肇州降水集中度和集中期的氣候特征分析

周明麗，婁德君

（1.大慶市氣象局，黑龍江大慶163000；2.齊齊哈爾市氣象局，黑龍江齊齊哈爾 161006）

肇州降水集中度和集中期的氣候特征分析

周明麗1，婁德君2

（1.大慶市氣象局，黑龍江大慶163000；2.齊齊哈爾市氣象局，黑龍江齊齊哈爾 161006）

對近50年來肇州降水的集中度和集中期進行了計算分析，結果表明：近50年來，降水的集中程度有下降的趨勢，集中期有提前的趨勢。集中度和集中期分別存在著11a和14a左右的年代際尺度周期變化。肇州的年降水量呈下降趨勢，肇州降水集中度和集中期與年降水量有很好的正相關性，年降水總量比較大的年份，降水集中程度相對較高。

降水；集中度；集中期

1 引言

暴雨干旱等災害是黑龍江省的主要氣象災害[1-2]，給工農業生產和人民生活帶來了嚴重影響，造成了巨大的經濟損失。統計結果分析表明，隨著20世紀以來全球變暖的進一步加劇，黑龍江省極端氣候事件的強度呈進一步加強趨勢[3]。通常對年或某季降水總量進行分析的方法不能反映出降水在時空不均勻分配的特點，而降水的不均勻分布往往是導致旱澇災害程度較重的原因之一[4]。近20 a來，肇州的旱澇災害發生程度和頻數也有加重和增多的趨勢，因此本文擬利用張錄軍等[5-6]提出的集中度（precipitationconcentration degree PCD）和集中期（precipitation-concentration period PCP）概念，來研究肇州地區年降水量集中程度的變化規律和特征，研究結果對提高旱澇災害的預測能力，減少社會經濟損失等具有重要的意義。

2 資料和方法

本文選取大慶地區資料序列年限較長并具有代表性的肇州站作為代表站進行研究分析。所用資料為肇州1961～2008年的逐日降水資料，計算得到歷年72候的降水量，并進行降水集中度和集中期的分析。

單站降水集中度（PCD）和集中期（PCP）的定義如下：[5]

3 肇州年降水量集中度和集中期的氣候特征

3.1 年降水量隨時間演變特征

圖1為1961～2008年肇州年降水量隨時間的變化曲線。計算及繪圖分析可以得出，肇州多年平均的降水量為448.9 mm，肇州降水總體上呈下降趨勢，近50 a減少了約26 mm，線性遞減趨勢系數為5.4 mm/10 a，減少幅度略高于黑龍江省平均的1961～2008年降水遞減趨勢系數4.2 mm/10 a。年降水量的變化具有階段性特征，1980年代以前，降水量在平均值附近小幅震蕩，1980年代之后，降水量年際變化幅度明顯增大，降水減少趨勢顯著，通過了置信度水平0.05的顯著性檢驗。降水量極大和極小值年份偏多，說明1980年代后極端降水事件有增多的趨勢。

3.2 降水集中度和集中期隨時間演變特征

圖1 1961～2008年肇州年降水量隨時間的變化曲線

對肇州年降水量集中度和集中期進行計算和分析可以得出（見圖2），肇州多年平均的PCD值為0.73，明顯高于黑龍江省多年平均的PCD值0.67，變化范圍在0.6～0.84之間，PCP多年平均為40候，與黑龍江省多年平均PCP值相當，變化范圍在36～44候之間，兩者均呈現下降趨勢。線性遞減趨勢系數分別為PCD 0.01/10 a、PCP 0.3候/10 a，下降趨勢都沒有通過0.05置信度水平的顯著性檢驗。

圖2 肇州降水集中度（左）和集中期（右）的逐年變化曲線

由圖2可以看出，PCD變化具有階段性特征并且年際變化明顯，1960年代中期以前，PCD值略大，1960年代中期以后至1980年代以前PCD明顯偏低，1980年代初中期有明顯增大，之后下降趨勢比較明顯，極小值年明顯增多。PCP的變化的階段性特征也很明顯。在所研究的時間段內有三個偏早期和三個偏晚期。1960年代初中期PCP在均值附近震蕩，1960年代末期至1970年代初期、1980年代初中期、1990年代末期PCP偏晚，其余時間以偏早為主，尤其是2001年以來，PCP偏早顯著。1961～2000年40 a內PCP值小于37候的只有3 a，而2001年之后僅8 a的時間就出現了5 a在37候。可以看出，近些年來，肇州年降水的集中程度有減弱趨勢，集中期也有明顯提前的趨勢。3.3集中度和集中期的多時間尺度結構特征

