1960_2012年江苏省降水气候特征分析

图 １ 气象 观 测 站 分 布 ２ 研究方法 １． 若｜ 其 中， 分 析 。 确 定 显 著 性 水 平α 下 ， ｅ ｒ ｒ ｒ ｎ ｎ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ法 （ Ｍ－Ｋ 检 验 法 ） ａ －Ｋ ｜＞ 采用线性倾向估计及 Ｍ α（ ［ ３］ ， 为相关系数 ， 也称趋势系数 ） 则变 化 趋 势 显 著 ， 否 则 变 化 趋 势 不 显 著 。 Ｍ－Ｋ 检 验 法 是 一 种 非 参 数 检 验 方
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法， 不需要样本遵从一定的分布 ， 也不受少数异常值的干扰 ， 应用广泛 。 Ｍ－Ｋ 法用于检验序列突变时 ， 通过 构造一秩序列 ：
ｋ ｉα
ｊ
…， ， ｋ ＝ ２， ｎ） ３， ４， （
｛
， ｘ α ｉ ｉ ＞ｘ ｊ ｊ ＝１ ， 其他 ０ α ＝ ｉ ｊ
１ 材料与方法
１． １ 资料来源及处理 ６ ０—２ ０ １ ２年１ ２个气象站的逐日降水量 ９ 采用江苏 省 １ 。 从图 １ 可 资料 ， 剔除时间序列较短的测站后 ， 站点分布见图 １ 看出 ， 江苏省中部和南部站点分布较为密集 ， 北部测站较少 ， 但 分布均匀 ， 基本可以代表江苏省的降水特征 。 根据国家防红总 （ ： —２ ： ） 降 指挥部编制的降雨强度等级划分标准 ， ２ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ２ ４ｈ 水总量在 ０ 为小雨 ； 在１ １ ９ ． ９ｍｍ 之间时 ， ４ ． ９ｍｍ 之间 ． ０～２ ～ 时， 为中雨 ； 在２ 为大雨 ； ９ ． ９ｍｍ 之间时 ， ９ ． ９ｍｍ 之 ５ ４ ５ ０～９ ～ 间时 ， 为暴雨 ； 为大暴雨 ； ０ ２ ４ ９ ． ９ｍｍ 之间时 ， ０ｍｍ 及以 １ ０ ２ ５ ～ 上时 ， 为 特 大 暴 雨。 统 计 １ 中 ６ ０—２ ０ １ ２ 年 小 雨、 ２个站点１ ９ 雨、 大雨 、 暴雨 、 大暴雨的雨 日 ， 最 大 １ 日、 最大３日降水量和 年降水量 。 由于特大暴 雨 发 生 频 数 较 小 ， 将特大暴雨归入大 暴雨的序列 。
表 １ 年 降 水量 统计 特征 值
测站 徐州 赣榆 盱眙 射阳 南京 高邮 均值／ ｍｍ ９． ４ ８ ３ ９ ３ ０． ４ １ ０ ２ ４． ０ １ ０ ０ ３． ３ １ ０ ５ ９． ７ １ ０ ２ ５． ７ 标准差／ ｍｍ １ ６ ６． ４ ２ ２ ９． １ ２ ４ ８． ６ ２ ４ ２． ４ ２ ３ ５． ０ ２ ４ ７． １ 变差系数 ０． ２ ０． ２ ５ ０． ２ ４ ０． ２ ４ ０． ２ ２ ０． ２ ４ 偏态系数 ０． ２ ３ ０． ２ ５ ０． ２ ９ ０． １ ６ ０． ６ ４ ０． ６ １ 测站 东台 南通 吕泗 常州 溧阳 吴县东山 均值／ ｍｍ １ ０ ４ ３． ５ １ ７ ２． ６ ０ ５ ３． ８ １ ０ １ ０ ９ ８． ０ １ ３ ４． １ １ ３ ６． ４ １ １ 标准差／ ｍｍ ２ ３ ９． ２ ２ １ ３． ８ ２ ３ ８． ５ ２ １ １． ０ １ ９ ９． ５ ２ ０ ３． ０ 变差系数 ０． ２ ３ ０． ２ ０ ０． ２ ３ ０． １ ９ ０． １ ８ ０． １ ８ 偏态系数 ０． ８ ７ ０． ２ ９ －０． ０ ７ ０． ６ ９ ０． １ ８ ０． ４ ７
