師麗莎 李夢夏



摘要 利用湯陰縣1965—2013年的蒸發量數據分析其變化特征和影響因子,結果表明,近49年湯陰縣年蒸發量呈波動下降趨勢,各季節的變化趨勢并不完全相同;逐月變化呈先上升后下降趨勢,其中6月最多,占全年的17%,12月最少。分析各氣象要素對湯陰縣蒸發量的影響程度發現,風速變化是導致蒸發量下降的主要原因。
關鍵詞 蒸發量;變化特征;影響因子;湯陰縣
中圖分類號 S161.4文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2019)17-0225-02
Abstract The evaporation data of Tangyin County from 1965 to 2013 were used to analyze its variation characteristics and influencing factors.The results showed that the evaporation in Tangyin County showed a fluctuating downward trend in recent 49 years,and the variation trend of each season was not identical.The monthly change showed an upward trend and then a downward trend,with the most in June,accounting for 17% of the year,and the least in December.Analysis of the influence of various meteorological elements on the evaporation of Tangyin County found that the change of wind speed was the main reason for the decline of evaporation.
Key words Evaporation; Change characteristics;Influencing factors;Tangyin County
近幾十年來氣候變化明顯,蒸發量必然會隨之發生變化,曾燕等[1]認為1960—2000年中國臺站的蒸發皿蒸發量呈下降趨勢,主要由于春季、夏季和秋季蒸發量的下降;從地域分布來看,年蒸發量下降幅度最大的地區位于華東和中南地區,東北地區年蒸發量下降幅度最小。近年來,學者對我國各省市的蒸發量變化也進行了一定的研究[2-6]。王現領[3]認為天津市年蒸發量呈不顯著下降趨勢,而春季和冬季的蒸發量呈不顯著上升趨勢。目前,針對蒸發量影響因子的研究也逐漸增多,而影響蒸發量的氣象因子主要有日照時數、降水量、氣壓、風速、氣溫、相對濕度、水汽壓等。李景鑫等[4]對西寧市1954—2005年蒸發量的變化趨勢及影響因子進行分析,表明西寧市蒸發量顯著下降主要是由夏季的降溫和夏季、秋季日照時數的減少造成的。劉美玲等[5]采用灰色關聯度方法對影響蒸發的主要氣象因子進行統計分析,表明齊齊哈爾地區蒸發與氣溫和降水量等氣象因子關系比較密切。魏光輝等[6]比較分析了深圳市各氣象要素對水面蒸發量的影響程度,溫度影響最大,風速最小。
綜上所述,學者對區域蒸發量變化特征及影響因子展開了一系列的研究[7-10],并取得了一定的成果,但針對湯陰縣蒸發量的研究鮮見報道。因此,該研究擬通過分析湯陰縣蒸發量的變化特征和影響因子,為有效利用水資源、合理調整農業結構和布局等提供科學依據。
1 資料與方法
1.1 研究區概況
湯陰縣位于河南省北部,屬于北溫帶大陸性季風氣候,在太陽輻射、地形地質、大氣環流等因子的共同作用下形成了春季多風少雨干燥、夏季炎熱多雨潮濕、秋季天高氣爽溫差大、冬季寒冷干燥雨雪少的氣候特點。
1.2 研究方法 利用1965—2013年的蒸發量、日照時數、降水量、風速大小等氣象資料,采用線性趨勢法分析近49年湯陰縣蒸發量的時間變化趨勢,并用 T 檢驗進行顯著性檢驗,采用 Pearson 相關系數分析蒸發量與其他氣象因子的相關關系。進行線性變化趨勢和相關系數的顯著性檢驗時,通過 0.05 水平檢驗時為顯著,否則為不顯著。
2 湯陰縣蒸發量變化特征分析
