潮州市汛期降水变化特征分析

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　　摘 要：利用潮州市气象观测站1980—2019年降水量等资料，采用线性趋势、累积距平、Mann-Kendall等方法，分析潮州市汛期降水变化特征。结果表明，潮州市2006—2008年出现汛期降水量峰值，20世纪80年代末—90年代中期左右出现低谷;前后汛期降水量波动明显，从近40a来看，前后汛期表现不一，前汛期增加趋势明显，后汛期则表现为不明显的下降趋势;突变检验表明，汛期降水量在2012年出现了突变点，说明在2012年出现了明显的增加趋势。
　　关键词：汛期降水;气候变化;Mann-Kendall法;潮州市
　　中图分类号：S16       文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200530045
　　引言
　　工业革命以来人类活动对自然的干扰加剧，温室气体排放增多，大气污染日益严重，影响了气候变化的速率。在总体气候变暖的背景下，不同气候要素的表现也出现了分化，与人类密切相关的降水量也出现不同的变化，由此导致自然水循环出现了变化，水资源的时空分布发生变化。作为作物生长必需的一个重要要素，降水量可以帮助了解地球上各地作物生育发展的趋势[1-5]。
　　目前，已有一些学者[6-11]对广东省降水量做了一定研究，研究发现广东省降水量具有年际变化特征，且在20世纪90年代出现极端降水，降水明显增加，前汛期和后汛期降水年际变化很大，总体呈现负相关，从降水量总体来看处于明显增加趋势，但有明显的年际振荡特征，局部地区还出现了异常增多的趋势。潮州市位于广东省第2大平原潮汕平原，属于亚热带季风气候，雨量充沛，汛期降水占全年降水量80%以上，整个汛期雨热同期，是潮州粮食作物的主要生育期。因此，笔者对潮州市汛期降水变化进行研究，以为本区域内作物的水资源调配提供依据，以期提高区域内气候资源利用效率。
　　1 资料和方法
　　本文数据来源于潮州市气象观测站1980—2019年的逐月降水量资料，以4—9月为潮州市的汛期，4—6月为潮州市的前汛期，7—9月为潮州市的后汛期[12]。
　　应用气候倾向率的方法[13]，分析潮州市逐年汛期降水量、前汛期降水量和后汛期降水量变化趋势。运用累计距平来分析潮州市40a来汛期降水量、前汛期降水量和后汛期降水量的变化特征。用距平大于标准差2倍以上来分析潮州市汛期降水量、前汛期降水量和后汛期降水量的年季变化的异常特征。利用Mann-Kendall法[13]对汛期降水量、前汛期降水量和后汛期降水量进行突变检验。
　　2 结果分析
　　2.1 汛期降水量的气候变化趋势
　　2.1.1 汛期降水量的逐年变化
　　图1为潮州市1980—2019年汛期降水量的逐年变化及线性趋势图，图1中粗实线为潮州市汛期降水量与时间序列的线性拟合，相关系数R为0.2828，通过α=0.2显著性检验，可以得出近40a潮州市年汛期降水量的增加趋势较为显著。图2是潮州市1980—2019年前汛期降水量逐年变化曲线与线性趋势图，粗实线是潮州市汛期降水量与时间序列的线性拟合，相关系数R为0.1312，通过α=0.5显著性检验，说明近40a潮州市前汛期降水量增加趋势还是比较明显的。图3为潮州市1980—2019年后汛期降水量逐年变化曲线与线性趋势图，粗实线是潮州市汛期降水量与时間序列的线性拟合，相关系数R为0.09，未通过显著性检验，说明近40a潮州市后汛期降水量减少的趋势不是很明显。潮州市近40a汛期降水量总体是较为明显增加的趋势，近40a潮州市前后汛期降水量趋势的表现不一。
　　
　　2.1.2 汛期降水的年际变化趋势
