阜新地區(qū)近62a最大日降水量演變特征及雨量頻次研究

齊 麗

(法庫(kù)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣與行政執(zhí)法中心，遼寧 法庫(kù) 110400)

0 前 言

阜新地區(qū)屬于遼寧省降水量較少的區(qū)域，年均降水量在500-600mm之間，降水主要集中在夏季，夏季降水量占全年降水量的比重超過(guò)60%[1]。多個(gè)研究成果表明[2-15]，阜新地區(qū)的降水量變化特征十分明顯，尤其是日降水量發(fā)生較為顯著的變化。降水量是區(qū)域水資源量規(guī)劃和分析的重要依據(jù)，為對(duì)阜新地區(qū)降水量進(jìn)行分析，文章結(jié)合變點(diǎn)分析方法[16-30]，基于阜新地區(qū)阜新站和彰武站近62a的日降水量數(shù)據(jù)，對(duì)其降水量變化特征進(jìn)行分析，并統(tǒng)計(jì)分析其大雨量級(jí)發(fā)生的頻次。研究成果對(duì)于分析氣候變化影響下阜新地區(qū)水資源變化特征具有重要的意義。

1 研究方法

1.1 趨勢(shì)分析

采用變點(diǎn)分析方法對(duì)阜新地區(qū)日降水變化進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，該方法假設(shè)檢驗(yàn)的變量符合獨(dú)立同分布，結(jié)合統(tǒng)計(jì)變量對(duì)其進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)：

mi

(1)

xi>xj(1≤j≤i)

(2)

ck

(3)

(4)

式中：S為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；xi和xj兩個(gè)站點(diǎn)日降水?dāng)?shù)據(jù)系列；σs為檢驗(yàn)變量標(biāo)準(zhǔn)差；sign為計(jì)算變量；n為分析樣本容量；Z為趨勢(shì)變化水平。

1.2 突變特征分析

該方法對(duì)日降水?dāng)?shù)據(jù)系列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算：

(5)

E(ck)=k(k-1)/4

(6)

σ(ck)=k(k-1)(2k+5)/72

(7)

(8)

式中：m為變量分布值；E(ck)、σ(ck)為統(tǒng)計(jì)值；UFk為標(biāo)準(zhǔn)化變量。統(tǒng)計(jì)2個(gè)變量正序好逆序的交匯點(diǎn)即為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)系列的突變點(diǎn)。

即為可能的變點(diǎn)。

2 研究結(jié)果

2.1 研究區(qū)域概況

文章以阜新地區(qū)的彰武站和阜新站為研究實(shí)例，基于兩個(gè)站點(diǎn)近62a的日降水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析其日降水變化特征，阜新地區(qū)位于遼寧的西部，屬于典型的干旱半干旱地區(qū)，年降水量均值一般為500-600mm，降水主要集中在夏季的6-8月，夏季降水量占全年降水量的比重>60%，區(qū)域年蒸發(fā)量較大，年蒸發(fā)量均值一般在800mm，屬于典型干旱少雨地區(qū)。區(qū)域日降水量最大值為200mm，最低值為10mm。

2.2 最大日降水變化分析結(jié)果

結(jié)合趨勢(shì)檢驗(yàn)方法對(duì)阜新站和彰武站近62a日降水變化特征進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，阜新地區(qū)年最大日降水演變特征，見(jiàn)圖1；并統(tǒng)計(jì)分析5-8月各站日降水最大值變化，阜新站夏季(5-8月)最大日降水量演變特征，見(jiàn)圖2；彰武站夏季(5-8月)最大日降水量演變特征，見(jiàn)圖3。各站點(diǎn)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表1。

彰武站

8月

阜新站

8月

表1 各站點(diǎn)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果

從圖中可看出，彰武站和阜新站的最大日降水變化特征具有非一致性，這主要是因?yàn)楹透沸碌貐^(qū)降水時(shí)空分布不均勻有關(guān)，阜新站的降水量總體高于彰武站的日降水量，阜新站日降水量近62a呈現(xiàn)一定程度的遞增變化，而彰武站呈現(xiàn)一定程度的遞減變化。從5-8月兩個(gè)站點(diǎn)降水量變化可看出，彰武站的各月降水變化小于阜新站各月的降水變化特征。兩個(gè)站點(diǎn)變化趨勢(shì)進(jìn)行均較弱。

2.3 最大日降水突變分析

對(duì)阜新站和彰武站近62a最大日降水的突變特征進(jìn)行分析，阜新地區(qū)年最大日降水量變點(diǎn)分析結(jié)果，見(jiàn)圖4；阜新站夏季各月最大日降水量變點(diǎn)分析結(jié)果，見(jiàn)圖5；考慮夏季降水比重較大，對(duì)阜新地區(qū)夏季降水突變特征進(jìn)行分析，彰武站夏季各月最大日降水量變點(diǎn)分析結(jié)果，見(jiàn)圖6。

彰武站

5月

6月

7月

5月

6月

7月

阜新站

8月

5月

6月

7月

8月

從分析結(jié)果可看出，阜新地區(qū)阜新站和彰武站的最大日降水突變年份較為一致，均為90年代發(fā)生明顯的突變，這主要是因?yàn)闅夂蜃兓绊懀?0年達(dá)以前阜新的氣候變化影響相對(duì)較小，而90年代以后氣候變化影響下區(qū)域最大日降水變化發(fā)生一定程度的變化。

5月

6月

從夏季降水變化特征可看出，夏季發(fā)生的突變年份和年突變年份具有一致性，也主要出現(xiàn)在90年代，2000年以后彰武站出現(xiàn)一定程度的突變特征。

2.4 大雨量級(jí)以上頻次分析

對(duì)阜新地區(qū)大雨量級(jí)以上頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果如表2和表3所示。

結(jié)合4個(gè)雨量等級(jí)對(duì)阜新年最大降水量及夏季各月最大日降水量的雨量頻次進(jìn)行分析，阜新地區(qū)年大雨量級(jí)頻次分析，見(jiàn)表2；阜新地區(qū)夏季降雨頻次分析，見(jiàn)表3。

表2 阜新地區(qū)年大雨量級(jí)頻次分析

表3 阜新地區(qū)夏季降雨頻次分析

從分析結(jié)果可看出，阜新站和彰武站近62a以來(lái)發(fā)生大雨量級(jí)的頻率分別為55.9%和45.35，阜新站的大雨量級(jí)頻次總體高于彰武站的大雨量級(jí)頻次。大雨高頻主要集中在7月和8月，其中7月的頻次可達(dá)到50%以上，8月發(fā)生大雨量級(jí)頻次可達(dá)到40%以上。

3 研究結(jié)論

1)彰武站和阜新站的最大日降水變化特征具有非一致性，這主要是因?yàn)楹透沸碌貐^(qū)降水時(shí)空分布不均勻有關(guān)，阜新站的降水量總體高于彰武站的日降水量，阜新站日降水量近62a呈現(xiàn)一定程度的遞增變化，而彰武站呈現(xiàn)一定程度的遞減變化。

2)阜新地區(qū)阜新站和彰武站的最大日降水突變年份較為一致，均為90年代發(fā)生明顯的突變，這主要是因?yàn)闅夂蜃兓绊懀?0年達(dá)以前阜新的氣候變化影響相對(duì)較小，而90年代以后氣候變化影響下區(qū)域最大日降水變化發(fā)生一定程度的變化。

3)阜新站和彰武站近62a以來(lái)發(fā)生大雨量級(jí)的頻率分別為55.9%和45.35%，阜新站的大雨量級(jí)頻次總體高于彰武站的大雨量級(jí)頻次。