安康市近45年汛期降水变化特征分析

李静睿，李定安，刘佩佩，张向荣

(1.安康市气象局，陕西安康　725000；2.宝鸡市气象局，陕西宝鸡　721006)



安康市近45年汛期降水变化特征分析

李静睿1，李定安1，刘佩佩1，张向荣2

(1.安康市气象局，陕西安康725000；2.宝鸡市气象局，陕西宝鸡721006)

摘要：利用安康市1969—2013年汛期(5—10月)日降水量资料,分析安康汛期降水的变化特征。结果表明:安康市汛期降水量年际变化整体呈增多趋势，线性倾向率为7.47 mm/10 a，但各区县不完全一致；汛期各月降水量，5、7、8月为增多趋势，6、9、10月为减少趋势。通过Morlet小波分析，发现安康市汛期降水量1975—1985年表现为准4 a的周期变化，1996—2008年表现为2～3 a周期变化且显著性较高，除旬阳县外各区县在20世纪90年代中后期以后年际变化较为剧烈。安康市汛期暴雨整体呈南多北少分布，紫阳县为安康市的降水中心和暴雨中心，安康市除岚皋县外其他区县的暴雨呈增加趋势。

关键词：安康；汛期降水；特征分析；暴雨

在全球气候变暖的背景下,气候研究在全球变化研究中有着重要的地位与作用,对中国区域气候变化规律、变化趋势的研究一直是中国气象界所关注的重大研究课题[1]。在气候变化中,气温、降水的异常经常导致气象灾害的发生,二者起着主导作用[2]。而在全球各种自然灾害造成的损失中洪涝占40%,可见水灾损失的严重性[3]。洪涝灾害的发生不但与降水量有一定的关系,在很大程度上还与降水在时间上的分布不均有关。安康地处陕西省最南端，北依秦岭,南靠巴山，有河谷盆地、浅山丘陵和中高山区三种地貌,地形复杂,兼具北亚热带和暖温带气候特征[4]，暴雨是当地主要的灾害性天气之一，易造成洪涝灾害，引发山体滑坡和泥石流等次生灾害，对经济发展和人民生活等有很大影响，特别是短历时暴雨危害更大[5]。安康处于汉江上游，暴雨洪涝灾害对汉江中游也有一定影响。安康市降水，尤其是暴雨主要集中在汛期,因此有必要分析安康市汛期降水，特别是暴雨天气发生规律及变化特征，以期为汛期准确预报暴雨天气和防灾减灾提供参考依据。

1资料与方法

数据采用1969—2013年汛期(5月1日—10月31日)安康市10区县台站逐日降水资料(A文件资料)，定义安康全市日降水量为10区县日降水量的平均值，同时定义单站某日24 h(20—20时，北京时)降水量≥50 mm记为该站1次暴雨，安康市汛期年暴雨站次为各站暴雨频次之和。运用数理统计分析安康市及10区县汛期降水的空间分布特征，运用5点平滑和一元线性回归方法对安康市汛期降水的时间变化规律和趋势变化进行研究，利用Morlet小波[6]分析方法分析其周期性，用Mann-Kendall检验[7]进行突变分析。

2汛期降水时间变化特征

2.1年际变化

1969—2013年45 a间，安康市年平均汛期降水量达746.61 mm，占全年降水的83.93%。从图1可看出，安康市汛期降水变化为“增加—减少—增加—减少—增加—减少”的波动过程，整体呈增多趋势，变化倾向率为7.47 mm/10 a,1983年最多为1 099.1 mm，1997年最少为455.46 mm。安康市汛期降水量1969—1983年为增多趋势，其中1974—1977年略有减少；1983—1999年为减少趋势；2000—2011年为增多趋势；2012—2013年为减少趋势。1995—2013年安康市汛期降水量年际变化剧烈。

因安康市地形复杂，各区县的气候背景不同，其降水量变化趋势也差别较大。由表1可看出，除岚皋县、旬阳县汛期降水量表现为减少趋势外，其他各县区均为增多趋势。其中，紫阳县的增多趋势最为明显，旬阳县的减少趋势最为显著，镇坪县的变化幅度最小。

图1　1969—2013年安康市汛期降水年际变化趋势图

mm/10 a

2.2月变化

安康市45 a间月平均降水量7月最多为167.52 mm，9月次之为133.27 mm，10月最少为81.25 mm。通过对汛期各月降水资料做5点平滑和趋势分析，可以得到：6、9、10月安康市降水总体表现为减少趋势；5、7、8月表现为增多趋势。5月降水量(图2a)的气候倾向率最大达6.99 mm/10 a，通过5点平滑可以看出，年代际间的变化趋势表现为“增多—减少—增多—减少—增多”5个较为明显的变化阶段：1969—1978年呈增多趋势，1979—1982年呈减少趋势，1983—1988年呈增多趋势，1989—1999年为减少趋势，且年际间的变化较大，2000年以后表现为增多趋势。9月降水量(图2b)的气候倾向率为-10.618 mm/10 a，通过5点平滑可以看出年代际间的变化趋势变化主要表现为“减少—增多—减少—增多—减少”5个较为明显的变化阶段：1969—1980年呈减少趋势，1981—1985年呈增多趋势，1986—2001年减少趋势较为明显，从2002年开始又逐年增多，尤其在2008年以后增多幅度尤其明显，但2013年又明显减少。

