1994—2014年淮安市降水特征分析

王腾飞，乔前东，夏网萍，卢 波，陈佳义

(1.江苏省淮安市淮安区气象局，江苏淮安 223200；2.江苏省淮安市气象局，江苏淮安 223001;3.江苏省涟水县气象局，江苏涟水 223400)



1994—2014年淮安市降水特征分析

王腾飞1，乔前东1，夏网萍2，卢 波1，陈佳义3

(1.江苏省淮安市淮安区气象局，江苏淮安 223200；2.江苏省淮安市气象局，江苏淮安 223001;3.江苏省涟水县气象局，江苏涟水 223400)

根据1994—2014年淮安市盱眙、金湖、淮安区、洪泽、淮阴区、涟水6站降水资料，统计分析近21年来淮安市降水变化特征。结果表明，近21年淮安市降水分布特征为南多北少，年降水主要分布在6—8月；Mann-Kendall突变检验显示，近21年淮安市年降水量从1996年起呈显著上升趋势；而暴雨过程主要发生在6—8月，占暴雨过程总数的84.4%；暴雨过程降水量南部高于中北部，而日降水强度则北部高于南部。

降水；暴雨；Mann-Kendall检验；特征分析；淮安市

淮安市地处苏北腹地，淮河下游，降水充沛，但在近年来全球变暖、气候变化的大背景下，暴雨频繁出现，区域内农田积涝、城市内涝现象时有发生，暴雨强降水对农业生产、城市建设以及地区发展有越来越显著的影响。前人对全国乃至江苏省内区域年代际降水特征已展开了大量的研究[1-5]，结果表明近50年来江苏省年降水量呈缓慢上升趋势，但近年乃至未来有下降趋势。为了进一步针对性地研究淮安地区近年来降水情况，更好地服务于该地区农业生产、城市建设和社会发展，笔者根据淮安市6个代表站点1994—2014年日降水量数据，采用算术平均、加权平均、M-K非参数检验[6]等方法，对近21年来淮安地区降水变化特征进行分析，以期为降水资源利用、积涝内涝排除提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况 淮安市地处江苏省北部中心地域，位于黄淮平原和江淮平原，地势平坦，地形地貌以平原为主。境内河湖交错，水网纵横，京杭大运河、苏北灌溉总渠、淮河入海水道等9条河流在境内纵贯横穿，全国五大淡水湖之一的洪泽湖大部分位于该市境内。全市受季风气候影响，四季分明，雨量集中，雨热同季，冬冷夏热，春温多变，秋高气爽。气温分布基本呈南高北低状。

1.2 数据与方法

1.2.1 数据来源。资料选取淮安市6个国家站1994—2014年日降水观测资料，资料完整连续。日降水量≥0.1 mm为降水日，月降水量由逐日降水量统计得出。定义日降水量≥50 mm为暴雨日，对全市2个站点同时出现50 mm以上降水过程的，视为全市出现一次暴雨过程，通过对站点资料进行加权平均得到淮安市暴雨日数和多年平均暴雨量。

1.2.2 分析方法。根据日降水实况资料对1994—2014年淮安市6个站点降水时空分布特征进行统计分析，运用算术平均方法对时间序列进行统计分析，利用加权平均方法对区域分布进行分析，并通过ArcGIS绘图。对月降水量等级的判断，采用计算降水距平百分率(ΔR)。

2 降水时空特征分析

2.1 月际变化 淮安市各地年降水量多年平均为906.00～1 007.00 mm，降水分布特征是南部多于北部，东部多于西部。1994—2014年淮安地区全年降水主要分布在夏季(6—8月)，3个月降水量占全年的56.5%，且月降水量最大值也均出现在这3个月，以7月最为突出，降水量达240.38 mm；春秋两季降水量相差不大，两季降水量占全年的34.8%，其中秋季略多；冬季降水相对最少，占全年的8.7%，其中1月降水量最少，为24.73 mm。 1994—2014年多年平均月降水量极值相差较大，特别是在冬季(12月—次年2月)，最小降水量约0，月最大降水量达92.31 mm，9月最大值达219.04 mm，而最小降水量为3.63 mm，变化幅度较大，3—10月整体变化幅度相对平稳(图1)。

