河南省1961-2012年入汛日期的時(shí)空變化特征

第36卷第3期氣象與環(huán)境科學(xué)Vol. 36 No.32013年8月.Meteorological and Environmental SciencesAug. 2013河南省1961-2012年入汛日期的時(shí)空變化特征史恒斌'2(1.中國氣象局.河南省農業(yè)氣象保障與應用技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗室,鄭州4000;2.河南省氣候中心.鄭州45000)摘要:根據河南省100站降水和氣溫資料,利用REOF分析、M-K檢驗,小波分析等方法,對河南省入汛日期的時(shí)空變化特征進(jìn)行了分析,得到如下結果:1)根據入汛日的不同，將河南省分為5個(gè)不同區域,分別為豫北區、豫東區、豫南區、豫西北區和豫西南區。2)平均來(lái)看,豫南區入汛最早,豫北區最晚。豫南區入汛日期最穩定,豫西南區入汛日期最不穩定。3)各區入汛時(shí)間分別有2-4 a6-8a和8~12 a3個(gè)周期,但是3個(gè)周期出現的時(shí)間段在.各個(gè)區域不盡相同。4)各區入汛日期均有提前的變化趨勢，豫南區和豫西南區變化最明顯,其中豫南區和豫西南區分別通過(guò)90%和95%的置信度檢驗。突變點(diǎn)在各個(gè)區出現時(shí)間也不同。關(guān)鍵詞:入汛日期;時(shí)空特征;REOF分析;小波分析;Mann-Kendall檢驗中圖分類(lèi)號: P468. 0*24文獻標識碼:A文章編號:1673 -7148(2013)03 -0023 -05料,對河南省人汛日期進(jìn)行區域劃分及演變特征分引言析,以期為河南省工農業(yè)生產(chǎn)和防災減災提供決策汛期即雨量集中期,汛期內降水量的集中常導依據。致局地性山洪暴發(fā)及泥石流和山體滑坡等地質(zhì)災1資料和方法害，也可導致江河水位上漲,造成嚴重的暴雨洪澇,給國民經(jīng)濟建設和人民生活帶來(lái)嚴重的威脅和本文所用資料為河南省氣候中心提供的河南省巨大的損失。因此,每年人汛的早晚對政府合理安1961-2012年有連續觀(guān)測的100個(gè)站的逐8及計算排工農業(yè)生產(chǎn)和防洪、防澇具有重要的意義。目前得到的逐候降水和氣溫資料。根據長(cháng)江流域各省人國內對人汛期已有許多研究。江淮流域以人梅作為梅的指標[3]和其他地區人汛指標[14-15),定義分區汛期到來(lái)的重要指標,人梅即入汛,胡婭敏[-21、梁人汛標準。夏季開(kāi)始后,全區有50%以上的站點(diǎn)1萍[$]、徐群[4)、曹曉崗[5]等利用不同的客觀(guān)分析方天降水量>25 mm,或者全區有≥40%站點(diǎn)降水量法,對梅雨進(jìn)行劃分,探討了不同標準下,梅雨的各超過(guò)10 mm,并且距離下次≥40%站點(diǎn)出現降水量種指標特征及歷年變化。趙漢光01、劉海文”)、張≥10 mm的日期不超過(guò)10天;全區平均氣溫在人汛天宇8]、吳志偉[9]等利用不同的資料和方法,定義前后各3天共計7天的時(shí)間內,至少有3天氣溫不了華北雨季的起至時(shí)間及其強度等特征量,并分析低于22C。所以選擇氣溫不低于22C,是由于全了這些特征量的歷年變化。對河南省的人汛日期研省5月平均氣溫為20.9 C ,人汛時(shí)平均氣溫應高于究較少,多數研究集中在汛期降水的時(shí)空分布和環(huán)5月平均氣溫至少1C。流特征采用的分析方法有REOF分析、Morlet小波功河南省水文部門(mén)通常把每年的5月15日至9率譜分析(16)、Mann-Kendall檢驗(M-K檢驗)川等。月30日作為汛期。但是,由于河南省幅員遼闊,又利用REOF方法,對河南省入汛時(shí)間的空間分布特處于季風(fēng)氣候區,不同地區不同年份汛期均有較大征進(jìn)行分析,利用小波功率譜分析方法對各個(gè)區域差異。因此,本文根據1961 - - 2012年降水和氣溫資的人汛日期進(jìn)行周期分析,利用M-K檢驗對各個(gè)區收稿日期:2013 -04 -19;修訂日期:2013 -05 -13中國煤化工基金項目:中國氣象局業(yè)務(wù)項8630000000) ;河南省氣象局氣象科學(xué)技術(shù)研究項目(22作者簡(jiǎn)介:史恒斌(1982- -),男,河南衛輝人,工程師,碩士.主要從事短期氣候預測工作. E-maiMYHCNMH G.第3期史恒斌:河南省1961- -2012年入汛日期的時(shí)空變化特征標準差最大,說(shuō)明豫西南區是全省人汛日期波動(dòng)最90[。80 (a)1區入汛時(shí)間大的區域。這可能與南陽(yáng)盆地較特殊的地理環(huán)境-1區平均入汛時(shí)間-線(xiàn)性趨勢有關(guān)。表2各區平均入汛日 期及標準差50t40H /Ma分區1234區S區0H平均人汛日期6月28日6月20日 6月15日 6月25日 6月22日標準差/天16.613.511.514.917.01961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 20112.2.2周期變化特征°[ (b)- 2區入汛時(shí)間從小波分析的結果看(見(jiàn)圖3),主要存在2~460-- -2區平均入汛時(shí)間0a.6~8 a和8~12 a3個(gè)周期。