近30年曲阜市降水特征分析

王相麗 賈棟祥 張翠翠

摘要：利用曲阜測(cè)站1971-2000的30年的降水觀測(cè)資料，采用線性趨勢(shì)估計(jì)、計(jì)算對(duì)比相對(duì)變率以及Yamamoto法，對(duì)曲阜測(cè)站30年來(lái)降水特征和變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：曲阜降水30年來(lái)略成下降趨勢(shì)，但是在季節(jié)分布上有所不同，表現(xiàn)為春季為上升趨勢(shì)。在1990年發(fā)生突變，降水開(kāi)始增多。

關(guān)鍵詞：降水；相對(duì)變率；趨勢(shì)；信噪比

引言

降水量是氣象觀測(cè)資料的重要部分，同時(shí)也是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的決定性因素之一。通過(guò)對(duì)曲阜降水資料的統(tǒng)計(jì)分析，既有利于提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，同時(shí)還對(duì)研究區(qū)域性氣候提供了依據(jù)，另外還對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

1 資料和方法：

1.1資料

采用曲阜測(cè)站1971年-2000年地面觀測(cè)資料降水量的觀測(cè)記錄。以3-5月為春節(jié)，6-8月為夏季，9-11月為秋季，12-2月為冬季。

1.2 方法

1.2.1 降水相對(duì)變率 降水絕對(duì)變率與多年平均降水量的百分比，稱為降水相對(duì)變率。用下式表示：

Q=（D/R）×100% （1）

其中 D=Ri-R

式中式中Q為某年的降水相對(duì)變率，D為降水絕對(duì)變率，R為同時(shí)段內(nèi)幾年的平均降水量。D為降水絕對(duì)變率,Ri為第i年某時(shí)段內(nèi)實(shí)際降水量(i=1,2,3,…n)，Q和D均為絕對(duì)值。

1.2.2線性趨勢(shì)傾向率用一元線性回歸方程來(lái)表示氣象要素的趨勢(shì)變化，即y(t)=a+bt,其趨勢(shì)變化率b利用Excel中的函數(shù)求得。

1.2.3Yamamoto法是從氣候信息與氣候噪聲兩部分來(lái)討論突變問(wèn)題。人為設(shè)置某一時(shí)刻為基準(zhǔn)點(diǎn)，取前后長(zhǎng)度分別為a、b的兩子序列，連續(xù)設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，滑動(dòng)計(jì)算各區(qū)域的信噪比，得到信噪比SNR序列。

SNR= （2）

式中， a，b和Sa，Sb是轉(zhuǎn)折年份前后兩階段要素的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)SNR>1.0，認(rèn)為有突變發(fā)生；當(dāng)SNR>2.0時(shí)，則認(rèn)為有強(qiáng)突變發(fā)生。

2 降水量的變化特征

2.1 降水量的年際變化

由圖1可知，曲阜市降水量年平均值為672.0mm,年降水量最多出現(xiàn)在1990年，降水量為986.4mm，年降水量最少出現(xiàn)在1997年，降水量為430.3mm。降水量最多的1990年與降水量最少的1997年之間的差值為556.1mm。30年來(lái)，曲阜的年降水量的傾斜變化率為-0.98mm/a。降水量總趨勢(shì)略有下降。

2.2 降水量的季節(jié)變化

由圖2和表1可以看出，曲阜市30年來(lái)，夏季的降水量最多，冬季最少。夏季、秋季和冬季降水量變化趨勢(shì)和年際降水量變化趨勢(shì)相同，都是成下降趨勢(shì)，但三個(gè)季節(jié)的變化情況又不一樣，夏季降幅最大，冬季降幅最少。春季與其他季節(jié)不同，降水量成上升趨勢(shì)。

2.4 降水量的月變化

從圖3可以看出，月均降水量最大的是7月份，平均降水量為189.1mm，降水最少的是1月份，平均降水量只有8.3mm。全年降水主要集中在7月、8月兩個(gè)月，其次為6月和9月。

從1月到7月降水量逐月增加，從7月份到12月份，降水量逐月減少，為明顯的單峰型。6月份到7月份降水突然增加，8月份到9月份降水突然減少。同時(shí)由圖4可以看出，7月份的降水量30年來(lái)呈顯著減少趨勢(shì)，而8月份的降水呈明顯的上升趨勢(shì)。

3 降水量的突變性分析

由圖5可知，1990年的相對(duì)變率最大，為0.468，1978年最小，為0.007，相對(duì)于年平均降水量，1978年最穩(wěn)定，1990年最不穩(wěn)定。

因?yàn)槲覀兛梢耘卸ㄞD(zhuǎn)折點(diǎn)為1990年，從1990年前到1990年后，降水量由偏少期轉(zhuǎn)為偏多期。

為了檢驗(yàn)上述轉(zhuǎn)折是否達(dá)到氣候突變的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)1990年降水量計(jì)算了信噪比。 a =639.7，b=727.9和Sa=224.2，Sb=148.3，根據(jù)公式（2）計(jì)算了降水量在1990年的信噪為1.16。1990年降水量的信噪比的值大于1，可以認(rèn)定1990年為氣候突變年。

4 小結(jié)

（1）曲阜市過(guò)去30年年降水量總體略呈下降趨勢(shì)，但不明顯。傾向率僅為-0.98mm/a。

（2）在季節(jié)分布上，降水量主要集中在夏季，冬季最少。夏季、秋季、冬季、都有不同程度的下降趨勢(shì)，其中夏季下降趨勢(shì)最大。春季為上升趨勢(shì)。

（3）在月分布上，降水主要集中在7、8月份，其次為6、9月份，1月份最少。在趨勢(shì)變化上，偏少最為明顯的為7月份，偏多最為明顯的是8月份。

（4）年降水量在1990年附近發(fā)生突變現(xiàn)象，表現(xiàn)為從1990年開(kāi)始，降水量突然增加。

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