王 蒙，殷淑燕

(陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安710062)

近62年來漢中市極端降水變化研究

王 蒙，殷淑燕

(陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安710062)

【目的】 對(duì)漢中市極端降水事件的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究，為漢中地區(qū)防洪減災(zāi)和水資源調(diào)控決策提供參考依據(jù)。【方法】 利用1951-2012年的漢中市逐日降水資料，采用百分位閾值劃分極端降水事件，并通過滑動(dòng)平均、Mann-Kendall檢驗(yàn)、趨勢(shì)分析等方法，對(duì)漢中市極端降水事件的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究。【結(jié)果】 近62年來，漢中市年極端降水量、年極端降水日數(shù)及年極端降水強(qiáng)度以年代際尺度波動(dòng)變化，但總體略呈下降趨勢(shì)，且年極端降水量的下降速率為-0.5 mm/年。但在1987年之后，各項(xiàng)極端降水指標(biāo)均呈明顯增加趨勢(shì)，年極端降水量和年極端降水日數(shù)呈顯著的線性增加趨勢(shì)，年極端降水量增加速率達(dá)7.52 mm/年。2006-2008年，漢中市年最大日降水量、年極端降水量、年極端降水強(qiáng)度呈顯著增多增強(qiáng)趨勢(shì)。【結(jié)論】 進(jìn)入21世紀(jì)后，漢中市極端降水事件引發(fā)的自然災(zāi)害呈增加趨勢(shì)，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)控及防治能力，預(yù)防洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

降水量；極端降水；變化趨勢(shì)；Mann-Kendall檢驗(yàn)；漢中市

近年來，在全球變暖的氣候背景下，極端氣候事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度也出現(xiàn)了變化。政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第四次評(píng)估報(bào)告指出，極端氣候事件的頻率和強(qiáng)度有可能隨氣溫的升高而增強(qiáng)[1-2]。極端氣候事件對(duì)社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響[3-4]，因此，作為極端事件之一的極端降水事件成為許多專家學(xué)者的研究對(duì)象。陳海山等[1]研究了極端降水事件變化特征的季節(jié)性差異，表明多年平均極端降水事件的空間分布具有明顯的緯向分布特征，并表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性差異。翟盤茂等[5]研究表明，最近50多年，我國(guó)降水強(qiáng)度普遍趨于增強(qiáng)，降水日數(shù)除西北地區(qū)外其他大部分地區(qū)顯著減小。崔方等[2]研究表明，近50年我國(guó)強(qiáng)降水年指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)。鄒用昌等[6]認(rèn)為，長(zhǎng)江中下游、西北地區(qū)北部和西南地區(qū)西部年極端降水過程頻數(shù)呈現(xiàn)趨勢(shì)性增加，而我國(guó)華北等地區(qū)呈現(xiàn)趨勢(shì)性減少。

極端降水事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度會(huì)嚴(yán)重影響自然環(huán)境與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，直接威脅人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，故已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。因此，對(duì)極端降水變化的深入調(diào)查研究，不僅有助于理解氣候變化的規(guī)律及探討氣候變化的必要性，而且還可以提高災(zāi)害性天氣事件預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，為國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)[7]。

漢中是漢江上游的主要供水源區(qū)，是這一區(qū)域環(huán)境的代表之一，研究漢中地區(qū)的極端降水變化特征可以為南水北調(diào)工程的水資源調(diào)控提供一定的科學(xué)依據(jù)。目前，前人關(guān)于漢中降水特征的研究主要集中在暴雨、大暴雨的過程分析方面[8-9]，以及旱澇災(zāi)害特征分析[10]等方面，而對(duì)于漢中市極端降水的研究并不多見。為此，本研究采用滑動(dòng)平均、Mann-Kendall檢驗(yàn)、趨勢(shì)分析等分析方法，對(duì)漢中市極端降水事件的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究，以期為漢中地區(qū)的防洪減災(zāi)和水資源調(diào)控提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

