1975—2014年本溪地区暴雨日数变化趋势分析

寇思聪+谭政华+杨艳超+韩梅

摘要 利用1975—2014年本溪地区4个国家地面气象站逐日降水资料，采用线性趋势系数法、Mann-Kendall突变分析法和Morlet小波分析法对本溪地区暴雨时空分布及变化规律进行分析。结果表明：1975—2014年间，本溪地区暴雨多发于7—8月，呈现南多北少的特点，中心位于西南部的草河口和东部的桓仁；年均暴雨日数5.2 d，年均影响范围8.4站次；40年间本溪地区年均暴雨日数年代际增長显著；暴雨日数年际变化较大，呈缓慢增长趋势；经突变分析发现，1984年前后暴雨日数发生突变，目前处在显著上升期内，但由小波分析发现未来5～10年本溪地区暴雨日数可能逐渐减少。

关键词 暴雨；变化趋势；突变；暴雨日数；辽宁本溪；1975—2014年

中图分类号 P426.61+4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）06-0210-02

Analysis on Change Trend of Rainstorm Days in Benxi Area From 1975 to 2014

KOU Si-cong 1 TAN Zheng-hua 1 YANG Yan-chao 2 HAN Mei 1

（1 Benxi Meteorological Bureau in Liaoning Province，Benxi Liaoning 117000； 2 Shaanxi Meteorological Service Center）

Abstract Based on the daily precipitation data from 4 meteorological stations in Benxi area from 1975 to 2014，linear trend analysis，Mann-Kendall analysis and Morlet wavelet analysis methods were used to study the temporal and spatial distribution and change trend of rainstorm days in Benxi area. The results showed that from 1975 to 2014，the rainstorm was more likely to appeare between July and August，more in south and less in north. The rainstorm center was located at Caohekou and Huanren. The annual rainstorm days were 5.2 days，and annual influence ranges were 8.4 stations. During 40 years，the decadal rainstorm days showed a significant increasing trend，the annual rainstorm days changed greatly，and increased slowly. With sudden change analysis，it was found that rainstorm days changed suddenly in 1984，rainstorm days are in rising period at present. Morlet wavelet analysis showed that rainstorm days might appear a declining period in Benxi area in the next 5-10 years.

Key words rainstorm；change trend；sudden change；rainstorm days；Benxi Liaoning；1975-2014

暴雨是我国最主要的自然灾害之一，常给国民经济和人民生命财产带来很大威胁。本溪所处的辽宁东南部山地与丘陵并存，地形复杂，该区域是辽宁省年降水量中心，也是辽宁省暴雨主要发生地之一[1-3]。有研究表明，气候变暖的背景下，辽宁夏季降水日数及大雨以上降水日数长期变化都有减少趋势，多雨年份往往伴随着暴雨过程的集中[4-7]；吉 奇等[8]指出，在暖干化趋势下，本溪可利用降水资源呈现随机减少趋势，而夏季可利用降水占全年降水总量的比重较大。因此，笔者以暴雨日数变化代表本溪地区暴雨过程集中度的变化，对其时空分布规律进行初步探讨，以期提高本溪地区暴雨预报准确率，进而减少暴雨带来的灾害损失。

1 资料与方法

利用1975—2014年本溪地区所辖4个国家地面气象站（本溪市区站、小市站、桓仁站、草河口站）20：00至次日20：00（北京时，下同）逐日降水资料，定义1个或以上站点日降水量≥50.0 mm即为1个暴雨日，定义1个站1 d降水量≥50.0 mm为1站次。主要采用线性趋势系数法[9-11]和Mann-Kendall突变分析法[12]对其进行分析。

2 结果与分析

2.1 空间分布

邹立尧等[13]研究表明，辽宁省东部丹东附近是整个东北区域的暴雨多发地，通过对1975—2014年本溪地区所辖4个站暴雨日数统计分析，可以看出靠近丹东的草河口站和桓仁站是本溪地区暴雨频发之地（图1）。主要是由于这2个站所在地理位置特殊，两站连线沿着长白山余脉南麓，呈东北西南走向，受到喇叭口地形辐合作用、迎风坡地形抬升作用共同影响，容易产生降水并放大降水量[7]。

2.2 时间变化

2.2.1 暴雨站次月际变化。和大多数辽宁城市一样，本溪暴雨也具有发生时段集中的特点[14]。1975—2014年间本溪地区暴雨共计335站次，均发生在每年6—10月；最早日期为1984年6月6日，最晚日期为1977年10月29日；7—8月暴雨共计295站次，占全年的88.06%（表1）。

2.2.2 暴雨日数年际变化。1975—2014年本溪地区暴雨日数共计208 d，年均暴雨日数5.2 d；影响范围335站次，年均影响范围8.4站次。暴雨日数年际变化较大，其中最多为12 d（1980年），最少为1 d（1980年、2014年），总体呈缓慢增长趋势（图2），20世纪90年代中期以后暴雨日数增多较明显。

2.2.3 暴雨日數年代际变化。对1975—2014年本溪各年代暴雨日数求平均后发现，本溪地区4个站各年代中平均每年均有1次或1次以上暴雨发生，再对其进行线性趋势分析后发现，年均暴雨日数年代际增长趋势明显，倾向率为0.50 d/10年，且通过α=0.05显著性水平检验，其中20世纪70—80年代增长率达到30.43%，80年代后增长率回落（图3）。目前在东北东部及本溪地区极端降水（大雨）日数逐渐减少的背景下[15-16]，本溪地区暴雨日数却显著趋于增多。

2.3 暴雨日数突变分析

对本溪年暴雨日数进行Mann-Kendall突变分析（图4），发现1983年以前UF线<0，说明1983年前暴雨日数为减少趋势；1983年之后UF线>0，说明暴雨日数呈现上升趋势，1996年以来该上升趋势超过了显著性水平0.05（u±0.05=±1.96）的临界线，暴雨日数增长迅速。在0.05临界线之间，UF线与UB线相交于1984年，说明本溪地区暴雨日数在1984年前后有一次明显突变，目前仍在上升期内。

2.4 暴雨日数周期变化

对本溪地区暴雨日数进行Morlet小波分析，发现在整个时间域上有10～15年的变化周期，并且振荡周期显著。此外，在20世纪80年代中期到90年代中期还存在5年左右的短周期，21世纪至今短周期变化不明显（图5），据此预计未来5～10年本溪逐渐进入暴雨日数少的阶段。

3 结论与讨论

1975—2014年间，本溪地区暴雨多发于7—8月，呈现南多北少的特点，中心位于西南部的草河口和东部的桓仁，暴雨日数共计208 d，年均暴雨日数5.2 d；影响范围共计335站次，年均影响范围8.4站次。40年间本溪地区年均暴雨日数年代际增长显著，线性倾向率为0.50 d/10年；暴雨日数年际变化较大，整体呈缓慢增长趋势。经Mann-Kendall突变分析发现，1984年前后本溪地区年暴雨日数增长发生突变，目前年暴雨日数在显著上升期内；但由于本溪地区年暴雨日存在10～15年显著振荡周期，预计未来5～10年本溪暴雨日数可能逐渐减少，是否会出现突变值得进一步讨论。

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