濱州市1971～2005年降水量變化特征淺析

夏興生，宋芙蓉，董立峰(濱州學院建筑與城鄉規劃系,山東 濱州 256603)

濱州市1971～2005年降水量變化特征淺析

夏興生，宋芙蓉，董立峰(濱州學院建筑與城鄉規劃系,山東 濱州 256603)

利用濱州市1971～2005年的降水資料，采用統計法、降水傾向率、滑動平均等方法，對濱州市降水量特征分別從年代、季節、汛期3個時間尺度上進行分析。結果顯示,濱州市35a年降水量呈現下降趨勢(1.46mm/a)。四季降水變化差異明顯，夏、冬季降水呈減少趨勢，春、秋季呈增多趨勢，其中夏季減少最明顯(1.96mm/a)，汛期降水減少趨勢顯著(2.19mm/a)。因此，濱州市降水的減少主要源于夏季或汛期降水減少的貢獻。

降水量；變化特征；濱州市

氣候變化是國際社會關注的焦點，也是地球科學研究的熱點問題。相對于全球性的持續變暖趨勢，降水量變化特征有更大的不確定性和區域特征，因此研究不同區域降水量的變化特征也是當前全球氣候變化研究的重要內容之一[1]。據報道，我國的年平均氣溫正以 0.4℃/10a的傾向率上升，降水量也正在以 12.7mm/10a的速度減少[2]。

濱州市作為山東省的北大門，位于黃河下游、魯北平原，地處黃河三角洲腹地，北臨渤海，東與東營市接壤，南和淄博市毗鄰，西與德州市和濟南市搭界，是國家“黃藍”兩大戰略的主戰場之一。降水量是否也類似于已有研究的變化規律，直接關系濱州市在“黃藍”戰略中的工農業經濟的規劃布局與開發，因此，筆者選用濱州市 1971～2005年氣象臺記錄的降水量資料，以 1971～2005 年的平均值代表降水平均值，采用統計法、降水傾向率、滑動平均等方法，對濱州市降水量在年代、年際、季節等時間尺度上進行分析,以期為濱州市的水資源規劃利用及防汛抗旱工作提供參考。

1 降水量的年際變化

1971～2005年間，濱州市降水量多年平均為575.8mm，最大年降水量968.4mm，最小值286mm，相對變化幅度為3.37，絕對變化幅度為682.4mm，變差系數為0.27，表明降水量的年際變化幅度和變差系數均較小(表1)。

表1 濱州市1971～2005年降水量序列特征值

從降水量的年代變化看(圖1)，濱州市1971～2005年降水量呈現明顯波動變化的特點，且存在11a左右的突變周期，與太陽黑子的變化周期相似，說明太陽活動對區域降水具有顯著影響。降水總體呈現平緩的下降趨勢,其傾向率為1.46，表明濱州市降水量和我國降水量變化趨勢一致，但有階段性增加、減少變化的特點。通過濱州市1971～2005年降水5a移動均值變化曲線發現,濱州市降水變化表現為明顯的階段性特征,20世紀70年代一直波動減少，到1982年后呈波動變化，但較平穩。近年來，如1995～2005年的變化則呈現出明顯的正弦規律變化，說明其變化穩定性增加。

圖1 濱州市1971～2005年年降水量變化

2 降水量的季節變化

濱州市35a年平均降水雖呈現減少趨勢,但不同季節的降水變化卻不盡相同。用線性擬合統計35a濱州市年平均氣溫,得出年平均降水遞減率為1.46。 夏季(6～8月)、冬季(12～2月)的遞減率分別為1.96、0.09，而春季(3～5月)、秋季(9～11月)的降水量卻成增加趨勢，其增長率分別為0.40、0.18，由此可以看出，濱州市降水量春、秋、冬3季的變化均較小，夏季的降水量變化較大，降水量的減少趨勢主要由夏季降水量貢獻(圖2)。

春季降水量在20世紀70年代先突減后回升至較低水平平穩變化，春季為少雨期，1978年后到1980年又突增至高值;20世紀80年代維持在較高水平的波動變化，春季為多雨期;90年代則維持在較低水平的波動變化，但變幅較80年代有所減小，春季為少雨期;2000年以后表現為現增加后減少，總體呈增加趨勢。

夏季降水量在20世紀70年代經歷了長時間的波動減少，其后降水的變化則保持平穩波動;80年代末期出現突變，達到高峰后又突減，之后則又出現與70年代相似的情況。由此也可以看出，濱州市年降水量的減少主要是20世紀70年代和90年代的夏季降水減少貢獻的，且出現10a左右的時間周期。

秋季降水量呈微小的上升趨勢，除了1981、1986、1998年出現明顯的少雨期，1993、2004年出現明顯的多雨期，其降水的波動變化還是比較平穩的，5a移動平均線表現出明顯的周期性余弦曲線變化規律。