漢中市位于漢江上游，處于暖溫帶與亞熱帶的過渡區(qū)域，是氣候變化敏感區(qū)。地形上，漢中南北兩側(cè)為巴山和秦嶺，中部為盆地。特殊的氣候與地形條件，導(dǎo)致歷史時(shí)期以來這里洪澇及次生地質(zhì)災(zāi)害頻繁，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活生產(chǎn)安全產(chǎn)生了巨大影響。由于受季風(fēng)氣候的控制，漢中市降水的年內(nèi)分配很不均勻，降水量主要集中在5-10月份，尤以6-9月最豐，且5-10月徑流量占全年徑流量的75%左右，為長(zhǎng)江各大支流中變化最大的一個(gè)。由于漢江河槽泄洪能力與洪水來量嚴(yán)重不平衡，且米倉山、大巴山為秦嶺南部的著名暴雨中心區(qū)，坡陡流急，暴雨洪水集流匯合迅速，因此歷史上暴雨、洪澇、旱災(zāi)及次生地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)[10]。由古至今，由極端降雨引發(fā)的重大自然災(zāi)害屢見不鮮，據(jù)《陜西通志》記載，公元前185年“呂后三年夏，漢中大水，水出流四千余家”；《漢書》卷27《五行志》記載，公元前180年“夏，漢中、南郡水復(fù)出，流六千余家”；1998年的07-05-07-10和08-20-08-21，漢中市先后出現(xiàn)的2次區(qū)域性暴雨，均造成山洪暴發(fā)、河水猛漲，大量農(nóng)田和部分村鎮(zhèn)、街道被淹，造成直接經(jīng)濟(jì)損失6.01億元[11]。此外，漢江上游還是南水北調(diào)中線水源區(qū)，受全球氣候變化影響，其降水量和水資源量的減少將會(huì)危及供水安全，因而倍受關(guān)注[12-13]。

2 資料來源與研究方法

2.1 氣象資料來源

氣象資料來源于中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)室，主要為漢中氣象觀測(cè)站1951-2012年的逐日降水資料。

2.2 研究方法

2.2.1 百分位閾值法 我國(guó)氣象部門規(guī)定，日降水量超過50 mm的降水事件稱為暴雨，日降水量超過25 mm的降水事件稱為大雨。事實(shí)上，由于地區(qū)不同，降水極值存在區(qū)域差異性，因此，極端降水事件也不能用固定的日降水量簡(jiǎn)單定義。本研究采用國(guó)際通用的百分位閾值法對(duì)漢中地區(qū)的日降水量進(jìn)行處理，定義極端降水事件的閾值，并對(duì)極端降水事件進(jìn)行檢驗(yàn)。百分位閾值法是采用某個(gè)百分位值作為極端值的閾值，超過這個(gè)閾值的值就被認(rèn)為是極值，并稱為極端事件[14]。

參照文獻(xiàn)[1,15-17]，若某氣象要素有n個(gè)值，按升序?qū)⑦@些氣象要素值進(jìn)行排列，即x1，x2，x3，…，xm，…xn，某個(gè)值小于或等于xm的概率為P=(m-0.31)/(n+0.38)，其中m為xm的序號(hào)，n為某氣象要素值的個(gè)數(shù)。第95個(gè)百分位值指的是P=95%所對(duì)應(yīng)的xm值。本研究運(yùn)用SPSS對(duì)漢中市1951-2012年的逐日降水量按照從小到大排序，取第95個(gè)百分位所對(duì)應(yīng)的值即50.21 mm，將該值定義為漢中市極端降水事件的閾值。

2.2.2 極端降水指數(shù)定義 根據(jù)確定的極端降水閾值，從世界氣象組織(WMO)氣象學(xué)委員會(huì)(CCL)及氣候變率和可預(yù)報(bào)性研究計(jì)劃(CLIVAR)推薦的50種目前國(guó)際通用的極端氣候指數(shù)中，選取4種極端降水指數(shù)來分析漢中市極端降水的變化趨勢(shì)[18-21]。所選取的4個(gè)極端降水指數(shù)的定義如表1所示。

2.2.3 Mann-Kendall檢驗(yàn) Mann-Kendall(M-K)檢驗(yàn)法[12，22-26]是世界氣象組織(WMO)推薦的一種非參數(shù)趨勢(shì)檢驗(yàn)法，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)樣本不必遵從一定的分布，且不受少數(shù)異常值的干擾。目前M-K檢驗(yàn)法是國(guó)際上檢測(cè)氣候突變的一種常用方法，它不僅可以用于檢測(cè)序列的變化趨勢(shì)，也可以用于檢測(cè)氣候的突變，其檢驗(yàn)方法可用下式表示：

(1)

(2)

式中：Zc為根據(jù)樣本計(jì)算出的方差值；V(s)=[n(n-1)(2n+5)-∑t(t-1)(2t+5)]/18，其中n代表數(shù)據(jù)系列的長(zhǎng)度，t為“結(jié)”的寬度；xk和xi為樣本數(shù)據(jù)值，當(dāng)xk-xi大于、等于和小于0時(shí)，sgn(xk-xi)相應(yīng)地分別等于1，0和-1。

