中圖分類號(hào): P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):2095-3305(2025)05-0118-03
近年來(lái),受氣候變暖趨勢(shì)影響,我國(guó)西南地區(qū)春季異常降水發(fā)生次數(shù)增多,情況趨于嚴(yán)重。并且春季降水強(qiáng)度大、影響范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)不可估量的損失,也對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的威脅。因此,對(duì)西南地區(qū)春季降水進(jìn)行研究有助于分析該地區(qū)春季降水的時(shí)空分布特征,同時(shí)也利于在異常降水發(fā)生時(shí)對(duì)所造成氣象災(zāi)害做出及時(shí)應(yīng)對(duì)。
對(duì)降水的研究,黃天福等[1分析出了全國(guó)夏季范圍的降水強(qiáng)度明顯普遍高于秋季降水強(qiáng)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(qū)域均位于我國(guó)西北地區(qū)的西部。劉凱等[3利用1951—2018年全國(guó)日降水?dāng)?shù)據(jù),得出近年來(lái)我國(guó)年總降水量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),并存在突變。而徐東坡等4在對(duì)我國(guó)1956—2018年降水進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),我國(guó)的降水量沒有呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢(shì),也沒有明顯的突變點(diǎn)的結(jié)論。王穎等[5則發(fā)現(xiàn)了每年降水日數(shù)在我國(guó)呈現(xiàn)出明顯的減弱趨勢(shì)。董謝瓊等[]對(duì)西南地區(qū)的降水量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)主要受地形地貌的影響,導(dǎo)致了西南地區(qū)的降水的空間分布不均。
1資料來(lái)源和方法
研究時(shí)間段為1951—2020年春季3—5月,主要采用Mann-Kendall檢驗(yàn)、趨勢(shì)系數(shù)、滑動(dòng)t檢驗(yàn)、高空合成分析等技術(shù)方法。研究的主要地區(qū)為貴州省、四川省、云南省和重慶市,經(jīng)度范圍為東經(jīng) 97°~110° ,緯度范圍為北緯 21°~35° 。研究資料為國(guó)家氣候中心提供的160個(gè)氣象臺(tái)站的1951一2020年逐月降水量資料,其中有26個(gè)臺(tái)站屬于研究范圍,貴州省有5個(gè)臺(tái)站,四川省11個(gè)臺(tái)站、重慶市2個(gè)臺(tái)站、云南省8個(gè)臺(tái)站。
2西南地區(qū)平均春季降水的空間分布
由圖1a可以看出,統(tǒng)計(jì)期內(nèi),西南地區(qū)平均春季降水空間分布不均,由東部向西部遞減,呈現(xiàn)東部降水量多,西部降水量少的分布特征。結(jié)合圖1b可發(fā)現(xiàn),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(qū)主要在貴州省東部、重慶市大部,降水量可達(dá) 250mm 以上,說(shuō)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(guò) 300mm ,是春季降水最大值區(qū),在全年降水中可達(dá) 24% 平均春季降水量的低值區(qū)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(shuō)明這些地區(qū)春季降水少,也是春季降水的最小值區(qū),占比小于 6% O
3西南地區(qū)春季降水突變特征
由西南地區(qū)春季降水突變特征(圖略)可知, UF 是春季降水量序列的統(tǒng)計(jì)量變化曲線, UB 是逆序列的統(tǒng)計(jì)量變化曲線。1951—1957年UF統(tǒng)計(jì)量大于0,1957—2020年UF統(tǒng)計(jì)量小于0,說(shuō)明西南地區(qū)降水量呈增多趨勢(shì)的時(shí)間段是1951一1957年,降水量有減少趨勢(shì)的時(shí)間段是1957—2020年,表明西南地區(qū)春季降水量大體上呈先增多后減少的變化趨勢(shì)。 UF 曲線在1966年左右超出了置信區(qū)間,即此刻UF統(tǒng)計(jì)量小于-1.96,UB曲線和UF曲線在1957年左右出現(xiàn)交點(diǎn),且兩曲線的交點(diǎn)處在置信區(qū)間以內(nèi),說(shuō)明在0.05顯著水平內(nèi),西南地區(qū)春季降水在1957年左右發(fā)生突變。
4西南地區(qū)春季降水異??臻g分布特征
對(duì)研究區(qū)域1951—2020年26個(gè)站的春季降水進(jìn)行正交函數(shù)分解,得到累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和方差貢獻(xiàn)率。第一模態(tài)至第十一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)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(gè)模態(tài)的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為81.1% ,超過(guò) 80% ,基本上能夠代表整個(gè)春季降水特征。前3個(gè)模態(tài)總方差貢獻(xiàn)率為 47.4% ,接近 50% ,即前3個(gè)模態(tài)基本能代表春季降水的主要特征,取前3個(gè)模態(tài)進(jìn)行分析。