０ １ ４年８月 ２
灌溉排水学报 ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｒ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｅ Ｊ ｏ ｇ ｇ
／ ３ 卷第 ４ ５期 第３
（ ） ／ 文章编号 ： ７ ２ １ ７ ２ ０ １ ４ ０ ４ ０ ５ ０ ６ １ ６ ３ ３ ０ ３ ０ ５ － － －
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表 ２ 雨 日 序 列 趋势 分 析 结果
测站 徐州 赣榆 盱眙 射阳 南京 高邮 东台 南通 吕泗 常州 溧阳 吴县东山 小雨 趋势系数 ５ １ ６ －０． －０． ４ ８ ２ －０． ６ ０ ９ －０． ６ ９ ２ －０． ５ ６ １ －０． ４ ５ ２ －０． ６ ８ ８ －０． ８ －０． ７ ０ ９ －０． ７ ２ －０． ６ ２ ６ ６ ６ －０． 中雨 趋势系数 －０． １ １ ８ ０． ０ ３ ６ ０． ０ １ ４ －０． ０ ５ ２ －０． ０ ０ １ ０． １ ２ １ －０． ０ ０ ４ ０． ２ １ ２ １ ４ ８ ０． １ ５ ３ ０． ０ ０ １ ０． ０ ７ １ ０． 大雨 趋势系数 －０． ０ ７ ９ －０． ２ ９ ７ ０． ０ ８ ８ ０． ０ ７ ３ ０． １ ０ ２ ０． ０ １ ６ －０． １ ９ ２ ０． ０ ４ ８ ０． ０ ８ ６ ０． ０ １ ８ －０． ０ １ ４ －０． ０ ７ ８ 暴雨 趋势系数 ０． ２ ０ ２ ０． ０ ７ ２ －０． １ ３ －０． ２ ５ ２ ０． １ ０ ５ －０． ０ ２ ４ ０． １ ６ ４ ０． １ ６ １ ０． ０ ６ ６ －０． ０ ４ ２ －０． １ ５ ４ ０． ２ ８ １ 大暴雨 （ 以上 ） 趋势系数 １ －０． ２ ３ ０． ０ ３ ３ ０． １ ７ ８ －０． ０ ０ ３ ０． １ １ ７ ０． ０ １ ５ －０． ０ ２ ２ ０． １ １ ３ －０． ０ ０ ４ ０． ２ １ ２ ０ ７ ２ ０． ０ １ １ ０．
—２ ６ ０ ０ １ ２ 年江苏省降水气候特征分析 １ ９
陈 至 ，王少丽 ，韩松俊 ，陈皓锐
（ ） 中国水利水电科学研究院 水利研究 所 ，北京 １ ０ ０ ４ ８ ０
＊
摘 要 ：利 用 １ 通过 线 性 倾向估 计 、 ９ ｅ ６ ０—２ ０ １ ２ 年 江 苏 省１ ２ 个 气象站 的 逐 日 降 水 资 料 ， ｎ ｎ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ法诊断 分 析 各 Ｍ ａ －Ｋ 量 级 降 水量和 雨 日的 变 化趋势 和 突 变 情况 。 