衡量趨勢(shì)大小的指標(biāo)β可表示為：

(3)

式中：xj為第j個(gè)樣本數(shù)據(jù)值；i、j分別表示第i個(gè)和第j個(gè)樣本。

當(dāng)β值為正時(shí)表示序列處于上升趨勢(shì)，即變量隨時(shí)間增加而增大；當(dāng)β值為負(fù)時(shí)，表示序列處于下降趨勢(shì)，即變量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。

M-K的檢驗(yàn)過程為：如果在β=0的前提下，存在-Z1-α/2≤Zc≤Z1-α/2(其中±Z1-α/2為標(biāo)準(zhǔn)正太方差，α為顯著性水平)，則原假設(shè)即被接受，否則拒絕原假設(shè)。

在M-K突變檢驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)2條曲線，即UF曲線和UB曲線。UF曲線是按照時(shí)間順序排列的統(tǒng)計(jì)量，UB曲線是按時(shí)間逆序排列的統(tǒng)計(jì)量，如果UF曲線和UB曲線在1.96與-1.96之間出現(xiàn)交點(diǎn)，且UF值達(dá)到顯著性水平臨界值，那么2條曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是突變開始的時(shí)間。

3 結(jié)果與分析

3.1 年最大日降水量

從近62年漢中市年最大日降水量的變化(圖1-a)來看，自1951年至今，漢中市年最大日降水量總體變化不大，略有下降趨勢(shì)，平均為69.7 mm。其中最大值出現(xiàn)在2008年(118.7 mm)，最小值出現(xiàn)在1960年(33.9 mm)。20世紀(jì)50年代滑動(dòng)平均值都為正距平；60年代滑動(dòng)平均值基本為負(fù)距平，1960年達(dá)到最低點(diǎn)；70年代初期到80年代中期又升到平均線以上，80年代末期開始到21世紀(jì)初5年又下降到平均線以下，自2006年又開始增加，到2008年達(dá)到1951年以來的最高值，呈現(xiàn)出明顯的“高-低-高-低-高”年際波動(dòng)變化趨勢(shì)。最近一次波谷出現(xiàn)在80年代末期開始到21世紀(jì)初5年，之后明顯上升，進(jìn)入新一輪波峰期。以x表示年份，y表示年最大日降水量，對(duì)漢中市1951-2012年年最大日降水量的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為y=-0.053 1x+174.9。圖1-b為62年間漢中市年最大日降水量的M-K突變檢驗(yàn)結(jié)果,從近62年來的時(shí)間尺度來看，UF曲線和UB曲線共有5個(gè)交點(diǎn)，分別出現(xiàn)在1957-1959年、2011-2012年，前者為下降轉(zhuǎn)折，后者為上升轉(zhuǎn)折，但都尚未達(dá)到顯著變化水平。

總體來看，1951-2012年漢中市年最大日降水量的線性變化不大，但在2006年以后，漢中市年最大日降水量隨時(shí)間的變化有明顯的增多趨勢(shì)，這是從20世紀(jì)80年代末到21世紀(jì)初5年低谷期的基礎(chǔ)上開始增多的，且這段時(shí)期距離現(xiàn)在比較近，對(duì)近期的降水事件影響比較大，因此為了更好地分析這一時(shí)期漢中市降水量的變化情況，從1987年開始重新進(jìn)行降水量的變化趨勢(shì)分析及M-K突變檢驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖1 1951-2012年漢中市年最大日降水量隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.1 Changes of daily maximum precipitation and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1951 to 2012

圖2 1987-2012年漢中市年最大日降水量隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.2 Changes of daily maximum precipitation and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1987 to 2012

從圖2-a可以看到，1987-2012年漢中市年最大日降水量總體呈增加趨勢(shì)(R2=0.110 1，相關(guān)系數(shù)尚未達(dá)到顯著水平)，增加速率為0.95 mm/年。其中在1987-1991年有下降趨勢(shì)，于1991年下降到最低點(diǎn)，后又開始表現(xiàn)出波動(dòng)性上升趨勢(shì)，到2008年達(dá)到1987年以來的最高值。以x表示年份，y表示年最大日降水量，對(duì)漢中市1987-2012年年最大日降水量的變化趨勢(shì)進(jìn)行似合，結(jié)果為：y=0.945 5x-1 823.5。對(duì)漢中市1987-2012年年最大日降水量進(jìn)行的M-K突變檢驗(yàn)(圖2-b)表明，UF與UB曲線有3個(gè)交點(diǎn)，均發(fā)生在2007-2009年，且UF曲線在2009年之后達(dá)到了顯著性水平的臨界值，說明從近26年的時(shí)間尺度來看，漢中市年最大日降水量在2007-2009年間發(fā)生了顯著增多突變。

