德州市降水量及气温变化趋势

第３０卷第８期２　０　１　２年８月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．８Ａｕｇ．２　０　１　２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０８－００１３－０３德州市降水量及气温变化趋势分析王　霞１，苗文海１，刘莉莉１，陈起川２（１．德州市水利局河道处，山东德州２５３０１４；２．河海大学水文与水资源学院，江苏南京２１００９８）摘要：选取德州地区实测的月平均降水、气温资料，利用降水不均匀系数、距平分析法、五年滑动平均法、小波分析法及相关水文统计学等一系列方法，对该地区降水量、气温特征及相应的变化趋势进行了研究分析。

计算结果表明，德州地区年均降水量为５６０．２ｍｍ，主要集中于汛期６～９月；年及夏、秋、冬季降水量在１９５０～２０１０年整体呈现下降趋势；气温在１９５１～２０１０年整体呈现上升趋势，气温倾向率达０．１７６℃／１０ａ，上升趋势明显，且与降水量的整体趋势相反。

关键词：降水；气温；变化趋势；德州市中图分类号：ＴＶ２１１．２；Ｐ４６８文献标志码：Ａ收稿日期：２０１１－１２－１３，修回日期：２０１２－０２－１０作者简介：王霞（１９８１－），女，助理工程师，研究方向为河道调水，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｘ４７２８ｗｘ＠１６３．ｃｏｍ 德州市位于山东省西北部，地处黄泛平原，地形自西南向东北倾斜，最大高差达２９．３ｍ。

总面积为１０　３４６ｋｍ２，辖２市８县３区，人口５６９万。

境内南有黄河，北有漳卫南运河，徒骇河、马颊河、德惠新河贯穿其中，流域面积７　７９８ｋｍ２，占德州总面积的７５％。

德州市是我国重要的粮棉基地，降水量和气温是影响该地区水旱灾害频发的主要原因，因此对德州地区降水量和气温的研究分析具有一定的借鉴意义［１］。

鉴此，本文采用降水不均匀系数、距平分析法、五年滑动平均法［２］、小波分析［３］及相关水文统计学方法［４］，对德州市的降水量、气温变化特征和变化趋势进行分析，寻找其时间分布规律，为该地区水资源调度提供参考。

１　降水量的变化特征及趋势１．１　降水量的变化特征１．１．１　降水量的年内分配选取１９５０～２０１０年德州市的平均面雨量（表１）分析降雨量。

由表可看出，德州市降水量年内分配不均。

降水主要集中在夏季，占全年降水的６７．６％，表１　德州市降水量年内分配情况Ｔａｂ．１　Ａｎｎｕａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ汛期（６～９月）降水量占全年降水量的７５．７％，最大月（７月）降水量占全年降水量的３１．３％，最小月（１月）降水量只占全年降水量的０．７％，极值比为４５．０。

可采用降水不均匀系数（ＣＬ）说明降水量年内分配的变化程度［５］。

ＣＬ值愈小，说明年降水量的月分配愈均匀。

通过计算可得德州市的ＣＬ为０．４２６［６］，其数值较大，说明该地区降水量年内分配不均，与上述分析结果一致。

１．１．２　降水量的年际变化对德州市年降水量特征值进行分析可知，德州市降水量多年分布不均，年降水量的ＣＶ为０．２７，年降水量最大值Ｐｍａｘ达１　０４９．８ｍｍ，最小值Ｐｍｉｎ仅３０２．４ｍｍ，二者之比为３．４７；整体上，降水量的年际变化较大。

１．１．３　不同时段降水量变化采用距平分析法分析不同时段降水量的变化，结果见表２。

由表可看出：①德州市降水量２０世纪６０年代降水量最多（偏多１０．８％），８０年代降水量最少（偏少１７．９％）。

②７０年代之前距平均为正值，８０年代之后的距平均为负值，说明７０年代之前降水量较丰富，８０年代之后降水量较稀少，可表２　德州市不同年代降水量均值及距平Ｔａｂ．２　Ｍｅａｎ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ａｎｏｍａｌｙ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ见随着年代的增加，降雨量整体具有减少的趋势。

１．２　降水量的变化趋势分析１．２．１　５年滑动过程线分析（１）年降水量的变化趋势。

德州地区６１年的资料序列反映的降水量趋势性变化见图１。

由图可看出：①德州市年降水量的趋势线是下降的，表明该地区在１９５０～２０１０年降水总趋势是下降的，②年降水量波动性变化较明显，１９６０年左右降水量较为丰富，２０世纪８０年代降水量较为稀少；７０年代中期以前降水量在均值附近有波动性变化，７０年代中期以后，降水量一直位于多年均值以下；９０年代之后，降水量一直处于均值以下，说明近几十年来降水量一直处于枯水期。

