辽宁近50年夏季降水变化特征分析

白佳宁 孙可 常相伊

摘 要： 本文利用辽宁省23个气象观测站1964—2013年的夏季降水量资料，利用趋势分析、小波分析、Mann—Kendall检验等方法，对辽宁省夏季降水的时空变化特征、周期变化和突变特征进行了分析，主要得出以下结论：（1）1964—2013年辽宁省夏季降水量及降水日數整体均呈减少趋势，降水量减少趋势不明显，降水日数减少显著。（2）辽宁省的夏季降水量和降水日数均分别存在10a、9a的周期，降水量无明显突变，降水日数突变开始于1971年。（3）辽宁省夏季降水的空间分布很不均匀，整体降水量由东南到西北逐渐递减。近50年，辽西南部降水量下降最为显著，辽中区、辽西偏东和辽东南部降水量变化均不大.。

关键词： 夏季降水;时空分布;小波分析;突变检验

【中图分类号】P423.3     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.272

1 年变化特征

近50年辽宁夏季降水量的倾向率为-9.6mm/10a，呈现弱的减少趋势。夏季降水量的最多的年份为1985年，为693mm，年降水量最少的年份为2000年，为377mm。从五年滑动平均曲线来看，两个波峰出现的时间为20世纪80年代中期和90年代中后期，而20世纪80年代初、90年代初和21世纪初为波谷出现的时间。近50年辽宁夏季降水日数呈减少趋势，倾向率为-31.8mm/10a，相关系数为—38.03，通过了0.05显著性检验，说明减少趋势显著。根据5年滑动平均值可以看出，波峰出现在20世纪80年代中期和90年代初期，而20世纪80年代初期和80年代末期为波谷。降水日数最多的年份在1966年，为1167天，降水日数最少的年份在1997年，为524天。

2 周期及突变分析

2.1 降水周期分析

对辽宁夏季降水量与降水日数进行MORLET小波分析得到图2，可以看到辽宁夏季降水量表现出明显的年代际尺度的周期性变化，在全时域上存在8～13a的周期，20世纪80年代中期至90年代中期，在小时间尺度上出现了3～5a的周期。从图2（b）可以看到辽宁夏季降水日数在全时域上存在6～14a的周期震荡，并且降水日数在20世纪90年代后，出现了3～5a的小时间尺度的周期震荡。

根据小波方差曲线可知，辽宁省夏季降水量的只存在一个主峰，峰值出现在10年时间尺度，这表示辽宁夏季的降水存在10年左右的主周期;夏季降水日数存在三个较明显的峰值，它们依次对应着9年、5年、3年的时间尺度。其中，最大的峰值的时间尺度为9年，这表明9年左右的周期振荡最强，为夏季降水日数的第一主周期;第二峰值的时间尺度3年，为第二主周期;第三峰值的时间尺度为5年，为第三主周期。

2.2 突变特征分析

由图4（a）可知，自1965年后UF值小于0，说明降水量整体呈减少趋势，但大部分处于临界值内，说明减少趋势不显著。只有1999～2000年超过了0.05置信水平，说明该时间范围内降水量减少明显。UF和UB曲线在1964年、2011年相交，交点在临界值内，为突变开始的时间。

由图4（b）可知，自20世纪60年代末期，夏季降水日数有明显的减少趋势。80年代初期及21世纪后，这种减少趋势均超过了显著性水平0.05临界线，表明辽宁省夏季降水日数的减少是十分显著的。辽宁夏季降水日数在20世纪60年代初的减少是一种突变现象，UF和UB曲线的交点位置为1971年，说明突变开始时间为1971年。

3 辽宁夏季降雨量的空间变化特征

3.1 总体特征

辽宁省降水量的地域性差异十分明显，整体呈现由东南向西北逐渐递减的规律。利用文献的方法分为四个区进行研究：辽宁西部偏南干旱区、辽宁西部偏东半干旱区、辽宁中部干湿适宜区、辽东南部湿区。分析可知，辽宁西部偏东夏季降水量整体有弱的上升趋势，增加速率为1.97d/10a（相关系数为—0.07，没有通过显著性检验）;辽宁中部夏季降水量的变化不是很大，呈微弱的下降趋势，减少速率为0.038d/10a（相关系数为3.66，没有通过显著性检验）;东南部夏季降水量的变化也不是很大，有弱的下降趋势，减少速率为1.61d/10a（相关系数为—2.89，没有通过显著性检验）;西南部则呈较为明显的下降趋势，减少速率为2.55d/10a（相关系数为—21.02，没有通过显著性检验）。

4 结论

（1）1964～2013年辽宁省夏季降水量和降水日数呈减少趋势。降水量减少趋势不明显，降水日数减少趋势较为显著。

（2）通过对辽宁夏季降水进行周期和突变分析，得出辽宁夏季降水有明显的周期变化，辽宁省的夏季降水量和降水日数均分别存在10a、9a的周期，降水量在1964年、2011年产生突变，降水日数突变开始于1971年。

（3）辽宁省降水的空间分布很不均匀，辽宁东南部降水量最为丰沛，辽宁西南部最为干旱，整体降水量由东南到西北逐渐递减。近50年，辽宁西南部降水量下降最为显著，辽中区、辽西偏东和辽东南部降水量变化均不大。

参考文献

[1] 孙莹，万丽岩，江静.辽宁降水分区变化特征及夏季降水影响因子分析[J].气象与环境学报，2008，24（3）：18-23.