3.2 年極端降水量

由圖3-a可以看出，近62年來，漢中市年極端降水量總體上略有減少趨勢(shì)，平均降低速率為-0.5 mm/年。以x表示年份，y表示年極端降水量，對(duì)漢中市1951-2012年年極端降水量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為：y=-0.500 8x+1 132.6。從5年滑動(dòng)平均曲線來看，20世紀(jì)50年代至60年代中期基本處于正距平；60年代中期至70年代中后期基本處于負(fù)距平；70年代中后期至80年代中后期又升高至平均值以上，其中1983年達(dá)到最高值499.6 mm，較多年平均值增加了359.3 mm；80年代中后期至21世紀(jì)初7年為明顯的波谷期，之后年極端降水量上升，進(jìn)入新一輪波峰期，呈現(xiàn)明顯年代際波動(dòng)變化。

從圖3-b的UF曲線可以看出，1951-1965年漢中市年極端降水量波動(dòng)性較大，UF和UB曲線在1954-1957年出現(xiàn)多個(gè)交點(diǎn)，反復(fù)出現(xiàn)上升和下降變化；2011年UF和UB曲線再次出現(xiàn)交點(diǎn)，說明年極端降水量出現(xiàn)了明顯的增多轉(zhuǎn)折。

對(duì)1987-2012年近26年來漢中市年極端降水量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，并進(jìn)行M-K突變檢驗(yàn)，結(jié)果見圖4。

圖3 1951-2012年漢中市年極端降水量隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.3 Changes of annual extreme precipitation and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1951 to 2012

圖4 1987-2012年漢中市年極端降水量隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.4 Changes of annual extreme precipitation and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1987 to 2012

對(duì)圖4-a的線性趨勢(shì)分析可知，漢中市年極端降水量自1987年以來隨時(shí)間的變化有顯著增加，增加速率為7.52 mm/年。以x表示年份，y表示年極端降水量，對(duì)漢中市1987-2012年年極端降水量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為：y=7.523 5x-14 933，R2=0.272 9，相關(guān)系數(shù)超過了顯著性水平。由圖4-bUF曲線的變化來看，漢中市年極端降水量的增加始于1991年，到2008年與UB曲線相交，2011年超過了顯著性水平0.05的臨界線，即漢中市1987年后的年極端降水量從1991年開始增多，于2008年出現(xiàn)了高值突變，至2011年高值達(dá)到顯著水平。

3.3 年極端降水日數(shù)

從圖5-a的線性趨勢(shì)可知，漢中市年極端降水日數(shù)自1951年以來總體線性變化不大，但略有下降趨勢(shì)。以x表示年份，y表示年極端降水日數(shù)，對(duì)漢中市1951-2012年年極端降水日數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為：y=-0.004 8x+11.479。通過圖5-a的5年滑動(dòng)平均來看，漢中市年極端降水日數(shù)在20世紀(jì)50年代至60年代中期基本為正距平，60年代中期到70年代中后期基本為負(fù)距平，70年代末至80年代中期回升到均值以上，1983年上升到最高點(diǎn)(7 d)，80年代中期到21世紀(jì)初7年又下降到均值以下，為典型的波谷期，自2006年開始漢中市年極端降水日數(shù)再次上升，到2009年超過均值線，2011年再次達(dá)到最高點(diǎn)(7 d)。

從圖5-b的UF曲線來看，1951-1971年漢中市年極端降水日數(shù)呈減少趨勢(shì)，1971-1984年表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，1984-2006年呈明顯的減少趨勢(shì)，1992年之后這種減少趨勢(shì)超過了顯著性水平0.05的臨界線，2007年再次上升。UF和UB曲線在顯著性水平0.05臨界線之間沒有交點(diǎn)，這說明漢中市年極端降水日數(shù)在此期間的變化未達(dá)到突變程度。

