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1956—2014年铁岭县降水变化趋势分析

2017-09-22李冰董宝磊孙秀恒

现代农业科技 2017年16期
关键词:回归方程降水量线性

李冰 董宝磊 孙秀恒

摘要 1956—2014年铁岭县年降水量呈现逐年减少趋势,减少速率为0.34 mm/10年,年平均降水量为670.9 mm。月平均降水最多的年份为2010年,平均降水量为103.4 mm;最少的年份为1999年,降水量为25.8 mm。分析月平均降水量得出,1月平均降水量最少为5.7 mm;7月平均降水量为最多177.2 mm。1—7月月降水量逐渐增加,7—12月降水量开始减少。分析四季降水量得出,春季平均降水量为35.5 mm,夏季平均降水量为143.0 mm,秋季平均降水量為40.4 mm,冬季平均降水量为6.8 mm。夏季降水较多,冬季降水量较少。

关键词 降水;变化趋势;辽宁铁岭;1956—2014年

中图分类号 P426.61+4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)16-0169-02

近年来全球平均气温逐年上升,降水量逐步减少。IPCC第四次评估报告指出,全球气温达到1000年以来的最高值[1]。中国处于东亚季风区,受季风影响, 区域气候的年代际变化有自身的特点,与全球气候变化存在不同之处,并且降水的年代际变化比气温更明显[2-3]。黄荣辉等[4]分析了中国近40年来的降水变化情况,结果表明,中国降水的年代际变化明显,其引起的气候灾害导致了经济损失,且影响较为严重。林学椿等[5]研究了中国近40年的气候变化趋势,发现降水减少速率为12.66 mm/10年,气温上升倾向率为0.04 ℃/10年。本文根据1956—2014年铁岭县降水量数据资料,运用线性倾向估计方法,初步探讨近59年来该地区降水量的趋势变化和突变点。

1 资料与方法

1.1 地理和气候情况

铁岭县隶属于辽宁省铁岭市,位于辽宁省北部,南依沈阳,东邻抚顺,西接调兵山市,中环铁岭市银州区,地理坐标为123°28′~124°33′E、41°59′~42°33′N。铁岭县处于中温带亚湿润区,属于季风性大陆性气候区,热量充足,四季分明,雨水充沛,雨热同季,气候温和。年平均降水量675 mm,无霜期146 d左右。年平均气温7.3 ℃,年平均日照时数约2 600 h。7月最高气温35.8 ℃,平均气温24.4 ℃;1月最低气温-34.3 ℃,平均气温-13.5 ℃。

1.2 数据来源

本文选用1956—2014年铁岭县台站的降水资料。四季划分如下:春季为3—5月,夏季为6—8月,秋季为9—11月,冬季为12月至翌年2月。

1.3 分析方法

本文采用线性倾向估计法[6],将气温的变化趋势利用一元线性回归方程进行拟合,即:

y=ax+b

式中,y为变量,a、b分别为回归系数、回归常数。a的符号表征趋势倾向,a<0,说明y呈下降趋势;a>0,说明y呈上升趋势。b值反映了上升或下降的速率。

2 结果与分析

2.1 平均降水变化特征

通过分析1956—2014年铁岭县年降水量变化曲线,发现该地区年降水量呈现逐年减少的趋势(图1)。建立一元线性回归方程如下:

y=-0.033 8x+57.097,R2=0.001 9

1956—2014年平均降水量为670.9 mm,月平均降水量为56.1 mm。由图1可以得出,该地区的年降水量起伏较大,但正在以0.34 mm/10年的速率减少。说明随着气候的变化,年降水量正在逐步减少。由图1可以看出,月平均降水最多的年份为2010年,平均降水量为103.4 mm,比平均值多47.3 mm;其中月平均降水较多的年份为1959年,降水量为89.2 mm,比平均值多33.1 mm;1986年月平均降水量为81.6 mm,比平均值多25.5 mm。其中月平均降水最少的年份为1999年,降水量为25.8 mm,比平均值少30.3 mm;其中月平均降水较少的年份为1958年,降水量为38.9 mm,比平均值少17.2 mm;2006年月平均降水量为38.6 mm,比平均值少17.5 mm。