　　图4是潮州市汛期降水量累积距平的时间序列。潮州市汛期降水量1980—1990年一直处于波动性下降的趋势，一直到20世纪90年代中后期处于波动的状态，21世纪一直持续到2008年潮州市汛期降水量一直处于增加的趋势，之后到2012年又开始减少，近几年处于多波动期。图5是潮州市前汛期降水量累积距平的时间序列，潮州市前汛期降水量1980—1987年一直呈现为多波动的状态，一直到2004年一直处于减少的状态，2005—2019年又开始呈现明显的波动性上升趋势。图6是潮州市后汛期降水量累积距平的时间序列，潮州市后汛期降水量1980年—20世纪80年代末都是持续下降的趋势，20世纪90年代初—2008年一直处于增加趋势，一直到2019年都是波动性下降的趋势。整体来看，潮州市汛期降水量、前汛期降水量与后汛期降水量的峰值出现在2005—2010年之间，低谷的时间分布各不相同，近几年都是呈现较为波动的状态。
　　
　　2.2 汛期降水量的异常分析
　　本文采用距平大于标准差2倍以上的来分析潮州市近40a来汛期降水量、前汛期降水量与后汛期降水量的异常特征。
　　从表1中可以看出，潮州市近40a汛期降水量、前汛期降水量与后汛期降水量出现异常偏少的年份都出现在21世纪以后，异常偏多的年份都出现在20世纪90年代末—21世纪初。前汛期降水量出现了1次异常偏少的年份，异常偏少的年份为2002年，比40a平均值偏少391.2mm;后汛期降水量异常偏多和偏少的年份各有1次，偏多的年份为1997年，比40a平均值偏多435.8mm，偏少的年份是2014年，比多年平均值偏少488.7mm。
　　潮州市近40a蒸发量出现了2次异常偏多的年份，分别是2006年和2008年，分别比40a平均值多出679.9mm和546.1mm，没有出现异常偏少的年份。从异常分析来看，2006年汛期降水量出现异常偏多时，前后汛期降水量比常年值偏多368.7mm和329.3mm，2008年汛期降水量出现异常偏多时，前后汛期降水量比常年值偏多317.7mm和228.5mm。由此可见，单一的前汛期降水量或后汛期降水量异常并不会导致整个汛期降水量出现异常，汛期降水量异常只能为前后汛期降水量共同明显偏多或偏少的情况下。 　　
　　2.3 汛期降水量变化趋势突变检验
　　运用Mann-Kendall方法检测1980—2019年汛期降水量、前汛期降水量与后汛期降水量时间序列的突变状况。汛期降水量的UF和UB曲线相交之后UF曲线出现了上升趋势，在2012年超过0.05临界线，2012年是汛期降水量出现突变的起始年份;前汛期降水量的UF和UB曲线也出现了多个交点，UF曲线在2006年超过0.05临界线，所以2006年是前汛期降水量出现突变的起始年份;在后汛期降水量的UF和UB曲线出现了多个交点后UF曲线在2010年超过0.05临界线，2010年是后汛期降水量出现突变的起始年份。
　　
　　3 结论
　　潮州市汛期降水量增加趋势明显，2006—2008年出现汛期降水量峰值，20世纪80年代末—90年代中期出现低谷;前后汛期降水量波动明显，从近40a来看，前后汛期表现不一，前汛期增加趋势明显，后汛期则表现为不明显的下降趋势。
　　潮州市年蒸发汛期降水量出现了2次异常偏多的年份，分别为2006年和2008年，主要是由前汛期降水量与后汛期降水量出现明显偏多造成的，前汛期或后汛期出现异常的年份并未导致当年的汛期降水量出现异常。
　　对潮州市汛期降水量、前汛期降水量与后汛期降水量进行突变检验，三者都出现了突变点，夏汛期降水量的突变点出现在2012年，前汛期的突变点出现在2006年，后汛期的突变点出现在2010年。
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　　（责任编辑 贾灿）
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