舟曲县近45a降水变化特征分析

王涛 李小霞 李刚 杨春芽 何涛 赵宣鼎 欧阳丽婷

摘要 分析舟曲县1975—2019年降水量观测数据得出：近45 a舟曲县年降水量总体趋于减少，其中，春、秋及冬季降水量与年降水量变化趋势一致，夏季则趋于减少;采用M-K突变检验和累计距平分析，舟曲县年降水量在1994年和2010年出现突变，1994年降水量突变减少，2010年降水量突变增多;舟曲县年降水量集中在夏季，以8月降水最多，日降水量≥30 mm的降水天气在8月发生频率达41%;舟曲县伏旱出现率最高，春旱次之，春末夏初旱最低，且春旱发生频次和强度趋于增强。

关键词 降水量;变化特征;突变检验;干旱

中图分类号：P426.6 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）03–0092–02

舟曲县隶属甘肃省甘南藏族自治州，地处西秦岭岷、迭山系与青藏高原边缘，是典型高山峡谷地貌，“一江两河（白龙江、拱坝河、博峪河）”贯穿其中，地形地貌复杂。境内气候垂直差异明显，河川地带气候温暖湿润，高山地带则较寒冷，为温带季风气候，自然灾害频繁，山高谷深，石头多，坡陡土薄水流急，荒山荒坡、水土流失、泥石流、滑坡是舟曲的自然现状，是“5·12”特大地震、“8·8”泥石流灾害和南峪乡江顶崖滑坡灾害重灾县[1]。近年来，舟曲县自然灾害频繁，降水是导致灾害的主要诱因之一，因而研究舟曲县历史降水变化规律和未来演变趋势对今后舟曲县防灾减灾和社会经济发展具有重要意义[2]。

1 资料与方法

选取舟曲国家气象观测站1975—2019年降水资料，采用数学统计方法、一元线性估计、M-K突变检验、累计距平法等分析方法，借助Microsoft Excel、MATLAB等软件对舟曲县近45 a的降水数据进行分析探讨。

2 结果与分析

2.1 降水量变化趋势分析

2.1.1 年降水量 舟曲县1975—2019年降水量平均为433.1 mm，年最大降水量为581.0 mm（2019年），年最小降水量为296.3 mm（2016年、图1）。从年降水量曲线看，1975—1999年降水量波动幅度较大，年度降水量差异大;2000—2015年波动幅度小，年度降水量较稳定。从5 a滑动平均线看，1975—1993年降水量主要在历年平均值上方小幅波动，降水量相对稳定充沛;1994—2011年降水量在历年均值下方波动，降水量相对贫乏;2011年后降水量又增多。1991—1996年降水量呈现明显下降趋势，1997年后降水量呈波动式上升。近45 a来，降水量总体呈减少趋势，倾向率为-2.2 mm/10 a（图2）。

2.1.2 季降水量 舟曲县近45 a春季降水量年际波动幅度大，最大值為165.7 mm（2002年），最小值为46.9 mm（2004年）。从5 a滑动平均线看，1975—1992年降水量在历年平均值上方小幅波动，降水量稳定充沛;1993—2012年降水量主要在历年平均值下方波动，降水量减少;2013年后降水量远离历年平均值，呈现增多趋势;1991—1996年降水量则明显下降。近45 a春季降水量总体呈轻微上升趋势，气候倾向率0.781 mm/10 a。

舟曲县近45 a夏季降水量呈较大幅度的波动式下降，降水量年际差异大[3]。夏季降水量最大值和最小值均随时间呈下降趋势，最大值为373.1 mm（1984年），最小值为83.8 mm（2016年）。从5 a滑动平均线看，1975—1994年降水量在历年平均值之上小幅波动，降水量稳定充沛;1995年后降水量在历年平均值之下波动，降水量贫乏。1992—1997年降水量趋于明显下降。总体上夏季降水量呈下降趋势，气候倾向率为-7.829 mm/10 a。