1987-2012年漢中市年極端降水日數(shù)的變化趨勢(shì)及突變檢驗(yàn)結(jié)果見圖6。由圖6-a可以看出，漢中市年極端降水日數(shù)在1987-2012年呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)，增加速率為0.1 d/年。以x表示年份，y表示年極端降水日數(shù)，對(duì)漢中市1987-2012年年極端降水日數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為：y=0.101 5x-201.37。從圖6-a中的3年滑動(dòng)平均來看，漢中市年極端降水日數(shù)自20世紀(jì)80年代末期到21世紀(jì)初7年都處于均值以下，2007年開始增加，且在2008年超過均值線，到2011年增加到最高點(diǎn)。對(duì)1987年以來年極端降水日數(shù)進(jìn)行的M-K檢驗(yàn)結(jié)果(圖6-b)表明，1987-1997年UF值逐漸減小，年極端降水日數(shù)呈減少趨勢(shì)，且在1991年達(dá)到顯著性水平；1997-2012年UF值逐漸增大，年極端降水日數(shù)呈增加趨勢(shì)，UF曲線與UB曲線在2010年出現(xiàn)交點(diǎn)，年極端降水日數(shù)出現(xiàn)明顯增多轉(zhuǎn)折，但在研究時(shí)間尺度內(nèi)尚未與0.05顯著性水平線出現(xiàn)交點(diǎn)，因此還不能判定其變化是否達(dá)到突變程度。

圖5 1951-2012年漢中市年極端降水日數(shù)隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.5 Changes of annual extreme precipitation days and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1951 to 2012

圖6 1987-2012年漢中市年極端降水日數(shù)隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.6 Changes of annual extreme precipitation days and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1987 to 2012

3.4 年極端降水強(qiáng)度

對(duì)漢中市1951-2012年年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間的變化過程及其M-K突變檢驗(yàn)分析結(jié)果見圖7。由圖7-a可知，1951-2012年漢中市年極端降水強(qiáng)度總體變化不大，線性趨勢(shì)線幾乎與均值線相持平，僅有極微弱的減弱趨勢(shì)，下降速率為-0.05 mm/年。對(duì)年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為：y=-0.054 1x+162.23，其中x表示年份，y表示年極端降水強(qiáng)度。從5年滑動(dòng)平均可以看出，漢中市年極端降水強(qiáng)度在1951-1959年基本為正距平，1960-1970年為負(fù)距平，1971-1984年為正距平， 1985-2005年又下降到均值以下，自2006年開始漢中市年極端降水強(qiáng)度明顯增加，到2008年超過均值線。

從圖7-b的M-K檢驗(yàn)結(jié)果來看，UF和UB曲線在1953-1957年于顯著性水平0.05臨界值之間有3個(gè)交點(diǎn)，說明該時(shí)期年極端降水強(qiáng)度波動(dòng)性較大;1988-1995年UF值減小，且達(dá)到了顯著性水平0.05臨界線，年極端降水強(qiáng)度減少趨勢(shì)顯著；1995-2007年UF值在顯著性水平臨界線附近波動(dòng)，2007年以后UF值又呈增加趨勢(shì)。

圖7 1951-2012年漢中市年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.7 Changes of annual extreme precipitation intensity and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1951 to 2012

對(duì)1987-2012年近26年來漢中市年極端降水強(qiáng)度的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，并進(jìn)行M-K突變檢驗(yàn)，結(jié)果見圖8。

圖8 1987-2012年漢中市年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間的變化及其突變檢驗(yàn)
Fig.8 Changes of annual extreme precipitation intensity and the Mann-Kendall test in Hanzhong from 1987 to 2012

圖8-a表明，漢中市年極端降水強(qiáng)度自1987年以來呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，上升速率為0.58 mm/d。以x表示年份，y表示年極端降水強(qiáng)度，對(duì)漢中市1987-2012年年極端降水強(qiáng)度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行擬合，結(jié)果為：y=0.583 5x-1 112.7，R2=0.030 6，相關(guān)系數(shù)未超過顯著性水平。從圖8-b的UF曲線可以看出，1987-1992年漢中市年極端降水強(qiáng)度呈明顯下降趨勢(shì)，1993年以后又呈上升趨勢(shì)，2006，2008和2011年UF與UB曲線多次出現(xiàn)交點(diǎn)，表明這段時(shí)間內(nèi)極端降水強(qiáng)度的波動(dòng)性較大，反復(fù)出現(xiàn)上升、下降變化，但總體上仍呈上升趨勢(shì)，并在2012年達(dá)到顯著性水平0.05臨界值。

