我国秋季相对湿度变化特征分析

陈震　王冠　王丹

摘要 利用NCEP相对濕度资料及EOF分解法对我国秋季相对湿度进行分析。结果表明，4个模态的方差贡献率分别为30.3%、11.8%、6.8%、5.9%。第一模态全国相对湿度偏低，东部地区尤为明显，且发生一次由湿度大转为湿度小的突变。第二模态自西向东呈“- + - +”的空间分布，1971年和1994年发生2次突变。第三模态自西南向东北呈“+ - +”的空间分布，相对湿度变化以多波动形式展现。第四模态与第三模态完全相反，呈“- + -”的空间分布特征。

关键词 相对湿度；NCEP资料；EOF分解法；河北唐山；秋季

中图分类号 P426.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）16-0173-02

Abstract Based on NCEP data from 1956 to 2015 and EOF analysis，the temporal and spatial distribution characteristics of autumn relative humidity in China were analyzed. Results indicated that there were four typical spatial distributions and the variance contribution rate of the first four modes were 30.3%，11.8%，6.8%，5.9%，respectively. In the first mode，the relative humidity of the whole country was low，especially in the eastern region，which had a sudden change from high to low.In the second mode，the spatial distribution of relative humidity showed“- + - +”from west to east and there were two sudden changes of relative humidity happened in 1971 and 1994.The third mode showed that the relative humidity from southwest to northeast was“+ - +”and the fourth mode showed inverse pattern.

Key words relative humidity；NCEP data；EOF analysis；Tangshan Hebei；autumn

相对湿度是表征空气含水多少的物理量，其大小将直接影响空气质量及能见度。裴玉芳等[1]指出海东市相对湿度年变化呈单峰分布，1月最小，9月最大，湿度变化与温度和风速成负相关关系。何 毅等[2]分析指出北疆盆地湿度逐年减小，南疆则略有上升，总体上经历了“增—减—增—减”的过程。王 满等[3]分析了河南烟区湿度变化，指出相对湿度存在3年和6年的短周期振荡。徐宗学等[4]认为西藏地区夏季“减湿”现象明显，春秋季“增湿”现象明显。

1 资料与方法

本文以美国大气环境中心NCEP/NCAR相对湿度资料为基础，用经验正交函数分解法（EOF）对相对湿度场进行分解。分解所得特征向量按方差贡献率排序，本文取前4个模态以及对应的时间系数进行分析。

2 结果与分析

第一模态（贡献率为30.3%）显示，除新疆西部、青海及四川空间系数为正值外（系数为0.03～0.06），我国大部地区空间系数均为负值，东部地区空间系数均在-0.08以下，见图1（a）。结合第一模态时间系数分析，相对湿度在时间上存在明显的突变特征，见图2（a）。20世纪50年代至70年代中期，时间系数基本为负值，全国相对湿度偏高。1956—1965年间时间系数振幅较大，说明相对湿度明显上升。1965年后系数绝对值明显减小，相对湿度上升减缓。1975年后时间系数基本为正值且逐年升高，表明相对湿度逐年下降。第一模态表明我国相对湿度全国变化一致，表现为先升高后降低，突变时间大致在1975年。

第二模态（贡献率为11.8%）自西向东呈“- + - +”的空间分布，见图1（b）。西部及华北地区为负值区，东北及中南地区为正值区。其中，西部地区有3个负值中心，华北地区仅有1个负值中心，位于唐山附近。时间系数表明1971年及1994年为2个突变年，见图2（b），1956—1971年时间系数为负值且逐年减小，这一阶段我国相对湿度呈自西向东“+ - + -”的分布特征，即西部和华北地区湿度大，中南及东北地区湿度小。1972—1993年时间系数基本为正，平均值在1.0以上。这一阶段相对湿度自西向东呈“- + - +”的空间分布，即西部和华北地区湿度小，中南及东北地区湿度大。1994年至今，时间系数为负值，空间分布与1956—1971年一致但变化强度更强。

第三模态（贡献率为6.8%）自西南向东北呈“+ - +”的空间分布，见图1（c）。东三省及河套地区分别有范围广、空间系数绝对值大（系数绝对值>0.08）的极值中心。由图2（c）可知，系数为正的年份（31年）多于系数为负的年份（28年）。1956—2015年，负系数集中在两端，正系数集中在中间。第三模态表明20世纪60—70年代及2000年至今相对湿度西南、东北地区小，中部地区相对湿度大。20世纪70年代至90年代末相对湿度西南、东北地区大，河套地区相对湿度较小。

第四模态（贡献率为5.9%）与第三模态呈相反的空间分布，见图1（d），即呈“- + -”的分布。西部及东北地区为负值中心，华北、华南地区为正值中心，系数值同样在0.08以上。时间系数绝对值先大后小，见图2（d），1961年和1966年是系数绝对值最大的2年，也是湿度变化最明显的2年。

3 结论

（1）第一模态全国呈“同一型”分布。空间系数全国大部为负值，负极值中心位于我国东部，范围广，数值低。时间系数表明相对湿度大致在1975年发生突变，由相对湿度增大转为相对湿度减小。

（2）第二模态自西向东呈“- + - +”分布。我国西部及华北地区相对湿度较其他地区偏小，尤其是东北地区。时间系数显示1971年和1994年相对湿度发生反相位突变。

（3）第三模态自西南向东北呈“+ - +”分布。西南地区的高原区及东北的平原区是系数为正的区域，河套一带则是大片负值区，相对湿度呈“两高夹一低”的分布形势。时间系数则表现为多波动变化，1997年及1998年是变化最强烈的2年。

（4）第四模态与第三模态完全相反，呈“- + -”分布。高原区与东北平原区为负值，中部及南部为正直区，空间分布呈“两低夹一高”分布形势。时间系数绝对值先大后小，表明相对湿度变化先强烈后缓和。

4 参考文献

[1] 裴玉芳，张启发，祁栋林，等.1961—2015年海东市相对湿度时空变化特征分析[J].现代农业科技，2017（8）：224-226.

[2] 何毅，杨太保，陈杰，等.1955—2012年南北疆气温、降水及相对湿度趋势分析[J].水土保持研究，2015（2）：269-277.

[3] 王满，许自成，苏永士，等.河南烟区近35年来相对湿度变化特征分析[J].环境科学与技术，2011（10）：93-99.

[4] 徐宗学，张玲，黄俊雄，等.西藏地区气温、降水及相对湿度的趋势分析[J].气象，2007（7）：82-88.endprint