黑龍江嘉蔭站開江預報分析方法探討

雷 慶，張丹丹，李金楠

(伊春水文局，黑龍江伊春153000)

嘉蔭站為國際河流黑龍江中游水位觀測站，集水面積為85.1萬km2。年平均氣溫在零下 0.5℃。歷年最高氣溫37.4℃，最低氣溫零下47.7℃。

嘉蔭站的開江日期主要集中在4月下旬20～25日，歷年開江最晚時間為1986年4月29日，最早時間為2008年4月8日，開江形式多以文開為主。

1 開江預報分析

1.1 因子選擇的依據

影響開江日期的因素有很多，例如氣溫、水溫、冰厚、冰上雪深、極值氣溫風速、日照等多種熱力指標和封江水位等動力指標，根據黑龍江嘉蔭站各項歷史資料，使各因子與開江日期建立相關關系，并取得相關系數，其中11、12月份的最低氣溫，與開江日期相關系數在0.35以上，3月份的平均氣溫、3月的蒸發與開江日期的相關系數在0.5以上。選用這幾項因子，采用臨界指標法，與開江日期建立經驗相關圖，取得了一定的效果。

1.2 預報方法

1.2.1 雙因子預報指標法

預報指標法是統計預報中比較簡單的方法，通常是當一個或幾個氣象、水文因子達到某臨界值時，某種冰情現象即可發生。既將因子作為前期數量指標視為一種信號，用于預報后期可能出現的冰情現象。

1)因子:采用11、12月最低氣溫預報。

2)資料系列:1962～2008年。

3)預報分析:眾所周知冰厚直接影響解凍的快慢，那么氣溫和水溫又是影響冰厚的主要因素。氣溫和水溫成正相關關系，氣溫變冷使水溫降低又使冰厚不斷增加，特別是穩定封凍期最低氣溫時，水溫變化0.2℃對冰厚就產生明顯的影響。那么即使氣溫回升，冰厚也不會再融化到原來的厚度，而只能越來越厚。冰厚的形成是不斷累積的過程，經分析表明，11、12月的最低氣溫與開江日期做直線相關的預報成果效果最好，既11和12月份極值氣溫越低，冰凍越厚，利用11、12月的最低氣溫與開河日期做直線相關，如圖1，預報成果見表1。

預報成果統計:預報年數:47 a;合格年數:34 a;合格率: 72%。

4)物理成因:此方法的主要原理就是根據11月和12月最低氣溫的變化對熱儲流量的影響，進而影響開江的快慢。但是就嘉蔭站而言，只能說這兩項因子對未來1、2、3月份的氣溫具有一定的指示和代表作用，如果代表性不好對個別年份來說預報精度就會降低，但此方法做出的預報合格率較高，所以可用做參考預報。

圖1 最低氣溫與開江日期相關圖

1.2.2 單因子經驗相關

經驗相關既前期水力、熱力因子與后期冰情要素之間的相關，一般用相關圖的形式表示，相關可以是一條曲線，也可是幾條曲線。

1)因子:3月份平均氣溫。

2)資料系列:1971～2008年。

3)預報分析:氣溫是影響開江快慢的最主要因素之一，既氣溫越高開江越早，氣溫越低，開江越晚，且3月份平均氣溫與開江日期相關系數最高，最具有代表性，所以利用3月份平均氣溫為縱坐標，開江日期為橫坐標，點繪相關圖，并根據點子分布定線，并且發現在一定的氣溫范圍內，開江日期存在一定規律，所以將線定為3條曲線，見圖2。其中，＞－6.0℃，為Ⅰ線;－6.0℃ ～－10.0℃，為Ⅱ線;＜－10.0℃，為Ⅲ線。

預報年數:38 a;合格年數:29 a;合格率:76%。

2 結語

由于影響開江的因素較多，所以有個別的突出點子，特別是1985年以后，氣候異常，有的時候氣溫高，開江卻不一定早，特別是1986年3月份平均氣溫－7.3℃，不算低，可是4.29日才開江，這其中就有很多其他因素影響。雙因子預報指標法和因子經驗相關法都基于開江的物理成因，方法簡捷預報效果較好。2010年采用該方法預報結果正確。

4)預報成果統計，見表2。

表1 預報成果

圖2 氣溫與開江日期相關圖

年份 開江日期 3月平均氣溫 預報日期 合格1971 4.23 －14.1 4.26√1972 4.21 －7.8 4.20 √1973 4.28 －14.5 4.27 √1974 4.28 －9.8 4.28 √1975 4.19 －7.7 4.20 √1976 4.27 －9.7 4.28 √1977 4.28 －9.8 4.28 √1978 4.19 －10.7 4.17 √1979 4.23 －11.9 4.20 √1980 4.13 －9.6 4.27 1981 4.22 －11.0 4.18 1982 4.20 －9.7 4.28 1983 4.20 －8.7 4.23 √1984 4.21 －13.2 4.23 √1985 4.23 －8.6 4.23 √1986 4.29 －7.3 4.19 1987 4.28 －11.5 4.19 1988 4.17 －11.1 4.18 √1989 4.12 －5.6 4.20 1990 4.12 －3.8 4.14 √1991 4.22 －9.2 4.25 √1992 4.20 －5.9 4.21 √1993 4.21 －7.5 4.19 √1994 4.25 －8.1 4.21 1995 4.22 －8.0 4.21 √1996 4.24 －7.5 4.19 √1997 4.17 －10.3 4.16 √1998 4.15 －6.9 4.18 √1999 4.24 －12.4 4.21 √2000 4.22 －12.9 4.23 √2001 4.25 －8.9 4.24 √2002 4.18 －4.2 4.15 √2003 4.20 －4.5 4.16 √2004 4.16 －10.7 4.17 √2005 4.24 －8.8 4.24 √2006 4.22 －10.0 4.15 2007 4.20 －9.6 4.27 2008 4.08 －0.7 4.06√

［1］ 長江流域規劃辦公室.中長期水文氣象預報文集(第一集)［M］.北京:水利電力出版社，1979.

［2］ 莊一鸰，林三益.水文預報［M］.北京:水利電力出版社，2003.