1960-2017年含山縣降水變化特征分析

王鵬　劉周華　付敏　奚立信

摘要 利用1960-2017年降水資料，通過統計分析、累積距平法和小波分析，研究58年來含山縣降水量和降水頻次的變化特征。結果表明，自1960年以來，含山縣降水量、降水頻次總體而言均呈上升趨勢，同時表現出周期振蕩變化。通過小波分析發現，在年際變化過程中，含山縣降水量存在著15～25年、8～10年、3～5年的周期振蕩特征，降水頻次存在著18～32年.8～17年的周期變化特征。

關鍵詞 降水量;降水頻次;變化特征;小波分析;安徽含山;1960-2017年

中圖分類號 P426.61*1

文獻標識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）08-0192-02

20世紀80年代以來，全球氣候變暖逐漸成為當今社會普遍關注的熱點問題，受其影響，全球氣候產生了明顯變化。降水作為主要的氣象要素，是氣候變化的重要表征之一，對城市內澇、農業發展、大氣污染等生態環境變化有著深遠的影響，在我國著力推進生態文明建設，大力加強農業發展的當今，研究降水變化特征，可以反映當地的氣候變化規律，有助于加強氣象為農、防災減災服務，為政府部門提供重要的決策參考。另外根據研究表明，在全球氣候變暖的大趨勢下，我國區域降水的變化波動較大。因此，加強氣象資料本地化應用、研究區域降水的變化特征具有重要的現實意義。

含山縣地處長江下游北岸，屬北亞熱帶溫潤性季風氣候，氣候資源豐富。近年來，農林牧漁業發展迅速，因而研究當地的降水變化特征，對于當地農作物種植、氣象防災減災服務等具有重要的參考作用。

1資料與方法

降水量和降水頻次是降水變化特征的重要表征。降水量可以反映出研究區域在目標時間段內降雨強度上的多寡情況，降水頻次可以反映出降水頻率的分布特征。本文采用含山縣國家氣象站1960-2017年共計58年降水日觀測資料作為基本研究資料，分析研究含山縣降水量和降水頻次的變化特征，并對其未來發展趨勢做出預測。

為達到研究目的，本文對含山縣58年來降水量和降水頻次進行了統計分析，并結合累積距平法得出含山縣降水基本特征和變化趨勢，最后利用小波分析法探究年降水量和降水頻次周期變化特征。小波分析是基于傅里葉變換的理論基礎發展而成的變換分析方法1。由于小波分析可以揭示出時間序列問題中的多種變化周期，充分反映系統在不同時間尺度中的變化趨勢，對系統未來發展趨勢進行定性估計，故小波分析常被用于時間序列和事件頻率規律的描述。因為降水變化有著明顯的時間序列特征，所以越來越多的，人開始使用小波分析來研究降水時域特征。在小波分析中，小波系數等值線圖可以反映出研究系統不同時間尺度的周期變化及其在時間域中的分布，進而可以判斷出在不同時間尺度上的未來變化趨勢4-51。小波方差圖可以用來確定研究系統年際變化的主周期。

2結果與分析

2.1年降水量隨時間變化趨勢

由圖1可知，含山縣1960-2017年間年降水量有明顯波動，根據趨勢線可以看出，年降水量總體呈上升趨勢。根據統計結果，1991年降水量最大，達到I867.1mm，較年平均降水量1090.4mm偏多71.2%;1978年降水量最小，僅為505.1mm，較年平均降水量偏少53.7%。

根據1960-2017年含山縣降水量累積距平分析（圖2）可以看出，自1962年開始，年降水量呈下滑趨勢，1981年左右出現上升波動，整體呈現出減少一增加一～減少的波動走向。2017年前的累積距平走勢呈上升狀態，因而可以推測出未來一段時間，含山縣年降水量將繼續增加。

1960-2017年含山縣降水量小波分析（圖3）反映了含山縣1960-2017年降水量的周期振蕩情況及突變情況。通過分析小波系數等值線圖可以發現，含山縣年降水量在年際尺度上存在明顯的周期變化。總體來說，在降水量的年際變化過程中，含山縣存在著15～25年8～10年、3～5年的周期振蕩特征。同時，根據1960-2017年含山縣降水量小波變換方差（圖4）可以看出，含山縣存在3個明顯的峰值，依次對應著22年.9年、3年的時間尺度。其中，最大峰值對應著22年的時間尺度，為降水量年際變化的第一主周期，第二峰值對應著9年的時間尺度，為降水量年際變化的第二主周期。此外，2017年后振蕩周期未閉合，所以含山縣2018年降水量仍處于偏多期，與上述分析結果一致。

2.2年降水頻次隨時間變化趨勢

1960-2017年含山縣降水頻次統計分析（圖5）反映了含山縣1960-2017年間年降水頻次的變化趨勢。可以看出，1960-2017年含山縣年降水頻次呈現出波動上升的趨勢，并且根據統計結果，其年均降水頻次為119d;最高值在2003年，年降水頻次為146d，較平均值偏多22.7%;最小值在1978年，年降水頻次為88d，較平均值偏少26.1%。

通過對1960-2017年含山縣降水頻次累積距平分析（圖6）可知，在1980年前后，含山縣降水頻次達到最低，在1980年之前，含山縣降水頻次總體呈下降趨勢;1980年以后，降水頻次呈現出增加一減少一增加的周期波動走向，且在1980年以后共出現3個極大值年份（1985年、1991年、2003年）、3個極小值點（1988年、1998年、2013年）。此外，2017年尚處于降水頻次增加的趨勢中，由1980年后的變化趨勢可以推測出未來一段時間含山縣降水頻次將繼續增加。

由含山縣1960-2017年降水頻次小波分析結果（圖7）可以看出，1960-2017年含山縣降水頻次的周期振蕩和突變情況。經過分析可知，在降水頻次的年際變化過程中，含山縣存在著18～32年、8～17年的周期變化特征。同時，根據1960-2017年含山縣降水頻次小波變換方差（圖8）可以看出，含山縣明顯存在2個峰值，依次對應著14年、28年的時間尺度，其中，最大峰值對應著28年的時間尺度，為降水頻次年際變化第一主周期。此外，2017年后降水頻次振蕩周期處于開放狀態，所以含山縣2018年降水頻次仍處于偏多期，與上述分析結果一致。

3結論

（1）通過對1960-2017年含山縣降水量、降水頻次的

了統計分析得出，含山縣58年來降水量降水頻次總體，上均呈上升趨勢。

（2）通過累積距平分析和小波分析發現，含山縣58年來降水量降水頻次均表現出周期振蕩變化。在年際變化過程中，含山縣降水量存在著15～25年8～10年3～5年的周期振蕩特征，降水頻次存在著18～32年、8～17年的周期變化特征。

（3）根據分析結果可以預測出含山縣2018年降水量、降水頻次均處于偏多期。

4參考文獻

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