从表1可以看出，近21年淮安市5、7—8、12月降水量正常年份较多，其中5月降水量有11年为正常年份；而1、6、10、11月异常年份明显高于其他月份，其中10月异常年份最多，11月异常偏少年份远高于其他月份。整体分析来看，除正常年份外，21年中大部分降水量等级均属于偏少或显著偏少，而在异常年份部分，异常偏多年份数高于异常偏少年份。

图1 1994—2014年淮安市降水月分布Fig.1 The monthly distribution of rainfall in Huaian City during 1994-2014

表1 1994—2014年淮安市月降水量异常年份

2.2 年际变化 由图2可见，1994—2014年淮安市年际降水量曲线起伏较大，多年平均降水量为977.13 mm，最大年降水量出现在2003年，达1 399.48 mm，最小值出现在2004年，为564.23 mm。1994—2004年年降水量变化幅度较大，而2005—2014年年际变化相对较小，年降水量基本维持高位，其中1994—2004年平均降水量为915.82 mm，2005—2014年平均降水量为1 044.56 mm。21年来淮安市历年年降水距平波动显著，共有11年降水量呈现负距平，10年呈现正距平分布。其中2003、2004年是正负距平相差最大的2个年份，分别达43%和-42%；其余各年正负距平分布范围均为-30%～30%，其中，0～10%的有3年，10%～20%的有6年，20%～30%有10年，由此可见，近21年淮安市年际降水距平正负变化范围基本在30%。

图2 1994—2014年淮安市年降水量(a)及其距平百分率(b)分布Fig.2 Annual precipitation(a)and percentage of anomaly(b)in Huaian City during 1994-2014

2.3 区域分布 从图3可看出，淮安市年降水量1994—2004年呈现南北部较多、中部较少的趋势，南部的盱眙、金湖以及北部涟水、淮阴区降水量较多，中部洪泽、淮安区相对较少，其中最多降水量为淮安南部盱眙县的1 028.98 mm，最少为洪泽的943.90 mm。盱眙县位于淮安市南端，淮河下游，洪泽湖南岸，雨量充沛。淮安南部的金湖由三湖环绕，年降水量也达980.20 mm。而2005—2014年降水量区域分布则呈现出南部较多、北部较少的趋势。整体而言，近21年淮安市区域间的降水分布不均，南多北少，前10年少于近10年。

图3 1994—2004年(a)和2005—2014年(b)淮安市降水量区域分布Fig.3 Regional distribution of rainfall during 1994-2004(a)and 2005-2014(b) in Huaian City

2.4 M-K突变检验 经分析(图4)，近21年淮安市年降水量整体呈逐年上升趋势，未经过显著性检验；年降水量变化在1996年存在突变且经过显著性检验，说明淮安地区年降水量在1996年后转为上升趋势；2013年前后存在2个突变点，但受限于样本容量，突变趋势并不显著。

图4 1994—2014年淮安市年降水量M-K突变检验Fig.4 M-K mutation test of annual rainfall in Huaian City during 1994-2014

3 暴雨时空分布特征

3.1 月际变化 淮安地区每逢夏季主汛期，暴雨时有发生，1994—2014年降水达到暴雨等级以上次数累计达109次，平均每个站点每年出现49次暴雨过程。暴雨过程主要发生在6—8月，共计发生92次暴雨过程，占全部统计值的84.4%，以7月最多，占总数的38.5%(图5a)。由此可见，淮安地区暴雨时段季节分明，对于农业生产和城市防涝排涝而言，需要着重考虑夏季农业用水和防汛工作。暴雨过程在春秋季节相对较少，21年里仅有17次，占总次数的15.6%，冬季未发生暴雨过程，暴雨按月分布不均匀，季节性非常显著。

从多年平均暴雨量逐月分布(图5b)来看，最高平均暴雨量在7月，达146.2 mm，6、8月分别达108.1、123.6 mm，降水量高值集中于6—8月；5月暴雨日月平均降水量略低于4月，全年月平均降水量分布不均。据统计，南部站点最早出现暴雨强降水过程提前于北部站点30 d，南部的盱眙、金湖、洪泽在3月就出现暴雨过程，而偏北部的淮安区、涟水、淮阴区则在4月才出现暴雨降水过程。