4 結(jié)論與討論

本研究采用M-K非參數(shù)檢驗(yàn)方法對(duì)漢中市1951-2012年逐日降水量的4個(gè)極端降水指數(shù)進(jìn)行了趨勢(shì)分析和突變檢驗(yàn)，結(jié)果表明：1951-2012年的62年間，漢中市年最大日降水量、年極端降水量、年極端降水日數(shù)、年極端降水強(qiáng)度的變化情況基本一致，總體變化不大，但有微弱的減小趨勢(shì)，因此1951-2012 年漢中市極端降水呈微小減少趨勢(shì)，這與蔡新玲等[27]關(guān)于陜西地區(qū)降水量呈下降趨勢(shì)的研究結(jié)果大體一致，也與楊金虎等[28]中國(guó)西北東部地區(qū)極端降水事件呈減少趨勢(shì)的研究結(jié)果大體相同，只是在漢中市這種減少趨勢(shì)十分微弱，各項(xiàng)極端降水指數(shù)的線性趨勢(shì)線幾乎與均值線相持平。如果時(shí)間尺度進(jìn)一步加大，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這種減少趨勢(shì)并不存在，而年際波動(dòng)現(xiàn)象更為明顯，呈現(xiàn)明顯的“高-低-高-低-高”年際波動(dòng)變化。本研究還表明，漢中市各項(xiàng)極端降水指標(biāo)在20世紀(jì)50年代基本為正距平；60年代至70年代初為負(fù)距平；70年代初期到80年代中期又升高到平均線以上；在20世紀(jì)80年代中期至21世紀(jì)初，各項(xiàng)極端降水指標(biāo)均處于波谷期，極端降水明顯減少。但在2006-2008年前后至今，漢中市的年極端降水日數(shù)、年極端降水量、年極端降水強(qiáng)度均明顯或顯著上升，進(jìn)入了新一輪的極端降水波峰期。

短期內(nèi)極端降水的迅速增加容易引發(fā)洪水、泥石流、城市內(nèi)澇等自然災(zāi)害，嚴(yán)重的暴雨洪水可能會(huì)造成大面積的農(nóng)田作物淹毀，致使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。近年來，漢中市極端降水事件引發(fā)自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)有所增大。因此，必須高度重視漢中地區(qū)洪澇災(zāi)害的防范，加強(qiáng)預(yù)防和治理洪澇災(zāi)害的能力，并有效調(diào)控極端降水，以保證當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)生活和南水北調(diào)工程的順利進(jìn)行。

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Change in extreme precipitation during past 62 years in Hanzhong

WANG Meng,YIN Shu-yan

(CollegeofTourismandEnvironmentalSciences,ShaanxiNormalUniversity,Xi’an,Shaanxi710062,China)

【Objective】 The tendency of extreme precipitation in Hanzhong was studied to help local flood control,disaster mitigation and water resources regulation.【Method】 Based on the daily precipitation in Hanzhong from 1951 to 2012,the changes of extreme precipitation events were investigated using percentile threshold to group extreme precipitation events and through methods of moving average,Mann-Kendall test,and trend analysis.【Result】 In the past 62 years,the extreme precipitation and extreme precipitation days in Hanzhong fluctuated with a downward trend of -0.5 mm/year.But after 1987,various indexes of extreme precipitation showed increasing trends and annual extreme precipitation and extreme precipitation days increased significantly.The annual extreme precipitation increased linearly with the rate of 7.52 mm/year.During 2006-2008,annual maximum daily precipitation,annual extreme precipitation and extreme precipitation intensity in Hanzhong increased significantly.【Conclusion】 In the 21 century,the natural disaster in Hanzhong showed increasing tendency due to increase of extreme precipitation events.Thus,regulation and measures should be taken to prevent disaster.

precipitation;extreme precipitation;changes tendency;Mann-Kendall test;Hanzhong

2013-12-07

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“歷史時(shí)期漢江上游極端性氣候水文事件及其社會(huì)影響研究”(11AZS009)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41030637,41271108,41371029，41471071)；教育部博士點(diǎn)基金優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域項(xiàng)目(20110202130002)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(GK201301003)

王 蒙(1989-),女(蒙古族),河北秦皇島人,在讀碩士,主要從事環(huán)境變化與自然災(zāi)害研究。 E-mail：252373005@qq.com

殷淑燕(1970-),女,黑龍江木蘭人,教授,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事環(huán)境變化與自然災(zāi)害研究。 E-mail：yinshy@snnu.edu.cn

時(shí)間:2015-04-13 12:59

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.05.015

P426.61+4

A

1671-9387(2015)05-0208-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150413.1259.015.html