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        遼寧近50年夏季降水變化特征分析

        2020-12-16 03:00:40白佳寧孫可常相伊
        寫真地理 2020年38期
        關(guān)鍵詞:小波分析時空分布

        白佳寧 孫可 常相伊

        摘 要: 本文利用遼寧省23個氣象觀測站1964—2013年的夏季降水量資料,利用趨勢分析、小波分析、Mann—Kendall檢驗等方法,對遼寧省夏季降水的時空變化特征、周期變化和突變特征進(jìn)行了分析,主要得出以下結(jié)論:(1)1964—2013年遼寧省夏季降水量及降水日數(shù)整體均呈減少趨勢,降水量減少趨勢不明顯,降水日數(shù)減少顯著。(2)遼寧省的夏季降水量和降水日數(shù)均分別存在10a、9a的周期,降水量無明顯突變,降水日數(shù)突變開始于1971年。(3)遼寧省夏季降水的空間分布很不均勻,整體降水量由東南到西北逐漸遞減。近50年,遼西南部降水量下降最為顯著,遼中區(qū)、遼西偏東和遼東南部降水量變化均不大.。

        關(guān)鍵詞: 夏季降水;時空分布;小波分析;突變檢驗

        【中圖分類號】P423.3 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.272

        1 年變化特征

        近50年遼寧夏季降水量的傾向率為-9.6mm/10a,呈現(xiàn)弱的減少趨勢。夏季降水量的最多的年份為1985年,為693mm,年降水量最少的年份為2000年,為377mm。從五年滑動平均曲線來看,兩個波峰出現(xiàn)的時間為20世紀(jì)80年代中期和90年代中后期,而20世紀(jì)80年代初、90年代初和21世紀(jì)初為波谷出現(xiàn)的時間。近50年遼寧夏季降水日數(shù)呈減少趨勢,傾向率為-31.8mm/10a,相關(guān)系數(shù)為—38.03,通過了0.05顯著性檢驗,說明減少趨勢顯著。根據(jù)5年滑動平均值可以看出,波峰出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代中期和90年代初期,而20世紀(jì)80年代初期和80年代末期為波谷。降水日數(shù)最多的年份在1966年,為1167天,降水日數(shù)最少的年份在1997年,為524天。

        2 周期及突變分析

        2.1 降水周期分析

        對遼寧夏季降水量與降水日數(shù)進(jìn)行MORLET小波分析得到圖2,可以看到遼寧夏季降水量表現(xiàn)出明顯的年代際尺度的周期性變化,在全時域上存在8~13a的周期,20世紀(jì)80年代中期至90年代中期,在小時間尺度上出現(xiàn)了3~5a的周期。從圖2(b)可以看到遼寧夏季降水日數(shù)在全時域上存在6~14a的周期震蕩,并且降水日數(shù)在20世紀(jì)90年代后,出現(xiàn)了3~5a的小時間尺度的周期震蕩。

        根據(jù)小波方差曲線可知,遼寧省夏季降水量的只存在一個主峰,峰值出現(xiàn)在10年時間尺度,這表示遼寧夏季的降水存在10年左右的主周期;夏季降水日數(shù)存在三個較明顯的峰值,它們依次對應(yīng)著9年、5年、3年的時間尺度。其中,最大的峰值的時間尺度為9年,這表明9年左右的周期振蕩最強,為夏季降水日數(shù)的第一主周期;第二峰值的時間尺度3年,為第二主周期;第三峰值的時間尺度為5年,為第三主周期。

        2.2 突變特征分析

        由圖4(a)可知,自1965年后UF值小于0,說明降水量整體呈減少趨勢,但大部分處于臨界值內(nèi),說明減少趨勢不顯著。只有1999~2000年超過了0.05置信水平,說明該時間范圍內(nèi)降水量減少明顯。UF和UB曲線在1964年、2011年相交,交點在臨界值內(nèi),為突變開始的時間。

        由圖4(b)可知,自20世紀(jì)60年代末期,夏季降水日數(shù)有明顯的減少趨勢。80年代初期及21世紀(jì)后,這種減少趨勢均超過了顯著性水平0.05臨界線,表明遼寧省夏季降水日數(shù)的減少是十分顯著的。遼寧夏季降水日數(shù)在20世紀(jì)60年代初的減少是一種突變現(xiàn)象,UF和UB曲線的交點位置為1971年,說明突變開始時間為1971年。

        3 遼寧夏季降雨量的空間變化特征

        3.1 總體特征

        遼寧省降水量的地域性差異十分明顯,整體呈現(xiàn)由東南向西北逐漸遞減的規(guī)律。利用文獻(xiàn)的方法分為四個區(qū)進(jìn)行研究:遼寧西部偏南干旱區(qū)、遼寧西部偏東半干旱區(qū)、遼寧中部干濕適宜區(qū)、遼東南部濕區(qū)。分析可知,遼寧西部偏東夏季降水量整體有弱的上升趨勢,增加速率為1.97d/10a(相關(guān)系數(shù)為—0.07,沒有通過顯著性檢驗);遼寧中部夏季降水量的變化不是很大,呈微弱的下降趨勢,減少速率為0.038d/10a(相關(guān)系數(shù)為3.66,沒有通過顯著性檢驗);東南部夏季降水量的變化也不是很大,有弱的下降趨勢,減少速率為1.61d/10a(相關(guān)系數(shù)為—2.89,沒有通過顯著性檢驗);西南部則呈較為明顯的下降趨勢,減少速率為2.55d/10a(相關(guān)系數(shù)為—21.02,沒有通過顯著性檢驗)。

        4 結(jié)論

        (1)1964~2013年遼寧省夏季降水量和降水日數(shù)呈減少趨勢。降水量減少趨勢不明顯,降水日數(shù)減少趨勢較為顯著。

        (2)通過對遼寧夏季降水進(jìn)行周期和突變分析,得出遼寧夏季降水有明顯的周期變化,遼寧省的夏季降水量和降水日數(shù)均分別存在10a、9a的周期,降水量在1964年、2011年產(chǎn)生突變,降水日數(shù)突變開始于1971年。

        (3)遼寧省降水的空間分布很不均勻,遼寧東南部降水量最為豐沛,遼寧西南部最為干旱,整體降水量由東南到西北逐漸遞減。近50年,遼寧西南部降水量下降最為顯著,遼中區(qū)、遼西偏東和遼東南部降水量變化均不大。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 孫瑩,萬麗巖,江靜.遼寧降水分區(qū)變化特征及夏季降水影響因子分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報,2008,24(3):18-23.

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