周琳 許武成
摘 要:該文利用四川省及其相鄰5?。ㄊ校?961—2015年的降雨數(shù)據(jù),全面地對(duì)四川省降雨時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:四川省年均降雨量與春、夏、秋、冬四季降雨量的空間分布特征總體上大致相似,均呈東南向西北逐漸降低趨勢(shì),但在降雨量高、低值地域分布上,四季存在著明顯的季節(jié)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,極高值區(qū)域尤為顯著;多年平均降雨量為920.8mm,近55年降雨量呈微上升趨勢(shì),增加速率1.69mm/10a,年均降雨量動(dòng)態(tài)變化周期約為5~6a,年代際變化主要呈“降-增-降-增”趨勢(shì);多年月平均降雨量為83.2mm,各年代內(nèi)月平均降雨量呈現(xiàn)出20世紀(jì)70年代<21世紀(jì)前10年<20世紀(jì)60年代<20世紀(jì)90年代<20世紀(jì)80年代<20世紀(jì)2011—2015年<多年平均,多年平均和各年代的年內(nèi)降雨主要集中在5—10月,均在7月出現(xiàn)降雨量峰值。
關(guān)鍵詞:四川?。唤涤炅?;時(shí)空分布特征
中圖分類號(hào) P458.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2017)15-0142-3
在全球變暖的背景下,我國不同區(qū)域氣候特征都在發(fā)生劇烈的變化,在各種氣候要素中,降水量是描述一個(gè)地區(qū)氣候及其變化的關(guān)鍵指標(biāo)之一[1]。四川省是氣候?yàn)?zāi)害多發(fā)區(qū)域之一,區(qū)域內(nèi)降雨變化波動(dòng)較大,因此,研究四川降雨量在不同時(shí)間尺度和空間尺度上的變化特征,能夠更好地揭示氣候變化對(duì)區(qū)域水資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活及防災(zāi)減災(zāi)等政策制訂等方面的現(xiàn)實(shí)意義。
目前,已有大量關(guān)于四川省降雨的時(shí)空變化特征研究,如周長艷等[2]研究表明四川省年均暴雨日數(shù)從西到東呈現(xiàn)“增—減—增”的總體變化趨勢(shì),盆西、中部地區(qū)各量級(jí)雨日均呈減少趨勢(shì),無雨日明顯增加,年降水減少明顯;盆地東北部地區(qū)年均暴雨、大雨日數(shù)及強(qiáng)度都呈明顯增加、增強(qiáng)趨勢(shì);百瑩瑩等[1]研究結(jié)論得出盆地降雨空間異常主要呈東西振蕩特征,盆西降雨顯著減少,盆東降雨總體變化趨勢(shì)不明顯;毛文書等[3]揭示出四川盆地4—9月降水分布存在季節(jié)性突變:春到初夏,降水由東多西少突變?yōu)槟隙啾鄙?;初夏到盛夏,降水突變?yōu)槲鞫鄸|少;盛夏到初秋,降水突變?yōu)闁|北多、中南少,多雨區(qū)繞盆地中部呈順時(shí)針方向轉(zhuǎn)移。譚友邦等[4]研究表明四川盆地主汛期降水變化主要表現(xiàn)為東西部的振蕩。但以上多側(cè)重于對(duì)四川盆地的研究,對(duì)整個(gè)四川省區(qū)域研究不夠深入。為此,本文主要利用軟件ArcGis10.3和收集到的22個(gè)氣象站點(diǎn)的降雨數(shù)據(jù)來分析四川省時(shí)空分布特征,為該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供有效的科學(xué)依據(jù)。
1 區(qū)域概括與數(shù)據(jù)來源
1.1 區(qū)域概括 四川省地處西南、西北和中部地區(qū)交匯處,位于東經(jīng)97°21[′]~108°33[′]和北緯26°03[′]~34°19[′]之間,與7?。ㄊ校┙尤?。地形因處在青藏高原和長江中下游平原的過渡帶,所以地勢(shì)高低懸殊大,西高東低明顯,根據(jù)地形特點(diǎn),常將四川省分為三大區(qū)域,川西高原、川西南山地和四川盆地。川西高原地面海拔約在4000~4500m,屬于青藏高原氣候區(qū);四川盆地周圍山地海拔在1000~3000m左右,盆地內(nèi)部則在200~750m左右,川西南山地海拔普遍在3000m左右,該兩區(qū)域均屬亞熱帶氣候區(qū)。由于其特殊的地理緯度位置和氣候條件,四川省既受東亞季風(fēng)和印度洋季風(fēng)的影響,也受到青藏高原環(huán)流系統(tǒng)的影響[5],致使四川省年內(nèi)降雨干濕季節(jié)明顯,旱澇災(zāi)害頻發(fā)。