上述分析可以發現，PCD和PCP都具有階段性變化特征，因此做Morlet小波變換（見圖3）來分析二者的多時間尺度結構特征。由圖3可以看出，PCD主要存在11 a左右的年代際尺度周期變化，1990年代中期以后還存在3 a左右的周期。PCP主要存在14 a左右的年代際尺度周期變化，1970年代中期以后還分別存在6 a和3 a左右的年際尺度周期變化。

3.4 降水集中度和集中期與年降水量的相關分析

降水集中度和集中期可以反映研究時段內降水的集中程度和合成后的總體效應，那么集中度和集中期與年降水量的關系到底是怎么樣的呢？我們可以通過二者與年降水量的相關關系來得到。計算可知PCD與年降水量有很好的正相關性，相關系數為0.394，通過了置信度水平0.01的顯著性檢驗。說明降水集中度的變化對肇州的降水有很好的指示作用，這與對黑龍江省降水集中度與年降水量相關關系所得出的結論以及文獻6的分析結論是一致的。PCP與年降水量的相關系數為0.197，沒有通過顯著性檢驗。這與黑龍江省年降水總量與PCP呈正相關的結論有所差異。

圖3 肇州降水集中度（左）和集中期（右）的Morlet小波變換

4 結論

通過對肇州1961～2008年降水集中度和集中期的計算分析，可以得到以下結論。

（1）近50 a來肇州年降水量總體上呈下降趨勢，線性遞減趨勢系數為5.4 mm/10 a。年降水量的變化具有階段性特征，1980年代后極端降水事件有增多的趨勢。

（2）1961～2008年肇州降水的集中程度呈下降的趨勢，集中期有提前的趨勢，集中度1980年代后、集中期1990年代末期以后下降或提前的趨勢更加明顯。集中度和集中期分別存在著11 a和14 a左右的年代際尺度周期變化

（3）降水集中度與年降水量有很好的正相關性，年降水總量比較大的年份，降水集中程度相對較高。

[1]王東海,鐘水新,劉英，等.東北暴雨的研究［J］.地球科學進展,2007,22（6）:549-560.

[2]婁德君.近50年來黑龍江省的冷暖和旱澇變化［D］.南京信息工程大學碩士學位論文.

[3]婁德君,李治民,王冀，等.近50 a齊齊哈爾市極端氣候事件特征分析［J］.黑龍江氣象,2009（1）:5-7.

[4]孫鳳華,楊素英,任國玉.東北地區降水日數、強度和持續時間的年代際變化［J］.應用氣象學報,2007,18（5）:610-618.

[5]Zhang Lujun,Qian Yongfu.Annual distribution features of the yearly precipitation in China and their interannual variations.Acta Meteorologica Sinica,2003,17（2）:146-163.

[6]張錄軍，錢永甫.長江流域汛期降水集中程度和洪澇關系研究［J］.地球物理學報,2003,47（4）:622-630.

Climate Characteristic Analysis to the Mass Precipitation and the Period of Mass Precipitation in Zhaozhou County

ZHOU Ming-li1,LOU De-jun2
（1,Daqing Municipal Meteorological Bureau Hei Longjiang Daqing 163000;2,Qiqihaer Municipal Meteorological Bureau,Hei Longjiang Qiqihar 161006）

in this article,the precipitation and the period of precipitation were analysed in recent 50 years in Zhaozhou county,the result showed that the mass precipitation was descending,and the period of mass precipitation was advancing tendency,and the mass precipitation and the period of mass precipitation showed the 11 years and 14 year's periodicity respectively.The annually precipitation in Zhaozhou expressed descending tendency,and also,between the mass precipitation、the period mass precipitation and the annual precipitation expressed the positive interrelation,the more the annual precipitation,the more the mass precipitation!

precipitation；mass precipitation；period of the mass precipitation

P458.1+21

A

1002－252X（2010）02－0005－02

2010－3－6

周明麗（1976-），女，黑龍江省肇源縣人，黑龍江省委黨校，本科生，工程師.