1978—2017年溧陽(yáng)市降水特征分析

摘 要：本文對(duì)1978—2017年江蘇省溧陽(yáng)市基本地面觀測(cè)站的降水量觀測(cè)資料進(jìn)行歸納、統(tǒng)計(jì)，采用算術(shù)平均、滑動(dòng)平均、距平百分率、一元線(xiàn)性回歸方程等，對(duì)溧陽(yáng)市降水量進(jìn)行年際、月、四季及旱澇等變化分析。結(jié)果表明：1978—2017年溧陽(yáng)市年降水量分布不均，差異明顯，總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì);一年中降水主要集中在6—7月，夏季是一年中降水量最大的季節(jié)，四季降水都呈上升趨勢(shì)。1978—2017年，溧陽(yáng)市時(shí)有旱澇災(zāi)害發(fā)生，旱澇年份占32.5%。

關(guān)鍵詞：降水量;變化特征;溧陽(yáng)市

降水是調(diào)節(jié)全球氣候的重要組成[1-2]。近年來(lái)，全球變暖形勢(shì)更加嚴(yán)峻，全球水汽循環(huán)也發(fā)生劇變，氣候異常事件逐年增多，極端降水事件也時(shí)有發(fā)生，在一定程度上影響著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展[3-5]。因而，分析當(dāng)?shù)亟邓兓卣?，合理開(kāi)發(fā)、利用水資源，對(duì)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)等有著積極的作用[6]。

溧陽(yáng)市位于江蘇省西南部，屬長(zhǎng)江下游，溧陽(yáng)市境內(nèi)北部地勢(shì)平坦，南部多丘陵，氣候?qū)俦卑肭騺啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)、四季分明、雨量充沛，降水集中度高，為我國(guó)多旱澇的地區(qū)之一。近些年隨著城市化的進(jìn)一步發(fā)展，異常降水、干旱、城市內(nèi)澇時(shí)有發(fā)生。因此，分析當(dāng)?shù)亟邓卣鳎侠黹_(kāi)發(fā)、利用水資源，對(duì)當(dāng)?shù)乜购悼節(jié)场⒎罏?zāi)減災(zāi)起著十分積極的指導(dǎo)作用。

一、資料和方法

（一）資料來(lái)源

選用1978—2017年溧陽(yáng)市地面氣象觀測(cè)站的日降水量資料，根據(jù)日降水量統(tǒng)計(jì)出各年降水量、歷年各月平均降水量、四季降水量等。

（二）方法

采用算術(shù)平均、滑動(dòng)平均、降水距平百分率、一元線(xiàn)性回歸方程等，利用Excel軟件進(jìn)行資料的處理，分析溧陽(yáng)市降水的變化特征。滑動(dòng)平均值，是采用5年滑動(dòng)平均值，在1978—2017年資料中，按年份從第1年到第5年，第2年到第6年，……，按這樣的方法計(jì)算其平均值，這樣能消除不穩(wěn)定的波動(dòng)，顯示出降水變化的平穩(wěn)性。采用一元線(xiàn)性回歸方程進(jìn)行降水量變化趨勢(shì)的研究，其是根據(jù)自變量x為年份，與數(shù)據(jù)年份相對(duì)應(yīng)，設(shè)定因變量y為降水量，建立線(xiàn)性回歸方程：y=a+bx，其中a為回歸常數(shù)、b為回歸系數(shù)，根據(jù)最小二乘法可以確定a和b的值，氣象上一般把b×10稱(chēng)為氣候傾向率。降水距平百分率，也即降水相對(duì)變率，用來(lái)進(jìn)行年降水量的旱澇分析。

四季的劃分按規(guī)范的要求：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。

二、降水量的變化特征分析

（一）年降水量的特征分析

用1978—2017年溧陽(yáng)市每日降水資料，統(tǒng)計(jì)出1978—2017年臺(tái)站的每年降水?dāng)?shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得知1978—2017年溧陽(yáng)市平均降水量為1 181.8 mm，雨量充沛。同時(shí)可以看出各年份間降水量存在差異顯著、分布不均的特點(diǎn)。其中，降水量最小值出現(xiàn)在1978年，為623.4 mm;最大值為2 263.2 mm，（將近歷年平均值的2倍），出現(xiàn)在2016年;次大值為

1 654.6 mm，出現(xiàn)在1991年。據(jù)歷史資料記載，1991年和2016年在長(zhǎng)江中下游地區(qū)發(fā)生較為明顯的洪澇，溧陽(yáng)市洪澇災(zāi)害顯著，特別是2016年屬歷史罕見(jiàn)。

從圖1中5年滑動(dòng)平均曲線(xiàn)可以看出，1978年至20世紀(jì)80年代末，降水量沿平均線(xiàn)附近徘徊;20世紀(jì)80年代末至90年代初，降水略高于平均值;20世紀(jì)90年代初至2010年左右，降水略低于平均值;而從2010年左右起一直到2017年，降水曲線(xiàn)明顯突起，高于常年平均值。從整個(gè)曲線(xiàn)圖可以看出，1978—2010年降水曲線(xiàn)都是沿平均線(xiàn)小幅波動(dòng)，而2010—2017年變化幅度較大，說(shuō)明近幾年降水明顯增多。

