吉林省大气可降水量分布及变化趋势分析

吉林省大气可降水量分布及变化趋势分析

1影响全球气候系统和水资源系统的配置的重要因素全球水循环中最活跃的因素是全球水循环中的一个因素。它是世界上最常见的温室气体，也是地球系统中物质和能量传输的纽带。水汽的变化深刻影响着全球气候系统和水资源系统的结构和演变，也影响着人类社会的发展和生产活动。大气水汽含量通常用大气可降水量（PrecipitableWaterVapor,PWV），即单位面积垂直大气柱中所含水汽总量全部凝结所形成的水柱高度来表示2数据和方法本文所用资料为吉林省观测时间较长，资料序列较完整的42个观测站1959—2013年水汽压月值、降水月值和年值数据。2.1大气可降水量h大气可降水量采用杨景梅等式中，W为整层大气可降水量，单位为mm;e为地面水汽压，单位为hPa;a式中，H为海拔高度，单位为km；φ为地理纬度，单位为度（°）。2.2平均汽压的平均平均对比水汽压月值数据即月平均水汽压，是每月的日平均水汽压的平均值；每月的月平均大气可降水量由水汽压月值数据采用（1）式计算，最终得到每个月月平均大气可降水量55a的平均值。2.3根据年平均可预测降雨量每年的年均大气可降水量是该年1—12月的月平均大气可降水量的平均值之和，最终得到年均大气可降水量55a的平均值。2.4计算降雨量的注释月降水量采用20—20时月值数据进行统计；年降水量采用20—20时年值数据进行统计。2.5计算气候趋势的随机性，并显示变化趋势的有效性计算大气可降水量的气候倾向率并对相关系数进行显著性检验。气候倾向率计算公式如下：式中，x3预测年平均降水量分布及各相带的变化3.1白城地区西部下海吉林省年均大气可降水量自西向东大体上呈现先逐渐增多，然后减少，再稍有增多的分布趋势，即少—多—次少—次多的分布型式，如图1a所示。图中白城地区西部最少，地处吉林省东部的罗子沟、长白周边与白城地区接近；东南部的集安周边最大，然后向中部地区扩展，在四平、长春—吉林、白山西范围内，年均大气可降水量都达到了14.5mm以上，是吉林省年均大气可降水量较大的区域；延边地区南部以珲春为中心，中心值也达到了14.5mm以上，但范围较小，是次多区域。3.2和龙的和龙均最多图1b是吉林省年均大气可降水量气候倾向率分布情况。图中通榆、柳河、和龙呈现下降趋势，但趋势不明显，下降最多的和龙也只有0.07mm/10a；其余区域基本都呈上升趋势。上升较明显的有6个区域，分别是白城—乾安—松原—扶余一带、双辽周边、辽源周边、梅河口—辉南—磐石一带、靖宇—东岗—二道一带、汪清—罗子沟一带，其中上升趋势最大的是双辽周边。3.3以松为中心的、带动其他地区、城市对比图1a和图2a，可以看出年降水量分布与年均大气可降水量分布非常相似，即呈少—多—次少—次多的分布型式，大体上是水汽含量多的区域降水量也大。图2a中东南部的集安周边最大，年降水量达到850mm以上，然后向中部地区扩展，在四平、长春—延边西范围内，年降水量都达到了550mm以上，是吉林省年降水量较大的区域；延边地区南部的珲春年降水量达到了617.8mm，以其为中心是范围较小的次多区域；白城地区西部最少，年降水量在400mm以下。值得注意的是松原与延边西、白山东的年均大气可降水量值相仿，而降水却相差200mm左右。究其原因，应是受地形、地势影响的结果。延边西、白山东属丘陵低山地带，由于动力摩擦和动力抬升作用，使低压天气系统增强，移速减慢，降水增加。所以上述地区虽然大气可降水量值相仿，但受地形、地势影响，使得天气系统的动力条件不同，造成其降水不同。4大气可降水量分布情况图3是从吉林省西部、中部、东部各选一站，即白城、长春、集安，月平均大气可降水量分布情况。由图中可看出，1—6月大气可降水量是逐渐增多的，到7月、8月达到峰值，而后逐渐减少。吉林省汛期是6月、7月、8月3个月，这期间的大气可降水量也是一年中最多的。4.16月网的降水量分布和月网的变化4.1.1区域扩展，由中部地区扩展图4a是吉林省6月月平均大气可降水量分布情况。图中集安周边最大，而后向中部地区扩展，在松原东—吉林、白山西有较大范围的大值区域（26mm以上）；敦化周边、延边北、白山东较少，其中罗子沟和长白周边最少；自西向东大体上呈现少—多—少的分布型式。4.1.2通榆总来水趋势图4b是吉林省6月大气可降水量气候倾向率分布情况。图中通榆、柳河呈现下降趋势，但趋势不明显，下降最多的通榆也只有0.04mm/10a；其余区域基本都呈上升趋势。上升较明显的有5个区域，分别是白城—乾安—松原—扶余一带、双辽周边、辽源周边、梅河—辉南—磐石—靖宇—东岗—二道、汪清周边，其中上升趋势最大的是辉南周边和双辽周边。4.1.3沟周边非大气可降水量分布对比图2b和图4a，可看出6月降水量分布呈现少—多—少的分布型式，松原东—延边西是降水85mm以上大范围的大值区域，罗子沟周边低于80mm。