朝陽(yáng)夏季極端降水變化趨勢(shì)分析

劉丹丹 梁豐 于躍 于芳健 王宏超 余克勤 李璇

摘要 利用朝陽(yáng)站（54324）1961—2017年逐日降水資料，通過(guò)線性回歸、氣候傾向率等方法，分析了朝陽(yáng)地區(qū)夏季極端降水事件的變化規(guī)律。結(jié)果表明，朝陽(yáng)地區(qū)強(qiáng)降水量（R95）和極端降水量（R99）都呈減少趨勢(shì)，年際傾向率分別為-11.1和-6.7 mm/10年。近57年朝陽(yáng)地區(qū)夏季連續(xù)干旱日數(shù)（CDD）呈增加趨勢(shì)，年際傾向率為0.33 d/10年，連續(xù)濕潤(rùn)日數(shù)（CWD）小幅減少，氣候傾向率為-0.03 d/10年。

關(guān)鍵詞 朝陽(yáng);極端降水事件;極端降水指數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2019）05-079-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.032

Analysis on Change Trend of Extreme Precipitation in Summer in Chaoyang

LIU Dan-dan ?et al（Chaoyang Meteorological Bureau，Chaoyang，Liaoning 122000）

Abstract Based on the daily precipitation data of Chaoyang station （54324） from 1961 to 2017，the variation regularity of extreme precipitation events in summer in Chaoyang area was analyzed by means of linear regression and climatic tendency rate. The results showed that both heavy precipitation （R95） and extreme precipitation （R99） in Chaoyang area showed a decreasing trend，and the annual trend rates were -11.1 and -6.7 mm per 10 years，respectively. In recent 57 years，the number of consecutive dry days（CDD） in Chaoyang in summer showed an increasing trend. The annual trend rate was 0.33 days per 10 years，the continuous wet days（CWD） decreased slightly，and the climatic trend rate was -0.03 days per 10 years.

Key words ??Chaoyang;Extreme precipitation events; Extreme precipitation index

極端天氣氣候事件作為氣候變化研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方面，受到廣泛關(guān)注。近幾十年，由于環(huán)境變遷、氣候變化及人類(lèi)活動(dòng)的共同影響，全球范圍的極端天氣氣候事件均呈現(xiàn)不同程度的高發(fā)態(tài)勢(shì)，且強(qiáng)度有所加強(qiáng)[1-8]。

極端降水是極端天氣氣候事件最典型的表現(xiàn)之一，具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大的特點(diǎn)[9-12]。很多學(xué)者針對(duì)近幾十年我國(guó)極端降水事件的變化進(jìn)行了研究，認(rèn)為我國(guó)的極端降水變化趨勢(shì)與全球的變化基本一致，但考慮到地理、地形和環(huán)境等諸多因素影響，區(qū)域間極端降水變化仍存在明顯差異[13-20]。陳海山等[21]應(yīng)用極端降水閾值討論了我國(guó)近50年極端降水事件的變化特征，指出極端降水事件在東北、華北、西南地區(qū)為減少趨勢(shì)，其他地區(qū)為增加趨勢(shì)，且存在明顯的季節(jié)性差異;任正果等[22]分析了我國(guó)南方地區(qū)不同極端降水指數(shù)的時(shí)空變化，發(fā)現(xiàn)各極端降水指數(shù)存在明顯的空間分異，且表現(xiàn)出南濕北干的分布特征。

在已有諸多研究的基礎(chǔ)上，利用多種降水指數(shù)對(duì)朝陽(yáng)地區(qū)極端降水事件做進(jìn)一步探討，不僅是從另一個(gè)角度剖析朝陽(yáng)地區(qū)夏季降水問(wèn)題，更能加深對(duì)朝陽(yáng)地區(qū)極端降水變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

1 資料與方法

選取國(guó)際上常用的4個(gè)極端降水指數(shù)（表1），選用國(guó)家氣象中心提供的朝陽(yáng)站（54324）1961—2017年逐日降水資料探討極端降水事件的時(shí)空演變，多年平均值采用1961—2017年夏季的平均值。

夏季定義為每年的6—8月。采用世界氣象組織推薦的Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法對(duì)各統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，該方法不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，因此更適合水文氣象等非正態(tài)分布數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 極端降水指數(shù)年際變化

