我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水診斷分析

徐延欣

（肅南裕固族自治縣氣象局，甘肅 張掖 734400）

1 概述

地球氣候正經(jīng)歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化。自1860年有氣象觀測(cè)記錄以來(lái)，全球平均溫度升高了0.6℃。

我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)，主要受東亞季風(fēng)氣候影響，氣候類(lèi)型為亞熱帶季風(fēng)氣候。夏季高溫多雨，冬季溫和少雨。從季節(jié)分布看，長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水受海陸水汽交換影響較為明顯。本文主要分析該地區(qū)夏季（以6～9月為主）降水變化，對(duì)全球氣候變化的相應(yīng)。

2 資料和方法

2.1 資料

利用1951-2013年長(zhǎng)江中下游地區(qū)39個(gè)站點(diǎn)6～9月降水資料。

2.2 方法

運(yùn)用小波變換、M—K檢驗(yàn)等診斷方法[1-3]，分析1951-2013年長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水年代際變化，以及逐年夏季降水周期變化和突變檢驗(yàn)。

3 降水線(xiàn)性趨勢(shì)

1951-2013年長(zhǎng)江中下游地區(qū)6～9月降水時(shí)間序列曲線(xiàn)（如圖1所示），并運(yùn)用五點(diǎn)二次平滑和9年滑動(dòng)，得到平滑曲線(xiàn)值（如圖2～3所示）。

圖1 降水距平百分率及其線(xiàn)性趨勢(shì)

圖2 降水距平百分率及其五點(diǎn)二次平滑

圖3 降水距平百分率及其9年滑動(dòng)平均

1951-2013年長(zhǎng)江中下游地區(qū)6～9月的降水量總體上呈上升趨勢(shì)（如圖1所示），即降水總體逐年增多。由圖2看出，1993年以前，夏季降水存在小幅波動(dòng)，但在1967年附近夏季降水量明顯減少；1993年后，夏季降水量比較穩(wěn)定，降水量持續(xù)偏多。由圖3看出，1961年之前，夏季降水量基本穩(wěn)定在平均量附近；1961-1991年之間，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水量有小幅波動(dòng)，但總體上持續(xù)少于平均降水量，即降水量偏少；1988年后，長(zhǎng)江中下游夏季降水量持續(xù)多于平均量，即降水量偏多。

總體而言，20世紀(jì)以來(lái)，受全球氣候變暖大環(huán)境影響，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水變化明顯，總體呈降水增多趨勢(shì)；20世紀(jì)50～80年代，夏季降水基本穩(wěn)定在平均量附近；80年代末以來(lái)，以此為轉(zhuǎn)折，夏季降水量總體呈持續(xù)偏多趨勢(shì)，且較為穩(wěn)定。

4 降水周期變化

圖4 長(zhǎng)江中下游6～9月降水小波變換

逐年降水量值變化具有周期性，對(duì)1951-2013年6～9月降水量進(jìn)行小波變換，將降水距平值在時(shí)間和頻率兩個(gè)方向展開(kāi)，提取降水序列的周期（如圖4所示）。

由圖4看出，上半部分為低頻，等值線(xiàn)相對(duì)稀疏，對(duì)應(yīng)降水量值較長(zhǎng)周期的振蕩；下半部分為高頻，等值線(xiàn)相對(duì)密集，對(duì)應(yīng)其較短尺度周期的振蕩。由此，呈現(xiàn)出的振蕩之處，分辨出奇異點(diǎn)，每個(gè)奇異點(diǎn)即為一次突變轉(zhuǎn)折點(diǎn)。上圖中，在頻率為9時(shí)的1964年，1973年，1982年，1990年處，小波系數(shù)出現(xiàn)了最大值，說(shuō)明分別在以上的各自年份前后，夏季降水量發(fā)生了較強(qiáng)的振蕩，即出現(xiàn)了降水量的較大波動(dòng)值，異常偏多或偏少。同時(shí)，在1960以前，長(zhǎng)江中下游夏季降水量變化相對(duì)穩(wěn)定；在1990年之后，其降水量變化也相對(duì)穩(wěn)定。

5 降水突變檢驗(yàn)

1951-2013年，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水，以1988年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，呈現(xiàn)先偏少、后偏多的趨勢(shì)。利用M-K方法，檢驗(yàn)其降水變化序列（如圖5所示）。

圖5 長(zhǎng)江中下游6～9月降水突變檢驗(yàn)

由圖5，降水序列1總體呈上升趨勢(shì)，在1952年的值為負(fù)值，1975年后，其值大于1.96（除去1978年，1986年，1990年，1992年），即降水量是顯著增多的。對(duì)于降水序列2，1985年之前，其值大于1.96，即降水量是顯著增多的；1985年之后，降水量也是增多的，但值小于1.96，因此降水量增多不顯著。降水序列1和降水序列2相交于一點(diǎn)，即1985年為降水突變點(diǎn)，同時(shí)突變點(diǎn)的值大于1.96，說(shuō)明此突變點(diǎn)是顯著的。

總體而言，檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水量在1985年前后發(fā)生了轉(zhuǎn)多突變，這與中國(guó)80年代末，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水量總體呈偏多趨勢(shì)基本一致。

6 結(jié)論

全球變暖大背景下，海水熱膨脹、山岳冰川消融，致使海平面上升，同時(shí)加速海水蒸騰，促使海陸水汽交換加聚。我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)，受東亞季風(fēng)氣候影響顯著，致使長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水明顯。

20世紀(jì)以來(lái)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季（6～9月）降水變化明顯，總體呈降水增多趨勢(shì)；20世紀(jì)50-80年代，夏季降水基本穩(wěn)定在平均量附近；80年代末以來(lái)，以此為轉(zhuǎn)折突變點(diǎn)，夏季降水量總體轉(zhuǎn)為持續(xù)偏多趨勢(shì)，且較為穩(wěn)定。

由突變檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水量在1985年前后發(fā)生了轉(zhuǎn)多突變，這與中國(guó)20世紀(jì)80年代末，長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季降水量總體呈偏多趨勢(shì)基本一致。