李雙錦　王麗玉　李　昕

浦城縣近70年來降水變化分析

李雙錦1王麗玉2李昕3

（1.福建省氣象信息中心福建福州350008；2.福建省氣象臺福建福州350008；3.成都信息工程大學四川成都610025）

文章根據(jù)1951年—2020年浦城縣70年逐日降水資料，采用線性傾向估計、累積距平法和Mann-kendall檢驗法，對浦城縣降水變化趨勢及突變情況進行了分析。結(jié)果表明：浦城縣年降水量變化相對穩(wěn)定，總體上呈弱增加趨勢，氣候傾向率為0.006 mm/10 a；四季降水量變化也趨于減少，其中夏季和秋季減少幅度最大；全年大于0.01 mm、大于5.0 mm和大于10.0 mm的降水日數(shù)呈下降趨勢，而大于25.0 mm的降水日數(shù)呈上升趨勢，全年暴雨日數(shù)有減少的趨勢。Mann-Kendall法檢驗浦城縣降水在2011年—2020年存在交點，但沒有發(fā)生a=0.05顯著性水平的變化。

降水趨勢；線性傾向估計；Mann-Kendall檢驗法；浦城

在全球變暖的背景下，各地暴雨等極端天氣頻繁出現(xiàn)，次數(shù)不斷增加，不同地區(qū)降水的時空變化趨勢也不同。降水是造成一個地區(qū)洪澇、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害的首要因素，對農(nóng)作物的生產(chǎn)具有重要影響，因此分析歷年降水特征對氣象防災(zāi)減災(zāi)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義，也一直是氣象領(lǐng)域的熱點問題。當前我國氣候變化趨勢與全球變化基本一致，氣溫普遍上升，降水量變化的區(qū)域特征明顯[1]。

浦城縣地處海洋性氣候和大陸性氣候的分界地帶，接近大陸性氣候，是典型的亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)。浦城縣近70年的年平均氣溫為17.6 ℃，最高氣溫42 ℃（2003年），最低氣溫﹣8.0 ℃（1955年），年平均降水量1 772.5 mm，年平均日照時數(shù)1 799.6 h。由于季風氣候的不穩(wěn)定性和地形地貌復(fù)雜，浦城縣災(zāi)害性氣候頻繁發(fā)生，如高溫熱害、低溫冷害、干旱、洪澇、雪災(zāi)、冰雹、風災(zāi)等。文章根據(jù)浦城縣氣象臺統(tǒng)計的1951年—2020年的降水資料，對浦城縣近70年的降水變化趨勢、突變進行分析，以期為浦城縣優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境管理、水資源合理利用與匹配、防御干旱災(zāi)害提供參考。

1 資料與方法

根據(jù)浦城縣氣象觀測站1951年—2020年的逐日降水統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算出月降水量、四季降水量和年降水量，對浦城縣近70年的降水變化進行分析。

目前分析降水趨勢的方法有很多，如累積距平法、線性傾向估計法、Mann-kendall檢驗、Spearman階相關(guān)檢驗、小波分析等。線性傾向估計法的優(yōu)點是可以定性分析趨勢變化，檢驗序列數(shù)據(jù)的顯著性。Mann-kendall檢驗法的優(yōu)點是序列數(shù)據(jù)不需要遵循一定的分布，幾乎不受異常值的干擾，因此計算過程相對簡單。累積距平法可根據(jù)曲線的波動判斷其長期演化趨勢和連續(xù)變化，得出突變時間。文章主要采用滑動平均法、累積距平法、Mann-kendall檢驗法等對浦城縣的降水量進行分析[2]。

按照氣候?qū)W上常用的方法進行季節(jié)劃分，3月—5月為春季、6月—8月為夏季、9月—11月為秋季、12月—次年2月為冬季。

2 浦城縣近70年降水量變化分析

2.1 年降水量變化特征分析

根據(jù)浦城縣1951年—2020年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用線性估計法和滑動平均法分析降水量的變化趨勢，采用Mann-Kendall趨勢檢驗法分析顯著性水平，結(jié)果如圖1（a）所示。由圖1（a）可知：近70年浦城縣年降水量相對穩(wěn)定，變化趨勢不明顯，其氣候傾向率為0.006 mm/10 a，年降水量為1 103.8 mm～2 591.4 mm，平均值為1 772.5 mm。降水量年際間變化較大，1951年降水量最多，為2 591.8 mm，1971年降水量最少，為1 103.8 mm，僅為最多年份的43%。近70年中，多雨年份有19年，少雨年份有24年，正常年份有27年。多雨時期為1951年—1954年和2014年—2017年，而1955年—1958年和1963年—1967年是浦城縣歷史上降雨最少的兩個時期。對比降雨最少的前后兩個時期可以看出，后期持續(xù)時間和發(fā)展程度增強，年降水量負距平值大于前期。

為了分析浦城縣降水階段性變化特征，采用累積距平法進行分析，結(jié)果如圖1（b）所示。由圖1（b）可知：1951年—1954年，曲線呈上升趨勢，浦城縣處于多雨期；1955年—2009年，曲線呈波動式下降，浦城縣以少雨占優(yōu)勢；2010年—2020年曲線呈上升趨勢，處于多雨期。由此可知，浦城縣的降水在1951年—2020年期間大致經(jīng)歷了“多雨-少雨-多雨”的階段性變化。

