近57年江苏沿海降水量演变特征分析

关键词：降水量;演变特征;江苏沿海;MannKendall检验;滑动t检验;Morlet小波

中图分类号：TV125文献标志码：A文章编号：

Evolution characteristics of precipitation along the coastal area of Jiangsu Province in recent 57 years

ZHANG Yu，ZHONG Pingan，WAN Xinyu，CAO Minglin，MA Biao

（Collage of Hydrology and Water Resources，Hohai University，Nanjing 210098，China）

Key words：precipitation;evolution characteristics;coastal area of Jiangsu Province;MannKendall test;sliding t test;Morlet wavelet analysis

1.1研究资料

应用MannKendall方法（下文简称MK法）检验时间序列的变化趋势时，构造统计量S如下：

S=∑n-1k=1∑nj=k+1Sgn（xj-xk）（1）

式中

Sgn（xi-xk）=+1（xj-xk）0

0（xj-xk）=0

Z=S-1Var（S）S0

0S=0

S+1Var（S）S0（3）

若Z0，则认为有下降趋势;若Z0，则认为有上升趋势。在显著性水平α下，若|Z|≥Zα/2认为上升或下降趋势显著;若|Z|Zα/2则认为趋势性不显著。

应用MK法用于检验序列突变时，需要构造一个序列：

sk=∑ki=1∑i-1j=1aij（4）

式中

aij=1xixj

0xixj（1≤j≤i）（5）

在时间序列随机独立的假定下，序列sk的均值和方差可由式（6）、式（7）计算如下：

E（sk）=k（k-1）4（6）

构造统计量UFk：

将时间序列按降序排列，采用式（8）计算得到UFk′，再按下式计算UBk：

UBk=-UFk′

在同一坐标内绘制UFk和UBk曲线，若两曲线有交点，且交点位于给定显著性水平临界值内，则该交点即为突变点。

其中

将关于尺度因子a的小波变换系数的平方对时间因子b积分，可求得小波方差：

Var（a）=∫∞-∞|Wf（a，b）|2db（13）

绘制小波方差图，峰值对应的时间尺度即为周期。

2江苏沿海降水量演变特征分析

2.1降水量变化趋势

选择年、汛期、枯季3个时段，采用MK法检验降水量序列变化趋势，结果见表1。

线性回归分析表明（图2），江苏沿海3个代表时段降水量均呈不显著的减少趋势，其中年降水量以6.2 mm/（10a）的速度减少，汛期降水量以4.9 mm/（10a）的速度减少，而枯季降水量以1.3 mm/（10a）的速度减少，反映了江苏沿海降水量变化趋势存在时段性差异。

为了分析降水量变化趋势的区域性差异，选择5个气象站代表时段的降水量序列，利用公式（2）计算出各自对应的统计量Z值（表2）。

由表2可知，江苏沿海北部的赣榆、射阳、东台站在3个代表时段降水量均呈减少趋势，而南部的南通、吕泗站均有增加的趋势。显著性水平α=005和α=010对应的临界值分别为196和164，5站各时段的趋势变化均未通过α=005或α=010的显著性水平检验，说明变化趋势并不显著。

2.2降水量突变特征

对江苏沿海5站代表时段降水量震荡周期进行统计，表3是周期特征值汇总，结果表明各站周期与江苏沿海整体一致性较好。各站年降水量、汛期降水量、枯季降水量第一主周期均为13 a左右，只有赣榆站与其他站不同，年、汛期8 a时间尺度的信号强于13 a尺度信号。

3结论

（2）近57年江苏沿海地区的年、汛期、枯季降水量未发生显著突变。

参考文献（References）：

[3]曾小凡，翟建青，姜彤，等.长江流域年降水量的空间特征和演变规律分析[J].河海大学学报：自然科学版，2008（6）：727732.（ZENG Xiaofan，ZHAI Jianqing，JIANG Tong，et al.Spatial characteristics and evolutional trends of annual precipitation in the Yangtze River basin[J].Journal of Hohai University ：Natural Sciences，2008（6）：727732.（in Chinese））

[4]李想，李维京，赵振国.我国松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律和未来趋势分析[J].应用气象学报，2005（5）：593599.（LI Xiang，LI Weijing，ZHAO Zhenguo.Trend of precipitation in the valleys of Songhuajiang and Liaohe Rivers[J].Journal of Applied Meteorological Science，2005（5）：593599.（in Chinese））