1991—2015年寧波機場極端降水指數變化特征

任婧，朱王杰

1991—2015年寧波機場極端降水指數變化特征

任婧，朱王杰

（民航寧波空管站，浙江 寧波 315154）

利用浙江寧波櫟社機場1991—2015年的逐日降水資料計算出極端降水閾值、年極端降水量、年極端降水頻率、年極端降水強度，以及大雨日數和暴雨日數等極端降水指標，統計分析極端降水的變化特征。寧波地處沿海地區，易受極端降水事件所造成的災害影響，因而研究極端降水變化對寧波機場的安全運行具有重要意義。研究結果表明，從1991—2015年，寧波機場的年極端降水量、極端降水頻率、極端降水強度、大雨暴雨事件發生次數均表現出略微增加趨勢；年極端降水量、極端降水頻率、大雨及暴雨日數具有較一致的年代際變化特征，1991—1993年呈增加趨勢，之后直至2001年略有減少趨勢，2002年之后又呈增加趨勢。極端降水強度的年代際變化特征為2002年之前呈先增加再減少的趨勢，2002年之后也呈先增加再減少的趨勢。

極端降水指數；閾值；變化特征；機場

1 引言

在當前的全球氣候條件下，洪水、干旱、高溫等極值事件頻發，極端天氣氣候事件在中國的發生概率也較高。這與極端氣候事件特別是極端降水事件時空分布發生變異有著密切的關系。根據統計，全球氣候變化及相關的極端氣候事件在過去40年中平均上升了10倍[1]，中國雨日顯著減少[2]。極端氣候事件的突發性較強，損害性較大，近年來受到大家的普遍關注。

本文擬以極端降水的指標系統分析近25年浙江省寧波櫟社機場極端降水氣候指數的變化特征。

2 資料與方法

2.1 資料

所用資料為寧波櫟社機場觀測站25年的逐日降水資料，時段為1991-01-01—2015-12-31。

2.2 方法

2.2.1 閾值算法

文中采用了百分位值作為極端值的閾值，大于或等于這個閾值的值被認為是極值，具體采用累計頻率方法。累積頻率（）是變量小于某一上限值的出現次數與總次數之比。

2.2.2 閾值的穩定性

閾值的確定應該具有不同階段的穩定性，需要判別某氣候階段的閾值平均值是否有代表性，逐年計算閾值估計的平均值是否穩定。文中使用離散系數V對其進行度量，即：

本文把V值作為度量極端氣候事件閾值的代表性指標。V值越大，表示極端氣候事件的閾值代表性很差，不穩定；反之，則表明代表性好。一般V的值應該小于1比較好，因為如果大于1，則表示代表性較差。

把1991—2015年各日的降水資料分別從小到大排序，各年均取第99個百分位所對應日的值定義為極端降水事件的閾值。當某日的降水量大于等于極端降水閾值時，則記為一次極端降水事件，如表1所示。

表1 極端降水指標及定義

指數定義 極端降水事件日降水量大于1980—2010年間第99個百分位數值 年極端降水量一年內發生極端降水日的降水量之和 年極端降水頻數一年內發生極端降水的次數 年極端降水強度一年內極端降水量除以極端降水頻數 大雨日數日降水量大于等于25 mm且小于50 mm的降水日數 暴雨日數日降水量超過50 mm的降水日數

3 極端降水事件的變化特征

3.1 極端降水閾值及其可靠性分析

通過計算可得到寧波櫟社機場觀測站自1991—2015年這25年間99百分位極端降水的歷年閾值，得到平均閾值為50.29 mm。

對其進行可靠性分析，由SPSS分析得表2。由表2可知，各年閾值均為有效，同時，各年閾值的離散系數V小于1，即所求得的閾值比較穩定，具有代表性。

表2 閾值可靠性分析

極小值/mm極大值/mm均值/mm標準差離散系數CV 閾值21.0090.1550.2917.270.34

3.2 年極端降水量

年極端降水量隨時間變化如圖1所示。

圖1 年極端降水量隨時間變化圖

圖1給出了寧波櫟社機場觀測站自1991—2015年的年極端降水量隨時間的變化。圖1中，粗實線為逐年統計值，細實線表示年極端降水量的線性擬合趨勢，虛線表示年極端降水量的擬合趨勢。

