我國西南地區春季降水的時空特征分析

中圖分類號： P426.6 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0118-03

近年來，受氣候變暖趨勢影響，我國西南地區春季異常降水發生次數增多，情況趨于嚴重。并且春季降水強度大、影響范圍廣、持續時間長，給國民經濟帶來不可估量的損失，也對人民的生命財產安全造成巨大的威脅。因此，對西南地區春季降水進行研究有助于分析該地區春季降水的時空分布特征，同時也利于在異常降水發生時對所造成氣象災害做出及時應對。

對降水的研究，黃天福等[1分析出了全國夏季范圍的降水強度明顯普遍高于秋季降水強度。劉向培等[2利用1960—2017年的日降水資料，分析出春、夏、秋三季降水集中的區域均位于我國西北地區的西部。劉凱等[3利用1951—2018年全國日降水數據，得出近年來我國年總降水量呈現增加的趨勢，并存在突變。而徐東坡等4在對我國1956—2018年降水進行研究時發現，我國的降水量沒有呈現出顯著的增加趨勢，也沒有明顯的突變點的結論。王穎等[5則發現了每年降水日數在我國呈現出明顯的減弱趨勢。董謝瓊等[]對西南地區的降水量進行分析，發現西南地區主要受地形地貌的影響，導致了西南地區的降水的空間分布不均。

1資料來源和方法

研究時間段為1951—2020年春季3—5月，主要采用Mann-Kendall檢驗、趨勢系數、滑動t檢驗、高空合成分析等技術方法。研究的主要地區為貴州省、四川省、云南省和重慶市，經度范圍為東經 97^°～110^° ，緯度范圍為北緯 21^°～35^° 。研究資料為國家氣候中心提供的160個氣象臺站的1951一2020年逐月降水量資料，其中有26個臺站屬于研究范圍，貴州省有5個臺站，四川省11個臺站、重慶市2個臺站、云南省8個臺站。

2西南地區平均春季降水的空間分布

由圖1a可以看出，統計期內，西南地區平均春季降水空間分布不均，由東部向西部遞減，呈現東部降水量多，西部降水量少的分布特征。結合圖1b可發現，在降水多的地方，春季降水在全年中占比高，降水少的地方，春季降水在全年降水中占比低。平均春季降水量的高值區主要在貴州省東部、重慶市大部，降水量可達 250mm 以上，說明春季降水多，其中，貴州省東部和重慶市中東部春季降水量超過 300mm ，是春季降水最大值區，在全年降水中可達 24% 平均春季降水量的低值區主要在云南省西北部和四川省南部、西北部，降水量在 150mm 以下，說明這些地區春季降水少，也是春季降水的最小值區，占比小于 6% O

3西南地區春季降水突變特征

由西南地區春季降水突變特征（圖略）可知， UF 是春季降水量序列的統計量變化曲線， UB 是逆序列的統計量變化曲線。1951—1957年UF統計量大于0，1957—2020年UF統計量小于0，說明西南地區降水量呈增多趨勢的時間段是1951一1957年，降水量有減少趨勢的時間段是1957—2020年，表明西南地區春季降水量大體上呈先增多后減少的變化趨勢。 UF 曲線在1966年左右超出了置信區間，即此刻UF統計量小于-1.96，UB曲線和UF曲線在1957年左右出現交點，且兩曲線的交點處在置信區間以內，說明在0.05顯著水平內，西南地區春季降水在1957年左右發生突變。

4西南地區春季降水異常空間分布特征

對研究區域1951—2020年26個站的春季降水進行正交函數分解，得到累計方差貢獻率和方差貢獻率。第一模態至第十一模態的方差貢獻率分別為24.8% / 14.5% / 8.2% / 6.7% / 6.0% / 4.6% / 4.0% ） 3.5% /3.2%，3.0%，2.7% ，前11個模態的累計方差貢獻率為81.1% ，超過 80% ，基本上能夠代表整個春季降水特征。前3個模態總方差貢獻率為 47.4% ，接近 50% ，即前3個模態基本能代表春季降水的主要特征，取前3個模態進行分析。

由圖2a可以看出，第一模態在數值上均為正值，說明第一模態降水量變化具有一致性，降水量呈現一致增多或一致減少，說明春季降水與大尺度的氣候系統有關。云南省是最大正值中心，貴州省中部和四川省西北部是最小正值中心，其余地區為正值低值區，特征值由西南向東不斷減小，即春季降水量變化率整體由西南向東北減弱。由圖2b可以看出，西南地區春季降水時間系數整體有上升的趨勢，則說明降水量一致偏多的特征有增強的趨勢，一致偏少的特征有減弱的趨勢。