2.2 月平均降水量变化

由图2可以看出,月平均降水量为56.1 mm,其中1月平均降水量为5.7 mm,是一年中降水最少的月份,比平均值少50.4 mm。此时为铁岭县冬季,也是一年中气温最低的月份。7月平均降水量为177.2 mm,为全年降水最多的月份,比平均值多121.1 mm,比平均值最小的1月降水多171.5 mm。此时正值铁岭县汛期,也是一年中气温最高的月份。由图2还可以看出,铁岭县降水从1月到7月是一个逐渐增加的过程,6—7月降水量增幅最大,进入夏季,降水量增多,适合农作物生长。而7—12月降水量开始减少,其中8—9月降水下降率较大,进入秋季,降水减少,适合秋收。

2.3 四季降水量变化特征

2.3.1 春季降水量变化特征。通过分析1956—2014年铁岭县春季降水量变化曲线,发现该地区春季降水量呈现逐年增加的趋势(图3),建立一元线性回归方程如下:

y=0.046 3x+34.139,R2=0.004

由图3可以看出,春季平均降水量为35.5 mm,2000年以后春季降水波动较大,其中2010年春季降水量为80.6 mm,是春季降水量最多的一年,比平均值多45.1 mm;2001年春季降水量为11.4 mm,是春季降水量最少的一年,比平均值少24.1 mm。

2.3.2 夏季降水量变化特征。通过分析1956—2014年铁岭县夏季降水量数据资料,变化曲线如图4所示。发现该地区夏季平均降水量呈现逐年减少的趋势,建立的一元线性回归方程如下:

y=-0.017 6x+143.51,R2=0.000 5

由图4可以看出,夏季平均降水量为143.0 mm,自1956年开始夏季降水波动较大,其中2010年春季降水量为274.5 mm,是夏季降水量最多的一年,比平均值多131.5 mm;2000年夏季降水量为57.5 mm,是夏季降水量最少的一年,比平均值少85.5 mm。endprint

2.3.3 秋季降水量变化特征。通过分析1956—2014年铁岭县秋季降水量变化曲线,发现该地区秋季降水量呈现逐年减少的趋势(图5),建立的一元线性回归方程如下:

y=-0.077 4x+42.662,R2=0.007

由图5可以看出,秋季平均降水量为40.4 mm,秋季降水量波动幅度较大,其中1974年秋季降水量为84.9 mm,是秋季降水量最多的一年,比平均值多44.5 mm;1962年秋季降水量为13.9 mm,是秋季降水量最少的一年,比平均值少26.5 mm。

2.3.4 冬季降水量變化特征。通过分析1956—2014年铁岭县冬季降水量数据资料,发现该地区冬季降水量呈现逐年增加的趋势,变化曲线如图6所示,通过建立的一元线性回归方程如下:

y=0.047 7x+5.404 4,R2=0.037 4

由图6可以看出,冬季平均降水量为6.8 mm,冬季降水量波动较小,其中1957年冬季降水量为17.6 mm,是冬季降水量最多的一年,比平均值多10.8 mm;1960年冬季降水量为1.4 mm,是冬季降水量最少的一年,比平均值少5.4 mm。

3 结论与讨论

分析结果表明,1956—2014年铁岭县年降水量以0.34 mm/10年的速率减少,1月、7月分别为全年降水最少、最多的月份。春、夏、秋、冬季平均降水量分别为35.5、143.0、40.4、6.8 mm。夏季降水较多,冬季降水量较少。

4 参考文献

[1] IPCC Report.Climate Change 2001:The Scientific Basis[R]. Cambridge:Cambrige University Press,2001.

[2] 裴浩,郝璐,韩经纬.近40年内蒙古候降水变化趋势[J].应用气象学报,2012,23(5):543-550.

[3] 郑景云,郝志新,葛全胜.黄河中下游地区过去300年降水变化[J].中国科学(D辑):地球科学,2005(8):765-774.

[4] 中国气象学会.推进气象科技创新、加快气象事业发展:上册[M].北京:气象出版社,2004:3-11.

[5] 林学椿.近四十年我国气候趋势[J].气象,1990,16(10):16-21.

[6] 徐宗学,隋彩虹.黄河流域平均气温变化趋势分析[J].气象,2005,31(11):7-16.endprint

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