结果表明 ， 小 雨雨 日显 著 减 少 ， 所有站 点 均 通过 ９ 其 ９％ 的显 著 性 检 验 ， 多 年 平均降 水量 从 南 向 北 、 从 东 向 西 呈 递 减 趋 势； 相 比 于 南 部， 北部地区降水量 他 量 级 雨 日 呈 增加 趋势 。 空 间 上 ， 的年 际 变 化 大 ， 年内分 配 不 均 ， 多集中于夏季。大部分 站 点 的 最 大 １ 日、 最 大 ３ 日 降 水 量 呈 增 大 趋 势， 但空间分布 没 有 明显 规律 。 各 量 级 降 水量 在 ２ 小雨有更多的突变点； ０ 世纪 ７ ０年代突变多发， ９ ０年代后大雨和暴雨较中、 １ ９ ９ ７ 年 后 年 降 水量的 突 变 更 加 频 繁 。 近 年 来 ， 江 苏 省 降 水 更趋 于 集 中 ， 极端 降 水 的 强 度 增 大 ， 突变增多， 变化剧烈， 引发 洪涝灾害 的可 能 性 也 随 之 增 大 。 关 键 词 ：江 苏 省 ；降 水量 ；雨 日 ；变 化趋势 ；突 变 ： ／ ／ 中图分类号 ： Ｐ ３ ３． １； Ｐ ３ ３ ８ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ １ ０． １ ３ ５ ２ ２ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｓ ． ２ ０ １ ４． ０ ４ ０ ５． ０ ６ ６ ３ ｊ ｇ ｇ ｐ ］ （ ／ ） ： 灌溉排水学报 ， 陈至 ， 王少丽 ， 韩松俊 ， 等． ３ １ １ ９ ６ ０—２ ０ １ ２ 年江苏省降水气候特征分析 ［ Ｊ ． ２ ０ １ ４， ３ ３ ４ ５ ３ ０ ６ ０． －
） ／ ） （ ） ／ Ｅ（ Ｓ ｋ（ ｋ＋１ ４； Ｖ ａ Ｓ ｋ（ ｋ－１ ２ ｋ＋５ ７ ２。 ＝ ＝ ｒ（ Ｓ ｋ 服从标准正态分布 ， ｋ） ｋ） 定义统计变量 ：
Ｓ ｜Ｓ ｜ （ ｋ －Ｅ（ ｋ） …， ２， ｎ） ｋ ＝ １， （ ） Ｖ ａ ｒＳ ｋ 槡 …， 令Ｕ 得到 再按照上式计算 ， 同时对ｋ＝１， ２， ｎ， Ｂｋ ＝－Ｕ Ｆｋ’， ｋ’ ｎ＋１－ ｋ， ＝ 将时间序列 ｘ 按逆序排列 ， 。 ， ， ； ； ， 若 序列 Ｕ 值大于 小于 则呈下降趋势 序列呈上升趋势 若 当超过临界直线时 表明上 升 Ｂｋ Ｕ Ｆｋ Ｕ Ｆｋ ０ ０ Ｕ Ｆｋ ＝
０ ３ １ ８ １ ４ ２ ０ ＊ 收稿日期 ： － － ） ； ； 基金项目 ：国家科技支撑计划课题 （ 科技部农转 项 目 （ 中国水利水电科学研究院青年科研专项资 １ ２ Ｂ Ａ Ｄ ０ ８ Ｂ ０ ０ Ｂ ２ ３ ３ ２ ０ ６ ０ ４） ２ ０ ２ ０ １ ２ Ｇ ） 金项目 （ 节集 １ ０ ４ ３ ， ： 女， 河南信阳人 。 硕士研究生 ， 作者简介 ：陈至 （ 主要从事农业水土资源方面的研究 ， ａ ９ １ ｉ ｌ ｚ ｈ ｉ ． ｃ ｈ ｅ ｎ． ｏ ｏ ｄ ６ ３． ｃ ｏ ｍ １ ９ Ｅ－ｍ －） ＠１ ｇ ， 通讯作者 ：王少丽 （ 博士 ， 主要从事农田水环境保护 ， 农田灌排理论与技术研究 。 女， 江苏无锡人 。 教授级高级工程师 ， ６ ３ １ ９ －） ： Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｓ ｈ ａ ｏ ｌ ｉ ｗ＠ ｉ ｗ ｈ ｒ ． ｃ ｏ ｍ
