肇州降水集中度和集中期的气候特征分析

周明丽，娄德君

（1.大庆市气象局，黑龙江大庆163000；2.齐齐哈尔市气象局，黑龙江齐齐哈尔 161006）

肇州降水集中度和集中期的气候特征分析

周明丽1，娄德君2

（1.大庆市气象局，黑龙江大庆163000；2.齐齐哈尔市气象局，黑龙江齐齐哈尔 161006）

对近50年来肇州降水的集中度和集中期进行了计算分析，结果表明：近50年来，降水的集中程度有下降的趋势，集中期有提前的趋势。集中度和集中期分别存在着11a和14a左右的年代际尺度周期变化。肇州的年降水量呈下降趋势，肇州降水集中度和集中期与年降水量有很好的正相关性，年降水总量比较大的年份，降水集中程度相对较高。

降水；集中度；集中期

1 引言

暴雨干旱等灾害是黑龙江省的主要气象灾害[1-2]，给工农业生产和人民生活带来了严重影响，造成了巨大的经济损失。统计结果分析表明，随着20世纪以来全球变暖的进一步加剧，黑龙江省极端气候事件的强度呈进一步加强趋势[3]。通常对年或某季降水总量进行分析的方法不能反映出降水在时空不均匀分配的特点，而降水的不均匀分布往往是导致旱涝灾害程度较重的原因之一[4]。近20 a来，肇州的旱涝灾害发生程度和频数也有加重和增多的趋势，因此本文拟利用张录军等[5-6]提出的集中度（precipitationconcentration degree PCD）和集中期（precipitation-concentration period PCP）概念，来研究肇州地区年降水量集中程度的变化规律和特征，研究结果对提高旱涝灾害的预测能力，减少社会经济损失等具有重要的意义。

2 资料和方法

本文选取大庆地区资料序列年限较长并具有代表性的肇州站作为代表站进行研究分析。所用资料为肇州1961～2008年的逐日降水资料，计算得到历年72候的降水量，并进行降水集中度和集中期的分析。

单站降水集中度（PCD）和集中期（PCP）的定义如下：[5]

3 肇州年降水量集中度和集中期的气候特征

3.1 年降水量随时间演变特征

图1为1961～2008年肇州年降水量随时间的变化曲线。计算及绘图分析可以得出，肇州多年平均的降水量为448.9 mm，肇州降水总体上呈下降趋势，近50 a减少了约26 mm，线性递减趋势系数为5.4 mm/10 a，减少幅度略高于黑龙江省平均的1961～2008年降水递减趋势系数4.2 mm/10 a。年降水量的变化具有阶段性特征，1980年代以前，降水量在平均值附近小幅震荡，1980年代之后，降水量年际变化幅度明显增大，降水减少趋势显著，通过了置信度水平0.05的显著性检验。降水量极大和极小值年份偏多，说明1980年代后极端降水事件有增多的趋势。

3.2 降水集中度和集中期随时间演变特征

图1 1961～2008年肇州年降水量随时间的变化曲线

对肇州年降水量集中度和集中期进行计算和分析可以得出（见图2），肇州多年平均的PCD值为0.73，明显高于黑龙江省多年平均的PCD值0.67，变化范围在0.6～0.84之间，PCP多年平均为40候，与黑龙江省多年平均PCP值相当，变化范围在36～44候之间，两者均呈现下降趋势。线性递减趋势系数分别为PCD 0.01/10 a、PCP 0.3候/10 a，下降趋势都没有通过0.05置信度水平的显著性检验。

图2 肇州降水集中度（左）和集中期（右）的逐年变化曲线

由图2可以看出，PCD变化具有阶段性特征并且年际变化明显，1960年代中期以前，PCD值略大，1960年代中期以后至1980年代以前PCD明显偏低，1980年代初中期有明显增大，之后下降趋势比较明显，极小值年明显增多。PCP的变化的阶段性特征也很明显。在所研究的时间段内有三个偏早期和三个偏晚期。1960年代初中期PCP在均值附近震荡，1960年代末期至1970年代初期、1980年代初中期、1990年代末期PCP偏晚，其余时间以偏早为主，尤其是2001年以来，PCP偏早显著。1961～2000年40 a内PCP值小于37候的只有3 a，而2001年之后仅8 a的时间就出现了5 a在37候。可以看出，近些年来，肇州年降水的集中程度有减弱趋势，集中期也有明显提前的趋势。3.3集中度和集中期的多时间尺度结构特征