其中2~4 a的周期各區均存在,但是通過(guò)信度檢驗的時(shí)間各不相同。1區出現明顯2~4a周期的時(shí)間從20世紀70年代初到90年代中期;2區和3區類(lèi)似,從20世紀60年代初一直持續到2000年左右,持續時(shí)間在5個(gè)區中最長(cháng);4區通過(guò)信度檢驗的年份為20世紀80年代(C)-3區入汛時(shí)間到2005年前后;5區則為70年代前期持續到2000-3區平均入汛時(shí)間年前后。6~8 a的周期存在于1區和5區,1區主40t,K30要出現在20世紀80年代中期到90年代中期,5區30tM1h A.主要出現在20世紀60年代到70年代中期。8~12----0-VVTVVVWWw-Va的周期主要存在于2區和4區,在4區該周期出現在20世紀70年代初期至2000年左右,2區主要出現在20世紀70年代中期以前。(d)- 4區入汛時(shí)間70--4區平均入汛時(shí)間2.2.3突變特征0十利用M-K檢驗,對各區的人汛日期進(jìn)行了檢驗50 tof(圖4)。檢驗結果發(fā)現,各區均有人汛日期提前的30趨勢。但是各區的突變時(shí)間并不一樣,1區、4區和5區分別在20世紀60年代有一個(gè)明顯的突變點(diǎn),2區和3區的突變點(diǎn)分別在1979和1973年。20 (e)3結論- 5區入汛時(shí)間-5區平均入汛時(shí)間50-o-V線(xiàn)性趨勢(1)通過(guò)REOF分區,將河南省劃分為5個(gè)不同人汛氣候區。0--..(2)河南省5個(gè)分區的人汛日期各不相同,平20-10均來(lái)看,豫南區最早,豫北區最晚。通過(guò)對標準差的分析發(fā)現,豫南區是全省人汛日期最穩定的區域,豫西南區是全省人汛日期最不穩定的區域。圖2各區歷年入汛日 期及線(xiàn)性趨勢(3)通過(guò)小波功率譜的分析發(fā)現，各區人汛時(shí)計算的各區多年平均人汛日期和標準差列表間分別有2~4a.6~8 a和8~12a3個(gè)周期,但是32。從表2可以看出,3區平均人汛日期最早,為6個(gè)周期出現的時(shí)間段在各個(gè)區域不盡相同。月15日;最晚的是1區,為6月28日人汛。這也符(4)趨勢分析表明,各區人汛日期均有提前的合基本的天氣學(xué)特征,隨著(zhù)夏季風(fēng)的北進(jìn),我國從南變化趨勢,但是顯莖性不同確南區和陶西南區變化向北先后進(jìn)人降水集中期。從標準差上看,3區標最明顯,分別通中國煤化工檢驗。M-K.CHCNMH G準差最小，表示豫南地區人汛日期的波動(dòng)最小;5區檢驗發(fā)現突變點(diǎn)M心同。.26氣象與環(huán)境科學(xué)第36卷32廠(chǎng)-24間a)212o18“1965 19701975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 20101961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011S「 (b)24F (6)讓1965 19701975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 201024FC)3「(c)16。12愛(ài)81965 19701975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 201024F間。(d)-21961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2002006 20114(e)「(c)oh.5 1965 19701975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 20101961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 196 2001 2006 2011圈3各區入汛日期的小波功率譜分析圍- -UF --UB(a) -(e)分別為(1) -(5)區,陰影區表示通過(guò)圖4 各區入汛日期M-K檢驗95%置信度檢驗,下同[2]胡婭敏,丁一匯,廖菲.近52年江淮梅雨的降水分型[J].氣象學(xué)報,2010,68(2):235 -247.參考文獻[3]梁萍,丁中國 煤化工劃分指標研究[].大[1]胡婭敏,丁一匯,廖菲.江淮地區梅雨的新定義及其氣候特征氣科學(xué),2(:MHCNMHG[J].大氣科學(xué),2008 ,32(1);101 -112.[4]徐群.近46年江準卜冊梅用期的劃分相演變特征[J].氣象科.第3期史恒斌:河南省1961- 2012年入汛日期的時(shí)空變化特征27學(xué),1998 ,18(4) :316 - 329.[J].河南氣象,005(3):21.[5]曹曉崗,丁金才,葉其欣,等.利用水汽通量資料診斷人梅時(shí)間的[12]匡曉燕,王蕊,范學(xué)鋒,等.河南省近10年汛期多雨時(shí)段大尺度方法[J].