溧阳站和吴县东山站月降 根据各站点多年月平均降水量及各季降水占年降水量的比例统计结果可知 ， 水量最大发生在 ６ 月 ， 其他站点均为 ７ 月 。７ 月 降 水 量 占 年 降 水 量 的 比 例 的 空 间 变 异 较 大 ， 由 北 往 南 递 减， 而南部 ５ 个测站均在 ２ 徐州站 ７ 月降水量占年降水量的 ２ 秋季 （ ９％ ， ９—１ １ 月） ０％ 以下 。 从各个季节来看 ， 各站点间差异很小 ； 降水量占年降水量的比例约为 ２ 北部各站夏季 （ 降水量占年降水量的比例 ０％ ， ６—８ 月 ） 其中赣榆站最高 ， 而南部各站（ 在５ 为６ 吕 泗、 南 京、 南 通、 常 州、 溧 阳、 吴 县 东 山） 则在４ ０％ 以上 ， １％ ， １％ ～ 冬季降水量占年降水量的比例大于北部站点 。 总之 ， 北部地区的降水量年内分 ４ ８％ 之间 。 南部各站点春季 、 配更加不均 ， 多集中于夏季 ， 而南部降水更为充沛 ， 各季节降水量分配比较平均 。 ２ 各量级雨日的变化趋势 ２． 统计 １ 结果见 ６ ０—２ ０ １ ２ 年江苏省 １ ９ ２ 个 测 站 各 雨 量 级 雨 日 的 趋 势 系 数 和 Ｍ－Ｋ 检 验 法 的 Ｕ 统 计 量 ， 。以高邮站为例 表 ２。 由表 ２ 可知 ， 通过置信度９ １ ２ 个站点 的 小 雨 雨 日 均 呈 减 少 趋 势 （ ９％ 的 显 著 性 检 验 ） ／ ； （ ） ， 其他雨量级的降雨雨 见图 ２ 除某些年份的异常值外 ， 小雨雨日呈 明 显 减 少 趋 势 ， 平 均 降 幅 为 ４． ９ｄ １ ０ ａ 日变化微弱 ， 中雨 、 大雨 、 大暴雨日数均呈增加趋势 ， 而暴雨日数呈减少趋势 。２ ０ 年代中雨雨 日 ０ 世纪 ６ ０、 ７ 波动较小 ， ８ ０—２ ０ ０ ０ 年间先 增 加 后 减 少 ， ０ ０ 年 后 又 明 显 增 加； ７ ０— １ ９ ２ ０ ２ ０世纪７ ０ 年 代 大 雨 雨 日 减 少， １ ９ 暴雨雨日和大暴雨雨日都呈规律性的波动 ， 无明显 １ ９ ９ ０ 年间增加 ， ９ ０—２ ０ ０ ５ 年间减少 ， ０ ５ 年以后又增加 ； １ ９ ２ ０ 变化趋势 。
或下降趋势显著 。 如果 Ｕ 且交点在临界直线之间 ， 那么交点对应的时刻就 Ｆｋ 和 Ｕ Ｂｋ 这 ２ 条曲线出现交点 ， ［ ４］ 是突变开始的时刻 。
２ 结果与分析
２． １ 年降水量及其分布特征 统计 １ 结果见表 １。 由表 １ 并结合测站的地理位置可知 ， 随着测 ２ 个测站的多年平均降水量的特征值 ， 站从南向北 、 从东向西分布 ， 降水量均值递减 ， 江苏省东南地区较西北地区更 为 湿 润 。 各 站 点 的 变 差 系 数 相 差不大 ， 但东北部的赣榆 、 盱眙 、 射阳等站变差系数大于南部的常州 、 溧阳 、 吴县东山等站 ， 说明江苏省北部年 降水量的年际变化更大 。 从偏态系数上来看 ， 除了吕泗站呈微弱的左偏外 ， 其他测站均为右偏 。 南京 、 高邮 、 属于中等偏态分布 ， 东台 、 常州的偏态系数较大 ， 在 ０． 其他测站的偏斜程度不大 。 ５～１ 之间 ，