为54%。其中偏夏旱出现了21次，概率为46%；4次重夏旱，发生概率为9%，1979年夏旱最严重，达40 d。从夏旱发生的时间分布可看出，20世纪70—80年代夏旱出现次数逐渐增多，但强度缓慢降低，从90年代以后夏旱次数逐渐减少，但强度缓慢增加。

2.5.3

伏旱。从图7可看出，近46年会东县共发生了30次伏旱，发生概率为65%，无重伏旱，2007和2011年伏旱持续时间最长，达17 d。从伏旱发生的时间分布可看出，20世纪70年代中期—80年代伏旱高发期，90年代伏旱出现次数减少，70年代中期—90年代末期伏旱强度增加；2000年以后伏旱出现次数逐渐增多，但伏旱强度变化不大。

2.6 涝灾等级评价及年际比较

由图8可知，1970—2015年会东县总共出现了69次洪涝，发生频率为150%，平均1年出现1.5次；20世纪70—90年代次数逐渐增多，90年代洪涝高发期，1995年出现次数最多，达5次；2000—2009年出现次数逐渐减少，2010年以后出现次数逐渐增加。

近46年会东县69次洪涝中出现11次重洪涝，发生频率为23.9%；20世纪70—80年代洪涝的降水强度增强，90年代以后洪涝的降水强度减弱，随年份波动，在波动中缓慢减弱。在会东县46年出现的洪涝中，洪涝的最多降水量为170.1 mm，最少60.2 mm，平均降水量90.7 mm。

3 结论

（1）1970—2015年会东县年降水量平均为1 080.3 mm，年降水量总体呈减少趋势，气候倾向率为-9.8 mm/10 a。一年中降水分布极不均匀，呈塔形分布，以6、7月为峰顶，依次向两侧逐月减少，至12月最低。

（2）会东县20世纪90年代降水最不均衡，出现正负值年份为所有年代中之最。70—80年代和2010年以后降水量年际分配趋于平衡。

（3）近46年来会东县夏季降水量在四季中最大，但相对变率变化最小；秋季降水量仅次于夏季，相对变率变化较小；春季降水量在四季中第三，相对变率变化最大；冬季降水量最小，相对变率变化较大，表明降水量不稳定度从高到低依次为春季、冬季、秋季、夏季。

（4）通过M-K检验结合累积距平分析法对1970—2015年会东县降水的突变特征进行检验和分析，发现近46年会东县降水发生了2次突变，第1次突变发生在1990年，降水量有增多的趋势；第2次突变发生在2000年，降水量有减少的趋势。

（5）会东县春旱1970—2010年出现次数比较均匀，强度逐渐增强，2011—2015年春旱出现次数增多，但强度降低；夏旱20世纪70—80年代出现次数逐渐增多，但强度缓慢降低，从90年代以后夏旱次数逐渐减少，但强度缓慢增加；伏旱出现次数：20世纪70年代中期—80年代高发期，90年代减少，2000年以后逐渐增多；伏旱强度：20世纪70年代中期—90年代末期增加，2000年以后变化不大。洪涝出现次 数：20世纪70—80年代逐渐增多，90年代高发期，2000—2009年逐渐减少，2010年以后逐渐增加；洪涝强度：20世纪70—80年代增强，90年代以后减弱。

参考文献

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