1960-2017年含山县降水变化特征分析

王鹏　刘周华　付敏　奚立信

摘要 利用1960-2017年降水资料，通过统计分析、累积距平法和小波分析，研究58年来含山县降水量和降水频次的变化特征。结果表明，自1960年以来，含山县降水量、降水频次总体而言均呈上升趋势，同时表现出周期振荡变化。通过小波分析发现，在年际变化过程中，含山县降水量存在着15～25年、8～10年、3～5年的周期振荡特征，降水频次存在着18～32年.8～17年的周期变化特征。

关键词 降水量;降水频次;变化特征;小波分析;安徽含山;1960-2017年

中图分类号 P426.61*1

文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2019）08-0192-02

20世纪80年代以来，全球气候变暖逐渐成为当今社会普遍关注的热点问题，受其影响，全球气候产生了明显变化。降水作为主要的气象要素，是气候变化的重要表征之一，对城市内涝、农业发展、大气污染等生态环境变化有着深远的影响，在我国着力推进生态文明建设，大力加强农业发展的当今，研究降水变化特征，可以反映当地的气候变化规律，有助于加强气象为农、防灾减灾服务，为政府部门提供重要的决策参考。另外根据研究表明，在全球气候变暖的大趋势下，我国区域降水的变化波动较大。因此，加强气象资料本地化应用、研究区域降水的变化特征具有重要的现实意义。

含山县地处长江下游北岸，属北亚热带温润性季风气候，气候资源丰富。近年来，农林牧渔业发展迅速，因而研究当地的降水变化特征，对于当地农作物种植、气象防灾减灾服务等具有重要的参考作用。

1资料与方法

降水量和降水频次是降水变化特征的重要表征。降水量可以反映出研究区域在目标时间段内降雨强度上的多寡情况，降水频次可以反映出降水频率的分布特征。本文采用含山县国家气象站1960-2017年共计58年降水日观测资料作为基本研究资料，分析研究含山县降水量和降水频次的变化特征，并对其未来发展趋势做出预测。

为达到研究目的，本文对含山县58年来降水量和降水频次进行了统计分析，并结合累积距平法得出含山县降水基本特征和变化趋势，最后利用小波分析法探究年降水量和降水频次周期变化特征。小波分析是基于傅里叶变换的理论基础发展而成的变换分析方法1。由于小波分析可以揭示出时间序列问题中的多种变化周期，充分反映系统在不同时间尺度中的变化趋势，对系统未来发展趋势进行定性估计，故小波分析常被用于时间序列和事件频率规律的描述。因为降水变化有着明显的时间序列特征，所以越来越多的，人开始使用小波分析来研究降水时域特征。在小波分析中，小波系数等值线图可以反映出研究系统不同时间尺度的周期变化及其在时间域中的分布，进而可以判断出在不同时间尺度上的未来变化趋势4-51。小波方差图可以用来确定研究系统年际变化的主周期。

2结果与分析

2.1年降水量随时间变化趋势

由图1可知，含山县1960-2017年间年降水量有明显波动，根据趋势线可以看出，年降水量总体呈上升趋势。根据统计结果，1991年降水量最大，达到I867.1mm，较年平均降水量1090.4mm偏多71.2%;1978年降水量最小，仅为505.1mm，较年平均降水量偏少53.7%。

根据1960-2017年含山县降水量累积距平分析（图2）可以看出，自1962年开始，年降水量呈下滑趋势，1981年左右出现上升波动，整体呈现出减少一增加一～减少的波动走向。2017年前的累积距平走势呈上升状态，因而可以推测出未来一段时间，含山县年降水量将继续增加。

1960-2017年含山县降水量小波分析（图3）反映了含山县1960-2017年降水量的周期振荡情况及突变情况。通过分析小波系数等值线图可以发现，含山县年降水量在年际尺度上存在明显的周期变化。总体来说，在降水量的年际变化过程中，含山县存在着15～25年8～10年、3～5年的周期振荡特征。同时，根据1960-2017年含山县降水量小波变换方差（图4）可以看出，含山县存在3个明显的峰值，依次对应着22年.9年、3年的时间尺度。其中，最大峰值对应着22年的时间尺度，为降水量年际变化的第一主周期，第二峰值对应着9年的时间尺度，为降水量年际变化的第二主周期。此外，2017年后振荡周期未闭合，所以含山县2018年降水量仍处于偏多期，与上述分析结果一致。

2.2年降水频次随时间变化趋势

1960-2017年含山县降水频次统计分析（图5）反映了含山县1960-2017年间年降水频次的变化趋势。可以看出，1960-2017年含山县年降水频次呈现出波动上升的趋势，并且根据统计结果，其年均降水频次为119d;最高值在2003年，年降水频次为146d，较平均值偏多22.7%;最小值在1978年，年降水频次为88d，较平均值偏少26.1%。

通过对1960-2017年含山县降水频次累积距平分析（图6）可知，在1980年前后，含山县降水频次达到最低，在1980年之前，含山县降水频次总体呈下降趋势;1980年以后，降水频次呈现出增加一减少一增加的周期波动走向，且在1980年以后共出现3个极大值年份（1985年、1991年、2003年）、3個极小值点（1988年、1998年、2013年）。此外，2017年尚处于降水频次增加的趋势中，由1980年后的变化趋势可以推测出未来一段时间含山县降水频次将继续增加。

由含山县1960-2017年降水频次小波分析结果（图7）可以看出，1960-2017年含山县降水频次的周期振荡和突变情况。经过分析可知，在降水频次的年际变化过程中，含山县存在着18～32年、8～17年的周期变化特征。同时，根据1960-2017年含山县降水频次小波变换方差（图8）可以看出，含山县明显存在2个峰值，依次对应着14年、28年的时间尺度，其中，最大峰值对应着28年的时间尺度，为降水频次年际变化第一主周期。此外，2017年后降水频次振荡周期处于开放状态，所以含山县2018年降水频次仍处于偏多期，与上述分析结果一致。

3结论

（1）通过对1960-2017年含山县降水量、降水频次的

了统计分析得出，含山县58年来降水量降水频次总体，上均呈上升趋势。

（2）通过累积距平分析和小波分析发现，含山县58年来降水量降水频次均表现出周期振荡变化。在年际变化过程中，含山县降水量存在着15～25年8～10年3～5年的周期振荡特征，降水频次存在着18～32年、8～17年的周期变化特征。

（3）根据分析结果可以预测出含山县2018年降水量、降水频次均处于偏多期。

4参考文献

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