曹縣1966—2015年降水變化特征分析

王秀麗

摘 要：該文利用山東曹縣1966—2015年降水量、降水日數(shù)觀測資料進行統(tǒng)計分析，使用累計距平、線性傾向估計等統(tǒng)計方法，分析了曹縣1966—2015年年降水量及降水日數(shù)的變化特征。結(jié)果表明：曹縣近50a年降水量呈增加趨勢，降水量平均每10a增加14.7mm；春、夏、秋、冬4個季節(jié)均呈增加趨勢，增加趨勢最明顯的是夏季，平均每10a增加2.6mm；年降水日數(shù)呈減少趨勢，平均每10a減少0.2d；1998年是曹縣降水突變的時間點。

關(guān)鍵詞：降水量；線性分析；變化特征；曹縣

中圖分類號 P467 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0152-02

氣候變化對環(huán)境、水資源、生態(tài)等各方面的影響引起了世界各國政府和學者的廣泛關(guān)注[1]。中國是農(nóng)業(yè)大國，氣候變化直接影響糧食安全，而水資源對糧食生產(chǎn)至關(guān)重要。陳印軍等[2]指出，我國水資源短缺問題日益突出，通過灌溉面積來增加糧食產(chǎn)量的難度越來越大，很多專家學者都致力于分析降水因子的變化特征[3-4]。

曹縣地處魯西南黃河中下游平原地區(qū)，土壤疏松，有機質(zhì)含量豐富，是中國著名的農(nóng)業(yè)大縣。本文利用曹縣近50a降水量數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計分析的方法，分析了降水量的變化特征，以期為合理充分利用水資源提供科學依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料 選用1966—2015年曹縣國家一般氣象站降水資料進行統(tǒng)計分析，從年、季、年代、月等方面對曹縣近50a降水變化特征進行分析。其中季節(jié)劃分方法為：春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為9—11月、冬季為12月至次年2月。多年平均值為1966—2015年50a平均值。

1.2 方法 用線性傾向估計計算氣象要素隨時間變化趨勢及大小[5]。也即以時間t作為自變量，把日照時數(shù)x為因變量，建立一元線性回歸方程：xi=a+bti，i=1，2，...50。a為回歸常數(shù)，b為回歸系數(shù)。a及b用最小二乘法進行估計。當氣候回歸系數(shù)b為正數(shù)時，表示序列隨時間變化日照時數(shù)呈增加趨勢，反之即表示日照時數(shù)呈減少趨勢。相關(guān)系數(shù)r表示變量x與時間t之間線性相關(guān)的密切程度。|r|越接近于0，x與t之間的線性相關(guān)就越小。|r|越大，x與t之間的線性相關(guān)就越大。累計距平是由曲線直觀判斷變化趨勢的方法，累計距平可以分析判斷長期演變趨勢及持續(xù)性變化。累計距平曲線呈上升趨勢，表示距平值增加，呈下降趨勢則表示距平值減小，還可以診斷出發(fā)生突變的大致時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 年際變化 近50a曹縣年平均降水量為673.2mm。由圖1可以看出，近50a年降水量呈增加趨勢，但是增加趨勢并不是非常明顯，年降水量平均每10a增加14.6mm。從近50a年極值來看，曹縣年降水量最多的出現(xiàn)在2003年，為1 049.2mm，年降水量最少的出現(xiàn)在1988年，為401.5mm，1988年與2003年的年降水量相差647.7mm。按年代際分析，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 季節(jié)變化 近50a來曹縣年降水量四季均呈增加趨勢，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為17.9%，平均值為40.1mm，變化趨勢為0.7mm/10a，最大值出現(xiàn)在1985年，為82.9mm，最小值出現(xiàn)在2001年，為1.5mm。夏季降水量占全年降水的百分率為56.5%，平均值為126.7mm，變化趨勢為2.6mm/10a，最大值出現(xiàn)在1971年，為214.9mm，最小值出現(xiàn)在1997年，為47.2mm。秋季降水量占全年降水的百分率為20.9%，平均值為10.7mm，變化趨勢為0.1mm/10a，最大值出現(xiàn)在2001年，為36.7mm，最小值出現(xiàn)在1995年，為0.1mm。冬季降水量占全年降水的百分率為4.7%，平均值為10.7mm，變化趨勢為1.3mm/10a，最大值出現(xiàn)在2001年，為36.7mm，最小值出現(xiàn)在1995年，為0.1mm。

2.3 月變化特征 從表1可以看出：50a來曹縣月平均降水量最大值出現(xiàn)在7月，為167.0mm，其次是8月，為142.2mm；1月份降水量最少，為8.0mm，2月次之為13.5mm。1月、3月、4月、10月、12月降水呈減少趨勢，夏季降水增加最明顯，5月份增長最快，為6.3mm/10a。

2.4 年降水日數(shù)變化特征 近50a年降水日數(shù)呈減少趨勢，平均每10a減少0.3d，其線性變化情況如圖2。

2.5 年降水量的突變檢驗 氣候突變是指氣象要素從一種分布狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種分布狀態(tài)突然而持久的變動[6]。用累計距平（如圖3）年降水量進行分析，結(jié)果表明1998年左右為曹縣年降水量突變點，1998年前年降水量以偏少為主，1998年后以偏多為主。

3 結(jié)論

通過上述分析，可以得出：（1）近50a年降水量呈增加趨勢，但是增加趨勢并不是非常明顯，年降水量平均每10a增加14.6mm，四季均呈增加趨勢；（2）近50a年降水日數(shù)呈減少趨勢，平均每10a減少0.3d；（3）1998年左右為曹縣年降水量突變點。

參考文獻

[1]葉篤正.中國的全球變化預(yù)測[M].北京：氣象出版社，1992：3-9.

[2]陳印軍，王勇，盧布.國際糧食形勢及我國糧食生產(chǎn)潛在危機與對策[J].中國農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃，2009，30（1）：10-14.

[3]曹士亮，于芳蘭，王成波，等.降水量與積溫對玉米產(chǎn)量影響的綜合分析[J].作物雜志，2009（3）：63-64.

[4]馬曉群，陳曉藝，姚筠.安徽淮河流域各級降水時空變化及其對農(nóng)業(yè)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2009，30（1）：26-29.

[5]魏鳳英.現(xiàn)代氣候診斷與預(yù)測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2007：37-37，63-64.

[6]張家寶，史玉光.新疆氣候變化及短期氣候預(yù)測研究[M].北京：氣象出版社，2002：29.