從圖1可以看出，除CDD外其他指數(shù)均為減少趨勢(shì)，R95、R99、CWD的年際傾向率分別為-11.1 mm/10年、-6.7 mm/10年、-0.3 d/10年。其中R95的減少趨勢(shì)較為顯著，通過(guò)了0.1的信度水平。

從各指數(shù)的年代際變化可以看出（表2），20世紀(jì)60年代R95的均值最高為181.9 mm，R99的最高值出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，為249.5 mm。從年際傾向率來(lái)看，R95在20世紀(jì)70年代和2011—2017年為增加趨勢(shì)，其他時(shí)段為減少趨勢(shì);R99在2000年以前的各年代多為減少趨勢(shì)，2000年以后表現(xiàn)為增加趨勢(shì)。CDD和CWD的變化趨勢(shì)相反，20世紀(jì)80年以前，CDD為減少趨勢(shì)，而CWD為增加趨勢(shì);2000年以后，CDD為增加趨勢(shì)，而CWD為減少趨勢(shì)。

從強(qiáng)降水量與年總降水量的關(guān)系來(lái)看（表3），20世紀(jì)60、70和90年代強(qiáng)降水量占年總降水量的比例最高，分別達(dá)到36.13%、25.87%和25.08%，其中20世紀(jì)60和90年代的年均總降水量在近57年也最高，分別為503.4和506.8 mm，說(shuō)明強(qiáng)降水量對(duì)于年總降水量的貢獻(xiàn)率較高。

2.2 不同等級(jí)降水變化趨勢(shì)分析

從圖2可以看出，小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨以上量級(jí)降水都呈減少的趨勢(shì)，其中以小雨和大雨的變幅最大，分別達(dá)到-0.51和-0.49 mm/年。從對(duì)夏季總降水變化貢獻(xiàn)率的角度來(lái)看，大雨及其以上量級(jí)降水變化占夏季總降水變化的64.71%，小雨和中雨變化的貢獻(xiàn)率為35.29%。

從不同等級(jí)降水量占夏季總降水量的平均比例來(lái)看（表4），大雨雨量占比最高，為33.19%，其次是中雨，為30.19，小雨、暴雨和大暴雨以上量級(jí)降水量占比相對(duì)較低，分別為19.42%、11.77%和5.43%。

3 結(jié)論

利用國(guó)家氣象中心提供的朝陽(yáng)站（54324）1961—2017年逐日降水資料研究了極端降水事件的演變特征，并對(duì)不同等級(jí)降水變化趨勢(shì)進(jìn)行了探討，得到如下結(jié)果。

（1）1961—2017年朝陽(yáng)地區(qū)除CDD外其他指數(shù)均為減少趨勢(shì)，R95、R99、CWD的年際傾向率分別為-11.1 mm/10年、-6.7 mm/10年、-0.3 d/10年。20世紀(jì)60年代R95的均值最高，為181.9 mm，R99的最高值出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，為249.5 mm。從年際傾向率來(lái)看，R95在20世紀(jì)70年代和2011—2017年為增加趨勢(shì)，其他時(shí)段為減少趨勢(shì);R99在2000年以前的各年代多為減少趨勢(shì)，2000年以后表現(xiàn)為增加趨勢(shì)。

（2）從強(qiáng)降水量與年總降水量的關(guān)系來(lái)看，20世紀(jì)60、70和90年代強(qiáng)降水量占年總降水量的比例最高，分別達(dá)到36.13%、25.87%和25.08%，說(shuō)明強(qiáng)降水量對(duì)于年總降水量的貢獻(xiàn)率較高。

（3）小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨以上量級(jí)降水都呈減少趨勢(shì)，其中以小雨和大雨的變幅最大，分別達(dá)到-0.51和-0.49 mm/年。從對(duì)夏季總降水變化貢獻(xiàn)率的角度來(lái)看，大雨及其以上量級(jí)降水變化占夏季總降水變化的64.71%，小雨和中雨變化的貢獻(xiàn)率為35.29%。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)中偉，楊赤.近幾十年中國(guó)極端氣候變化格局[J].氣候與環(huán)境研究，2000，5（3）：267-272.

[2] 丁一匯，任國(guó)玉，石廣玉，等.氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告（Ⅰ）：中國(guó)氣候變化的歷史和未來(lái)趨勢(shì)[J].氣候變化研究進(jìn)展，2006，2（1）：3-8.

