袁久坤 周英

（重庆市万州区气象局，重庆 404100）

万州区山地降水与海拔高度的关系初步分析

袁久坤 周英

（重庆市万州区气象局，重庆 404100）

通过对万州山区各海拔高度自动监测站降水量的统计分析以及相关显著性检验，得到一年中主要降水月份和不同降水过程下万州山区降水量随海拔高度变化的大致分布，大致的最大降水高度以及初步建立降水随海拔高度的变化的定量关系，为预报业务服务中降水模式的降水预报量订正以及面雨量和地方可降水资源统计业务的开展提供科学依据。

降水 海拔高度 关系 分析

山地降水的分布很复杂，它既与大气侯条件有关，又受地形和海拔高度的影响，而在同一个地区小范围内的气侯条件、地形条件基本相似，因此降水量的大小主要是受海拔高度变化的影响。一般而言，降水量和降水日数随山地海拔高度增加而增加。在一定高度以上的山地，由于气流中水汽含量减少，降水量又随高度增加而减少。降水量达到最大值的高度称为最大降水高度。

目前在降水预报模式中，除了模式本身对降水的预报准确率外，模式预报的降水主要考虑的是在一个平面内的情况，没有考虑山区海拔高度变化的影响。而这样的模式预报的降水对于山区来说，与实况有较大误差，尤其是在计算面雨量等业务上是很不可靠的。此外，在统计水资源的分布工作中，如果没有较为准确的降水随海拔高度变化的详细资料，也会带来较大误差。

本文利用渝东北部万州境内的自动气象站所监测到的的不同海拔高度的降水量，分析其与海拔高度变化的关系，得到较为准确的降水随海拔高度分布变化，并初步建立降水和海拔高度的关系方程。

1　主要资料和处理方法

本文主要利用2013～2015年万州各地不同海拔高度的自动气象站5～9月采集的降水量和2014、2015年共三次典型降水过程的雨量资料以及各站点的海拔高度进行统计分析。在资料的处理上，通过人工和地面测报业务软件审核的方式剔除了故障站点的不可信数据，得到各站5～9月的分月平均降水量资料以及2014、2015年共三次典型降水过程的雨量资料与对应海拔高度的资料序列。

主要用到的检验方法和统计量：

相关系数（n为资料序列个数，Xi为站点海拔高度序列，为平均；Yi为站点雨量，为平均）：

相关系数的t统计量（n为资料序列个数，r为相关系数，n-2为检验自由度）：

如果序列的相关系数t统计量大于某一信度下的临界值，则称该Xi、Yi序列在α显著性水平下的显著性检验通过。

2　海拔高度和降水量的关系分析

2.15～9月各站点月降水量随海拔高度变化的总体分布情况

从图1可看出，5～9月万州各站点月降水量的分布与海拔高度有较大关系。在海拔200～800米的高度内，各站点的月降水量大致在50～400毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在100～600毫米，而海拔高度大于1100米，月降水量下降到仅有100～300毫米。以上说明：万州各地月降水量在海拔200～800米内受海拔高度的变化影响不明显；而在800～1100米之间，首先是最低降水量上升到100毫米左右，其次月降水量最大也升到650毫米左右，说明存在随海拔高度增大月降水量增多的趋势；海拔高度大于1200米，站点月降水量明显下降至100～300毫米，说明万州山区最大降水高度大致在海拔1100米左右。

2.25～9月逐月降水量随海拔高度的变化分布情况

从图2可看出，5月份万州各站点月降水量在海拔200～800米的高度内，大致在100～250毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在150～250毫米，而海拔高度大于1100米则月降水量下降到仅有150～250毫米。

从图3可看出，6月份万州各站点月降水量在海拔200～800米的高度内，各站点的月降水量大致在150～250毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在150～350毫米，而海拔高度大于1100米，月降水量下降到仅有200～250毫米。

从图4可看出，7月份万州各站点月降水量在海拔200～800米的高度内，各站点的月降水量大致在80～160毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在100～160毫米，而海拔高度大于1100米，月降水量下降到仅有120毫米。

从图5可看出，8月万州各站点月降水量在海拔200～800米的高度内，各站点的月降水量大致在100～250毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在150～300毫米，而海拔高度大于1100米，月降水量下降到仅有150毫米。

表1　降水量与站点海拔高度的相关性检验表

表2　选取的典型降水过程总降水量与站点海拔高度的相关性检验表

表3　方程显著性检验表

从图6可看出，9月份万州各站点月降水量在海拔200～800米的高度内，各站点的月降水量大致在150～250毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在180～300毫米，而海拔高度大于1100米，月降水量下降到仅有200毫米。

2.35～9月降水量与海拔高度的相关分析

如表1，通过（1）、（2）式统计检验表明，除7月份降水量与海拔高度的相关性只在α=0.05的显著性水平下通过显著性检验外，其余均通过了α=0.02的显著性水平下的显著性检验。表明万州山地站点海拔高度与月降水量之间存在较好的相关关系。换句话说，也就是海拔高度对月（5～9）降水总量有显著的影响。

从表2可看出，就单一降水过程而言：大的降水过程或持续时间较长的降水过程（20140825-0903）使得各海拔高度降水趋于接近，因此海拔高度和降水量的相关性不显著；较大的降水过程（20140809-0811）也有各海拔高度降水趋于平均的不利影响，但还是能部分体现出海拔高度变化对降水的影响，因此在较低的显著性水平下通过显著性检验；而较为一般性的降水过程（20150714-0716）能较好的体现出海拔高度对降水的影响，因此能在较高的显著性水平下通过显著性检验。

3　海拔高度和降水量的方程关系式

根据表1、表2的显著性检验，通过筛选建立降水量与海拔高度的方程如下：

5月： = 23.595ln（） + 38.254 6月： = 195.07e0.0001

7月： = 0.0173 + 107.63

8月： = 8E-052- 0.0556 + 167.34

9月： = 3E-052+ 0.0049 + 180.5

20150714～0716降水过程： = -5E-052+ 0.0722 + 58.832

从表3看出，除6、7月份降水量与海拔高度的方程在α=0.05显著性水平下通过显著性检验外，5、8、9月份和20150714-0716过程降水与海拔高度的方程通过了α=0.01显著性水平下的显著性检验。

4　结语

通过对万州境内自动气象站降水量与海拔高度的关系的分析，初步得到降水量随海拔高度分布变化的规律：

（1）总体上：在海拔200～800米的高度内，各站点的月降水量大致在50～400毫米，海拔800～1100米的高度内月降水量大致在100～600毫米，而海拔高度大于1100米，月降水量下降到仅有100～300毫米。万州山区最大降水高度大致在海拔1100米左右，表明了该地低空幅合对于形成降水的重要性。

（2）各月的降水随海拔高度的分布变化基本一致，都能通过相关性检验，在最大降水高度下，存在显著的随海拔升高降水增多的正相关。

（3）在单一的降水过程上，降水量与海拔高度的相关关系在较大程度上受天气过程大小的影响，一般程度的降水过程其降水量受海拔高度升高降水增多较为显著。

（4）降水量与海拔高度的关系方程显著性检验表明，各月降水与一般程度的降水同海拔高度的关系方程能在较高显著性水平下通过检验，有较大实用价值。

［1］傅抱璞.地形和海拔高度对降水的影响［J］.地理学报，1992（4）.

［2］伍立群，李学辉.高山地区年降水量随高程变化分析［J］.云南地理环境研究，2004，4（16）：2.

［3］玄海燕，黎锁平，刘树群.区域降水量与经纬度及海拔关系的分析［J］.甘肃科学学报，2006，12（l8）：4.