谷桂华　余守龙　李学辉　段路松

摘要：以云南省152个雨量站1956 - 2016年月降水资料为基础，应用降水集中指数法（PCI）分析了各流域降水的年内变化特点，并用线性趋势法对年降水量和冬春季降水量的變化趋势进行了分析。同时，采用M-K检验法对年降水量时间序列和冬春季降水量时间序列进行显著性和突变性分析。结果表明：①6la来，全省各流域降水集中指数（PCI值）在15.3 - 17.8之间，年降水均具有季节性，其中长江流域比其他流域季节性强;长江流域、珠江流域和红河流域降水存在异常集中年份;各流域汛期（5 -10月）降水量占年降水量的比例在79.4%～88.8%之间，冬春季（12月—次年2月）降水量占年降水量的比例在3.6% - 6.5%之间。②不同年段降水在年内的集中程度变化不大，年内分配结构变化不大。③总体上丰水年份的PCI值比枯水年份稍小，说明丰水年份降水集中程度一般比枯水年份低。④各流域年降水量均呈不显著减小趋势，年降水过程有个别突变年份;冬、春季降水变化过程均无突变，其中长江、珠江、红河为不显著增加，澜沧江、怒江、伊洛瓦底江为不显著减小。研究成果可为云南省径流和气候变化研究、洪涝灾害预测和防治以及农业生产提供基础参考。

关键词：降水变化;PCI;年内集中程度;变化趋势;云南省

中图法分类号：P426.6

文献标志码：A

DOI： 10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.10.002

降水量变化直接影响地表径流量变化，研究降水量的变化，对径流量研究具有重要意义。降水量作为描述气候变化的关键指标之一，其分布规律对研究气候变化规律、减少洪涝灾害损失、提高降水预测能力也有着重大意义[1]。

以往相关学者对云南省降水要素的研究较多：刘瑜等[2]利用云南省1961 - 2007年降水与气温资料，通过线性趋势分析和突变检验，对近46 a的降水与气温变化特征进行了分析;陶云等[3]利用云南122个测站1961 - 2006年逐月降水量、气温观测资料及Hardley Center再分析资料，采用回归分析方法，分析了全球气候变暖背景下云南省降水的时空变化特征;万云霞等[4]利用NCEP /NCAR再分析资料、SST资料以及云南省124个站逐月降水资料，对秋季降水的变化特征及其成因进行了分析;刘新有等[5]利用怒江流域云南区段及其毗邻地区77个站点1980 - 2009年雨量资料，以及怒江干流道街坝站1957～2015年和南汀河支流姑老河站1960～2015年降雨、径流资料，研究了怒江流域降雨区域分异特征及变化趋势;杨丹丽等[6]利用1987 - 2016年云南省29个气象站点逐日降水资料，将云南省划分为6个流域，运用线性趋势和小波分析法，分析了云南省不同流域不同等级降水日数和强度的时空变化特征;刘稳等[7]以云南省1960 - 2016年日降水数据为基础，采用线性倾向估计法、滑动平均法、M-K检验法、Hurst指数法和小波分析法对云南省降水量进行了时空变化分析和周期分析。

以上研究都是根据一定时间长度的降水系列资料，用不同的方法对云南省境内的降水进行了分项研究。本文在云南省第三次水资源调查评价的基础上，根据全省152个雨量站1956 - 2016年月降水资料，主要应用降水集中指数法（PCI）和线性趋势分析法以及M-K法，对省内各流域降水量年内分配特性和历年变化趋势进行分析，以为云南省径流和气候变化研究、洪涝灾害的预测和防治以及农业生产提供基础参考。

1 数据和方法

1.1 数据

云南省内涉及六大流域水系：长江、珠江、红河、澜沧江、怒江和伊洛瓦底江，均为人海河流，其中长江、珠江、红河、澜沧江（出境后称湄公河）汇人太平洋，怒江（出境后称萨尔温江）和伊洛瓦底江汇入印度洋。本次选用了全省各流域共152个雨量站1956-2016年逐月降水资料。各流域雨量代表站基本情况见表1。

1.2 方法

（1）降水集中指数法（PCI）。PCI是国际上使用较为广泛的一个反映降水年内集中程度的指标，它能较好地表征降水在年内的集中程度及其季节性[8-9]。计算公式为式中，Pi为第i月的降水量。由式（l）可知，若年降水量都集中在一个月内，则PCI值为100，达到最高;若年降水量均匀的分配在12个月，则PCI值最小，约为8。在实际应用中，国际上多定义当PCI≤10时，表示年降水量的月分配较为均匀;当10