1.2 數(shù)據(jù)來源 本研究數(shù)據(jù)來源于中國氣象局國家氣象信息中心(中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)http://cdc.cma.gov.cn),選取了四川省及其周邊5省市(重慶、云南、甘肅、陜西、青海)22個(gè)無缺測(cè)情況、分布均勻的站點(diǎn),逐日降雨數(shù)據(jù)序列長度為1961—2015年。
2 結(jié)果與分析
2.1 四川省降雨空間分布特征分析 運(yùn)用Excel 2016將1961—2015年的逐日降雨量數(shù)據(jù)進(jìn)行逐月逐年的累積、平均,計(jì)算出多年平均降雨量和各月、各季平均降雨量數(shù)據(jù)(季節(jié)劃分遵循國際通用原則,3—5月為春季,6—8月為夏季,9—11月為秋季,12月至次年2月為冬季),然后利用Arcgis10.3的普通克里金法進(jìn)行空間插值,得到四川省多年平均降雨量、多年四季平均降雨量的空間分布圖,見圖1。從圖1中可以看出,四川省年均降雨量的變化范圍主要為354~1251mm,變化趨勢(shì)主要呈東南向西北逐漸降低,降雨高值區(qū)主要集中在四川盆地和川西南山地地區(qū),其中達(dá)州、廣安、瀘州、宜賓南部、攀枝花南部和涼山州會(huì)理縣是降雨量極高值地區(qū)(1051~1251mm),極低值區(qū)主要出現(xiàn)在甘孜東北部和阿壩西北部地區(qū)(354~558mm)。四季降雨量的空間分布特征總體上與年降雨量相似,均呈東南向西北逐漸降低趨勢(shì),但具體分布上又有明顯的差異。
春季,降雨量的變化范圍主要為49~271mm,高值區(qū)主要集中在四川盆地(159~271mm),其中達(dá)州、廣安、瀘州是極高值區(qū)(226~271mm),但在阿壩東南部地區(qū)出現(xiàn)次高值區(qū)(159~226mm),極低值區(qū)出現(xiàn)在甘孜東北部(49~91mm);夏季,降雨量主要在226~697mm變化,高值區(qū)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移,主要集中在川西南山地和盆東、西兩端,其中攀枝花和涼山州南部地區(qū)以及達(dá)州東北部小區(qū)域是夏季降雨極高值區(qū)(590~697mm),四川盆地中部出現(xiàn)明顯的降雨下將區(qū)域,低值區(qū)范圍相較于春季擴(kuò)大,出現(xiàn)在甘孜東北部和阿壩北部地區(qū)(226~309mm);秋季,降雨量變化主要集中在73~352mm,高值區(qū)又出現(xiàn)轉(zhuǎn)移且范圍相對(duì)縮小,降雨極高值區(qū)主要出現(xiàn)在達(dá)州、廣安和涼山州會(huì)理縣(288~352mm),低值區(qū)縮減,僅出現(xiàn)在甘孜東北部;冬季,降雨量變化范圍主要為5~65mm,降雨區(qū)域變化相較于其他季節(jié)尤為顯著,高值區(qū)范圍明顯縮減,降雨極高值區(qū)再次發(fā)生轉(zhuǎn)移,主要集中在盆南的宜賓和瀘州兩市(54~65mm),極低值區(qū)范圍明顯擴(kuò)大,幾乎覆蓋整個(gè)川西高原和川西南山地。綜上可得出,四川省四季在降雨量高、低值地域分布上,存在著明顯的季節(jié)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,這可能與四川省所處的地理緯度位置及其所受氣候季風(fēng)等因素相關(guān)[6-7]。
2.2 四川省降雨時(shí)間分布特征分析 圖2是四川省近55年的降雨量年際、年代際變化圖。整體上,降雨量的年際波動(dòng)幅度較大,通過繪制5年滑動(dòng)平均曲線可知,四川省年均降雨量的階段變化波動(dòng)周期約為5~6a,最大值為1097.1mm,最小值為760.1mm,平均降雨量為920.8mm,年際標(biāo)準(zhǔn)差為73.4mm。根據(jù)多雨、正常和少雨年份的定義,降雨量在994.2~847.4mm為正常年份,降雨量少于847.4mm為少雨年份,高于994.2為多雨年份。