由圖3a可以看出，第二模態的正值區在東北部，負值區在西南部，正值的高值中心在四川省中部和貴州省西南部，負值的低值中心在云南省西南部，在以云南省和貴州邊界經成都平原為界線，即零線，表現為東北一西南反向的分布特征，當東北部降水偏多，則西南降水偏少，當東北部降水偏少，則西南降水偏多，特征向量值由西南向東北不斷增大。由圖3b可以看出，時間系數整體有下降的趨勢，說明東北降水偏多西南降水偏少的分布特征有減弱的趨勢，或東北降水偏少西南降水偏多的分布特征有增強的趨勢。

由圖4a可以看出，第三模態的分布是東北西南向的正一負一正，即當東北部和西南部降水偏多（少）時，則西南地區中部降水將偏少（多），東北一西南方向特征向量值表現為正一負一正，以云南省和四川省邊界、貴州省和重慶市的交界為界線，即零線，東北部和西南部為正值區，中部為負值區，其中東北部的正值區為最大正值區，特征值是由東北向西南先減小后增大。由圖4b可以看出，1951—2020年西南地區春季降水時間系數整體呈增加趨勢，說明東北和西南降水偏多中部降水偏少的分布特征有增強的趨勢，或東北和西南降水偏少中部降水偏多的分布特征有減弱的趨勢。

綜合而言，春季降水有3種特征分布。第一種，春季降水量一致偏多或偏少；第二種，東北降水偏多西南偏少，或東北降水偏少西南偏多；第三種，東北和西南降水量偏多中部偏少，或東北和西南降水量偏少中部偏多。這3個模態的方差貢獻率分別為 24.8% /14.5%.8.2% ，總的方差貢獻率為 47.4% ，3個模態的時間系數分別表現為春季降水一致偏多（少）的特征有增強 （減弱）的趨勢、東北降水偏多（少）西南降水偏少（多）的分布特征有減弱（增強）的趨勢、東北和西南降水偏少（多）中部降水偏多（少）的分布特征有減弱（增強）的趨勢。

5結論

（1）西南地區春季平均降水中，3月降水最少，5月降水最多。整個春季的降水整體呈東部多西部少的分布特征，由東向西不斷減弱。降水空間分布不均，并且有一個降水高值中心存在，即重慶市大部和貴州省東部。東部春季降水多處，在全年降水中占比高，與降水高值區重合；西部降水少處，占全年降水比例低，與降水低值區重合。1951—2020年中，春季降水大體上呈先增加后減少的變化趨勢，并在1957年發生了一次突變。

（2）經過EOF分解后可得到3種特征分布：第一種，春季降水量一致偏多或一致偏少；第二種，東北降水偏多（少）西南偏少（多）；第三種，東北和西南降水量偏多 （少）中部偏少（多）。這3個模態的方差貢獻率分別為 24.8%，14.5%，8.2%3 個模態的時間系數分別表現為春季降水一致偏多 （少）的特征有增強 （減弱）的趨勢、東北降水偏多（少）西南降水偏少（多）的分布特征有減弱（增強）的趨勢、東北和西南降水偏少（多）中部降水偏多（少）的分布特征有減弱（增強）的趨勢。累計方差貢獻率需要到第十一模態時才超過 80% ，此時的累計方差貢獻率為 81.1% 。

參考文獻

[1]黃天福，謝佳君，劉鵬.基于多衛星資料的全國夏秋季節降水日變化特征研究[J].貴州氣象，2013，37（6）：30-33

[2]劉向培，佟曉輝，賈慶宇，等.1960一2017年中國降水集中程度特征分析[J].水科學進展，2021，32（1）：10-19.

[3]劉凱，聶格格，張森.中國1951一2018年氣溫和降水的時空演變特征研究[J].地球科學進展，2020，35（11）：1113-1126

[4]徐東坡，李金明，周祖昊，等.1956—2018年中國降水特征的時空分布規律研究[J].水利水電技術，2020，51（10）：20-27.

[5]王穎，施能，顧駿強，等.中國雨日的氣候變化[J].大氣科學，2006，30（1）：162-170.

[6]董謝瓊，段旭.西南地區降水量的氣候特征及變化趨勢[J]氣象科學，1998（3）：239-247.

收稿日期：2025-02-17

作者簡介：吳慧（1998—），女，貴州錦屏人，助理工程師，研究方向為氣象服務與應用氣象。#通信作者：易志學（1984—），E-mail：yiqiuxue11@126.com。