（2）线性趋势分析法。回归分析是水文统计学中常用的一种方法，主要包含线性回归和非线性回归。线性回归又可分为一元线性回归和多元线性回归[10]。

（3）M-K检验法。该方法是世界气象组织推荐并广泛使用的时间序列突变检验法。它不需要序列服从一定的分布，也不受少数序列异常值的干扰[11-12]。因其检测范围宽，人为干扰少，定量化程度高，在水文和气象领域应用较广泛。

2 分析成果

2.1 年内集中程度

2.1.1 不同年段PCI值

根据式（l）计算各流域不同年段降水量的集中指数PCI值，计算成果汇总见表2。

从1956 - 2016年平均PCI值看，全省各流域降水集中指数在15.3 - 17.8之间，年降水均具有季节性，其中长江流域PCI值较大，说明长江流域年降水比其他流域季节性强;从PCI值多年平均范围看，长江流域、珠江流域、红河流域和澜沧江流域PCI值有超过20的年份，说明其年降水存在异常集中年份。

从1956-1980年、1981-2000年和2001-2016年3个年段平均PCI值看，不同年段总体变化不明显。除了伊洛瓦底江3个年段PCI值逐渐略微减小外，其他流域1981- 2000年PCI值比1956-1980年略有减小，2001 - 2016年又略有增大。各年段降水集中指数变化微小，说明不同年段降水在年内的集中程度变化不大，年内分配结构变化不大。

根据1956 - 2016年降水系列资料计算，各流域汛期（5 - 10月）降水量占年降水比分别为：长江流域88.8%、珠江流域84.1%、紅河流域83.7%、澜沧江流域85.3%、怒江流域79.4%、伊洛瓦底江流域87.6%，可见长江流域汛期降水量占全年比较大。各流域年内降水冬春季（12月～次年2月）较小，占全年比分别为：长江流域3.6%、珠江流域5.3%、红河流域5.0%、澜沧江流域4.5%、怒江流域6.5%、伊洛瓦底江流域3.7%，占比均很小。

2.1.2 典型年PCI值

对各流域不同典型年（P=10%、50%、90% ）PCI值进行统计（见表3），可以看出，虽然不同频率典型年的PCI值均在11-20之间，其降水都具有季节性，但总体上丰水年份的PCI值比枯水年份的PCI值稍小，说明丰水年份降水集中程度一般比枯水年份低。

2.2 历年变化趋势

应用线性趋势分析法和M-K检验法对1956 -2016年降水量、冬春季（12月～次年2月）进行趋势分析、显著性分析和突变分析，分析成果见表4。

从年降水变化看，各流域年降水量均为不显著减小趋势。年降水过程主要发生突变年份为：长江流域在2003年，珠江流域在2002年，红河流域在2005年，澜沧江流域在2003年，怒江流域在2013年，伊洛瓦底江流域在2011年。

同样方法分析冬春季（12月～次年2月）降水变化，长江、珠江、红河等流域为不显著增加，澜沧江、怒江、伊洛瓦底江等流域为不显著减小，降雨过程均无突变。

降水量的变化趋势总体对农业生产不利，特别是冬春季降水减小的澜沧江、怒江、伊洛瓦底江流域。

3 结论

（1）61 a来，云南省各流域降水集中指数PCI值在15.3～17.8之间，年降水均具有季节性;长江流域、珠江流域和红河流域降水存在异常集中年份。

（2）各流域降水集中性总体上没有明显的年段性。不同年段降水在年内的集中程度变化不大，年内分配结构变化不大。

（3）丰水年份降水集中程度一般比枯水年份低。

（4）各流域年降水量均为不显著减小趋势;年降水过程有个别突变年份。冬春季降水变化趋势总体对农业生产不利，特别是澜沧江、怒江、伊洛瓦底江流域。

参考文献：

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[2]刘瑜，赵尔旭，黄玮，等.云南近46年降水与气温变化趋势的特征分析[J].灾害学，2010（3）：39-44，63.

[3] 陶云，何群.云南降水量时空分布特征对气候变暖的响应[J].云南大学学报（自然科学版），2008，30（6）：587-595.

[4] 万云霞，朱保林，张万诚，等.云南秋季降水的变化特征及其成因分析[J].云南大学学报（自然科学版），2016，38（1）：62-71.

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[6]杨丹丽，王杰，曹言.近30年来云南省不同等级降水时空变化特征分析[J]人民珠江，2018（8）：43-50.

[7]刘稳，刘国栋，夏菁，近57年云南降水量时空格局及周期性研究[J].人民长江，2018 （S2）：80-85，123.

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[10]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.

[11]黄振平，水文统计原理[M].南京：河海大学出版社.2002：189-201.

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（编辑：李慧）