曹县1966―降水变化特征分析

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摘 要：该文利用山东曹县1966―2015年降水量、降水日数观测资料进行统计分析，使用累计距平、线性倾向估计等统计方法，分析了曹县1966―2015年年降水量及降水日数的变化特征。结果表明：曹县近50a年降水量呈增加趋势，降水量平均每10a增加14.7mm；春、夏、秋、冬4个季节均呈增加趋势，增加趋势最明显的是夏季，平均每10a增加2.6mm；年降水日数呈减少趋势，平均每10a减少0.2d；1998年是曹县降水突变的时间点。

关键词：降水量；线性分析；变化特征；曹县

中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）13-0152-02

气候变化对环境、水资源、生态等各方面的影响引起了世界各国政府和学者的广泛关注[1]。中国是农业大国，气候变化直接影响粮食安全，而水资源对粮食生产至关重要。陈印军等[2]指出，我国水资源短缺问题日益突出，通过灌溉面积来增加粮食产量的难度越来越大，很多专家学者都致力于分析降水因子的变化特征[3-4]。

曹县地处鲁西南黄河中下游平原地区，土壤疏松，有机质含量丰富，是中国著名的农业大县。本文利用曹县近50a降水量数据，采用统计分析的方法，分析了降水量的变化特征，以期为合理充分利用水资源提供科学依据。

1 资料和方法

1.1 资料 选用1966―2015年曹县国家一般气象站降水资料进行统计分析，从年、季、年代、月等方面对曹县近50a降水变化特征进行分析。其中季节划分方法为：春季为3―5月、夏季为6―8月、秋季为9―11月、冬季为12月至次年2月。多年平均值为1966―2015年50a平均值。

1.2 方法 用线性倾向估计计算气象要素随时间变化趋势及大小[5]。也即以时间t作为自变量，把日照时数x为因变量，建立一元线性回归方程：xi=a+bti，i=1，2，...50。a为回归常数，b为回归系数。a及b用最小二乘法进行估计。当气候回归系数b为正数时，表示序列随时间变化日照时数呈增加趋势，反之即表示日照时数呈减少趋势。相关系数r表示变量x与时间t之间线性相关的密切程度。|r|越接近于0，x与t之间的线性相关就越小。|r|越大，x与t之间的线性相关就越大。累计距平是由曲线直观判断变化趋势的方法，累计距平可以分析判断长期演变趋势及持续性变化。累计距平曲线呈上升趋势，表示距平值增加，呈下降趋势则表示距平值减小，还可以诊断出发生突变的大致时间。

2 结果与分析

2.1 年际变化 近50a曹县年平均降水量为673.2mm。由图1可以看出，近50a年降水量呈增加趋势，但是增加趋势并不是非常明显，年降水量平均每10a增加14.6mm。从近50a年极值来看，曹县年降水量最多的出现在2003年，为1 049.2mm，年降水量最少的出现在1988年，为401.5mm，1988年与2003年的年降水量相差647.7mm。按年代际分析，1966―1970年比50a平均值偏多62.5mm，1971―1980年比50a平均值偏少14.0mm，1981―1990年比50a平均值偏少11.7mm，1991―2000年比50a平均值偏多0.5mm，2001―2010年比50a平均值偏多73.7mm，2011―2015年比50a平均值偏少34.0mm。

2.2 季节变化 近50a来曹县年降水量四季均呈增加趋势，全年降水主要集中在夏季。春季降水量占全年降水的百分率为17.9%，平均值为40.1mm，变化趋势为0.7mm/10a，最大值出现在1985年，为82.9mm，最小值出现在2001年，为1.5mm。夏季降水量占全年降水的百分率为56.5%，平均值为126.7mm，变化趋势为2.6mm/10a，最大值出现在1971年，为214.9mm，最小值出现在1997年，为47.2mm。秋季降水量占全年降水的百分率为20.9%，平均值为10.7mm，变化趋势为0.1mm/10a，最大值出现在2001年，为36.7mm，最小值出现在1995年，为0.1mm。冬季降水量占全年降水的百分率为4.7%，平均值为10.7mm，变化趋势为1.3mm/10a，最大值出现在2001年，为36.7mm，最小值出现在1995年，为0.1mm。

2.3 月变化特征 从表1可以看出：50a来曹县月平均降水量最大值出现在7月，为167.0mm，其次是8月，为142.2mm；1月份降水量最少，为8.0mm，2月次之为13.5mm。1月、3月、4月、10月、12月降水呈减少趋势，夏季降水增加最明显，5月份增长最快，为6.3mm/10a。

2.4 年降水日数变化特征 近50a年降水日数呈减少趋势，平均每10a减少0.3d，其线性变化情况如图2。

2.5 年降水量的突变检验 气候突变是指气象要素从一种分布状态转到另一种分布状态突然而持久的变动[6]。用累计距平（如图3）年降水量进行分析，结果表明1998年左右为曹县年降水量突变点，1998年前年降水量以偏少为主，1998年后以偏多为主。

3 结论

通过上述分析，可以得出：（1）近50a年降水量呈增加趋势，但是增加趋势并不是非常明显，年降水量平均每10a增加14.6mm，四季均呈增加趋势；（2）近50a年降水日数呈减少趋势，平均每10a减少0.3d；（3）1998年左右为曹县年降水量突变点。

参考文献

[1]叶笃正.中国的全球变化预测[M].北京：气象出版社，1992：3-9.

[2]陈印军，王勇，卢布.国际粮食形势及我国粮食生产潜在危机与对策[J].中国农业资源区划，2009，30（1）：10-14.

[3]曹士亮，于芳兰，王成波，等.降水量与积温对玉米产量影响的综合分析[J].作物杂志，2009（3）：63-64.

[4]马晓群，陈晓艺，姚筠.安徽淮河流域各级降水时空变化及其对农业的影响[J].中国农业气象，2009，30（1）：26-29.

[5]魏凤英.现代气候诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，2007：37-37，63-64.

[6]张家宝，史玉光.新疆气候变化及短期气候预测研究[M].北京：气象出版社，2002：29.