舟曲縣近45a降水變化特征分析

王濤 李小霞 李剛 楊春芽 何濤 趙宣鼎 歐陽麗婷

摘要 分析舟曲縣1975—2019年降水量觀測數(shù)據(jù)得出：近45 a舟曲縣年降水量總體趨于減少，其中，春、秋及冬季降水量與年降水量變化趨勢一致，夏季則趨于減少;采用M-K突變檢驗(yàn)和累計(jì)距平分析，舟曲縣年降水量在1994年和2010年出現(xiàn)突變，1994年降水量突變減少，2010年降水量突變增多;舟曲縣年降水量集中在夏季，以8月降水最多，日降水量≥30 mm的降水天氣在8月發(fā)生頻率達(dá)41%;舟曲縣伏旱出現(xiàn)率最高，春旱次之，春末夏初旱最低，且春旱發(fā)生頻次和強(qiáng)度趨于增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞 降水量;變化特征;突變檢驗(yàn);干旱

中圖分類號：P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）03–0092–02

舟曲縣隸屬甘肅省甘南藏族自治州，地處西秦嶺岷、迭山系與青藏高原邊緣，是典型高山峽谷地貌，“一江兩河（白龍江、拱壩河、博峪河）”貫穿其中，地形地貌復(fù)雜。境內(nèi)氣候垂直差異明顯，河川地帶氣候溫暖濕潤，高山地帶則較寒冷，為溫帶季風(fēng)氣候，自然災(zāi)害頻繁，山高谷深，石頭多，坡陡土薄水流急，荒山荒坡、水土流失、泥石流、滑坡是舟曲的自然現(xiàn)狀，是“5·12”特大地震、“8·8”泥石流災(zāi)害和南峪鄉(xiāng)江頂崖滑坡災(zāi)害重災(zāi)縣[1]。近年來，舟曲縣自然災(zāi)害頻繁，降水是導(dǎo)致災(zāi)害的主要誘因之一，因而研究舟曲縣歷史降水變化規(guī)律和未來演變趨勢對今后舟曲縣防災(zāi)減災(zāi)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義[2]。

1 資料與方法

選取舟曲國家氣象觀測站1975—2019年降水資料，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法、一元線性估計(jì)、M-K突變檢驗(yàn)、累計(jì)距平法等分析方法，借助Microsoft Excel、MATLAB等軟件對舟曲縣近45 a的降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析探討。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水量變化趨勢分析

2.1.1 年降水量 舟曲縣1975—2019年降水量平均為433.1 mm，年最大降水量為581.0 mm（2019年），年最小降水量為296.3 mm（2016年、圖1）。從年降水量曲線看，1975—1999年降水量波動幅度較大，年度降水量差異大;2000—2015年波動幅度小，年度降水量較穩(wěn)定。從5 a滑動平均線看，1975—1993年降水量主要在歷年平均值上方小幅波動，降水量相對穩(wěn)定充沛;1994—2011年降水量在歷年均值下方波動，降水量相對貧乏;2011年后降水量又增多。1991—1996年降水量呈現(xiàn)明顯下降趨勢，1997年后降水量呈波動式上升。近45 a來，降水量總體呈減少趨勢，傾向率為-2.2 mm/10 a（圖2）。

2.1.2 季降水量 舟曲縣近45 a春季降水量年際波動幅度大，最大值為165.7 mm（2002年），最小值為46.9 mm（2004年）。從5 a滑動平均線看，1975—1992年降水量在歷年平均值上方小幅波動，降水量穩(wěn)定充沛;1993—2012年降水量主要在歷年平均值下方波動，降水量減少;2013年后降水量遠(yuǎn)離歷年平均值，呈現(xiàn)增多趨勢;1991—1996年降水量則明顯下降。近45 a春季降水量總體呈輕微上升趨勢，氣候傾向率0.781 mm/10 a。

舟曲縣近45 a夏季降水量呈較大幅度的波動式下降，降水量年際差異大[3]。夏季降水量最大值和最小值均隨時(shí)間呈下降趨勢，最大值為373.1 mm（1984年），最小值為83.8 mm（2016年）。從5 a滑動平均線看，1975—1994年降水量在歷年平均值之上小幅波動，降水量穩(wěn)定充沛;1995年后降水量在歷年平均值之下波動，降水量貧乏。1992—1997年降水量趨于明顯下降。總體上夏季降水量呈下降趨勢，氣候傾向率為-7.829 mm/10 a。

