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.