图2　1969—2013年5月(a)和9月(b)安康市降水变化趋势图

2.3周期变化

在对安康市汛期降水的变化趋势分析过程中发现其存在一定的周期变化，故运用Morlet小波分析方法对其周期性进行分析。由图3a可以看出，安康市汛期降水在1975—1985年表现为准4 a的周期变化，在1996—2008年表现为2～3 a周期变化且显著性较高。同时通过对安康市降水变化的突变分析(图略)可以看出，安康市汛期降水没有明显的转折出现，整体处于波动期，说明安康市的汛期降水气候特征比较稳定。

对安康市十区县来说：石泉县(图3b)、宁陕县、汉滨区、白河县存在相似的周期变化，即在20世纪70年代中期到80年代中后期表现为准4 a的周期变化，20世纪末到2008年左右存在2～3 a的周期震荡，在2005年前后的显著性最高。汉阴县、岚皋县、平利县存在相似的周期变化，在20世纪90年代中期到21世纪初存在3～4 a的周期震荡，另外1997—2008年左右有2～3 a的周期震荡，且其显著性最高。同时，研究发现安康市十区县除旬阳县在1995年后的周期变化显著性相对较小外，其他区县在1995年后短周期震荡显著且存在多周期变化。而紫阳县在2005年后表现为5～6 a的较长周期震荡，故在1997年后紫阳县一直呈现汛期降水增多趋势。

宁陕县、石泉县、汉滨区、旬阳县、白河县地处秦岭南部迎风坡，在安康市位置相对偏北，且石泉县、汉滨区、白河县位于汉江河谷地带，这些相似的地理气候背景导致其汛期降水量有相似的周期变化。汉阴县、岚皋县、平利县、镇坪县地处巴山北麓，在安康市位置相对偏南，有相似的高山丘陵气候背景，故存在相似的汛期降水量变化周期。

阴影区为通过α=0.01的显著性检验；虚线为边界影响线图3　1969—2013年汛期平均降水量小波分析能谱(a安康市,b石泉县)

3汛期降水和暴雨空间分布特征

从图4可看出，安康市汛期降水量的分布整体为南部多北部少，从717.7～1 041.5 mm不等，其中紫阳县最多，旬阳县最少。汛期年平均降水中心在紫阳县，为898.2 mm；白河县最少，为612 mm。从表4可以看出，安康市暴雨整体也呈南多北少分布，且全市7月出现暴雨的频次最多；紫阳县不仅是降水中心，同时也是暴雨中心，暴雨累计发生频次达155次；旬阳县累计发生频次最少为53次。安康市暴雨年平均发生频次为20.9站次，安康市暴雨站次呈增多趋势，变化倾向率为0.86站次/10 a。对各区县而言，除岚皋县为减少趋势(变化倾向率为-0.57次/10 a)外，其他各区县汛期暴雨均为增多趋势，其中石泉的变化倾向率最大，为0.99次/10 a。总体而言，安康市西北部北依秦岭的石泉，东南部南接巴山的镇坪，以及地处大巴山深处的紫阳同属高山站，受地形影响其出现暴雨的频次相对较高。

图4　1969—2013年安康市汛期降雨量空间分布图(单位：mm)

区县名最大日降水量/mm出现时间暴雨频次/次大暴雨频次/次宁陕县304.52003-08-29914石泉县119.81992-08-13947汉阴县163.71998-08-141078紫阳县179.31974-08-0315513汉滨区142.81982-07-21835岚皋县134.92010-07-181142平利县112.41997-07-04842镇坪县174.22004-07-161036旬阳县116.61975-08-09535白河县99.41977-07-17550

5结论

(1)1969—2013年45 a间，安康市平均汛期降水量达746.61 mm，整体呈波动增多趋势，变化倾向率为7.47 mm/10 a；安康市汛期降水气候特征比较稳定，没有明显的突变。安康十区县除岚皋县和旬阳县外, 汛期降水量均为增多趋势。

(2)安康市汛期降水1975—1985年表现为准4 a周期变化，1996—2008年表现为2～3 a周期变化且显著性较高。宁陕县、石泉县、汉滨区、白河县汛期降水存在相似的周期变化，汉阴县、岚皋县、平利县存在相似的周期变化。同时，1995年后安康市除旬阳县的周期变化的显著性相对较小外，其他区县短周期震荡显著且存在多周期变化。

(3)近45 a全市汛期各月降水量，5、7、8月总体表现为增多趋势，6、9、10月为减少趋势，其中5月和9月变化最明显,变化趋势率分别为6.99 mm/10 a和-10.618 mm/10 a。汛期暴雨主要集中在7月，且除岚皋县外，各区县暴雨呈增多趋势。

(4)安康市汛期降水量整体呈南部多北部少分布，紫阳、石泉、镇坪等高山站出现暴雨的频次相对较高，其中紫阳既是安康的降水中心，也是暴雨中心。

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基金项目：天门市气象局创新基金项目201201

作者简介：成道(1984—)，男，汉族，湖南衡南人，学士，工程师，主要从事农业气象研究。

收稿日期：2015-08-10

文章编号：1006-4354(2015)06-0014-04

中图分类号：P468.027

文献标识码：A