姜兵 趙廣娜 景學(xué)義 于凱旋 杜靜 隋亞男

摘 要：基于哈爾濱市站點資料、NCEP再分析資料，運用線性回歸、Mann-Kendall檢驗、Morlet小波分析、合成分析等方法，分析了哈爾濱市年降雨量的變化特征和相應(yīng)的環(huán)流形勢特點。研究表明：哈爾濱市年降雨量呈遞增趨勢，平均每10年增加1.44 mm。1979—1988年呈上升趨勢；1989—2020年呈現(xiàn)顯著的下降趨勢；2020年以后又呈現(xiàn)增加趨勢，但總體上變化趨勢均不顯著。降雨量存在10～15年、5～9年和2～4年的周期，其中，前3個主周期分別為15年、8年和33年。當(dāng)烏拉爾山阻高、鄂海阻塞高壓、東北冷渦均偏強、副高偏弱時，哈爾濱市降雨量偏多；反之，哈爾濱市降雨量偏少。850 hPa高度哈爾濱市有明顯的偏南風(fēng)異常，處于偏暖地區(qū)。

關(guān)鍵詞：降雨量；M-K 突變；小波分析

中圖分類號：P426.6 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

短期氣候預(yù)測對于城市安全保障、經(jīng)濟社會發(fā)展具有重大意義。近年來，吳昊旻、周曉宇等[1-5]研究了當(dāng)?shù)啬杲邓淖兓?guī)律。鑒于以往對哈爾濱市的年降雨量特征的研究較少，因此，以哈爾濱國家氣象站1979—2021年降雨量數(shù)據(jù)為資料源，從變化趨勢、突變特征、周期變化以及相對應(yīng)的環(huán)流形勢開展對哈爾濱市的降水特征的研究。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

采用了線性回歸、M-K突變分析、小波分析、合成分析等方法。資料來源于哈爾濱市國家氣象站降雨量資料、NCEP再分析資料，水平分辨率為2.5°×2.5°。

2 結(jié)果與分析

2.1 年降水量趨勢分析

1979—2021年哈爾濱市年降雨量均值為530.3 mm，

最大值為1994年（826.3 mm），最小值為1989年（345.5 mm）。

線性傾向率為0.14，總體呈緩慢增長的趨勢，每10年降雨量增加約為1.44 mm（圖1）。距平圖（圖略）上，1980—1991年降雨量為正距平，1992—2016年為負距平，2016—2021年處于正距平。

2.2 年降水量的突變檢驗

M-K檢驗中UF值沒有超過0.05的顯著水平臨界線，降雨量變化不明顯。1979—1988年UF為正值，呈現(xiàn)上升趨勢；除1994年外，1989—2020年均為負值，

降雨量處于下降趨勢。UB、UF值在顯著水平線內(nèi)相交于兩點，分別為1988—1989年、2019—2020年；1988—1989年，由偏多轉(zhuǎn)為偏少；2019—2020年，由偏少轉(zhuǎn)為偏多（圖2）。

2.3 年降水量的小波分析

哈爾濱市年降雨量存在顯著的年代際和年際變化（圖3）：10～15、5～9和2～4年的周期，其中10～15年的尺度具有全域性，直至2021年等值線仍未閉合。在5～8年時間尺度上，1984—1996年、2006—2021年震蕩較為顯著。降雨量偏多與各尺度周期同位相疊加有關(guān)，2021年前后各尺度周期同步處于正位相上，說明2021年以后有可能處于降雨量偏多期。

小波功率譜（圖4）顯示，10～15年、5～9年雖然能量較強，但周期變化均具有局部性：10～15年震蕩能量表現(xiàn)為1979—1990年、2004—2021年，集中在1979—1984年、2010—2021年；5～8年的能量主要表現(xiàn)為2000年以前，震蕩中心在1990年。2～4年時間尺度震蕩能量分布較弱。

小波方差分析看出，哈爾濱市年降水量序列存在8、15、33 年這3個明顯周期（圖5），最大峰值在15年（第一主周期），第二、第三周期分別為8年和33年。

2.4 環(huán)流分析

本研究定義降水距平百分率大于或小于20%的年份分別為多雨或少雨年。按上述標準進行劃分，篩選出6個多雨年和6個少雨年（表1）進行環(huán)流特征合成分析。

在500 hPa高度場上呈現(xiàn)出“+、-、+、-”的波列分布，烏拉爾山以北有一強正距平中心；烏拉爾山以東至黑龍江省西部為一強負距平中心，強負距平中心位于貝加爾湖附近；鄂海上空為一正距平區(qū)，強正距平區(qū)中心位于黑龍江省東南部的海上，當(dāng)烏拉爾山阻高、鄂海阻高偏強；東北冷渦偏強，副高偏弱時，哈爾濱市降雨量偏多（圖6）。反之，哈爾濱市降雨量偏少，這與劉剛等[6-8]的研究結(jié)論一致。

850 hPa與500 hPa高度環(huán)流形勢對應(yīng)較好。哈爾濱市出現(xiàn)顯著的偏南風(fēng)異常，同時東北大部分地區(qū)氣溫偏高，哈爾濱市處于偏暖大值地區(qū)。

3 結(jié)論

（1）1979—2021年哈爾濱市降水量呈增加趨勢，氣候傾向率為1.44 mm/10年。1980—1991年降雨量為正距平，1992—2016年為負距平，2016—2021年為正距平。

（2）近43年年降雨量變化趨勢并不明顯，年降雨量在1979—1988年為正，呈現(xiàn)上升趨勢；1989—2020年為負值，降雨量呈現(xiàn)顯著的下降趨勢。

（3）降雨量出現(xiàn)了10～15年、5～9年和2～4年的周期，其中10～15年、5～9年的周期顯著，能量較強，但均具有局部性。前3個主周期分別為15 年、8 年和33 年。

（4）當(dāng)烏拉爾山阻高、鄂海阻高偏強，東北冷渦偏強，副高偏弱的時候，哈爾濱市降雨量偏多；反之，哈爾濱市降雨量偏少。850 hPa高度哈爾濱市有明顯的偏南風(fēng)異常，處于偏暖大值地區(qū)。

參考文獻

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