舟曲县近45 a秋季降水量呈显著上升趋势，气候倾向率为4.956 mm/10 a。秋季降水量波动较大，最大值为164.9 mm（2014年），最小值为56.3 mm（1987年）。从5 a滑动平均线看，1975—1982年和1997年后降水量明显上升，降水量稳定增加;1983—1987年和1990—1996年降水量呈下降趋势，降水量减少。

舟曲县近45 a冬季降水量最大值为19.2 mm（2016年），最小值为0.5 mm（1977年），总体呈上升趋势，气候倾向率为0.525 mm/10 a。1980—1995年冬季降水量波动幅度较大;2002、2016、2018年，冬季降水量显著远离历年平均线，较历年平均值分别偏多184%、216%、231%。此外，1996年后冬季降水量波动幅度减小，且大多数年份降水量少于历年平均值，降水量贫乏。从5 a滑动平均线看，1975—1999年降水量呈先增后减趋势;2000年后降水量波动幅度增大，为先上升后下降再上升。进入21后世纪后，冬季降水量贫乏，但异常偏多降水量增多。

2.2 Man-Kendall突变分析

采用Man-Kendall非参数统计检法对1975—2019年舟曲县降水量突变特征进行检验，1975—1983、1986—1992和1994年后降水量有下降趋势，尤其是2002—2005、2007—2011年UF曲线超过临界值，说明下降趋势显著;1984—1985、1993—1994年降水量趋于上升（图2）。由于UF、UB曲线在置信区间不止一个交点，对近45 a舟曲县年降水量作累计距平分析得出，降水量在1994年和2010年发生2次突变，其中1994年降水量突变减少，2010年降水量突变增多。

2.3 降水强度分析

舟曲县一年中降水集中在5—9月。1975—2019年舟曲县日降水量达≥50 mm降水过程有3次，均在8月。分析舟曲近45 a日降水量≥30 mm降水得出，日降水量≥30 mm的降水共32次，其中8月最多为13次，概率为41%;其次是6月为8次，概率25%;7月7次，概率为22%;9月3次，概率为9%;5月仅1次，概率为3%，其他月份未出现。

2.4 气象干旱分析

1975—2019年舟曲县共发生春旱15次，发生率33%;春末夏初旱5次，发生率11%;伏旱33次，发生率73%。近45 a舟曲县春旱发生率增加，强度增大;春末夏初旱较少，但强度增加;伏旱发生率高且较稳定，强度减弱。

3 结论

（1）1975—2019年舟曲县年降水量总体呈减少趋势，气候倾向率-2.2 mm/10 a;1997年后降水量呈波动式上升。春秋降水量在180 mm以下，冬季降水量不足20 mm，降水量在春季呈略上升趋势，夏季趋于减少，秋季为明显上升趋势。

（2）根据Man-Kendall突变分析和累计距平分析法，舟曲县年降水量突变发生在1994年和2010年，1994年突变减少，2010年突变增多。

（3）舟曲县年降水量集中在夏季。舟曲县日降水量≥50 mm的降水天气极少，多出现在8月;日降水量≥30 mm降水也集中在8月，概率达41%，可见夏季降水又集中在8月。舟曲县伏旱出现概率最大，春旱次之，春末夏初旱最少，进入21世纪后舟曲县春旱发生频率增加，强度增加，春末夏初旱较少，但强度增加，伏旱发生率高且较稳定，强度减弱。

参考文献

[1] 张之贤，张强，陶际春，等. 2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流灾害形成的气候特征及地质地理环境分析[J].冰川冻土，2012，34（4）.

[2] 张卫雄，翟向华，丁保艳，等.甘肃舟曲江顶崖滑坡成因分析与综合治理措施[J].中国地质灾害与防治学报，2020（5）.

[3] 戴可人，卓冠晨，许强，等.雷达干涉测量对甘肃南峪乡滑坡灾前二维形变追溯[J].武汉大学学报·信息科学版，2019，44（12）.

责任编辑：黄艳飞