肇州降水集中度和集中期的氣候特征分析

周明麗，婁德君

（1.大慶市氣象局，黑龍江大慶163000；2.齊齊哈爾市氣象局，黑龍江齊齊哈爾 161006）

肇州降水集中度和集中期的氣候特征分析

周明麗1，婁德君2

（1.大慶市氣象局，黑龍江大慶163000；2.齊齊哈爾市氣象局，黑龍江齊齊哈爾 161006）

對(duì)近50年來(lái)肇州降水的集中度和集中期進(jìn)行了計(jì)算分析，結(jié)果表明：近50年來(lái)，降水的集中程度有下降的趨勢(shì)，集中期有提前的趨勢(shì)。集中度和集中期分別存在著11a和14a左右的年代際尺度周期變化。肇州的年降水量呈下降趨勢(shì)，肇州降水集中度和集中期與年降水量有很好的正相關(guān)性，年降水總量比較大的年份，降水集中程度相對(duì)較高。

降水；集中度；集中期

1 引言

暴雨干旱等災(zāi)害是黑龍江省的主要?dú)庀鬄?zāi)害[1-2]，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)了嚴(yán)重影響，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析表明，隨著20世紀(jì)以來(lái)全球變暖的進(jìn)一步加劇，黑龍江省極端氣候事件的強(qiáng)度呈進(jìn)一步加強(qiáng)趨勢(shì)[3]。通常對(duì)年或某季降水總量進(jìn)行分析的方法不能反映出降水在時(shí)空不均勻分配的特點(diǎn)，而降水的不均勻分布往往是導(dǎo)致旱澇災(zāi)害程度較重的原因之一[4]。近20 a來(lái)，肇州的旱澇災(zāi)害發(fā)生程度和頻數(shù)也有加重和增多的趨勢(shì)，因此本文擬利用張錄軍等[5-6]提出的集中度（precipitationconcentration degree PCD）和集中期（precipitation-concentration period PCP）概念，來(lái)研究肇州地區(qū)年降水量集中程度的變化規(guī)律和特征，研究結(jié)果對(duì)提高旱澇災(zāi)害的預(yù)測(cè)能力，減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失等具有重要的意義。

2 資料和方法

本文選取大慶地區(qū)資料序列年限較長(zhǎng)并具有代表性的肇州站作為代表站進(jìn)行研究分析。所用資料為肇州1961～2008年的逐日降水資料，計(jì)算得到歷年72候的降水量，并進(jìn)行降水集中度和集中期的分析。

單站降水集中度（PCD）和集中期（PCP）的定義如下：[5]

3 肇州年降水量集中度和集中期的氣候特征

3.1 年降水量隨時(shí)間演變特征

圖1為1961～2008年肇州年降水量隨時(shí)間的變化曲線。計(jì)算及繪圖分析可以得出，肇州多年平均的降水量為448.9 mm，肇州降水總體上呈下降趨勢(shì)，近50 a減少了約26 mm，線性遞減趨勢(shì)系數(shù)為5.4 mm/10 a，減少幅度略高于黑龍江省平均的1961～2008年降水遞減趨勢(shì)系數(shù)4.2 mm/10 a。年降水量的變化具有階段性特征，1980年代以前，降水量在平均值附近小幅震蕩，1980年代之后，降水量年際變化幅度明顯增大，降水減少趨勢(shì)顯著，通過(guò)了置信度水平0.05的顯著性檢驗(yàn)。降水量極大和極小值年份偏多，說(shuō)明1980年代后極端降水事件有增多的趨勢(shì)。

3.2 降水集中度和集中期隨時(shí)間演變特征

圖1 1961～2008年肇州年降水量隨時(shí)間的變化曲線

對(duì)肇州年降水量集中度和集中期進(jìn)行計(jì)算和分析可以得出（見(jiàn)圖2），肇州多年平均的PCD值為0.73，明顯高于黑龍江省多年平均的PCD值0.67，變化范圍在0.6～0.84之間，PCP多年平均為40候，與黑龍江省多年平均PCP值相當(dāng)，變化范圍在36～44候之間，兩者均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。線性遞減趨勢(shì)系數(shù)分別為PCD 0.01/10 a、PCP 0.3候/10 a，下降趨勢(shì)都沒(méi)有通過(guò)0.05置信度水平的顯著性檢驗(yàn)。

圖2 肇州降水集中度（左）和集中期（右）的逐年變化曲線

由圖2可以看出，PCD變化具有階段性特征并且年際變化明顯，1960年代中期以前，PCD值略大，1960年代中期以后至1980年代以前PCD明顯偏低，1980年代初中期有明顯增大，之后下降趨勢(shì)比較明顯，極小值年明顯增多。PCP的變化的階段性特征也很明顯。在所研究的時(shí)間段內(nèi)有三個(gè)偏早期和三個(gè)偏晚期。1960年代初中期PCP在均值附近震蕩，1960年代末期至1970年代初期、1980年代初中期、1990年代末期PCP偏晚，其余時(shí)間以偏早為主，尤其是2001年以來(lái)，PCP偏早顯著。1961～2000年40 a內(nèi)PCP值小于37候的只有3 a，而2001年之后僅8 a的時(shí)間就出現(xiàn)了5 a在37候?？梢钥闯?，近些年來(lái)，肇州年降水的集中程度有減弱趨勢(shì)，集中期也有明顯提前的趨勢(shì)。3.3集中度和集中期的多時(shí)間尺度結(jié)構(gòu)特征