舟曲縣近45 a秋季降水量呈顯著上升趨勢，氣候傾向率為4.956 mm/10 a。秋季降水量波動較大，最大值為164.9 mm（2014年），最小值為56.3 mm（1987年）。從5 a滑動平均線看，1975—1982年和1997年后降水量明顯上升，降水量穩(wěn)定增加;1983—1987年和1990—1996年降水量呈下降趨勢，降水量減少。

舟曲縣近45 a冬季降水量最大值為19.2 mm（2016年），最小值為0.5 mm（1977年），總體呈上升趨勢，氣候傾向率為0.525 mm/10 a。1980—1995年冬季降水量波動幅度較大;2002、2016、2018年，冬季降水量顯著遠(yuǎn)離歷年平均線，較歷年平均值分別偏多184%、216%、231%。此外，1996年后冬季降水量波動幅度減小，且大多數(shù)年份降水量少于歷年平均值，降水量貧乏。從5 a滑動平均線看，1975—1999年降水量呈先增后減趨勢;2000年后降水量波動幅度增大，為先上升后下降再上升。進(jìn)入21后世紀(jì)后，冬季降水量貧乏，但異常偏多降水量增多。

2.2 Man-Kendall突變分析

采用Man-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢法對1975—2019年舟曲縣降水量突變特征進(jìn)行檢驗(yàn)，1975—1983、1986—1992和1994年后降水量有下降趨勢，尤其是2002—2005、2007—2011年UF曲線超過臨界值，說明下降趨勢顯著;1984—1985、1993—1994年降水量趨于上升（圖2）。由于UF、UB曲線在置信區(qū)間不止一個交點(diǎn)，對近45 a舟曲縣年降水量作累計(jì)距平分析得出，降水量在1994年和2010年發(fā)生2次突變，其中1994年降水量突變減少，2010年降水量突變增多。

2.3 降水強(qiáng)度分析

舟曲縣一年中降水集中在5—9月。1975—2019年舟曲縣日降水量達(dá)≥50 mm降水過程有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月最多為13次，概率為41%;其次是6月為8次，概率25%;7月7次，概率為22%;9月3次，概率為9%;5月僅1次，概率為3%，其他月份未出現(xiàn)。

2.4 氣象干旱分析

1975—2019年舟曲縣共發(fā)生春旱15次，發(fā)生率33%;春末夏初旱5次，發(fā)生率11%;伏旱33次，發(fā)生率73%。近45 a舟曲縣春旱發(fā)生率增加，強(qiáng)度增大;春末夏初旱較少，但強(qiáng)度增加;伏旱發(fā)生率高且較穩(wěn)定，強(qiáng)度減弱。

3 結(jié)論

（1）1975—2019年舟曲縣年降水量總體呈減少趨勢，氣候傾向率-2.2 mm/10 a;1997年后降水量呈波動式上升。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趨勢，夏季趨于減少，秋季為明顯上升趨勢。

（2）根據(jù)Man-Kendall突變分析和累計(jì)距平分析法，舟曲縣年降水量突變發(fā)生在1994年和2010年，1994年突變減少，2010年突變增多。

（3）舟曲縣年降水量集中在夏季。舟曲縣日降水量≥50 mm的降水天氣極少，多出現(xiàn)在8月;日降水量≥30 mm降水也集中在8月，概率達(dá)41%，可見夏季降水又集中在8月。舟曲縣伏旱出現(xiàn)概率最大，春旱次之，春末夏初旱最少，進(jìn)入21世紀(jì)后舟曲縣春旱發(fā)生頻率增加，強(qiáng)度增加，春末夏初旱較少，但強(qiáng)度增加，伏旱發(fā)生率高且較穩(wěn)定，強(qiáng)度減弱。

參考文獻(xiàn)

[1] 張之賢，張強(qiáng)，陶際春，等. 2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流災(zāi)害形成的氣候特征及地質(zhì)地理環(huán)境分析[J].冰川凍土，2012，34（4）.

[2] 張衛(wèi)雄，翟向華，丁保艷，等.甘肅舟曲江頂崖滑坡成因分析與綜合治理措施[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2020（5）.

[3] 戴可人，卓冠晨，許強(qiáng)，等.雷達(dá)干涉測量對甘肅南峪鄉(xiāng)滑坡災(zāi)前二維形變追溯[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版，2019，44（12）.

責(zé)任編輯：黃艷飛