長治市近54年降水時空變化特征分析

趙雙巧　李晶晶　張卉　張紅英　楊梅

摘 要：采用長治市11個氣象站1960—2013的降水量系列數據，運用一元線性回歸、線性傾向估計、5年滑動平均等統計方法，分析了長治市近54年降水量年變化、年際及各年代際的年平均降水量、各季降水量，降水日數及大雨以上降水日數的演變特征。

關鍵詞：長治市；降水量；時空變化；特征

中圖分類號：P468.0+24 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0142-03

IPCC第4次全球氣候評估報告明確指出，近100年來全球表面平均溫度升高了0.74 ℃。在全球氣候變暖的影響下，勢必導致降水時空格局發生變化。近些年來，許多學者對各地的降水量變化規律作了不少研究。翟盤茂分析了中國北方近50年溫度和降水極端事件變化；馬柱國分析了近代中國北方干濕變化趨勢的多時段特征；劉揚對中國北方地區降水變化的分區進行了研究；張卉分析了山西省近49年降水量變化特征及趨勢；高文華分析了山西晉南地區近56年的氣候變化特征、突變與周期；李效珍分析了大同市近50多年降水演變特征。以上學者對華北地區、山西省及區域降水進行的相關研究，都得出了有意義的結論。本文利用1960—2013長治市11個氣象觀測站的降水資料，對長治市近54年降水量變化進行了較為全面的分析，旨在進一步了解長治市降水量的時空變化特征及規律，為合理開發利用長治市的氣候資源，做好短期氣候預測、改善農業環境提供重要的參考依據。

1 研究區概況

長治市位于山西省東南部，地處35°48'～37°08'N，111°55'～113°44'E之間，南北長204 km，東西寬147 km，全區總面積13 896 km2，東倚太行山，西屏太岳山。長治為太行山、太岳山所環繞，境內山地、丘陵、盆地縱橫交錯，海拔大都在900～1 600 m之間。長治屬典型暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，全年冬無嚴寒、夏無酷暑，雨熱同季。一般年平均降水量介于515.2～607.2 mm之間，主要集中在6—8月，7月降水量最多，1月降水量最少。

2 資料與方法

研究所用資料為長治市11個地面氣象觀測站1960—2013的降水量系列觀測資料。運用一元線性回歸、線性傾向估計、5年滑動平均等統計方法，對降水量的變化程度進行衡量，并對其演變特征進行分析。季節劃分采用氣候學常用的劃分標準：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12—2月為冬季。各級別降水日數的確定依據中國氣象行業規范標準規定，日（24 h）降水量≥0.1 mm為1個雨日，25.0 mm≤R24<50.0 mm為一個大雨日，50.0 mm≤R24<100.0 mm為一個暴雨日，100.0 mm≤R24<250.0 mm為一個大暴雨日。本文年（月、季）降水量定義為日降水量≥0.1 mm日數的總和，全市的年、季、月降水量為11個站的平均值。

冬季降水年代際變化見表1和圖7（d）。圖（d）呈“M”字型，冬季降水量21世紀初最多，為22.1 mm，70年代次之，90年代最少，為11.8 mm。20世紀70—90年代降水處于減少階段，90年代以后降水迅速增加，到21世紀初降水量增幅（87%）達到最大值，是近 54年來增幅最多的10年。這一變化趨勢與中國氣候變化現狀及前景分析中的結論大體一致。2010年以后降水量減幅為28%.

由此可見，20世紀70—90年代長治市除春季降水處于增多趨勢外，夏、秋、冬季降水均處于不同程度的減少趨勢；2010年以后除夏季降水處于增多趨勢外，春、秋、冬季降水均處于不同程度的減少趨勢。這說明長治市20世紀70—90年代夏季處于長期干旱時期，2010年以后夏季降水有增多趨勢。夏季是長治市大秋作物需水關鍵期，降水的增多有利于大秋作物的生長，但春季要有適宜的墑情才能保證苗全、苗壯，因此，掌握降水時空分布特征、合理利用水資源，對保證長治市糧食產量的豐收有特別重要的意義。