图１　德州市年降水量变化及其５年滑动平均过程Ｆｉｇ．１　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｏｖｉｎｇａｖｅｒａｇｅ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｖｅｒ　５ｙｅａｒｓ　ｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ（２）四季降水量的变化趋势。

采用上述方法分析德州市春（３～５月）、夏（６～８月）、秋（９～１１月）、冬（１２月～次年２月）四季降水量变化趋势。

除春季降水量变化有较小的上升趋势外，夏、秋、冬季降水量均呈下降趋势；夏季降水量的下降趋势最为显著，其次是秋季，冬季降水量的变化趋势相对较小。

１．２．２　小波分析在对年降水量进行小波分析前，先对数据进行距平处理，以消除随机性，使结果更合理［７］。

德州市年均降水量的小波变换见图２。

图中显示了德州市１９５０～２０１０年年均降水量在不同时间尺度上的周期震荡，图中实线部分表示降水偏多，虚线部分表示降水偏少。

由图２可看出：①１９５０～２０１０年，年降水量在３～５年时间尺度上周期震荡较显著，经历了“少－多－少－多－少－多－少－多－少”９个循环交替，２０１０年之前处于降水偏图２　德州市年均降水量的小波变换Ｆｉｇ．２　Ｗａｖｅｌｅｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ少期。

在较小的时间尺度上的降水变化，则有更多的多雨期和少雨期的循环交替。

②存在１６年以上的周期变化，随着降水资料序列的延长，可分析出更大时间尺度上的周期变化。

２　气温特征及变化趋势分析采用德州市１９５１～２０１０年逐月气温资料分析气温特征，获得德州市多年平均气温的统计特征值：多年平均气温Ｔａｖｅ＝１５．９℃，年平均气温最大值Ｔｍａｘ＝１７．０℃，年平均气温最小值Ｔｍｉｎ＝１４．７℃，二者差值２．３℃，相对较小。

表３为德州市不同年代的气温均值与距平。

由表可看出，气温随着年代的增加而升高趋势明显，尤其进入２１世纪，气温增高幅度较大。

表３　德州市不同年代气温均值及距平Ｔａｂ．３　Ｍｅａｎ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ａｎｏｍａｌｙ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ由图可看出，１９５１～２０１０年德州市年均气温变化情况整体呈现明显的上升趋势，气温倾向率达到０．１７６℃／１０ａ，这与全球气候变暖趋势一致，但比全球平均气温增幅更高。

图３　德州市年均气温过程线及其５年滑动平均过程Ｆｉｇ．３　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｖｉｎｇ　ａｖｅｒａｇｅｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｖｅｒ　５ｙｅａｒｓ　ｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ图４为德州市年均气温小波变换。

图中实线部分表示气温偏高，虚线部分表示气温偏低。

由图可看出：①１９５１～２０１０年２～３年的小时间尺度上周期震荡较明显，较大的时间尺度上周期震荡不明显；②进入２１世纪后，气温明显偏高。

图４　德州市年均气温小波变换Ｆｉｇ．４　Ｗａｖｅｌｅｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ·４１·水　电　能　源　科　学 ２０１２年第３０卷第８期王　霞等：德州市降水量及气温变化趋势分析３　降水量与气温的对比分析选取１９５１～２０１０年的年均降水与年均气温资料进行对比，见图５。

由图可看出，在６０年的研究时段内，年均降水量整体呈下降趋势，而年均气温整体则呈上升趋势，两者具有一定的相关性。

图５　德州市年均降水量与年均气温的过程线Ｆｉｇ．５　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ａｎｎｕａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄａｎｎｕａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ４　结语ａ．基于对德州地区１９５０～２０１０年逐月降水资料及１９５１～２０１０年月均气温资料的分析，德州市年降水量１９５０～２０１０年整体呈明显下降趋势，除春季略有上升外，其他三季均有不同程度下降；１９５１～２０１０年气温倾向率达０．１７６℃／１０ａ，上升趋势非常明显；气温与降水整体的变化趋势相反。