2.1 年際變化 從圖1可看出,1965—2013年湯陰縣多年平均蒸發量為1 651.6 mm,近49年湯陰縣年蒸發量呈波動下降趨勢,平均每年減少約8.1 mm。 1965—1973年下降趨勢顯著,蒸發量下降速率為86.4 mm/a,但年蒸發量基本在平均值以上;1974年以后,湯陰縣年平均蒸發量輕微波動,且年蒸發量主要在平均值以下;2012年年平均蒸發量顯著增加至1 891.0 mm;1965年為研究期間最高值,為2 375.1 mm,超出平均值約44%;1990年達到最低值,為1 307.8 mm。
2.2 年代際變化
從圖2可看出,1965—2013年湯陰縣年蒸發量年代際變化呈先下降后緩慢上升趨勢。年蒸發量從20世紀60年代的2 203.7 mm一直減少到90年代,在20世紀90年代達到最少,為1 495.4 mm,隨后緩慢增加至2010—2013年的1 733.7 mm。
2.3 季節變化 經計算,1965—2013年湯陰縣冬季蒸發量為2 596.1 mm,占全年的9.6%;春季蒸發量為8 745.5 mm,占全年的32.4%;夏季蒸發量為10 300.2 mm,占全年的38.2%;秋季蒸發量為5 334.6 mm,占全年的19.8%??梢?,夏季蒸發量最大,冬季蒸發量最小。從各季節蒸發量的變化趨勢(圖3)可以看出,春季和夏季的蒸發量下降趨勢相對明顯,下降速率分別為1.2和0.8 mm/a,因此湯陰縣年蒸發量的減少主要是由于春季和夏季蒸發量的減少造成的。
2.4 月變化
從湯陰縣蒸發量的逐月統計結果(圖4)來看,1965—2013年平均月蒸發量為137.6 mm。近49年湯陰縣年蒸發量逐月變化呈先上升后下降趨勢,其中6月最多,為282.1 mm,占全年的17%,5月次之,為224.5 mm,占全年的14%;12月最少,為44.8 mm,僅為全年的3%。
3 蒸發量影響因素的相關性分析
影響蒸發量的氣象因子主要有日照時數、降水量、氣壓、風速、氣溫、相對濕度、水汽壓等,該研究選擇日照時數、降水、溫度和風速進行分析。計算湯陰縣蒸發量與各影響要素之間的相關系數,結果如表1所示。其中,年蒸發量與平均風速的相關系數最大,為0.428,并通過了顯著性水平為0.05的信度檢驗。年蒸發量與降水呈負相關。與之前研究不同的是,湯陰縣年蒸發量與日照時數和溫度的相關性不顯著,而曾燕等[1]則認為影響蒸發量的主要因素為日照時數,導致這一結果的原因可能是在2012年以前湯陰縣氣象局位于老城區,觀測環境嚴重受到影響,日照時數準確性有待驗證。
4 結論
(1)1965—2013年湯陰縣年蒸發量呈波動下降趨勢,平均每年減少約8.1 mm。湯陰縣年蒸發量逐月變化呈先上升后下降趨勢,其中6月最多,占全年的17%, 12月最少。
(2)不同季節的分析表明,春季和夏季的蒸發量下降趨勢相對明顯,因此湯陰縣年蒸發量的減少主要是由于春季和夏季蒸發量的減少造成的。
(3)通過對比各氣象要素對湯陰縣蒸發量的影響程度,發現風速變化是導致蒸發量下降的主要原因。由于觀測環境嚴重受到影響,影響湯陰縣蒸發量變化的具體原因需進一步深入討論。
參考文獻
[1] 曾燕,邱新法,劉昌明,等.1960-2000年中國蒸發皿蒸發量的氣候變化特征[J].水科學進展,2007,18(3):311-318.
[2] 朱紅蕊,劉赫男,張洪玲,等.1971—2010年黑龍江省蒸發量氣候變化特征[J].氣象與環境學報,2013,29(3):63-68.
[3] 王現領.天津市降水量及蒸發量變化趨勢研究[J].水資源開發與管理,2018(7):8-11.
[4] 李景鑫,王式功,李艷,等.西寧市蒸發量變化特征及影響因素[J].干旱氣象,2013,31(3):497-504.
[5] 劉美玲,王子佳,朱麗麗,等.齊齊哈爾地區蒸發量與氣象因子間灰色關聯分析[J].東北水利水電,2018,36(3):12-16,71.
[6] 魏光輝,申蓮,曹偉.深圳市各氣象要素對水面蒸發量影響程度的灰色關聯分析[J].沙漠與綠洲氣象,2008,2(3):33-35.
[7] 劉蓓.青海蒸發皿蒸發量時空變化特征及成因分析[J].青海環境,2015,25(1):14-20.
[8] 申雙和,盛瓊.45年來中國蒸發皿蒸發量的變化特征及其成因[J].氣象學報,2008,66(3):452-460.
[9] 程愛珍.蒸發量的影響因素及異常數據的分析處理[J].貴州氣象,2013,37(6):57-59.
[10] 石明星,藍永超,沈永平,等.1961-2014年黃河源區蒸發皿蒸發量變化的多尺度特征及突變分析[J].冰川凍土,2018,40(4):666-675.