我國秋季相對濕度變化特征分析

陳震　王冠　王丹

摘要 利用NCEP相對濕度資料及EOF分解法對我國秋季相對濕度進行分析。結果表明，4個模態的方差貢獻率分別為30.3%、11.8%、6.8%、5.9%。第一模態全國相對濕度偏低，東部地區尤為明顯，且發生一次由濕度大轉為濕度小的突變。第二模態自西向東呈“- + - +”的空間分布，1971年和1994年發生2次突變。第三模態自西南向東北呈“+ - +”的空間分布，相對濕度變化以多波動形式展現。第四模態與第三模態完全相反，呈“- + -”的空間分布特征。

關鍵詞 相對濕度；NCEP資料；EOF分解法；河北唐山；秋季

中圖分類號 P426.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）16-0173-02

Abstract Based on NCEP data from 1956 to 2015 and EOF analysis，the temporal and spatial distribution characteristics of autumn relative humidity in China were analyzed. Results indicated that there were four typical spatial distributions and the variance contribution rate of the first four modes were 30.3%，11.8%，6.8%，5.9%，respectively. In the first mode，the relative humidity of the whole country was low，especially in the eastern region，which had a sudden change from high to low.In the second mode，the spatial distribution of relative humidity showed“- + - +”from west to east and there were two sudden changes of relative humidity happened in 1971 and 1994.The third mode showed that the relative humidity from southwest to northeast was“+ - +”and the fourth mode showed inverse pattern.

Key words relative humidity；NCEP data；EOF analysis；Tangshan Hebei；autumn

相對濕度是表征空氣含水多少的物理量，其大小將直接影響空氣質量及能見度。裴玉芳等[1]指出海東市相對濕度年變化呈單峰分布，1月最小，9月最大，濕度變化與溫度和風速成負相關關系。何 毅等[2]分析指出北疆盆地濕度逐年減小，南疆則略有上升，總體上經歷了“增—減—增—減”的過程。王 滿等[3]分析了河南煙區濕度變化，指出相對濕度存在3年和6年的短周期振蕩。徐宗學等[4]認為西藏地區夏季“減濕”現象明顯，春秋季“增濕”現象明顯。

1 資料與方法

本文以美國大氣環境中心NCEP/NCAR相對濕度資料為基礎，用經驗正交函數分解法（EOF）對相對濕度場進行分解。分解所得特征向量按方差貢獻率排序，本文取前4個模態以及對應的時間系數進行分析。

2 結果與分析

第一模態（貢獻率為30.3%）顯示，除新疆西部、青海及四川空間系數為正值外（系數為0.03～0.06），我國大部地區空間系數均為負值，東部地區空間系數均在-0.08以下，見圖1（a）。結合第一模態時間系數分析，相對濕度在時間上存在明顯的突變特征，見圖2（a）。20世紀50年代至70年代中期，時間系數基本為負值，全國相對濕度偏高。1956—1965年間時間系數振幅較大，說明相對濕度明顯上升。1965年后系數絕對值明顯減小，相對濕度上升減緩。1975年后時間系數基本為正值且逐年升高，表明相對濕度逐年下降。第一模態表明我國相對濕度全國變化一致，表現為先升高后降低，突變時間大致在1975年。

第二模態（貢獻率為11.8%）自西向東呈“- + - +”的空間分布，見圖1（b）。西部及華北地區為負值區，東北及中南地區為正值區。其中，西部地區有3個負值中心，華北地區僅有1個負值中心，位于唐山附近。時間系數表明1971年及1994年為2個突變年，見圖2（b），1956—1971年時間系數為負值且逐年減小，這一階段我國相對濕度呈自西向東“+ - + -”的分布特征，即西部和華北地區濕度大，中南及東北地區濕度小。1972—1993年時間系數基本為正，平均值在1.0以上。這一階段相對濕度自西向東呈“- + - +”的空間分布，即西部和華北地區濕度小，中南及東北地區濕度大。1994年至今，時間系數為負值，空間分布與1956—1971年一致但變化強度更強。

第三模態（貢獻率為6.8%）自西南向東北呈“+ - +”的空間分布，見圖1（c）。東三省及河套地區分別有范圍廣、空間系數絕對值大（系數絕對值>0.08）的極值中心。由圖2（c）可知，系數為正的年份（31年）多于系數為負的年份（28年）。1956—2015年，負系數集中在兩端，正系數集中在中間。第三模態表明20世紀60—70年代及2000年至今相對濕度西南、東北地區小，中部地區相對濕度大。20世紀70年代至90年代末相對濕度西南、東北地區大，河套地區相對濕度較小。

第四模態（貢獻率為5.9%）與第三模態呈相反的空間分布，見圖1（d），即呈“- + -”的分布。西部及東北地區為負值中心，華北、華南地區為正值中心，系數值同樣在0.08以上。時間系數絕對值先大后小，見圖2（d），1961年和1966年是系數絕對值最大的2年，也是濕度變化最明顯的2年。

3 結論

（1）第一模態全國呈“同一型”分布。空間系數全國大部為負值，負極值中心位于我國東部，范圍廣，數值低。時間系數表明相對濕度大致在1975年發生突變，由相對濕度增大轉為相對濕度減小。

（2）第二模態自西向東呈“- + - +”分布。我國西部及華北地區相對濕度較其他地區偏小，尤其是東北地區。時間系數顯示1971年和1994年相對濕度發生反相位突變。

（3）第三模態自西南向東北呈“+ - +”分布。西南地區的高原區及東北的平原區是系數為正的區域，河套一帶則是大片負值區，相對濕度呈“兩高夾一低”的分布形勢。時間系數則表現為多波動變化，1997年及1998年是變化最強烈的2年。

（4）第四模態與第三模態完全相反，呈“- + -”分布。高原區與東北平原區為負值，中部及南部為正直區，空間分布呈“兩低夾一高”分布形勢。時間系數絕對值先大后小，表明相對濕度變化先強烈后緩和。

4 參考文獻

[1] 裴玉芳，張啟發，祁棟林，等.1961—2015年海東市相對濕度時空變化特征分析[J].現代農業科技，2017（8）：224-226.

[2] 何毅，楊太保，陳杰，等.1955—2012年南北疆氣溫、降水及相對濕度趨勢分析[J].水土保持研究，2015（2）：269-277.

[3] 王滿，許自成，蘇永士，等.河南煙區近35年來相對濕度變化特征分析[J].環境科學與技術，2011（10）：93-99.

[4] 徐宗學，張玲，黃俊雄，等.西藏地區氣溫、降水及相對濕度的趨勢分析[J].氣象，2007（7）：82-88.endprint