ｂ．本文分析结果为进一步研究该地区的气候多年变化特征和水资源调度提供了可靠的依据，亦对该地区“十二五”大水网规划有参考作用。

参考文献：［１］　王遵娅，丁一汇，何金海，等．近５０年来中国气候变化特征的再分析［Ｊ］．气象学报，２００４，６２（２）：２２８－２３６．［２］　丁晶，刘权授．随机水文学［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，１９９７．［３］　张峰，雷晓辉，蒋云钟，等．近５５年珠江上游流域降水演变规律［Ｊ］．南水北调与水利科技，２０１２，１０（１）：４９－５４．［４］　袁喆，杨志勇，郑晓东，等．近５０年来淮河流域降水时空变化特征分析［Ｊ］．南水北调与水利科技，２０１２，１０（２）：９８－１０３．［５］　魏凤英．现代气候统计诊断与预测技术［Ｍ］．北京：气象出版社，１９９９．［６］　王霞，夏自强，李捷，等．黄河中游降水量特征及变化趋势分析［Ｊ］．人民黄河，２００９，３１（４）：４８－４９，５２．［７］　邵晓梅，许月卿，严昌荣．黄河流域降水序列变化的小波分析［Ｊ］．北京大学学报（自然科学版）（网络版），２００６，１（１）：１－７．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ　Ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　ＣｉｔｙＷＡＮＧ　Ｘｉａ１，ＭＩＡＯ　Ｗｅｎｈａｉ　１，ＬＩＵ　Ｌｉｌｉ　１，ＣＨＥＮ　Ｑｉｃｈｕａｎｇ２（１．Ｒｉｖｅｒｗａｙ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｄｅｚｈｏｕ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｄｅｚｈｏｕ　２５３０１４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｈｏｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ａｎｏｍａｌｙ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｆｉｖｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｍｏｖｉｎｇ　ａｖｅｒａｇｅ　ｍｅｔｈ－ｏｄ，ｗａｖｅｌｅｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｒｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｄａｔａ　ｉｎ　Ｄｅｚｈｏｕ　ｒｅｇｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｙｅａｒｌｙｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｅｚｈｏｕ　ｒｅｇｉｏｎ　ｉｓ　５６０．２ｍｍ；ｉｔ　ｍａｉｎｌｙ　ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ　ｉｎ　ｆｌｏｏｄ　ｐｅｒｉｏｄ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｊｕｎｅ　ａｎｄ　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ；ｔｈｅ　ｙｅａｒｌｙａｎｄ　ｓｅａｓｏｎａｌ（ｅｘｃｅｐｔ　Ｓｐｒｉｎｇ）ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　１９５０－２０１０ａｐｐｅａｒｓ　ｄｏｗｎｗａｒｄ　ｔｒｅｎｄ　ａｓ　ａ　ｗｈｏｌｅ；Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｙｅａｒｌｙ　ｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　１９５１－２０１０ａｐｐｅａｒｓ　ｕｐｗａｒｄ　ｔｒｅｎｄ　ａｓ　ａ　ｗｈｏｌｅ；ｔｈｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｉｓ　０．１７６℃／１０ａｗｉｔｈａｎ　ｏｐｐｏｓｉｔｅ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ａｉｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄ；Ｄｅｚｈｏｕ　Ｃｉｔ櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀ｙ（上接第５８页）Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｅｅｐａｇｅ　Ｂｏｕｎｄａｒｙ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｉｎ　Ｒｏｃｋ－ｓｏｉｌ　Ｂｏｄｙ　ｏｆ　Ｇａｔｅ　Ｄａｍ　ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＱＩ　Ｌｉｊｉａｎ１，ＬＩＡＯ　Ｈｕａｓｈｅｎｇ２，ＬＩ　Ｌｉａｎｘｉａ２（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａａｎ　６２５０１４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ　ａｎｄＭｏｕｎｔａｉｎ　Ｒｉｖｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎ　ｓｅｅｐ－ａｇｅ　ｆｌｏｗ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｏｆ　ｇｅｎｅｒａｌ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｆｌｏｗ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｒｅ　ｇｅｎｅｒ－ａｌｉｚｅｄ　ｆｏｕｒ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌｓ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｈａｓ　ａ　ｏｂｖｉｏｕｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｈｅａｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｇｉｏｎ　ａｄｊａｃｅｎｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ，ａｎｄ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇ　ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｈｅａｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｆｉｅｌｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｉｎ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｆｌｏｗ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋ－ｓｏｉｌ　ｂｏｄｙ　ｏｆ　ｇａｔｅ　ｄａｍ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ；ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｓｅｅｐａｇｅ　ｆｌｏｗ；ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｍｏｄｅｌ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ·５１·。