李 鹏
(呼和浩特市气象局,内蒙古 呼和浩特 010020)
本研究选取呼和浩特市的6个国家级气象观测站(呼市南郊、武川、土左旗、托县、和林、清水河),利用1981-2010年的逐日降水数据进行研究,所有数据均来自中国气象局数据库。采用翟盘茂百分位法来确定6个自动气象站极端降水事件的阈值,选取1981-2010年中任意一年中逐日降水量按照升序顺序排序,将各年份序列中顺位第90个百分位上的30个降水量值取平均,定义为该值作为该地极端强降水时间的阈值,当该站某日降水量级超过了此阈值,就可以认定当日出现了极端降水时间。
呼和浩特市降水阈值在10.7~15.5 mm/d,最大值出现在呼和浩特市区和土左旗,最小值出现在北部区武川县,两者相差4.8mm。从总体降水分布来看呼和浩特地区极端降水阈值分布除武川较小外其他地区没有明显区别,均值约为14.8mm,超过中雨(10mm)量级,量级较小。
2.2.1 降水极端事件的年际变化
呼和浩特市极端降水日数在20世纪90年代和2005年前后,基本高于平均值,近30年的其他时候普遍低于平均值,这说明90年降水极端事件的日数是偏多的,最大值出现在2003年的11.5天,最小值出现在2007年,仅有3.6天,但总体看极端降水日数的年际变化波动较大,无明显趋势变化。呼和浩特市极端降水量呈下降趋势,年际波动较大,线性拟合率为-4.99 mm/10a,幅度较为明显。通过滑动平均可以看出极端降水量呈先增后减的态势变化。90年代以前极端降水量平均较低,90年代缓慢上升、保持平稳,进入21世纪后下降回落,研究极端降水日数和极端降水量发现两事件的变化基本相同。
呼和浩特市雨日天数总体呈现高-低-高-低的变化态势,年际波动较大,变化幅度不明显,总体来看,近30年雨日天数以0.33d/10a在增加,对持续干旱天数的研究表明,持续干旱天数年际波动较大,特别是90年代以后,最大值出现在2004年80.7天,最小值出现在2003年36天,说明呼市地区降水年际波动不规则影响持续干旱天数变化波动大,总体来看,近30年来持续干旱天数以0.39d/10a的速度在减少。
2.2.2 降水极端事件变化的空间分布
极端降水日数呈现出南北增、中部减的特征分布,其范围为-0.52-0.67d/10a,虽然呼市市区为-0.08d/10a的下降趋势,但幅度太小、几乎不变,最大增幅为托克托县0.67 d/10a,最大降幅为北部武川县-0.52 d/10a。对极端降水量的研究发现,除托克托县以6.13mm/10a的幅度在增长以外,其他地区都呈现下降趋势,降幅为-0.80--17.43mm/10a,其中南部区清水河县降幅最大,为-17.43mm/10a,其次为北部区武川县的-11.02mm/10a,结合极端降水日数特征发现,和林和土左旗均为日数增加,降水量减少,说明两地极端降水平均单次降水强度有所减少。
呼和浩特市持续干旱日数大部分呈现出减少的趋势,只有呼市市区呈现出3.65d/10a的趋势在增加,清水河增幅较小,为0.60d/10a,其余都为较少趋势,范围在-0.21~-4.82d/10a,其中降幅最大的地区为土左旗-4.82d/10a,其他都在-1d/10a以下。对雨天日数的研究发现,呼和浩特市雨天日数呼市市区和武川县为减少趋势,其余为增加趋势,最大增幅为和林县1.47d/10a,最大降幅为呼市市区-0.85d/10a。
年平均降水量和年极端降水量相关度非常好,相关系数达到0.955,经过检验二者达到了0.01的显著水平。
年平均降水量与年极端降水日数之间的相关度也非常高,相关度系数为0.901,其回归方程的P值达到了0.01的显著水平。