潁河水系降水量演變趨勢研究

黃振離

【摘要】本文根據(jù)實際觀測的降水量系列資料，通過世界氣象組織推薦并已廣泛應(yīng)用的Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計方法，區(qū)分潁河水系是處于自然波動還是存在確定的變化趨勢，得出研究結(jié)果，供水生態(tài)環(huán)境保護工作參考。

【關(guān)鍵詞】Kendall檢驗法；潁河水系；降水量；變化趨勢

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2014年11月在丹麥哥本哈根發(fā)布了IPCC第五次評估報告的《綜合報告》，指出人類對氣候系統(tǒng)的影響是明確的，而且這種影響在不斷增強，在世界各個大洲都已觀測到種種影響。相比之前的評估報告，本報告更為肯定地指出一項事實，即溫室氣體排放以及其他人為驅(qū)動因子已成為自20世紀中期以來氣候變暖的主要原因。

從某種意義上講，水資源是一種可循環(huán)利用的再生資源。降水是水文循環(huán)過程中重要的部分，也是水資源評價中的重要因子，氣候變暖必將對降水、徑流以及蒸發(fā)等水文循環(huán)造成影響，導致水資源的時空差異，進而影響我國以及其他國家的社會經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的演變。因此，對地區(qū)降水的演變趨勢進行研究分析顯得十分必要。

潁河水系屬于北暖溫帶大陸性季風氣候，受大陸氣團和季風的影響，降水量的年際和月際變化都很大，時常造成旱澇災(zāi)害的發(fā)生。近年來，潁河水系旱澇災(zāi)害頻繁，特別是旱災(zāi)出現(xiàn)十分頻繁，而夏季往往以洪澇災(zāi)害的出現(xiàn)為主，對經(jīng)濟社會的發(fā)展及人民生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了巨大的不利影響。本文根據(jù)實際觀測的降水量系列資料，通過世界氣象組織推薦并已廣泛應(yīng)用的Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計方法，區(qū)分潁河水系是處于自然波動還是存在確定的變化趨勢，得出研究結(jié)果，從而供水生態(tài)保護工作參考。

1.1資料來源與方法介紹

1.1.1資料來源

本文選擇潁河水系15個監(jiān)測站點1951-2013年的逐月降水資料進行了整理分析，分析匯總出一長時間序列的月、季節(jié)、年降水量數(shù)據(jù)資料。這些站點在整個潁河水系分布均勻，具有良好的代表性，其匯總分析的結(jié)果能反映潁河水系的整體降水特征。

1.1.2方法介紹

本項目主要采用了非參數(shù)Mann-Kendall趨勢分析檢驗法（以下簡稱M-K法）、累積距平法以及線性趨勢分析法對1951-2013年的月降水量數(shù)據(jù)進行了全面的研究分析。M-K法具有適用范圍廣，人為因素影響小，定量化程度高的優(yōu)點，可用于檢驗不符合正態(tài)分布特征的變量，不受少數(shù)異常值的影響，常常被用來評估氣候要素時間序列趨勢的研究中，其檢驗統(tǒng)計量的公式如下：

當z值為正值時表示正相關(guān)趨勢變化，為增加趨勢；z值為負值時表示負相關(guān)趨勢變化，為減少趨勢；值在大于等于1.28、1.64、2.32時，分別表示通過了置信度90%、95%、99%的顯著性檢驗。

1.2降水量的年際變化趨勢研究

1.2.1潁河水系各年降水情況

統(tǒng)計分析，潁河水系多年平均降水量為664.9mm，在1951-2013年間有29年的降水量處于平均水平之上，其他年份的降水量均低于多年平均水平。

由于受季風年際差異的影響，潁河水系年際間降水量差異較大，經(jīng)常會出現(xiàn)豐水年和枯水年。潁河水系降水變率較大，這也必將導致潁河水系河川徑流的年際差異。潁河水系降水量在1964年達到1156.9mm，為統(tǒng)計數(shù)據(jù)序列中的最高值，而1961年潁河水系全年降水量為458.3mm，為統(tǒng)計數(shù)據(jù)序列中的最小值，僅占1964年全年降水量的39.6%。

1.2.2潁河水系年際降水變化

1951-2013年的降水量M-K趨勢分析表明：年均降水量在年際間表現(xiàn)出了負相關(guān)趨勢變化，但減少趨勢不太明顯，沒有通過任何顯著性檢驗，僅表現(xiàn)為微弱的負趨勢變化。從1950s-2010s的降水量M-K趨勢分析結(jié)果中可以明顯的看出：年均降水量在年代際間呈現(xiàn)出負相關(guān)趨勢變化，降水量減少的趨勢通過了置信度90%的顯著性檢驗，表現(xiàn)為較明顯的負趨勢變化。

1.3降水量的年代際變化趨勢研究

1.3.1潁河水系各年代降水情況

潁河水系1950s-2010s的平均降水量為674.2mm，相比1951-2013年的平均降水量（700.2mm）減少了26mm。在這7個年代中有5個年代的平均降水量均在平均水平之上，并且可以看到這幾個年代降水量呈現(xiàn)出下降的走勢，2000s-2010s下降幅度最為明顯，由758.0mm（2000s）下降到610.0mm（2010s），下降幅度為19.5%。

1.3.2潁河水系年代際降水變化

從圖1-3降水量的M-K趨勢分析結(jié)果中也可以得出潁河水系年代際降水量呈現(xiàn)負相關(guān)趨勢變化，并且通過了置信度90%的顯著性檢驗，降水量的減少趨勢較明顯。

1.4小結(jié)

主要采用了非參數(shù)Mann-Kendall趨勢分析檢驗法對1951-2013年潁河水系降水情況進行了全面分析，進而研究潁河水系降水量的演變趨勢。在本章中，主要對潁河水系降水量的的年代際變化、年際變化、月降水變化以及季節(jié)變化進行了研究分析，以此來得到潁河水系降水量的演變趨勢。主要的研究成果為：

（1）潁河水系降水量在年際間表現(xiàn)出了負相關(guān)趨勢變化，但減少趨勢不太明顯；

（2）潁河水系各個季節(jié)降水量呈現(xiàn)出負相關(guān)趨勢變化，但負變化趨勢不太明顯；