[3] 林而達(dá)，許吟隆，蔣金荷，等.氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告（Ⅱ）：氣候變化的影響與適應(yīng)[J].氣候變化研究進(jìn)展，2006，2（2）：51-56.

[4] 陳活潑.CMIP5模式對(duì)21世紀(jì)末中國(guó)極端降水事件變化的預(yù)估[J].科學(xué)通報(bào)，2013，58（8）：743-752.

[5] UTSUMI N，SETO S，KANAE S，et al.Does higher surface temperature intensify ext-reme precipitation[J] Geophysical Research Letters，2011，38（16）：L16708.

[6] GERSHUNOV A， BARNETT T P. ENSO influence on intraseasonal extreme rainfall and temperature frequencies in the contigu-ous united states：observations and model Results[J]. Journal of Climate，1998（11）：1575-1586.

[7] KONRAD C E. The most extreme precipi-tation events over the eastern United States from 1950 to 1996：considerations of scale[J].Journal of Hydrometeorology，2001（2）：309-325.

[8] ZHANG D Q，F(xiàn)ENG G L，HU J G.Trend of extreme precipitation events over China in last 40 years[J].Chinese Physics B，2008，17（2）：736-742.

[9] LI Y，CAI W，CAMPBELL E P.Statistical modeling of extreme rainfall in southwest western Australia[J]. Journal of Climate，2005，18（15）：852-863.

[10] SCOFIELD R A，KULIGOWSKI R J.Status and outlook of operational satellite precipitation algorithms for extreme-precipitation events[J]. Weather and For-ecasting，2003（18）：1037-1051.

[11] GARC？魱A J A，GALLEGO M C，SERRANO A，et al.Trends in block-seasonal extreme rainfall over the Iberian Peninsula in the second Half of the Twentieth Century[J].Journal of Climate，2007，20（1）：113-130.

[12] ZHAI P M，ZHANG X B，WAN H，et al.Trends in total precipitation and frequ-ency of daily precipitation extremes over China[J]. Journal of Climate，2005（18）：1096-1108.

[13] 王少平，姜逢清，吳小波，等.1961—2010年西北干旱區(qū)極端降水指數(shù)的時(shí)空變化分析[J].冰川凍土，2014，36（2）：318-326.

[14] 慈暉，張強(qiáng)，張江輝，等.1961—2010年新疆極端降水過(guò)程時(shí)空特征[J].地理研究，2014，33（10）：1881-1891.

[15] 季漩，羅毅.TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在中天山區(qū)域的精度評(píng)估分析[J].干旱區(qū)地理，2013，36（2）：253-262.

[16] 王伏村，付雙喜，王旭東，等.河西走廊春末夏初降水異常與大氣環(huán)流及海溫場(chǎng)關(guān)系[J].干旱區(qū)地理，2014，37（2）：281-289.

[17] 高濤，謝立安.近50年來(lái)中國(guó)極端降水趨勢(shì)與物理成因研究綜述[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2014，29（5）：577-589.

[18] 劉聞，曹明明，宋進(jìn)喜，等.陜西年降水量變化特征及周期分析[J].干旱區(qū)地理，2013，36（5）：865-874.

[19] 段亞雯，朱克云，馬柱國(guó)，等.中國(guó)區(qū)域1961—2010年降水集中指數(shù)（PCI）的變化及月分配特征[J].大氣科學(xué)，2014，38（6）：1124-1136.

[20] 楊艷芬，羅毅.中國(guó)西北干旱區(qū)TRMM遙感降水探測(cè)能力初步評(píng)價(jià)[J].干旱區(qū)地理，2013，36（3）：371-382.

[21] 陳海山，范蘇丹，張新華.中國(guó)近50年極端降水事件變化特征的季節(jié)性差異[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32（6）：744-751.

[22] 任正果，張明軍，王圣杰，等.1961—2011年中國(guó)南方地區(qū)極端降水事件變化[J].地理學(xué)報(bào)，2014，69（5）：640-649.

責(zé)任編輯：鄭丹丹

作者簡(jiǎn)介???劉丹丹（1990-），女，黑龍江龍江人，助理工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)及氣候預(yù)測(cè)研究。

收稿日期???2019-08-18