1991—2015年寧波機(jī)場(chǎng)極端降水指數(shù)變化特征

任婧，朱王杰

1991—2015年寧波機(jī)場(chǎng)極端降水指數(shù)變化特征

任婧，朱王杰

（民航寧波空管站，浙江 寧波 315154）

利用浙江寧波櫟社機(jī)場(chǎng)1991—2015年的逐日降水資料計(jì)算出極端降水閾值、年極端降水量、年極端降水頻率、年極端降水強(qiáng)度，以及大雨日數(shù)和暴雨日數(shù)等極端降水指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)分析極端降水的變化特征。寧波地處沿海地區(qū)，易受極端降水事件所造成的災(zāi)害影響，因而研究極端降水變化對(duì)寧波機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。研究結(jié)果表明，從1991—2015年，寧波機(jī)場(chǎng)的年極端降水量、極端降水頻率、極端降水強(qiáng)度、大雨暴雨事件發(fā)生次數(shù)均表現(xiàn)出略微增加趨勢(shì)；年極端降水量、極端降水頻率、大雨及暴雨日數(shù)具有較一致的年代際變化特征，1991—1993年呈增加趨勢(shì)，之后直至2001年略有減少趨勢(shì)，2002年之后又呈增加趨勢(shì)。極端降水強(qiáng)度的年代際變化特征為2002年之前呈先增加再減少的趨勢(shì)，2002年之后也呈先增加再減少的趨勢(shì)。

極端降水指數(shù)；閾值；變化特征；機(jī)場(chǎng)

1 引言

在當(dāng)前的全球氣候條件下，洪水、干旱、高溫等極值事件頻發(fā)，極端天氣氣候事件在中國的發(fā)生概率也較高。這與極端氣候事件特別是極端降水事件時(shí)空分布發(fā)生變異有著密切的關(guān)系。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球氣候變化及相關(guān)的極端氣候事件在過去40年中平均上升了10倍[1]，中國雨日顯著減少[2]。極端氣候事件的突發(fā)性較強(qiáng)，損害性較大，近年來受到大家的普遍關(guān)注。

本文擬以極端降水的指標(biāo)系統(tǒng)分析近25年浙江省寧波櫟社機(jī)場(chǎng)極端降水氣候指數(shù)的變化特征。

2 資料與方法

2.1 資料

所用資料為寧波櫟社機(jī)場(chǎng)觀測(cè)站25年的逐日降水資料，時(shí)段為1991-01-01—2015-12-31。

2.2 方法

2.2.1 閾值算法

文中采用了百分位值作為極端值的閾值，大于或等于這個(gè)閾值的值被認(rèn)為是極值，具體采用累計(jì)頻率方法。累積頻率（）是變量小于某一上限值的出現(xiàn)次數(shù)與總次數(shù)之比。

2.2.2 閾值的穩(wěn)定性

閾值的確定應(yīng)該具有不同階段的穩(wěn)定性，需要判別某氣候階段的閾值平均值是否有代表性，逐年計(jì)算閾值估計(jì)的平均值是否穩(wěn)定。文中使用離散系數(shù)V對(duì)其進(jìn)行度量，即：

本文把V值作為度量極端氣候事件閾值的代表性指標(biāo)。V值越大，表示極端氣候事件的閾值代表性很差，不穩(wěn)定；反之，則表明代表性好。一般V的值應(yīng)該小于1比較好，因?yàn)槿绻笥?，則表示代表性較差。

把1991—2015年各日的降水資料分別從小到大排序，各年均取第99個(gè)百分位所對(duì)應(yīng)日的值定義為極端降水事件的閾值。當(dāng)某日的降水量大于等于極端降水閾值時(shí)，則記為一次極端降水事件，如表1所示。

表1 極端降水指標(biāo)及定義

指數(shù)定義 極端降水事件日降水量大于1980—2010年間第99個(gè)百分位數(shù)值 年極端降水量一年內(nèi)發(fā)生極端降水日的降水量之和 年極端降水頻數(shù)一年內(nèi)發(fā)生極端降水的次數(shù) 年極端降水強(qiáng)度一年內(nèi)極端降水量除以極端降水頻數(shù) 大雨日數(shù)日降水量大于等于25 mm且小于50 mm的降水日數(shù) 暴雨日數(shù)日降水量超過50 mm的降水日數(shù)

3 極端降水事件的變化特征

3.1 極端降水閾值及其可靠性分析

通過計(jì)算可得到寧波櫟社機(jī)場(chǎng)觀測(cè)站自1991—2015年這25年間99百分位極端降水的歷年閾值，得到平均閾值為50.29 mm。

對(duì)其進(jìn)行可靠性分析，由SPSS分析得表2。由表2可知，各年閾值均為有效，同時(shí)，各年閾值的離散系數(shù)V小于1，即所求得的閾值比較穩(wěn)定，具有代表性。

