極端干旱頻率在華北地區的變化

何東坡 孟慶怡 楊春艷 吳靜 胡倩

摘 要：本文利用1961—2010年華北地區國家基準站的逐日降水資料，采用一元線性方程回歸、Mann-Kendall趨勢檢驗法及突變檢驗法、EOF正交函數分解、小波變換、MF-DFA分形理論等分析方法，研究極端干旱頻率在華北地區的變化，可得到如下結論：（1）從華北地區上空的極端干旱年際變化特征上可以看到，發現年平均降水量呈現逐年遞減的趨勢，極端干旱發生的頻率呈逐年增加的趨勢，平均而言10年增加0.011次;（2）從極端干旱發生頻率距平值分析得出，在90年代極端干旱發生頻率距平值處在均值范圍以下，在00年代中后期至20年代前期極端干旱發生頻率距處在均值范圍以上，可稱為極端干旱期，總體而言，其年代際變化差異性較大;（3）極端干旱發生頻率存在3類尺度的周期變化規律、分別為2～6年的小尺度、6～11年的中等尺度以及6～18年的大尺度演變周期，且2005年為華北地區極端干旱發生頻率一個突變年;（4）運用MF-DFA法預測華北地區極端氣候事件的發展方向和程度，結果表明指數會持續上升，即在接下來的十年內華北地區出現極端干旱氣候事件的可能性仍在增加。

關鍵詞：極端干旱;一元線性回歸;分形;小波變換

Spatial and temporal distribution of extreme drought in North China Area

He Dongpo1 Meng Qingyi2 Yang Chunyan2 Wu Jing2 Hu Qian2

1.Guizhou Meteorological Observatory GuizhouGuiyang 550002;

2.Southwest Guizhou Meteorological Station GuizhouXingyi 562400

Abstract：In this paper，we use the North China 1961—2010 daily precipitation data，using linear regression，MK nonparametric test，wavelet transform analysis of fractal theory，EOF orthogonal function decomposition is studied temporal and spatial distribution of extreme drought in North China，studies show：（1）characteristics of the interannual variability in extreme drought analysis，we found the average annual precipitation in North China showed a decreasing trend in the frequency of extreme drought increased year by year trend in volatility，increasing 0.011 times every 10 years;（2）By frequency anomalies and decadal analysis of extreme drought，discovered during the 1981-1993 extreme drought frequency lower than the average level in the period 1994 to 2010 the overall frequency of extreme drought than the mean level，in extreme drought，extreme drought frequency anomaly decadal variations larger differences;（3）the frequency of occurrence of extreme drought Analysis mutation，found in 2005 in North China a mutation frequency of extreme drought years，and extreme 2～6 years of drought frequency presence of small-scale，medium-scale of 6～11 years and 6～18 years of large-scale evolution cycle;（4）The frequency of extreme drought in North China fractal theory，from 2011 to 2021，the frequency of extreme drought in North China is still increasing.

Keywords：extreme drought;linear regression;fractal;wavelet transform

在全球增暖的環境背景下，導致極端氣候事件發生的頻次和強度增大，對我國人民的生產、生活造成很大的影響，由此引起了廣泛的關注。趙林等[1]研究表明在3個月的尺度上發生極端干旱的頻率最高，而整個研究區域總體干旱發生的頻率沒有顯著的變化。王春林等[2]次用了標準化前后降水指數以及相對潤濕指數數據，對華南地區干旱時間時空分布特征進行分析研究。石彥軍等[3]利用新疆地區逐日降水資料，采用標準化降水指數，對新疆地區極端干旱的氣候變化特征進行研究。孫麗等[4]利用降水氣象資料，采用距平指數，研究了武陵山地區干旱事件的季節性變化特征。KASEI等[5]利用逐日降水資料，采用SPI指數方法，對西非沃爾特河流域的干旱強度、干旱出現的面積以及干旱出現的頻次等方面進行了分析。WAPLE等[6]利用東南亞氣象資料，對極端干旱事件進行了研究。得出2003年為東南亞最為嚴重干旱年，且年平均降水量呈逐年遞減的趨勢。