從圖2中可以看出,20世紀(jì)60年代的降雨量年代均值(925.4mm)大于接近多年平均值,除1965、1968為多雨年份,其余均為正常雨年份,該時(shí)段降雨量年際波動(dòng)不大;70年代的降雨量是研究時(shí)段里最低,年代均值為895mm,該時(shí)段降雨量年際波動(dòng)幅度最大,最大值(1974年)和最小值(1972年)均出現(xiàn)在該時(shí)段,并且出現(xiàn)3個(gè)少雨年份;80年代是四川省相對(duì)的一個(gè)豐水期,年代均值為939.2mm,該時(shí)段的降雨量均為正常雨年份,年際波動(dòng)是研究時(shí)段里最為平穩(wěn)的;進(jìn)入20世紀(jì)90年代,降雨量開始減少,年代均值(926.4mm)雖大于多年平均值,但該時(shí)段出現(xiàn)3個(gè)少雨年份和2個(gè)多雨年份,年際波動(dòng)幅度相對(duì)較大;21世紀(jì)初10年的降雨量繼續(xù)減少,年代均值(908.3mm)小于多年平均值,并出現(xiàn)2個(gè)少雨年份,直到2011年降雨量開始回轉(zhuǎn)上升。對(duì)年均降雨量進(jìn)行線性擬合,其函數(shù)為[y=0.1691x+916.09(R2=0.0014)],可知四川省近半個(gè)世紀(jì)的降雨量總體上呈上升趨勢(shì),但趨勢(shì)并不明顯,年均降雨量以1.69mm/10a的速率增加。
表1統(tǒng)計(jì)了四川省1961—2015年年內(nèi)月均降雨量及各年代際內(nèi)月均降雨量。從表1可看出,近55年的年內(nèi)月平均降雨量為83.2mm,各年代際內(nèi)月均值呈現(xiàn)出20世紀(jì)70年代<20世紀(jì)前10年<20世紀(jì)60年代<20世紀(jì)90年代<20世紀(jì)80年代<2011—2015年<多年平均,多年平均和各年代的年內(nèi)降雨主要集中在5—10月,均在7月出現(xiàn)降雨量峰值;各年代降雨數(shù)據(jù)中,除少雨的20世紀(jì)70年代和21世紀(jì)前10年1—12月降雨量都低于多年平均值,20世紀(jì)60年代8月,20世紀(jì)80年代6、7月,20世紀(jì)90年代1、2、3、6月、2011—2015年1、6、9月均出現(xiàn)降雨量大于多年平均降雨量的突變現(xiàn)象,因此可推斷,20世紀(jì)60年代、20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代、2011—2015年夏季多短時(shí)強(qiáng)降雨,而20世紀(jì)60和20世紀(jì)80年代相對(duì)會(huì)出現(xiàn)干冬、春旱現(xiàn)象,20世紀(jì)90年代和2011—2015年干冬、春旱現(xiàn)象有所緩解。
3 討論與結(jié)論
(1)四川省年均降雨量與春、夏、秋、冬四季降雨量的空間分布特征總體上大致相似,均呈東南向西北逐漸降低趨勢(shì),但在降雨量高、低值地域分布上,四季存在著明顯的季節(jié)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,極高值區(qū)尤為明顯:春季到夏季,降雨量極高值區(qū)由盆東、盆南轉(zhuǎn)移到川西南山地南部;夏季到秋季,降雨量極高值區(qū)由川西南山地南部地區(qū)轉(zhuǎn)移到盆東;秋季到冬季,降雨量極高值區(qū)由盆東地區(qū)轉(zhuǎn)移到盆南。
(2)四川省降雨量在研究時(shí)段內(nèi)是呈微上升趨勢(shì),以1.69mm/10a的速率增加,年均降雨量動(dòng)態(tài)變化周期約為5~6a,平均降雨量為920.8mm,降雨量在994.2~847.4mm為正常年份;近半世紀(jì)以來,四川省降雨量的年代際變化主要呈“降-增-降-增”趨勢(shì),20世紀(jì)70年代是四川省少雨時(shí)段,且年均降雨量波動(dòng)幅度最大,最大值和最小值均出現(xiàn)在該階段;80年代是四川省降雨豐水期,該時(shí)段的降雨量均為正常雨年份,年際波動(dòng)是研究時(shí)段里最為平穩(wěn)的;20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初10年,四川省降雨量持續(xù)降低,直到2011年降雨量開始回轉(zhuǎn)上升。
(3)四川省多年月平均降雨量為83.2mm,各年代際內(nèi)月平均降雨量呈現(xiàn)出20世紀(jì)70年代<21世紀(jì)前10年<20世紀(jì)60年代<20世紀(jì)90年代<20世紀(jì)80年代<2011—2015年<多年平均,多年平均和各年代的年內(nèi)降雨主要集中在5—10月,均在7月出現(xiàn)降雨量峰值。暴雨洪澇是四川省高頻發(fā)的氣象災(zāi)害之一,以7—8月為盛,7月洪災(zāi)尤為嚴(yán)重,因此夏季需注意防災(zāi)防洪。同時(shí),也要謹(jǐn)防干冬、春旱,積極做好防治應(yīng)對(duì)措施。
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(責(zé)編:張宏民)