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【摘 要】文章采用福建、浙江、江西和廣東4省共55個(gè)代表站近20年的降水資料,并通過(guò)相對(duì)變率、變異系數(shù)法等方法對(duì)東南地區(qū)的降水變率進(jìn)行分析,結(jié)果表明:①東南地區(qū)降水的季節(jié)分布特征為汛期和臺(tái)風(fēng)季降水較多,秋冬季降水較少,沿海地區(qū)的降水分布呈雙峰型特征,內(nèi)陸地區(qū)的降水分布呈單峰型特征。②汛期和臺(tái)風(fēng)季降水變率較小;相反的秋冬季降水變率較大。③福建、廣東兩省沿海的降水變率較大,其余地區(qū)的降水變率則相對(duì)較小。④近20年華南地區(qū)的降水變率年際變化并不明顯,但由于2003年?yáng)|南地區(qū)出現(xiàn)大范圍的嚴(yán)重干旱,造成21世紀(jì)初的降水變率明顯增大,特別是浙江省的變化更加明顯。通過(guò)對(duì)東南地區(qū)降水變率的分析,可以為東南地區(qū)合理蓄水、用水提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】東南地區(qū);降水變率特征;氣象
0 引言
眾所周知,中國(guó)東南部是東亞季風(fēng)的盛行區(qū),也是中國(guó)降水較豐富的地區(qū)之一[1],東南部地區(qū)(本文指福建、浙江、江西和廣東4省)的汛期(4~6月)和臺(tái)風(fēng)季(7~9月)降水占一年中總降水量的80%以上,秋冬季降水則不足20%。因此,春夏季節(jié)降水量的多少直接影響整個(gè)東南部地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的用水問(wèn)題。
當(dāng)前,受氣候變化的影響,在過(guò)去的50年中,中國(guó)全國(guó)年降水量呈減少的趨勢(shì),氣候變暖,極端天氣事件不斷增多,尤其是洪澇與干旱事件的頻繁發(fā)生導(dǎo)致年際之間的降水量波動(dòng)變大,從而影響不同地區(qū)的水資源及其利用[2-4]。降水變率可以衡量某一區(qū)域在某一時(shí)刻的降水量的變動(dòng)程度,該指標(biāo)可以反映出某一地區(qū)在某一時(shí)間的降水變化,對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行分析可以在氣候變化背景下掌握某一地區(qū)降水的變化特征[5]。
東南地區(qū)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一,降水的變化對(duì)該區(qū)域有著重要的影響。東南地區(qū)的降水多寡除受西風(fēng)帶系統(tǒng)和西南暖濕氣流的共同影響外,也是易受臺(tái)風(fēng)影響的區(qū)域[6-8]。因此,研究中國(guó)東南部地區(qū)降水變率特征,可為我們進(jìn)一步尋找降水因子和預(yù)報(bào)指標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時(shí)為合理蓄水和用水提供科學(xué)的依據(jù)。
1 資料來(lái)源與計(jì)算方法
1.1 資料來(lái)源
綜合考慮氣象資料的嚴(yán)謹(jǐn)性和代表性及各省氣象數(shù)據(jù)時(shí)間尺度和氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)的可得性和完整性,本研究采用1990—2009年福建省(20個(gè)代表站)及其相鄰的浙江省(11個(gè)代表站)、江西省(11個(gè)代表站)和廣東省(13個(gè)代表站)近20年的逐月降水資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.2 降水變率的計(jì)算方法
1.2.1 相對(duì)變率
降水絕對(duì)變率是指某一時(shí)期的實(shí)際降水量與多年同期平均降水量之差,稱(chēng)為降水絕對(duì)變率。然而,為了便于不同地區(qū)進(jìn)行比較,我們采用相對(duì)變率的計(jì)算方法,即降水絕對(duì)變率與多年同期平均降水量的百分比:
式(1)中:CV為降水相對(duì)變率;Xi為某站逐年降水量;為某站累年平均降水量;n為資料年數(shù)。
1.2.2 變異系數(shù)法