由圖2a可以看出,第一模態(tài)在數(shù)值上均為正值,說(shuō)明第一模態(tài)降水量變化具有一致性,降水量呈現(xiàn)一致增多或一致減少,說(shuō)明春季降水與大尺度的氣候系統(tǒng)有關(guān)。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(qū)為正值低值區(qū),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(qū)春季降水時(shí)間系數(shù)整體有上升的趨勢(shì),則說(shuō)明降水量一致偏多的特征有增強(qiáng)的趨勢(shì),一致偏少的特征有減弱的趨勢(shì)。
由圖3a可以看出,第二模態(tài)的正值區(qū)在東北部,負(fù)值區(qū)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(fù)值的低值中心在云南省西南部,在以云南省和貴州邊界經(jīng)成都平原為界線,即零線,表現(xiàn)為東北一西南反向的分布特征,當(dāng)東北部降水偏多,則西南降水偏少,當(dāng)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(shí)間系數(shù)整體有下降的趨勢(shì),說(shuō)明東北降水偏多西南降水偏少的分布特征有減弱的趨勢(shì),或東北降水偏少西南降水偏多的分布特征有增強(qiáng)的趨勢(shì)。
由圖4a可以看出,第三模態(tài)的分布是東北西南向的正一負(fù)一正,即當(dāng)東北部和西南部降水偏多(少)時(shí),則西南地區(qū)中部降水將偏少(多),東北一西南方向特征向量值表現(xiàn)為正一負(fù)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(qū),中部為負(fù)值區(qū),其中東北部的正值區(qū)為最大正值區(qū),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(qū)春季降水時(shí)間系數(shù)整體呈增加趨勢(shì),說(shuō)明東北和西南降水偏多中部降水偏少的分布特征有增強(qiáng)的趨勢(shì),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(shì)。
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(gè)模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率分別為 24.8% /14.5%.8.2% ,總的方差貢獻(xiàn)率為 47.4% ,3個(gè)模態(tài)的時(shí)間系數(shù)分別表現(xiàn)為春季降水一致偏多(少)的特征有增強(qiáng) (減弱)的趨勢(shì)、東北降水偏多(少)西南降水偏少(多)的分布特征有減弱(增強(qiáng))的趨勢(shì)、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(qiáng))的趨勢(shì)。
5結(jié)論
(1)西南地區(qū)春季平均降水中,3月降水最少,5月降水最多。整個(gè)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(gè)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(qū)重合;西部降水少處,占全年降水比例低,與降水低值區(qū)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(shì),并在1957年發(fā)生了一次突變。
(2)經(jīng)過(guò)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(gè)模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率分別為 24.8%,14.5%,8.2%3 個(gè)模態(tài)的時(shí)間系數(shù)分別表現(xiàn)為春季降水一致偏多 (少)的特征有增強(qiáng) (減弱)的趨勢(shì)、東北降水偏多(少)西南降水偏少(多)的分布特征有減弱(增強(qiáng))的趨勢(shì)、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(qiáng))的趨勢(shì)。累計(jì)方差貢獻(xiàn)率需要到第十一模態(tài)時(shí)才超過(guò) 80% ,此時(shí)的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為 81.1% 。
參考文獻(xiàn)
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收稿日期:2025-02-17
作者簡(jiǎn)介:吳慧(1998—),女,貴州錦屏人,助理工程師,研究方向?yàn)闅庀蠓?wù)與應(yīng)用氣象。#通信作者:易志學(xué)(1984—),E-mail:yiqiuxue11@126.com。