應用氣象學(xué)報,2007 ,18(6):791 -801.環(huán)流特征[J].河南氣象2005(2):13-14.[6]趙漢光.華北的雨季[J].氣象1994 ,20(6):3-8.[13]周后福.梅雨期劃分方法的再提出[J].成都信息工程學(xué)院學(xué)[7]劉海文,T一匯.華北汛期的起訖及其氣候學(xué)分析[J].應用氣象報,2005 ,20(4):483 -487.學(xué)報,2008 ,19(6) :688 - 696.[14]韓曙曄,章淹,游性恬,等.三峽庫區人汛早晚及暴雨特征分析[8]張天宇,程炳巖,王記芳,等.華北雨季降水集中度和集中期的時(shí)[J].氣象,1997 ,23(6):19 -23.空變化特征[J].高原氣象,2007 ,26(4) :843 - 853.[15]朱麗華,張桂華,劉玉蓮.哈爾濱市汛期特征與年變化[J].黑龍[9]昊志偉,江志紅,何金海.近50年華南前汛期降水.江淮梅雨和江氣象1999(3):7-10.華北雨季旱澇特征對比分析[J].大氣科學(xué),06 30(3) :391 -401. .[16]吳洪寶,吳蕾.氣候變率診斷和預測方法[M].北京:氣象出版[10]侯春梅,陳忠民,康雯瑛,等.河南汛期暴雨時(shí)空分布特征及成社,2005:33 -44.因分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2008 ,31(2):39 -42.[17]魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術(shù)[M].2版.北京:氣象出[11]職旭，張善強.河南省汛期降水年代際變化及旱澇災害的預防版社,2007:63 -66.Temporal and Spatial Variation Characteristic of Beginning Date ofFlood Season in Henan from 1961 to 2012Shi Hengbin',2(1. CMA●Henan Key Laboratory of Agrometerological Support and Applied Technique，Zhengzhou 450003，China;2. Henan Provincial Climate Center, Zhengzhou 450003 , China)Abstract: According the precipitation and temperature data of 100 stations in Henan, using REOFanalysis, M-K test and wavelet analysis methods, the temporal and spatial variation characteristics of be-ginning date of flood season in Henan are analyzed. The results are as follows. 1 ) Based on the differenceof beginning data of flood season， Henan can be divided into 5 areas. They are North Henan，EastHenan, South Henan, Northwest Henan and Southwest Henan. 2) South Henan is the earliest area andNorth Henan is the latest area of beginning data of flood season. South Henan is the most stable area andthe southwest Henan is the most unstable area of beginning data of flood area. 3 ) The beginning date ofevery area flood season has 2- -4 years period, 6--8 years period and 8- 12 years period, but the occur-rence time are different in different areas. 4)The beginning date of flood season of all areas is ahead oftime, South Henan and Southwest Henan is the most significant. The South Henan and Southwest Henanrespectively by 90% and 95% confidence test. The abrupt change point times are different in differentareas.Key words: beginning date of flood season; temporal and spatial characteristic; REOF analysis;wavelet analysis; Mann-Kendall test中國煤化工MYHCNM HG.