3.2 年际变化 由图6可见，1994—2014年淮安地区暴雨过程年降水量年际分布不均匀，变化较大；暴雨降水量最多年份为2007年，达559.2 mm，2000年为次多值，达546.9 mm，最少降水量为2004年的63.1 mm，历年平均暴雨降水量为275.8 mm。单日暴雨降水量为65.9～224.0 mm，最大暴雨日降水量(224.0 mm)发生在2006年，最小量年份为2004年，平均值为132.8 mm。近21年淮安市暴雨日数年际分布变化较大，2007年出现最多，为37 d，2004年最少，为5 d，平均每年出现暴雨日20.9 d，其中高于25 d的有5年，≤5 d的有1年。1996—2007年暴雨日数几乎一直维持在20 d以上，而从2008年开始趋势趋于平缓，暴雨日数显著减少。

图5 1994—2014年淮安市暴雨次数(a)和暴雨量(b)逐月分布Fig.5 Rainstorm occurrence times(a)and rainfall(b)monthly distribution in Huaian City during 1994-2014

图6 1994—2014年 淮安市暴雨(a)和暴雨日数(b)年变化Fig.6 Rainstorm(a)and rainstorm days(b)annual change in Huaian City during 1994-2014

3.3 区域分布 1994—2014年淮安市各站点暴雨降水量分布整体呈南部高、中北部略低的趋势，其中暴雨日数各站点之间相差不大，淮阴区、盱眙、淮安区、洪泽、金湖、涟水分别为84、75、67、71、67、76 d。年平均最大日暴雨量分布呈现北部较高、南部偏低的趋势，盱眙、金湖、涟水、淮阴区分别为162.1、139.2、170.3、174.9 mm，可见暴雨总降水量南部高于中北部，而暴雨日降水量北部高于南部(图7)。

图7 1994—2014年淮安市暴雨日降水量空间分布Fig.7 The spatial distribution of rainfall in Huaian City during 1994-2014

4 小结

(1)1994—2014年淮安市降水量平均为906～1 007 mm。降水分布特征南多北少、东多西少，全年降水主要分布在6—8月。淮安市降水量年代际变化较大，多年平均降水量为977.13 mm，最大年降水量达1 399.48 mm，最小值为564.23 mm。淮安市年平均降水量地区分布不均，整体呈现南部多、北部少的趋势。

(2)Mann-Kendall突变检验发现，近21年淮安市年降水量呈逐年上升趋势，年降水量从1996年突变起呈显著上升趋势。

(3)1994—2014年暴雨次数累计达109次，暴雨过程主要发生在6—8月，共计发生92次暴雨过程，占全部统计值的84.4%；暴雨过程月平均降水量分布不均。淮安市南部站点最早出现暴雨强降水过程提前于北部站点30 d，南部在3月份就出现暴雨过程，而偏北部站点则在4月份才出现暴雨降水过程；暴雨日数最多为37 d，出现在2007年，最少为5 d，出现在2004年；暴雨过程总降水量南部高于中北部，而暴雨日降水量北部高于南部，这为研究淮安市农田积涝、城市内涝问题以及降水资源的调拨运用提供参考。

[1] 刘洪兰，张强，胡文超，等.1961-2011年西北地区春季降水变化特征及其空间分异性[J].冰川冻土，2013，35(4)：857-864.

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[4] 邝美娟，谢红霞，隋兵，等.湖南省近50年降水特征分析[J].水土保持研究，2013，20(5)：145-149.

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[6] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999.

The Precipitation Characteristics in Huaian City during 1994-2014

WANG Teng-fei1, QIAO Qian-dong1, XIA Wang-ping2et al

(1.Huaian District Meteorological Bureau, Huaian, Jiangsu 223200; 2. Huaian Meteorological Bureau, Huaian, Jiangsu 223001)

Precipitation data from 6 stations of Xuyi, Jinhu, Huaian, Hongze, Huaiyin, Lianshui were used to analyze the variation characteristics of precipitation in Huaian during the period from 1994 to 2014. The results showed that the precipitation in the south of Huaian was more than that in the north of Huaian. The main precipitation was concentrated from Jun. to Aug.; the annual precipitation of Huaian City had a significant upward trend since 1996, according to Mann-Kendall mutation test. The main rainstorm process occurred from Jun. to Aug., accounting for 84.4% of the total number of heavy rain process; rainstorm precipitation in southern area was higher than that in the north, but the daily precipitation in the north was more than that in the south.

Rainfall; Rainstorm; Mann-Kendall test; Feature analysis; Huaian City

王腾飞(1989- )，男，江苏涟水人，助理工程师，从事气象服务与应用气象研究。

2016-10-28

S 161.6

A

0517-6611(2016)36-0206-04