泰安市降水特征及其空間差異研究

段 震

（泰安市水文局，山東 泰安 271000）

泰安市位于山東省中部的泰山南麓，屬半濕潤大陸性季風氣候，多年平均降水量為699 mm，其中6～9月降水量520 mm，占年降水量的74.4%，3～5月降水量99.3 mm，占年降水量的14.2%，具有春旱、夏澇、晚秋又旱的特點。降水量的年際之間也比較明顯，豐、枯交替出現，旱澇表現出明顯的季節性。研究泰安市降水時空分布特征及其變化趨勢，探討影響降水的主要原因，為防汛抗旱提供決策依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本研究所需的基礎資料來源于泰安市水文局。泰安市現有雨量觀測站195處，本文選用資料系列長、代表性好的32處站點1953—2018年的逐月降水數據，用算術平均法計算出泰安市6縣（市、區）1953—2018年的逐月降水量。各站資料觀測均按《水文觀測規范》規定觀測，每年都由水文部門按照《水文資料編印規范》對所觀測的資料進行整編、刊印成冊。其觀測成果精度高、可靠性強。數據來源權威，其可靠性、時間分辨率和連續性均能滿足本研究的要求。

1.2 研究方法

對長時間、廣地域降水序列的研究，為凸顯其特征，本研究運用水文統計方法，在EXCEL、SPSS及GIS軟件中對近66年來的降水數據進行處理，主要統計變量包括：均值M、均方差S、變差系數Cv、偏態系數Cs以及數據離散程度R。

2 降水變化特征

2.1 降水年際變化特征

根據泰安市6縣（市、區）1953—2018年的資料統計，泰安市多年平均降水量699 mm，樣本標準差為166.3 mm，Cv值為0.24，Cs值為0.88。據對6縣（市、區）年度Cv值分析，其值在0.23～0.27之間波動。Cs值在0.43～1.35之間波動，其中肥城市Cs值最小，寧陽縣Cs值最大。泰安市降水年際變化大，最大年均降水量為1361 mm，出現在1964年，最小年均降水量為348 mm，出現在2002年，倍比為3.91。

據泰安市1953—2018年降水距平百分比（見圖1）分析，近66年來，研究區域降水偏多的年份有31年，偏少的年份有35年。1）1953—1971年，降水距平百分比曲線稀疏，降水波動小；1972—2002年降水距平百分比曲線稠密，降水波動大。2）以1972年為界，1954—1971年降水量偏多，累積降水距平百分比為112%；1972—2002年降水量偏少，累積降水距平百分比為-171%。3）以2003年為界，2003—2011年降水量偏多，累積降水距平百分比為116%。4）2012—2018年降水量偏少，累積降水距平百分比為-55.4%。

圖1 泰安市1953—2018年降水累積距平百分比

根據國際標準，R≥50%為澇，50%>R>25%為偏澇，25%≥R≥-25%為正常，-25%>R>-50%為偏旱，R≤-50%為旱。由圖1可見，泰安市近66年來，有2年為澇，1964年、1990年；有4年偏澇，1957年、1969年、2003年、2004年；有 52年正常年份；有1年旱年，為2002年；有7年偏旱，1966年、1968年、1981年、1986年、1988年、1989年、1992年。這66年中降水災害年總數14年，災害年降水概率21.2%；正常年降水概率78.8%。單就降水指標而言，泰安市有接近1/4的年份屬旱澇年，旱澇發生的概率較大。

2.2 降水年內變化特征

據1953—2018年泰安市降水資料分析，全市降水在年內時程分布上很不均勻，各月份之間降水差異甚大。7月降水量最多，為211.9 mm，1月降水量最少，僅為6.6 mm，倍比為32.1。泰安市降水不僅各月分配不均，集中在夏秋季，而且汛期、非汛期差異明顯，汛期集中了全年降水量的74.4%（見表1），所以很有必要區分汛期、枯季。

表1 泰安市降水量的年內分配統計表

圖2在降水距平百分比上同時把泰安市年度與汛期、非汛期作比較。可以看出，絕大多數年份里，汛期距平百分比曲線與年度曲線在演變上有很好的一致性，而非汛期曲線與年度曲線相比則波動較大，這與汛期集中了全年大部分降水有關。如2003年、2004年均為偏澇年份，非汛期降水少，距平百分比分別為47%、38%；而汛期降水分別占全年降水的65.7%、84.9%，距平百分比分別為30%、58%。系列中1964年年度降水和非汛期降水均為最大，該年度汛期、非汛期降水都是正距平，汛期降水1050 mm，距平為1.02；非汛期降水311 mm，距平百分比為74%。

圖2 1953—2018年泰安市年度、汛期、非汛期降水距平百分比曲線圖

2.3 多年平均降水量空間差異

為了對全市的降水分布特點有比較直觀的認識，根據泰安市1953—2018年降水觀測數據，在地理信息系統軟件中采用IDW（Inverse Distance Weighted）內插法，繪制出多年平均降水量線等值線圖。從圖中可以看出，降水量變化范圍在地區上的分布總體是南部大于北部，東部大于西部。由于受地理位置、大氣環流等因素影響，泰安市的降水區域分布不均，其中泰山區降水量最大，為792 mm，東平縣降水量最小，為625.6 mm，降水量總體呈現自東南向西北遞減的差異規律。泰山頂是一個封閉的800 mm小圈。

3 結語

1）據泰安市1953—2018年降水距平百分比曲線及趨勢線分析，泰安市近66年來降水變化趨勢：以1972年為界，1953—1971年降水量偏多，1972—2002年降水量偏少；以2003年為界，2003—2011年降水量偏多；2012—2018年降水量偏少，多為偏旱或平水年份。

2）據1953—2018年降水數據統計，泰安全市降水在年內時程分布上很不均勻，7月份降水量最多，為211.9 mm，1月份降水量最少，僅為6.6 mm，倍比為32.1。汛期集中了全年降水量的74.4%。

3）由于受地理位置、大氣環流等因素影響，從泰安全市范圍看，降水區域分布不均，其中泰山區降水量最大，為792 mm，東平縣降水量最小，為625.6 mm，降水量總體呈現自東南向西北遞減的差異規律。泰山頂是一個封閉的800 mm小圈。