黃振離

【摘要】本文根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的降水量系列資料，通過(guò)世界氣象組織推薦并已廣泛應(yīng)用的Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，區(qū)分潁河水系是處于自然波動(dòng)還是存在確定的變化趨勢(shì)，得出研究結(jié)果，供水生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作參考。

【關(guān)鍵詞】Kendall檢驗(yàn)法；潁河水系；降水量；變化趨勢(shì)

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）2014年11月在丹麥哥本哈根發(fā)布了IPCC第五次評(píng)估報(bào)告的《綜合報(bào)告》，指出人類對(duì)氣候系統(tǒng)的影響是明確的，而且這種影響在不斷增強(qiáng)，在世界各個(gè)大洲都已觀測(cè)到種種影響。相比之前的評(píng)估報(bào)告，本報(bào)告更為肯定地指出一項(xiàng)事實(shí)，即溫室氣體排放以及其他人為驅(qū)動(dòng)因子已成為自20世紀(jì)中期以來(lái)氣候變暖的主要原因。

從某種意義上講，水資源是一種可循環(huán)利用的再生資源。降水是水文循環(huán)過(guò)程中重要的部分，也是水資源評(píng)價(jià)中的重要因子，氣候變暖必將對(duì)降水、徑流以及蒸發(fā)等水文循環(huán)造成影響，導(dǎo)致水資源的時(shí)空差異，進(jìn)而影響我國(guó)以及其他國(guó)家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的演變。因此，對(duì)地區(qū)降水的演變趨勢(shì)進(jìn)行研究分析顯得十分必要。

潁河水系屬于北暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受大陸氣團(tuán)和季風(fēng)的影響，降水量的年際和月際變化都很大，時(shí)常造成旱澇災(zāi)害的發(fā)生。近年來(lái)，潁河水系旱澇災(zāi)害頻繁，特別是旱災(zāi)出現(xiàn)十分頻繁，而夏季往往以洪澇災(zāi)害的出現(xiàn)為主，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及人民生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了巨大的不利影響。本文根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的降水量系列資料，通過(guò)世界氣象組織推薦并已廣泛應(yīng)用的Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，區(qū)分潁河水系是處于自然波動(dòng)還是存在確定的變化趨勢(shì)，得出研究結(jié)果，從而供水生態(tài)保護(hù)工作參考。

1.1資料來(lái)源與方法介紹

1.1.1資料來(lái)源

本文選擇潁河水系15個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)1951-2013年的逐月降水資料進(jìn)行了整理分析，分析匯總出一長(zhǎng)時(shí)間序列的月、季節(jié)、年降水量數(shù)據(jù)資料。這些站點(diǎn)在整個(gè)潁河水系分布均勻，具有良好的代表性，其匯總分析的結(jié)果能反映潁河水系的整體降水特征。

1.1.2方法介紹

本項(xiàng)目主要采用了非參數(shù)Mann-Kendall趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法（以下簡(jiǎn)稱M-K法）、累積距平法以及線性趨勢(shì)分析法對(duì)1951-2013年的月降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面的研究分析。M-K法具有適用范圍廣，人為因素影響小，定量化程度高的優(yōu)點(diǎn)，可用于檢驗(yàn)不符合正態(tài)分布特征的變量，不受少數(shù)異常值的影響，常常被用來(lái)評(píng)估氣候要素時(shí)間序列趨勢(shì)的研究中，其檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的公式如下：

當(dāng)z值為正值時(shí)表示正相關(guān)趨勢(shì)變化，為增加趨勢(shì)；z值為負(fù)值時(shí)表示負(fù)相關(guān)趨勢(shì)變化，為減少趨勢(shì)；值在大于等于1.28、1.64、2.32時(shí)，分別表示通過(guò)了置信度90%、95%、99%的顯著性檢驗(yàn)。

1.2降水量的年際變化趨勢(shì)研究

1.2.1潁河水系各年降水情況

統(tǒng)計(jì)分析，潁河水系多年平均降水量為664.9mm，在1951-2013年間有29年的降水量處于平均水平之上，其他年份的降水量均低于多年平均水平。

由于受季風(fēng)年際差異的影響，潁河水系年際間降水量差異較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)豐水年和枯水年。潁河水系降水變率較大，這也必將導(dǎo)致潁河水系河川徑流的年際差異。潁河水系降水量在1964年達(dá)到1156.9mm，為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)序列中的最高值，而1961年潁河水系全年降水量為458.3mm，為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)序列中的最小值，僅占1964年全年降水量的39.6%。

1.2.2潁河水系年際降水變化

1951-2013年的降水量M-K趨勢(shì)分析表明：年均降水量在年際間表現(xiàn)出了負(fù)相關(guān)趨勢(shì)變化，但減少趨勢(shì)不太明顯，沒(méi)有通過(guò)任何顯著性檢驗(yàn)，僅表現(xiàn)為微弱的負(fù)趨勢(shì)變化。從1950s-2010s的降水量M-K趨勢(shì)分析結(jié)果中可以明顯的看出：年均降水量在年代際間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)趨勢(shì)變化，降水量減少的趨勢(shì)通過(guò)了置信度90%的顯著性檢驗(yàn)，表現(xiàn)為較明顯的負(fù)趨勢(shì)變化。

1.3降水量的年代際變化趨勢(shì)研究

1.3.1潁河水系各年代降水情況

潁河水系1950s-2010s的平均降水量為674.2mm，相比1951-2013年的平均降水量（700.2mm）減少了26mm。在這7個(gè)年代中有5個(gè)年代的平均降水量均在平均水平之上，并且可以看到這幾個(gè)年代降水量呈現(xiàn)出下降的走勢(shì)，2000s-2010s下降幅度最為明顯，由758.0mm（2000s）下降到610.0mm（2010s），下降幅度為19.5%。

1.3.2潁河水系年代際降水變化

從圖1-3降水量的M-K趨勢(shì)分析結(jié)果中也可以得出潁河水系年代際降水量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)趨勢(shì)變化，并且通過(guò)了置信度90%的顯著性檢驗(yàn)，降水量的減少趨勢(shì)較明顯。

1.4小結(jié)

主要采用了非參數(shù)Mann-Kendall趨勢(shì)分析檢驗(yàn)法對(duì)1951-2013年潁河水系降水情況進(jìn)行了全面分析，進(jìn)而研究潁河水系降水量的演變趨勢(shì)。在本章中，主要對(duì)潁河水系降水量的的年代際變化、年際變化、月降水變化以及季節(jié)變化進(jìn)行了研究分析，以此來(lái)得到潁河水系降水量的演變趨勢(shì)。主要的研究成果為：

（1）潁河水系降水量在年際間表現(xiàn)出了負(fù)相關(guān)趨勢(shì)變化，但減少趨勢(shì)不太明顯；

（2）潁河水系各個(gè)季節(jié)降水量呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)趨勢(shì)變化，但負(fù)變化趨勢(shì)不太明顯；