上述分析可以發(fā)現(xiàn)，PCD和PCP都具有階段性變化特征，因此做Morlet小波變換（見(jiàn)圖3）來(lái)分析二者的多時(shí)間尺度結(jié)構(gòu)特征。由圖3可以看出，PCD主要存在11 a左右的年代際尺度周期變化，1990年代中期以后還存在3 a左右的周期。PCP主要存在14 a左右的年代際尺度周期變化，1970年代中期以后還分別存在6 a和3 a左右的年際尺度周期變化。

3.4 降水集中度和集中期與年降水量的相關(guān)分析

降水集中度和集中期可以反映研究時(shí)段內(nèi)降水的集中程度和合成后的總體效應(yīng)，那么集中度和集中期與年降水量的關(guān)系到底是怎么樣的呢？我們可以通過(guò)二者與年降水量的相關(guān)關(guān)系來(lái)得到。計(jì)算可知PCD與年降水量有很好的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.394，通過(guò)了置信度水平0.01的顯著性檢驗(yàn)。說(shuō)明降水集中度的變化對(duì)肇州的降水有很好的指示作用，這與對(duì)黑龍江省降水集中度與年降水量相關(guān)關(guān)系所得出的結(jié)論以及文獻(xiàn)6的分析結(jié)論是一致的。PCP與年降水量的相關(guān)系數(shù)為0.197，沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。這與黑龍江省年降水總量與PCP呈正相關(guān)的結(jié)論有所差異。

圖3 肇州降水集中度（左）和集中期（右）的Morlet小波變換

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)肇州1961～2008年降水集中度和集中期的計(jì)算分析，可以得到以下結(jié)論。

（1）近50 a來(lái)肇州年降水量總體上呈下降趨勢(shì)，線性遞減趨勢(shì)系數(shù)為5.4 mm/10 a。年降水量的變化具有階段性特征，1980年代后極端降水事件有增多的趨勢(shì)。

（2）1961～2008年肇州降水的集中程度呈下降的趨勢(shì)，集中期有提前的趨勢(shì)，集中度1980年代后、集中期1990年代末期以后下降或提前的趨勢(shì)更加明顯。集中度和集中期分別存在著11 a和14 a左右的年代際尺度周期變化

（3）降水集中度與年降水量有很好的正相關(guān)性，年降水總量比較大的年份，降水集中程度相對(duì)較高。

[1]王東海,鐘水新,劉英，等.東北暴雨的研究［J］.地球科學(xué)進(jìn)展,2007,22（6）:549-560.

[2]婁德君.近50年來(lái)黑龍江省的冷暖和旱澇變化［D］.南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文.

[3]婁德君,李治民,王冀，等.近50 a齊齊哈爾市極端氣候事件特征分析［J］.黑龍江氣象,2009（1）:5-7.

[4]孫鳳華,楊素英,任國(guó)玉.東北地區(qū)降水日數(shù)、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的年代際變化［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2007,18（5）:610-618.

[5]Zhang Lujun,Qian Yongfu.Annual distribution features of the yearly precipitation in China and their interannual variations.Acta Meteorologica Sinica,2003,17（2）:146-163.

[6]張錄軍，錢(qián)永甫.長(zhǎng)江流域汛期降水集中程度和洪澇關(guān)系研究［J］.地球物理學(xué)報(bào),2003,47（4）:622-630.

Climate Characteristic Analysis to the Mass Precipitation and the Period of Mass Precipitation in Zhaozhou County

ZHOU Ming-li1,LOU De-jun2
（1,Daqing Municipal Meteorological Bureau Hei Longjiang Daqing 163000;2,Qiqihaer Municipal Meteorological Bureau,Hei Longjiang Qiqihar 161006）

in this article,the precipitation and the period of precipitation were analysed in recent 50 years in Zhaozhou county,the result showed that the mass precipitation was descending,and the period of mass precipitation was advancing tendency,and the mass precipitation and the period of mass precipitation showed the 11 years and 14 year's periodicity respectively.The annually precipitation in Zhaozhou expressed descending tendency,and also,between the mass precipitation、the period mass precipitation and the annual precipitation expressed the positive interrelation,the more the annual precipitation,the more the mass precipitation!

precipitation；mass precipitation；period of the mass precipitation

P458.1+21

A

1002－252X（2010）02－0005－02

2010－3－6

周明麗（1976-），女，黑龍江省肇源縣人，黑龍江省委黨校，本科生，工程師.