表2 閾值可靠性分析

極小值/mm極大值/mm均值/mm標(biāo)準(zhǔn)差離散系數(shù)CV 閾值21.0090.1550.2917.270.34

3.2 年極端降水量

年極端降水量隨時(shí)間變化如圖1所示。

圖1 年極端降水量隨時(shí)間變化圖

圖1給出了寧波櫟社機(jī)場(chǎng)觀測(cè)站自1991—2015年的年極端降水量隨時(shí)間的變化。圖1中，粗實(shí)線為逐年統(tǒng)計(jì)值，細(xì)實(shí)線表示年極端降水量的線性擬合趨勢(shì)，虛線表示年極端降水量的擬合趨勢(shì)。

由圖1可知，25年來極端降水呈增加趨勢(shì)，趨勢(shì)值為每年15.6 mm。年代際變化特征為：20世紀(jì)90年代前期呈緩慢增加趨勢(shì)，90年代后期略有下降，自2003年之后又呈顯著增加趨勢(shì)。25年極端降水量的平均值為307.1 mm。

3.3 年極端降水頻率

年極端降水頻率如圖2所示。

圖2 年極端降水頻率

圖2給出了寧波櫟社機(jī)場(chǎng)觀測(cè)站自1991—2015年的年極端降水頻率隨時(shí)間的變化。圖2中，粗實(shí)線為逐年統(tǒng)計(jì)值，細(xì)實(shí)線表示年極端降水頻率的線性擬合趨勢(shì)，虛線表示年極端降水頻率的擬合趨勢(shì)。

由圖2可知，25年來極端降水頻率略成增加趨勢(shì)，趨勢(shì)值為每年0.13次。年代際變化特征與年極端降水量大體一致：20世紀(jì)90年代前期呈增加趨勢(shì)，90年代后期略有下降，自2003年之后又呈顯著增加趨勢(shì)。25年極端降水頻率的最大值為10，出現(xiàn)在2015年。

3.4 年極端降水強(qiáng)度

寧波櫟社機(jī)場(chǎng)觀測(cè)站自1991—2015年的年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖3所示，圖3中，粗實(shí)線為逐年統(tǒng)計(jì)值，細(xì)實(shí)線表示年極端降水強(qiáng)度的線性擬合趨勢(shì)，虛線表示年極端降水強(qiáng)度的擬合曲線。

就時(shí)間尺度而言，年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間上下波動(dòng)，近10年的波動(dòng)振幅略大。2002年之前呈先增加再減少趨勢(shì)，2002年之后也呈先增加再減少。25年整體年極端降水強(qiáng)度呈現(xiàn)弱的增加趨勢(shì)，趨勢(shì)值為1.07 mm/天/年，但在統(tǒng)計(jì)上也不具有顯著意義（2=0.08）。

圖3 年極端降水強(qiáng)度

3.5 大雨日數(shù)

大雨出現(xiàn)日數(shù)平均為每年9.8 d，最大值為16次，出現(xiàn)在1998年和2003年。在1991—2015的25年間，大雨日數(shù)呈增加趨勢(shì)，趨勢(shì)值為每10年0.61 d，但在統(tǒng)計(jì)上不具有顯著意義（2=0.01）。大雨日數(shù)的變化表現(xiàn)出的年代際變化特征為1991—1993年呈增加趨勢(shì)，之后至2001年呈減少趨勢(shì)，2002年之后又逐年增加。

3.6 暴雨日數(shù)

暴雨事件平均每年發(fā)生4.96 d，最大值出現(xiàn)在2015年，為11 d。暴雨發(fā)生頻率隨時(shí)間略呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，趨勢(shì)值為每年0.13 d。暴雨日數(shù)的年際變化特征與大雨日數(shù)相似：1991—1993年呈增加趨勢(shì)，之后至2001年呈減少趨勢(shì)，2002年之后又開始增加。

4 結(jié)論

通過對(duì)寧波櫟社機(jī)場(chǎng)觀測(cè)站1991—2015年降水資料的分析，統(tǒng)計(jì)分析極端降水指數(shù)，包括極端降水閾值、年極端降水量、年極端降水強(qiáng)度、大雨日數(shù)以及暴雨日數(shù)，可得到以下結(jié)論：①25年來，寧波櫟社機(jī)場(chǎng)的年極端降水量、極端降水頻率、極端降水強(qiáng)度、大雨、暴雨事件發(fā)生次數(shù)均表現(xiàn)出略微增加趨勢(shì)。②年極端降水量、極端降水頻率、大雨及暴雨日數(shù)具有一致的年代際變化特征，1991—1993年呈增加趨勢(shì)，之后直至2001年略有減少趨勢(shì)，2002年之后又呈增加趨勢(shì)。極端降水強(qiáng)度的年代際變化特征為：2002年之前呈先增加再減少趨勢(shì)，2002年之后也是先增加再減少。

［1］江志紅，丁裕國，陳威霖.21世紀(jì)中國極端降水事件預(yù)估［J］.氣候變化研究進(jìn)展，2007，3（4）：202-207.

［2］翟盤茂，任福民，張強(qiáng).中國降水極端值變化趨勢(shì)檢測(cè)［J］.氣象學(xué)報(bào)，1999，57（2）：208-216.

2095－6835（2020）20－0025－02

P426.614

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.008

任婧（1988—），女，河北邢臺(tái)人，大學(xué)本科，工程師。

〔編輯：張思楠〕