1956—2010年遼陽市降水量變化趨勢分析

陳玉光+安娟+杜志國+蘆曉彤+高凌鋒+白志娜

摘要 為了準確預測降水，更好地指導農業(yè)生產，科學防災減災，本文選取1956—2010年遼陽市國家氣象觀測站逐月降水量資料，采用線性傾向估計、累積距平和山本法分析遼陽市降水量年、年際、月變化。結果表明，近55年遼陽市年降水量呈減少趨勢，氣候傾向率為 -16.2 mm/10年；冬季、春季降水量呈上升趨勢，夏季、秋季降水量呈下降趨勢。20世紀60年代降水量最多，平均為763.4 mm；21世紀00年代降水量最少，平均為411.1 mm。遼陽市四季降水分布不均，夏季最多，冬季最少。年降水量及四季降水量均無明顯突變。

關鍵詞 降水量；變化趨勢；突變；遼寧遼陽；1956—2010年

中圖分類號 S162.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0208-02

Abstract In order to perdict precipitation accurately，and provide a better guidance for agricultural production and scientific disaster prevention and mitigation，based on precipitation date at Liaoyang Meteorological Station from 1956 to 2010，the variation tendency of precipitation in Liaoyang City was analyzed using the linear trend estimation，the accumulative anomalies and the Yamamoto method. The results showed that precipitation in Liaoyang City showed a decreasing tendency with a decreasing rate of 16.2 mm per decadal in recent 55 years；precipitation in winter and spring showed a weakly increasing tendency，while in summer and autumn showed a weekly decreasing tendency. The average precipitation of 1960s was 763.4 mm which was the most in decade，while the least one was 411.1 mm which was found in 2000s. The distribution of precipitation was not homogeneous in Liaoyang City，the maximum precipitation was in summer and the minimum precipitation was in winter. Annual precipitation and seasonal precipitation had no significant mutation.

Key words precipitation；change trend；mutation；Liaoyang Liaoning；1956-2010

降水是重要的天氣過程和氣候資源，直接影響作物的生長發(fā)育與產量形成[1-4]，甚至關乎人民生產財產安全。目前，已有許多學者對降水量變化趨勢進行研究[5-7]。賀 偉等[8]研究1961—2005年東北地區(qū)氣溫和降水變化趨勢，發(fā)現東北地區(qū)年降水量整體呈現減少趨勢，變化趨勢不顯著，氣候傾向率為-5.71 mm/10年。張文剛等[9] 研究了青藏高原40年來降水量時空變化趨勢，發(fā)現青藏高原年降水量總體呈增加趨勢，只有青海東南部、南疆、西藏部分站點降水量呈減少趨勢。左洪超等[10]、任國玉等[11]研究了中國近50年氣溫及降水量的變化趨勢，發(fā)現全國平均降水量變化趨勢不明顯，但存在著明顯的區(qū)域特征。

遼陽市屬溫帶大陸性季風氣候，雨熱同季，是遼寧省重要糧食產地。在氣候變暖的背景下，對遼陽氣候變化的研究多見于氣溫和日照[12-13]，而降水量方面的研究較少。本文選取1956—2010年遼陽市降水量資料，分析降水量年代、年、季變化特征及突變，以期為降水預測、防災減災提供依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文選取1956—2010年遼陽市國家氣象觀測站逐月降水量資料。四季劃分：3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月到翌年2月為冬季。年代劃分：1960—1969為20世紀60年代、1970—1979為20世紀70年代，1980—1989為20世紀80年代，1990—1999為20世紀90年代，2000—2009為21世00年代。