上述分析可以发现，PCD和PCP都具有阶段性变化特征，因此做Morlet小波变换（见图3）来分析二者的多时间尺度结构特征。由图3可以看出，PCD主要存在11 a左右的年代际尺度周期变化，1990年代中期以后还存在3 a左右的周期。PCP主要存在14 a左右的年代际尺度周期变化，1970年代中期以后还分别存在6 a和3 a左右的年际尺度周期变化。

3.4 降水集中度和集中期与年降水量的相关分析

降水集中度和集中期可以反映研究时段内降水的集中程度和合成后的总体效应，那么集中度和集中期与年降水量的关系到底是怎么样的呢？我们可以通过二者与年降水量的相关关系来得到。计算可知PCD与年降水量有很好的正相关性，相关系数为0.394，通过了置信度水平0.01的显著性检验。说明降水集中度的变化对肇州的降水有很好的指示作用，这与对黑龙江省降水集中度与年降水量相关关系所得出的结论以及文献6的分析结论是一致的。PCP与年降水量的相关系数为0.197，没有通过显著性检验。这与黑龙江省年降水总量与PCP呈正相关的结论有所差异。

图3 肇州降水集中度（左）和集中期（右）的Morlet小波变换

4 结论

通过对肇州1961～2008年降水集中度和集中期的计算分析，可以得到以下结论。

（1）近50 a来肇州年降水量总体上呈下降趋势，线性递减趋势系数为5.4 mm/10 a。年降水量的变化具有阶段性特征，1980年代后极端降水事件有增多的趋势。

（2）1961～2008年肇州降水的集中程度呈下降的趋势，集中期有提前的趋势，集中度1980年代后、集中期1990年代末期以后下降或提前的趋势更加明显。集中度和集中期分别存在着11 a和14 a左右的年代际尺度周期变化

（3）降水集中度与年降水量有很好的正相关性，年降水总量比较大的年份，降水集中程度相对较高。

[1]王东海,钟水新,刘英，等.东北暴雨的研究［J］.地球科学进展,2007,22（6）:549-560.

[2]娄德君.近50年来黑龙江省的冷暖和旱涝变化［D］.南京信息工程大学硕士学位论文.

[3]娄德君,李治民,王冀，等.近50 a齐齐哈尔市极端气候事件特征分析［J］.黑龙江气象,2009（1）:5-7.

[4]孙凤华,杨素英,任国玉.东北地区降水日数、强度和持续时间的年代际变化［J］.应用气象学报,2007,18（5）:610-618.

[5]Zhang Lujun,Qian Yongfu.Annual distribution features of the yearly precipitation in China and their interannual variations.Acta Meteorologica Sinica,2003,17（2）:146-163.

[6]张录军，钱永甫.长江流域汛期降水集中程度和洪涝关系研究［J］.地球物理学报,2003,47（4）:622-630.

Climate Characteristic Analysis to the Mass Precipitation and the Period of Mass Precipitation in Zhaozhou County

ZHOU Ming-li1,LOU De-jun2
（1,Daqing Municipal Meteorological Bureau Hei Longjiang Daqing 163000;2,Qiqihaer Municipal Meteorological Bureau,Hei Longjiang Qiqihar 161006）

in this article,the precipitation and the period of precipitation were analysed in recent 50 years in Zhaozhou county,the result showed that the mass precipitation was descending,and the period of mass precipitation was advancing tendency,and the mass precipitation and the period of mass precipitation showed the 11 years and 14 year's periodicity respectively.The annually precipitation in Zhaozhou expressed descending tendency,and also,between the mass precipitation、the period mass precipitation and the annual precipitation expressed the positive interrelation,the more the annual precipitation,the more the mass precipitation!

precipitation；mass precipitation；period of the mass precipitation

P458.1+21

A

1002－252X（2010）02－0005－02

2010－3－6

周明丽（1976-），女，黑龙江省肇源县人，黑龙江省委党校，本科生，工程师.