值得注意的是白城、松原西与延边、白山东的大气可降水量值相仿，而降水量相差20mm左右，这也应是受地形、地势影响的结果。吉林省西部远接大兴安岭山脉，过山的西风气流下沉增温，使西来的低压系统减弱，高压系统加强，行进速度加快，降水减少，蒸发加大。所以上述地区虽然天气系统的水汽条件相仿，但受地形、地势影响，使得系统的动力条件不同，造成其降水不同。4.27月网的降水量分布和月网的变化4.2.1区域分布见图1图5a是吉林省7月月平均大气可降水量分布情况。图中有3个明显的大值中心（38mm以上），依次是集安周边、四平—长春东南—吉林西南—辽源西、辉南周边，从松原东—吉林西、通化有较大范围的大值区域（37mm以上）；白城地区多于延边地区，罗子沟和长白周边最少；自西向东大体上呈现次多—多—次多—少的分布型式。4.2.2．东北部下降趋势图5b是吉林省7月大气可降水量气候倾向率分布情况。图中通榆—长岭—长春、吉林—延边中部、通化地区呈下降趋势；其余区域基本都呈上升趋势。上升较明显的有4个区域，分别是白城北—松原北、四平—辽源东、辉南—磐石一带、东岗周边，其中上升趋势最大的是白城周边和双辽周边。4.2.3次多—7月降水量与大气可降水量分布对比分析对比图2c和图5a，可看出7月降水量分布与大气可降水量分布非常接近，即呈次多—多—次多—少的分布型式，大体上是水汽含量多的区域降水量也大。松原东—延边西是大范围的降水在140mm以上的大值区；白城地区大于延边东，延边东降水最少。对比差别较大的是敦化—二道—东岗一带，其大气可降水量虽少，降水量却较大，这也应是受地形、地势影响的结果。4.38月网的降水量分布和月网的变化4.3.1松原东—8月大气可降水量分布形式图6a是吉林省8月月平均大气可降水量分布情况，图中集安周边最大，而后向中部地区扩展，从松原东—吉林、白山西有较大范围的大值区域（34mm以上）；延边地区南部以珲春为中心亦是大值区域（中心值34mm以上），但范围较小，是次多区域；罗子沟和长白周边最少；自西向东大体上呈现少—多—少—次多的分布型式。4.3.28月份可分析的美德降水量图6b是吉林省8月大气可降水量气候倾向率分布情况。图中双辽、白城周边、松原北是上升趋势，其他区域呈下降趋势或趋势变化不明显。4.3.3降水量都在5mm以上对比图2d和图6a，可看出8月降水量在松原以东降水量都在110mm以上。对比明显的是白城、松原与延边西、白山东的大气可降水量值相仿，而降水相差40mm左右，这也应是受地形、地势影响的结果。5大气可降水量分布情况气候倾向率的大小仅能反映变化趋势的程度，还需对相关系数进行显著性检验，分析其变化趋势是否显著。本文对年均和汛期各月平均大气可降水量变化趋势的相关系数进行了计算和显著性检验，吉林省年均大气可降水量有18站上升趋势较明显，其中有15站相关系数超过0.05显著性水平，3站相关系数超过0.1显著性水平；6月月平均大气可降水量有17站上升趋势较明显，其中有10站相关系数超过0.05显著性水平，7站相关系数超过0.1显著性水平；7月月平均大气可降水量只有双辽上升趋势较明显，相关系数超过0.1显著性水平；8月各测站的月平均大气可降水量变化趋势均未通过显著性检验，说明变化趋势不显著。表1列出了年均和6月平均大气可降水量变化趋势通过显著性检验的测站和其显著性水平。6大气可降水量分布型式(1）吉林省年均大气可降水量自西向东大体上呈现少—多—次少—次多的分布型式。白城地区西部最少，地处吉林省东部的罗子沟、长白周边与白城地区接近；东南部的集安周边最大，然后向中部地区扩展，在四平、长春—吉林、白山西有较大范围的大值区域；延边地区南部以珲春为中心是次多区域。(2）吉林省6月月平均大气可降水量自西向东大体上呈现少—多—少的分布型式。东南部的集安周边最大，而后向中部地区扩展，在松原东—吉林、白山西有较大范围的大值区域；敦化周边、延边北、白山东较少，其中罗子沟和长白周边最少。(3）吉林省7月月平均大气可降水量自西向东大体上呈现次多—多—次多—少的分布型式。集安周边、四平—长春东南—吉林西南—辽源西、辉南周边是明显的大值中心；从松原—吉林西、通化有较大范围的大值区域；白城地区多于延边地区，罗子沟和长白周边最少。(4）吉林省8月月平均大气可降水量自西向东大体上呈现少—多—少—次多的分布型式。东南部的集安周边最大，而后向中部地区扩展，从松原东—吉林、白山西有较大范围的大值区域；延边地区南部以珲春为中心是次多区域；罗子沟和长白周边最少。(5）对比分析年均和汛期各月大气可降水量分布与降水分布显示，大体上是水汽含量多的区域降水量也大。吉林省西部与延边西、白山东存在大气可降水量值相仿，但降水差别较大的现象，这应是受地形、地势影响，使得上述地区天气系统的动力条件不同，造成其虽然水汽条件