冬季降水量隨時間的變化階段性特點顯著，具有10a的大高峰周期。20世紀70年代表現規律性的周期變化，為一個多雨期，80年代除了1984年的小高峰外，則維持在較低水平的穩定少雨期，90年代先表現為波動減少，后表現出浮動較大的周期性波動變化，2003年后變化趨緩。

表2是濱州市1971～2009年降水年代、季節變化情況。由表2可以看到,1971～1975年降水最多,主要由夏季降水貢獻,1976年以后年降水則呈現波動變化，1976～1980年較前5a明顯減少，主要是夏、秋2季降水幅度大引起；1981～1985年降水是夏、冬2季減少，而春、秋2季有所增加；1986～1990年降水有所增加，主要是夏季降水的回增貢獻，與此同時，秋季降水卻有明顯減少；1991～1995年春、夏、冬3季降水突降，只有秋季降水顯著增加；1996～2000年降水回升主要是夏季降水增加，但秋季降水又突減；2001～2005年降水與前5a持平，夏、秋2季變化較大。再結合圖2可以看到，濱州市降水的季節變化波動變化較大，夏季降水變化對年降水量變化貢獻最大，直接影響年降水量的多少。

另外，本研究還發現，1976年以后濱州市夏、秋2季的降水量呈現此消彼長的變化規律，由此推測可能是夏、秋2季影響我國降水的西太平洋副熱帶高壓的進退時間和夏季風輸送的水汽量的變化引起，這將在后續研究中進行驗證。

圖2 濱州市1971～2005年季節降水量變化曲線

表2 濱州市1971～2005年各年代、季平均降水量 mm

3 汛期(6～ 9月)降水量年際變化

圖3是濱州市1971～2005年月平均降水量。由圖3可看出，濱州市降水主要集中在6～9月，降水量平均為438.3mm，占全年76.12%，但年份之間的變化較大(圖4)；1～5月、10～12月占全年降水的比重較小，年份之間的變化較弱。同時，根據西太平洋副熱帶高壓進退規律對我國夏季降水的影響，氣象專家將6～9月劃為濱州市降水的汛期是十分合理的。因此，筆者繼續采用6～9月作為降水汛期。

圖3 濱州市35a月平均降水量

圖4 1971～2005年濱州市汛期(6～9月)降水量變化曲線

由圖3還可看出，每年7月份為降水量最多的月份,降水量為181.29mm,分別占汛期降水和全年降水的41.36% 和31.49%,可見降水的集中程度較高。此外，濱州市35a汛期降水直接影響全年降水量,汛期降水與年降水量相關系數為0.942。分析圖4可以看出，濱州市35a汛期降水量占年降水量比例呈現傾向率為2.19線性減少趨勢，5a移動平均與年降水量(圖1)變化相似，20世紀70年代一直波動減少，到1982年后快速上升，之后從1986年到1994年，除1989年突減外，其他年份則呈平穩的波動變化。近年來，如1995年至2005年的變化則呈現出明顯的正弦規律變化，表明其變化穩定性增加。

4 小結

(1)濱州市35a年降水量呈現交替變化的特點,但是量的變化波動性較大，階段性特征明顯。汛期降水與年降水量呈現正相關,并直接影響全年降水量,其中7月份降水量占全年降水的比例高達31.49%。但是濱州市年降水量是呈下降趨勢的，其遞減速率為每年1.46mm，與氣象專家對我國降水變化的研究所得規律和魏敏等[2]對濱州市氣候特征解析所得規律一致。同時，年降雨量存在著11a的不十分明顯的周期，降水變化穩定性規律趨勢卻表現顯著。

(2)四季降水變化差異明顯，夏、冬季降水呈減少趨勢，春、秋季呈增多趨勢。其中夏季減少最明顯(遞減率為1.96)，春季增加最明顯(增長率為0.41)。但是春、秋季的增加趨勢無法抵消夏、冬季減少的趨勢，特別是夏季的減少趨勢。濱州市降水的減少也就主要源于夏季降水的減少。

(3)濱州市汛期降水減少趨勢顯著，遞減率為2.19，且汛期降水集中程度高，這可能與全球氣候變化背景下，影響東亞氣候的季風環流中夏季風、副熱帶高氣壓帶和洋流的變化有關，但這還需要進一步的研究證實。

[1]楊詩定．湖北谷城近49a降水變化特征分析[EB/OL]．http://wenku.baidu.com/view/76d04d22dd36a32d73758176.html．

[2]魏 敏，段文廣，安 林，等.濱州市氣候特征解析[A]．中國氣象學會2008年年會干旱與減災——第六屆干旱氣候變化與減災學術研討會分會場論文集[C]．2008：364-370．

P426.6

A

1673-1409(2012)06-S005-05

2012-04-20

山東省教育廳科技計劃項目(j08we67)；山東省自然科學基金項目(ZR2011DQ018)；濱州學院精品課程資助項目(bzxyjpkc200808)。

夏興生(1989-)，男，甘肅慶陽人，現從事遙感和地理信息系統的農業應用研究。

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.06.002