如圖1所示，1978—2017年溧陽(yáng)市年降水量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，從線(xiàn)性方程可以計(jì)算出降水傾向率為46.2 mm/10 a，

預(yù)計(jì)末來(lái)降水仍將保持持續(xù)上升趨勢(shì)。

（二）年降水量的旱澇分析

據(jù)規(guī)范的要求，降水量異常的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)距平百分率（△R）來(lái)確定。標(biāo)準(zhǔn)如下：△R≥80%，異常偏多;50%≤△R<80%，顯著偏多;20%≤△R<50% ，偏多;

-20%<△R<20%，正常;-50%<

△R≤-20%，偏少;-80%<△R≤

-50%，顯著偏少;△R ≤-80%，異常偏少。

按如上標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)出1978—2017年每年降水量的距平百分率，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，1978—2017年溧陽(yáng)市絕大多數(shù)年份（27年）降水量屬正常，占了總數(shù)的68%，1987、1989、1991、2015年共4年降水量偏多，2016年出現(xiàn)40 a中唯一的異常偏多年份。1978、1986、1988、1994、1995、1997、2004年和2007年，共8年屬降水偏少的年份，這些年都有不同程度的干旱，洪澇和干旱年份共占了32%，20世紀(jì)80年代末和90年代初，出現(xiàn)旱澇的年份較多，旱澇極易間隔出現(xiàn)，近2 a也常有洪澇出現(xiàn)。1978—2017年，溧陽(yáng)市無(wú)顯著偏少的年份?？傊?，溧陽(yáng)市時(shí)有旱澇災(zāi)害出現(xiàn)，為我國(guó)多旱澇的地區(qū)之一。

（三）月降水量的特征分析

由表2可以看出，歷年月平均降水量最大值出現(xiàn)在6月，為191.1 mm，6—7

月降水量占全年總量的31.9%。歷年月平均降水量最小值是35.8 mm，出現(xiàn)在12月。月降水年內(nèi)分布不勻。

各月降水量的分布圖中（見(jiàn)圖2）有一個(gè)明顯突起的主峰，除主峰之外還有一個(gè)不太明顯的峰區(qū)。主峰區(qū)為6—7月，這兩個(gè)月降水為全年降水量較多的月份，主要原因是因?yàn)楫?dāng)?shù)?—8月為主汛期，當(dāng)?shù)孛磕?月18日左右進(jìn)入梅雨期，入梅后雨帶維持在江淮一帶，雨日和雨量明顯增多，常有暴雨發(fā)生，在7月10日左右出梅，出梅后降水逐漸減少，但時(shí)有局地陣性降水產(chǎn)生。而全年另一個(gè)不太明顯的峰區(qū)出現(xiàn)在3月，主要原因是因?yàn)?月天氣乍暖還寒，冷暖空氣交匯頻繁，雨日相對(duì)較多。整體上看，1—7月降水量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，8—12月呈逐漸下降趨勢(shì)，各月分布也存在明顯差異。

（四）降水量的季節(jié)變化特征

根據(jù)每日降水量，統(tǒng)計(jì)出四季平均降水量的結(jié)果如表3所示。

1.春季降水變化特征分析

從表3可以看出，春季平均降水量為295.3 mm，占全年平均降水量的25.0%，在四季降水中僅次于夏季平均降水量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，各年春季降水量差異也很大，最小值是175.2 mm，出現(xiàn)在2001年，最大值是505.3 mm，出現(xiàn)在2016年，春季最大降水量是最小降水量的2.9倍。

由圖3中春季降水5年滑動(dòng)平均值可以看出，各年春季降水量沿平均值有起伏波動(dòng)。1978年至20世紀(jì)80年代初，降水量少于常年平均值;20世紀(jì)80年代初至90年代初，降水量高于常年平均值;20世紀(jì)90年代初至90年代末又低于常年平均值;20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初，降水量接近常年平均值;而后一直到2017年，降水高于常年平均值。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，從1978年一直到21世紀(jì)初，春季降水量沿均值線(xiàn)起伏較小，從21世紀(jì)初一直到2017年春季降水量沿平均線(xiàn)起伏明顯，這說(shuō)明此前降水波動(dòng)較小，而從21世紀(jì)初起，降水波動(dòng)明顯增大，變化劇烈。

從圖3趨勢(shì)線(xiàn)可以看出，1978—2017年溧陽(yáng)市春季降水量略呈上升趨勢(shì)，降水傾向率為3.5 mm/10 a。預(yù)計(jì)末來(lái)春季降水仍將緩慢上升。

2.夏季降水變化特征分析

夏季6—8月是溧陽(yáng)市的主汛期，夏季降水量往往決定著一年的降水量，在年降水量中占據(jù)著主導(dǎo)地位。1978—2017年，溧陽(yáng)市春季平均降水量為