由圖1可知，25年來極端降水呈增加趨勢，趨勢值為每年15.6 mm。年代際變化特征為：20世紀90年代前期呈緩慢增加趨勢，90年代后期略有下降，自2003年之后又呈顯著增加趨勢。25年極端降水量的平均值為307.1 mm。

3.3 年極端降水頻率

年極端降水頻率如圖2所示。

圖2 年極端降水頻率

圖2給出了寧波櫟社機場觀測站自1991—2015年的年極端降水頻率隨時間的變化。圖2中，粗實線為逐年統計值，細實線表示年極端降水頻率的線性擬合趨勢，虛線表示年極端降水頻率的擬合趨勢。

由圖2可知，25年來極端降水頻率略成增加趨勢，趨勢值為每年0.13次。年代際變化特征與年極端降水量大體一致：20世紀90年代前期呈增加趨勢，90年代后期略有下降，自2003年之后又呈顯著增加趨勢。25年極端降水頻率的最大值為10，出現在2015年。

3.4 年極端降水強度

寧波櫟社機場觀測站自1991—2015年的年極端降水強度隨時間的變化如圖3所示，圖3中，粗實線為逐年統計值，細實線表示年極端降水強度的線性擬合趨勢，虛線表示年極端降水強度的擬合曲線。

就時間尺度而言，年極端降水強度隨時間上下波動，近10年的波動振幅略大。2002年之前呈先增加再減少趨勢，2002年之后也呈先增加再減少。25年整體年極端降水強度呈現弱的增加趨勢，趨勢值為1.07 mm/天/年，但在統計上也不具有顯著意義（2=0.08）。

圖3 年極端降水強度

3.5 大雨日數

大雨出現日數平均為每年9.8 d，最大值為16次，出現在1998年和2003年。在1991—2015的25年間，大雨日數呈增加趨勢，趨勢值為每10年0.61 d，但在統計上不具有顯著意義（2=0.01）。大雨日數的變化表現出的年代際變化特征為1991—1993年呈增加趨勢，之后至2001年呈減少趨勢，2002年之后又逐年增加。

3.6 暴雨日數

暴雨事件平均每年發生4.96 d，最大值出現在2015年，為11 d。暴雨發生頻率隨時間略呈現增加趨勢，趨勢值為每年0.13 d。暴雨日數的年際變化特征與大雨日數相似：1991—1993年呈增加趨勢，之后至2001年呈減少趨勢，2002年之后又開始增加。

4 結論

通過對寧波櫟社機場觀測站1991—2015年降水資料的分析，統計分析極端降水指數，包括極端降水閾值、年極端降水量、年極端降水強度、大雨日數以及暴雨日數，可得到以下結論：①25年來，寧波櫟社機場的年極端降水量、極端降水頻率、極端降水強度、大雨、暴雨事件發生次數均表現出略微增加趨勢。②年極端降水量、極端降水頻率、大雨及暴雨日數具有一致的年代際變化特征，1991—1993年呈增加趨勢，之后直至2001年略有減少趨勢，2002年之后又呈增加趨勢。極端降水強度的年代際變化特征為：2002年之前呈先增加再減少趨勢，2002年之后也是先增加再減少。

［1］江志紅，丁裕國，陳威霖.21世紀中國極端降水事件預估［J］.氣候變化研究進展，2007，3（4）：202-207.

［2］翟盤茂，任福民，張強.中國降水極端值變化趨勢檢測［J］.氣象學報，1999，57（2）：208-216.

2095－6835（2020）20－0025－02

P426.614

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.008

任婧（1988—），女，河北邢臺人，大學本科，工程師。

〔編輯：張思楠〕