1.2 研究方法

1.2.1 趨勢變化分析。降水量的長期變化趨勢通過線性傾向估計法[14]進行分析，主要公式如下：

xi=a+bti（i=1，2，…，n）（1）

其中，x為降水量，t為時間序列，b×10為氣候傾向率[15]。當b>0時，說明降水量呈上升趨勢，當b<0時，說明降水量呈下降趨勢。

1.2.2 突變特征分析。突變時間通過累積距平法[14]確定，當累積距平絕對值達最大時，所對應的時間t即為突變時間。突變時間通過山本（Yamamoto）法[14]進行檢驗，在降水量序列中，設置一基準點，其前后2個子序列的均值和標準差分別為x1、x2和s1、s2，信噪比Rsn，當Rsn>1時，表示有突變發(fā)生；當Rsn>2時，表示有強突變發(fā)生，Rsn具體計算公式如下：endprint

Rsn=■（2）

2 結果與分析

2.1 降水量年變化

由圖1可知，1956—2010年遼陽市年平均降水量為722.2 mm，最大值出現在1985年，為1 173.2 mm；最小值出現在1989年，為411.1 mm，二者相差762.1 mm。近55年，有31年降水距平為負值，24年降水距平為正值。年降水量與時間序列之間一元線性回歸方程的回歸系數為-1.62，說明年降水量呈下降趨勢，氣候傾向率為-16.2 mm/10年。時間序列相關系數為-0.176，沒有通過顯著性檢驗，即1956—2010年遼陽市年降水量減少趨勢不顯著。

2.2 降水量年代變化

由圖2可知，20世紀60年代降水量最大，為763.4 mm；21世紀00年代降水量最少，為645.9 mm；二者相差117.5 mm，年代間降水量波動較大。其中，20世紀60年代和80年代降水量均高于多年平均值，而20世紀70年代、90年代和21世紀00年代降水量均低于多年平均值。

2.3 降水量季變化

研究發(fā)現，1956—2010年遼陽市降水量季節(jié)差異較大，其中降水量最多的季節(jié)為夏季，平均達444.2 mm，占年降水量的61.5%；降水量最少的季節(jié)為冬季，僅為年降水量的3.6%；秋季、春季的降水量分別占年降水量的19.5%、15.3%。由表1可知，冬季、春季降水量氣候傾向率分別為1.036、2.849 mm/10年，降水量呈上升趨勢；夏季、秋季氣候傾向率分別為-16.372、-3.849 mm/10年，降水量呈下降趨勢。從時間序列相關系數可知變化趨勢均不顯著。

2.4 突變分析

由圖3可知，1956—2010年遼陽市年降水量累積距平絕對值最大值出現在1986年，說明年降水量可能在1986年前后發(fā)生突變，即由前期多雨狀態(tài)轉變?yōu)樯儆隊顟B(tài)。通過山本法檢驗突變時間，Rsn=0.24<1，說明1986年前后年降水量的變化沒有達到突變程度。對遼陽市四季降水量進行突變分析，發(fā)現1956—2010年遼陽市四季降水量均未發(fā)生突變。

3 結論與討論

（1）1956—2010年遼陽市年降水量呈下降趨勢，氣候傾向率為-16.2 mm/10年，高于東北地區(qū)平均水平[11]。20世紀各年代降水量均呈減少趨勢，但21世紀00年代降水量呈增多趨勢，應密切關注后期降水趨勢，科學防災減災。冬季、春季降水量呈上升趨勢，夏季、秋季降水量呈下降趨勢，夏季降水量變化對年降水量變化的貢獻最大。冬季、春季降水量的增多可降低春旱的發(fā)生幾率，對農業(yè)生產有利。

（2）20世紀60年代降水量最大，為763.4 mm；21世紀00年代降水量最少，為645.9 mm；年代極差達117.5 mm，年代間降水量波動較大。近55年遼陽市平均降水量為722.2 mm，其中有31年降水距平為負值，有24年降水距平為正值。年降水量最大值為1 173.2 mm（1985年），最小值為411.1 mm（1989年），極差達762.1 mm，說明降水量在年際間波動非常大，應關注降水量的年際變化幅度，減輕旱澇災害的損失。

（3）1956—2010年遼陽市年降水量及四季降水量均未檢測到突變的發(fā)生。

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