509.4 mm，占年平均降水量的43.1%，是四季中降水最多的季節(jié)。通過(guò)資料的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)各年夏季降水量存在明顯的差異，40 a中夏季降水量最小值為134.5 mm，出現(xiàn)在1978年，次小值為261.1 mm，出現(xiàn)在1997年;夏季最大降水量為850.0 mm，出現(xiàn)在1999年，次大降水量為817.8 mm，出現(xiàn)在1987年，夏季最大降水和最小降水量之比為3.6。

從圖4夏季降水5年滑動(dòng)平均線(xiàn)可以看出，1978年至20世紀(jì)末，夏季降水量一直在常年平均線(xiàn)附近小幅波動(dòng)，或是接近常年平均值;從20世紀(jì)末到2007年，夏季降水量低于常年平均值;此后一直到2017年，降水高于常年平均值。夏季降水的5年滑動(dòng)平均線(xiàn)整體波動(dòng)和春季有些相似，即1978—2000年沿平均線(xiàn)小幅波動(dòng)，此后一直到2017年，沿平均線(xiàn)波動(dòng)較大。

圖4 1978—2017年溧陽(yáng)市夏季降水量變化趨勢(shì)

圖4可以看出，1978—2017年溧陽(yáng)市夏季降水量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，根據(jù)得出的線(xiàn)性方程y=1.415 2x+480.34可以計(jì)算出降水傾向率為14.2 mm/10 a，預(yù)計(jì)末來(lái)夏季降水仍將有所增加，要積極做好夏季降水的預(yù)報(bào)和服務(wù)工作，為當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)提供有力的科學(xué)保障。

3.秋季降水變化特征分析

秋季屬于溧陽(yáng)市降水相對(duì)較少的季節(jié)。1978—2017年，溧陽(yáng)市秋季平均降水量為219.9 mm，占年平均降水量的18.6%。據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)各年秋季降水存在明顯的差異，2016年出現(xiàn)最大值，高達(dá)818.4 mm，而最小值僅有73.7 mm，出現(xiàn)在2011年，最大值和最小值之比高達(dá)11.1。從圖5秋季降水5年滑動(dòng)平均曲線(xiàn)來(lái)看，秋季降水從1978年至20世紀(jì)90年代初一直高于降水平均線(xiàn)，從20世紀(jì)90年代至2010年左右，降水量一直低于平均線(xiàn)，2010—2017年降水量又逐漸高于多年平均線(xiàn)，2016年達(dá)到頂峰。從曲線(xiàn)的起伏可以看出秋季降水從1978年至2010年左右變化不明顯，2010—2017年降水量逐年上升，變化異常。

4.冬季降水變化特征分析

冬季是溧陽(yáng)市四季降水量最少的季節(jié)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1978—2017年溧陽(yáng)市冬季平均降水量為157.3 mm，僅為全年降水量的13.3%，冬季降水量各年之間分布不勻，最大值為290.5 mm，出現(xiàn)在2001年，最小值為46.4 mm，出現(xiàn)在1986年。

從圖6冬季降水5年滑動(dòng)平均曲線(xiàn)來(lái)看，冬季降水從1978年至20世紀(jì)80年代末低于常年平均線(xiàn)，從20世紀(jì)80年代末至90年代末冬季降水在常年平均線(xiàn)附近徘徊，波動(dòng)幅度較小，從20世紀(jì)90年代末至2013年降水量高于平均線(xiàn)，而后一直到2017年降水量又低于平均線(xiàn)，呈逐步下降趨勢(shì)，但5年滑動(dòng)平均線(xiàn)整體起伏不大，變化比較平緩。

從圖6中冬季降水趨勢(shì)線(xiàn)看出，冬季降水呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，得出回歸方程為y=1.830 9x+119.76，冬季降水傾向率為18.3 mm/10 a，冬季降水增長(zhǎng)趨勢(shì)是四季中增長(zhǎng)趨勢(shì)最大的季節(jié)，預(yù)計(jì)末來(lái)冬季降水仍將有所增加，需引起重視。

三、結(jié)論

（1）1978—2017年溧陽(yáng)市年降水量具有分布不均、各年之間差異明顯、波動(dòng)較大的特點(diǎn)，年平均降水量為1 181.8 mm，

1978—2017年降水量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，預(yù)計(jì)末來(lái)年降水量仍將有所上升。

（2）1978—2017年溧陽(yáng)市大多數(shù)年份降水量屬正常，有4 a降水量偏多，1 a異常偏多，有8 a降水量偏少，旱澇年份共占了32%。因此，溧陽(yáng)市是我國(guó)多旱澇的地區(qū)之一，應(yīng)提高重視。

（3）降水量年內(nèi)分布存在明顯的差異，一年中降水主要集中在6—7月，1、11、12月降水最少。

（4）對(duì)于四季，夏季降水量最多，其次是春季，秋季和冬季降水相對(duì)較少，四季降水都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，冬季和夏季上升趨勢(shì)較明顯，而夏季又是當(dāng)?shù)孛磕曛餮雌?，因此夏季降水仍是氣象部門(mén)需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

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