1965—2015年辉县市降水变化特征

张露雁 贾巍 张西婷 王舒琪

（1 河南省辉县市气象局，辉县 453600；2 河南省新乡市气象局，新乡 453003；3 河南省延津县气象局，延津 453200）

0 引言

目前国内针对降水的研究工作主要集中在大尺度上，我国北方年降水量年际变化大[1]，1951—1998年华北降水呈现减少的总体趋势[2]。1957—2007年河南雨季降水南多北少，东多西少，北部形成以辉县为中心的降水稀少聚集区[3]。由于降水量变化趋势具有明显的地域性差异[4-5]，关于辉县县域降水的研究主要侧重于极端天气个例的成因分析，内容也主要体现在预报方面。马月枝等[5]针对2016年7月9日特大暴雨做了着重研究，揭示了500 hPa低涡和700 hPa暖切变是其主要影响系统，并分析了其他产生降水效率的环境条件，但从长时间序列上分析降水变率如何，目前还少有这方面的研究。本文使用1965—2015年逐日降水观测数据，降水量与降水日数分别按照不同时间尺度、不同降水强度，对辉县降水特征进行初步研究。

1 资料与方法

1.1 资料

使用辉县市气象局1965—2015年逐日降水数据。降水事件定义为日降水量大于等于0.1 mm。采用气象学季节定义，将3—5月作为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，本年12月至次年2月作为本年冬季。

不同强度降水量和降水日数以中国气象局颁布的“降水强度等级划分标准（内陆部分）”中的24 h雨量值范围为分类的参考依据。由于本文中2015年冬季统计值为本年12月至2016年1—2月，而年值统计到2015年，以及降水量与降水日数均值与年均值均需四舍五入，所以下文中出现了占比累计起来不为100%的情况。

1.2 统计分析

使用线性倾向估计[6-8]来模拟降水变化趋势，使用0.05置信水平来判断变化趋势的显著性。使用Mann-Kendall（以下简称MK）方法对降水进行突变分析，它是一种非参数检验方法，优点是不要求数据必须呈正态分布，不受少数异常值干扰[8-9]。

2 结果分析

2.1 年、四季降水量和降水日数的变化

1965—2015年，辉县市年均降水量为 577.8 mm，年平均降水日数为73.6 d，二者均未有显著的变化趋势。四季降水变化也均未达到0.05的显著水平。四季中夏季降水量占比最大（61.7%），高于全国平均（56.5%）和黄淮地区（56.8%）[10]。

1965—2015年，辉县春、夏、秋、冬的多年平均降水日数分别为16.4、30.6、18.9、7.6 d，各约占年均总降水日数的22.3%、41.6%、25.7%、10.3%。其中，春季、夏季、秋季的平均降水日数均呈减少趋势，冬季的平均日数呈增加趋势，但四季均未达到0.05的显著水平。辉县夏季降水减少的趋势与豫西和豫西北太行山一线为夏季降水偏少区的研究[11]相符。冬春季节降水量通常较少，易发生干旱，而夏季降水减少的趋势更增大了干旱发生的可能性。

2.2 不同强度降水量和降水日数的变化特征

辉县小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨的多年平均降水量分别为137.8、148.7、139.4、98.0、41.5 mm，分别约占年均总降水量的 23.8%、25.7%、24.1%、17%、7.2%，这说明不同强度的降水量对全年降水量的贡献相差较大。各类型降水的降水量变化趋势均未达到0.05的显著水平。 由于特大暴雨未出现过，所以本文不再讨论此降水级别。

1965—2015年，辉县小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨多年平均降水日数分别为59.6、9.4、4.2、1.5、0.3 d。中雨平均日数呈增加趋势（P＞0.05）；小雨、大雨、暴雨、大暴雨的平均降水日数均呈减少趋势，其中小雨降水日数减少速率达到1.9 d/10 a（P＜0.05），其他各级雨量减少趋势均未达到0.0.5的显著水平。

2.3 年降水量与降水日数的突变检验

图1为辉县市1965—2015年的年降水量和年降水日数序列的MK突变检验结果。在给定显著性水平0.05（图中上、下两条直线）下，1965—2015年辉县市年降水量（图1a）突变特征不显著，年降水日数（图1b）在2005年有一次突变。

图1 1965—2015年辉县市年降水量（a）和降水日数（b）突变特征Fig. 1 Characteristics of abrupt change in annual precipitation amount (a) and precipitation days (b) in Huixian from 1965 to 2015

2.4 四季降水量与降水日数的突变检验

从辉县市1965—2015年四季降水量（图2）来看，春季在1983年出现了一次突变，其余3个季节均有多个交叉点，整体突变表现均不显著。从四季降水日数（图略）来看，春季降水日数在2004年出现了一次突变，秋季降水日数在1984年出现了一次突变，其余两季突变不显著。

3 结论

1）1965—2015年辉县的年均降水量为577.8 mm，平均每10年减少1.3 mm；年平均降水日数为73.6 d，每10年减少0.7 d，均呈不显著的下降趋势。

2）四季降水量和降水日数差异明显，夏季降水量和降水日数比重最大，均呈减少趋势； 冬季降水量和降水日数均呈增加趋势；春季、秋季的降水量呈增加趋势，降水日数均呈减少趋势。

图2 1965—2015年辉县市春季（a）、夏季（b）、秋季（c）和冬季（d）降水量突变特征Fig. 2 Characteristics of abrupt change in spring (a), summer (b), autumn (c) and winter (d) precipitation in Huixian from 1965 to 2015

3）中雨降水量与降水日数呈增加趋势，小雨、大雨、暴雨、大暴雨降水量和降水日数都是呈减少趋势。小雨降水日数比重最大，呈显著减少趋势，由此判断小雨降水日数的减少造成了全年降水日数的减少。

4）年降水量突变特征不显著，年降水日数在2005年有一次突变；春季降水量和降水日数分别在1983年和2004年出现突变，秋季降水日数在1984年出现了一次突变，其余两季均无突变。