相對(duì)變率法主要用于單站降水變率的統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)于區(qū)域性平均降水狀況,采用變異系數(shù)法。即
式(2)中:CV為降水變率;σ為某地區(qū)降水量的標(biāo)準(zhǔn)差,為某地區(qū)某一時(shí)間降水量的平均值。
2 近20年?yáng)|南地區(qū)降水變化特征
2.1 東南地區(qū)降水的空間分布
為了研究東南地區(qū)降水變率特征,要先了解該地域的降水氣候特征。中國(guó)的東南部地區(qū)每年的春季受西南暖濕氣流和南海季風(fēng)槽的影響,雨帶最先形成于華南地區(qū)的廣東省和福建省的南部地區(qū)(4月前后),也稱(chēng)華南前汛期。到了初夏(5月前后),由于北方冷空氣減弱,南方暖濕氣流的加強(qiáng),因此雨帶北抬至福建省中北部及江西省中南部地區(qū)。隨著西南暖濕氣流的進(jìn)一步加強(qiáng)和北方冷空氣的繼續(xù)減弱,雨帶進(jìn)入長(zhǎng)江中下游地區(qū)的浙江省和江西省的北部地區(qū),此時(shí)正值梅子的成熟季節(jié),所以也稱(chēng)梅雨季。7月份,中國(guó)東南部的雨季基本結(jié)束,整個(gè)東南地區(qū)轉(zhuǎn)入副熱帶高壓控制下,天氣晴熱少雨。在7~9月的夏季中,東南部地區(qū)的水資源主要依賴(lài)臺(tái)風(fēng)。因此,夏季臺(tái)風(fēng)影響個(gè)數(shù)和強(qiáng)度直接決定夏季降水量的多少。東南地區(qū)近20年來(lái),降水量較大區(qū)域出現(xiàn)在江西省北部和福建省西北部及廣東沿海;年降水較少的地區(qū)分布在浙江省沿海和福建省沿海。江西省北部地區(qū)和福建西北部地區(qū)的降水中心發(fā)生在每年的5~6月,主要是由西風(fēng)帶系統(tǒng)引起的汛期強(qiáng)降水造成的。廣東沿海的降水中心主要是華南前汛期和臺(tái)風(fēng)季降水共同造成的。
2.2 降水的季節(jié)變化
將4個(gè)省轄區(qū)內(nèi)所有代表站的月平均降水量進(jìn)行平均代表該省的月平均降水量,可分析各省降水的季節(jié)性變化(如圖1所示):1~3月和10~12月的降水量是一年中最少的,即東南地區(qū)秋冬季降水較少。4~6月的汛期(或梅雨季)的降水是全年最多的,浙江、福建和廣東3省的沿海地區(qū)在7~9月的臺(tái)風(fēng)季還出現(xiàn)降水的次高峰期。所以不難看出,在浙江、福建和廣東3省的沿海地區(qū)年內(nèi)降水是呈雙峰型分布特征,而江西省和其他省的內(nèi)陸地區(qū)因受臺(tái)風(fēng)影響較小,所以年內(nèi)降水呈單峰型分布特征。
2.3 降水的年代際變化
通過(guò)對(duì)4個(gè)省份年降水量的分析我們可以看到(如圖2所示):2002年以前東南地區(qū)年降水量相對(duì)較多,2003年以后年降水量相對(duì)較少,特別是2003—2004年?yáng)|南地區(qū)出現(xiàn)50年一遇較大范圍的嚴(yán)重干旱,年降水量明顯偏少,同樣1991年也出現(xiàn)了干旱天氣,年降水量也相對(duì)較少。
3 近20年?yáng)|南地區(qū)降水變率特征分析
3.1 降水變率的季節(jié)變化
通過(guò)對(duì)東南地區(qū)4省的降水氣候特征進(jìn)行分析后,我們采用變異系數(shù)法計(jì)算該地區(qū)的逐月平均降水變率。由圖3得知:東南地區(qū)秋冬季和初春降水變率最大,尤其是福建和廣東兩省的特征分布更明顯。例如,福建省和廣東省10月份的降水變率都達(dá)到1.2以上,這是因?yàn)?0月份東南地區(qū)沿海的降水是由西風(fēng)帶系統(tǒng)降水和晚臺(tái)風(fēng)降水組成的,不同年份由于冷空氣強(qiáng)度的不同導(dǎo)致東南地區(qū)沿海的降水量有明顯的差別;此外,東南地區(qū)沿海有可能受到晚臺(tái)風(fēng)的影響導(dǎo)致某些年份明顯偏多,加上降水平均值較小,導(dǎo)致該地區(qū)降水變率大。初春時(shí)期,我國(guó)大部仍處于冬季風(fēng)的影響,但福建和廣東兩省有的年份則受到西南暖濕氣流的影響出現(xiàn)較明顯的降水過(guò)程,導(dǎo)致該地區(qū)初春時(shí)期的降水變率也較大。
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