5 降水日數變化趨勢

5.1 日降水量≥0.1 mm的日數

1960—2013長治市近54年平均降水日數為87 d。年最多降水日數為126.3 d，出現在1964年；年最少降水日數為62.8 d，出現在1997年。降水日數總體上呈減少趨勢，減幅為2.6 d/10年。

5.2 大雨以上量級降水日數

洪澇災害是長治市最嚴重的自然災害之一，主要集中在6—8月，給農業生產和人民財產造成巨大影響，因此，主要對大雨以上量級的降水日數進行分析。據統計，1960—2013大雨平均日數為3.9 d，總體上略有減少趨勢，減幅為0.1 d/10年，年最多大雨日數為7.1 d，出現在2003年；暴雨平均日數為0.9 d，總體上呈略微的減少趨勢（見圖8），減幅為0.01 d/10年，年最多暴雨日數為2.1 d，出現在2013年；大暴雨平均日數為0.1 d，總體上呈略微的增加趨勢，增幅為0.01 d/10年，年最多大暴雨日數為0.6 d，出現在2001年。可見，近54年大雨、暴雨日數均有不同程度的減少趨勢，大暴雨日數呈略微的增加趨勢。暴雨日數從整體上看略有減少，但進入2010年以后在逐年增多，到2013年暴雨日數達到近54年來的最大值（見圖8），說明長治市進入2010年以后有夏季降水變強、洪澇災害增多的趨勢。

6 主要結論

通過本文分析，得出以下結論：①長治市降水量年變化呈“單峰”型變化，降水主要集中在5—9月，1月降水量最少，7月降水量最多。2013-07全市降水量和各縣降水量均達歷年極值，為有氣象記錄以來的最大值。②1960—2013降水量有較明顯的減少趨勢，減幅為16.5 mm/10 年。春、夏、秋季降水量呈不同程度的減少趨勢，冬季降水量略有增加趨勢。進入2010年以后，夏季降水量基本上呈逐年增多的趨勢。夏季和秋季降水量減少幅度較大，近54年夏季減少了33.5 mm，秋季減少了43.4 mm，由此可見，年降水量的減少主要是由夏季和秋季降水量減少造成的。③60—70年代后期降水量在均值以上，70年代后期之后降水量在均值以下。60年代降水量最多，為597.1 mm；90年代降水量最少，為520.2 mm。20世紀60—90年代，降水量呈下降趨勢，進入21世紀后降水量呈上升趨勢。④近54年降水日數以2.6 d/10年的減幅趨于減少。大雨、暴雨日數減幅分別為0.1 d/10年、0.01 d/10年，大暴雨日數增幅為0.01 d/10年。暴雨日數整體雖然呈略微的減少趨勢，但進入2010年以后在逐年增多，到2013年暴雨日數達到近54年的最大值，說明進入2010年以后長治市有夏季降水變強、洪澇災害增多的趨勢。

參考文獻

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[17]李明志，袁嘉祖，李建軍，等.中國氣候變化現狀及前景分析[J].北京林業大學學報，2003，2（02）：16-20.

作者簡介：趙雙巧（1964—），女，山西陵川人，工程師，2009年畢業于成都信息工程學院。

〔編輯：劉曉芳〕

Abstract： Changzhi City 11 weather stations 1960-2013 precipitation series data， using linear regression， linear trend estimated five-year moving average and other statistical methods to analyze the changes in Changzhi City， nearly 54 years of annual precipitation， interannual and the annual average rainfall each decadal， and each season precipitation， the evolution of the number of features and heavy precipitation days or more days of precipitation.

Key words： Changzhi City； precipitation； temporal and spatial variation； features

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Abstract： Changzhi City 11 weather stations 1960-2013 precipitation series data， using linear regression， linear trend estimated five-year moving average and other statistical methods to analyze the changes in Changzhi City， nearly 54 years of annual precipitation， interannual and the annual average rainfall each decadal， and each season precipitation， the evolution of the number of features and heavy precipitation days or more days of precipitation.

Key words： Changzhi City； precipitation； temporal and spatial variation； features