2.2 季節(jié)降水量變化特征分析

從季節(jié)降水量變化來看，浦城縣春季（=-2.111 2+774.28，2=0.049 6）、冬季（=-0.061 9+229.19，2=0.000 2）降水量呈減少趨勢，而夏季（=2.248 4+547.63，2=0.047 9）、秋季（=0.209 9+205.05，2=0.002 1）降水量呈增多趨勢。春、夏、秋、冬四季降水量變化趨勢的氣候傾向率分別為-21.112 mm/10 a、22.484 mm/10 a、2.099 mm/10 a和0.619 mm/10 a，降水量增多集中在夏季，秋季降水量減少最為明顯。一年中降水主要集中在3月—7月，其降水量占全年的68%。四季降水量分布不均，春、夏、秋、冬四季降水量分別占全年的39.5%、35.5%、12.1%和12.8%。

2.3 降水日數(shù)、暴雨日數(shù)的變化特征分析

2.3.1 降水日數(shù)變化特征

浦城縣1951年—2020年大于0.1 mm降水日數(shù)歷年平均為170 d，大于5.0 mm降水日數(shù)歷年平均為80 d（占總降水日數(shù)的47%），大于10.0 mm降水日數(shù)歷年平均為54 d（占總降水日數(shù)的31.8%）。經(jīng)線性回歸分析，大于0.1 mm降水日數(shù)（=-0.227 3+178.2，2=0.063 8）呈減少趨勢，其氣候傾向率為-2.273 d/10 a，近70年減少15.9 d；大于5.0 mm降水日數(shù)（=-0.028 4+81.135，2=0.002 4）呈減少趨勢，其氣候傾向率為-0.284 d/10 a，近70年減少2 d；大于10.0 mm降水日數(shù)（=-0.005 8+53.793，2=0.000 1）呈減少趨勢，其氣候傾向率為0.058 d/10 a，近70年減少0.4 d；而大于25.0 mm降水日數(shù)（=0.036 4+18.93，2=0.014 4）則呈上升趨勢，其氣候傾向率為0.364 d/10 a，近70年增加2.5 d。

2.3.2 暴雨日數(shù)變化特征

浦城縣1951年—2020年累計暴雨日數(shù)為392 d，多年年平均暴雨日數(shù)為5.6 d；暴雨日數(shù)（=-0.008 5+5.901 9、2=0.003 6）呈減少趨勢，其氣候傾向率為-2.273 d/10 a。暴雨日主要出現(xiàn)在4月—7月，其中6月最多，70年來累計142 d，12月最少，僅有1 d（2013年12月16日日降水量達62.9 mm）。由表1可知，暴雨日數(shù)年代際間差異較小，日數(shù)最多的為20世紀50年代，達74 d，日數(shù)最少的是20世紀70年代和80年代，各42 d。隨年代變化，暴雨日數(shù)呈“多-少-多”的變化趨勢。

表11951年—2020年年代際暴雨日數(shù)

年代暴雨日數(shù)/d年代暴雨日數(shù)/d 1951年—1960年741991年—2000年56 1961年—1970年582001年—2010年57 1971年—1980年422011年—2020年63 1981年—1990年421951年—2020年392

3 降水變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

由上文分析可知，浦城縣年降水量變化比較穩(wěn)定，總體上表現(xiàn)為弱增加趨勢，四季季節(jié)降水量趨于減少，其中秋季減少幅度最大。春、夏、秋、冬四季降水量占全年降水量的比例分別為39.5%、35.5%、12.1%和12.8%。春夏季極易因為強降水而引發(fā)洪澇災(zāi)害，而秋季降水量的減少可能會造成干旱災(zāi)害，從而給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不同程度的影響。

3.1 干旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

干旱會使得田間水分大幅減少，土壤濕度較低，會對水稻、棉花、玉米等農(nóng)作物的正常生長造成不利影響。如水稻一旦遭受旱災(zāi)，若灌溉不及時，會導致其生長發(fā)育不良，植株矮小，影響正常分蘗，使得穗數(shù)以及穗粒數(shù)減少，千粒重有所下降，最終會影響水稻產(chǎn)量。

3.2 洪澇對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

浦城縣多雨期發(fā)生在3月—7月，尤其是春季和夏季常出現(xiàn)大雨、暴雨天氣，經(jīng)常會給農(nóng)田造成澇漬災(zāi)害，影響農(nóng)作物的健康生長發(fā)育。夏季是夏收夏種關(guān)鍵階段，玉米、瓜果等作物處于成熟、收獲關(guān)鍵期，一旦遭遇強降水天氣，勢必會給農(nóng)戶造成嚴重損失。

4 結(jié)論

（1）浦城縣年降水量變化比較穩(wěn)定，總體上表現(xiàn)為弱增加趨勢，20世紀50年代至70年代，降水量逐漸減少，20世紀70年代至80年代降水量達到最少，20世紀80年代至21世紀降水量開始有所增加。

（2）浦城縣近70年的四季季節(jié)降水量趨于減少，其中夏季和秋季減少幅度最大，春季和冬季減少幅度最小。夏季降水量從20世紀90年代到21世紀開始增加，進入21世紀20年代增加趨勢最明顯。

（3）浦城縣降水變化會引起干旱、洪澇災(zāi)害頻發(fā)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重影響。

[1]巢清塵,嚴中偉,孫穎,等.中國氣候變化的科學新認知[J].中國人口·資源與環(huán)境,2020(3):1-9.

[2]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預(yù)報技術(shù)[M].北京:氣象出版社,2007:36-70.

S161.6

A

2095-1205(2021)10-27-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.10.12

李雙錦（1969- ），男，漢族，福建仙游人，本科，工程師，研究方向為資料審核分析應(yīng)用。