1957-2022年大余县年降水特征分析研究

摘要：利用1957-2022年大余县国家站降水资料，对大余县不同时间降水变化特征进行分析。结果表明：近66年大余县年降水量呈弱的上升趋势，年代际之间的线性倾向率为9.5mm/10a[1]；年降水量呈现明显的单峰型分布，主要集中在汛期5-6月，占全年降水量的31%[2]；在各季节中，春季和夏季总体均呈递增变化，秋季和冬季降水量呈递减变化；大余县夏季多年代际旱涝交替的阶段性特征明显，对区域水资源管理和灾害防御提出了严峻挑战。

关键词 变化特征；线性倾向率；降水量；旱涝 

引 言

降水是自然界重要的天气现象[3]，它是受地理位置、大气环流、天气系统条件等因素综合影响的产物，是水循环过程的最基本环节，又是水量平衡方程中的基本参数。在全球变暖对的气候背景下，我国不同区域的降水特征出现了明显变化，旱涝发生频率呈增加趋势。林学椿[4]等分析了1955-1989年我国160个气象站的降水资料，发现我国降水呈减少趋势。降水空间分布特点具有明显的季节性和地域性，在空间分布上，呈现出南多北少、东多西少、山地多平原少的特征。降水是地表径流的本源，亦是地下水的主要补给来源。降水在空间分布上的不均匀与时间变化上的不稳定性又是引起洪、涝、旱灾的直接原因。分析大余县的年降水特征变化趋势，为水资源管理、防汛抗旱工作提供科学的参考。

1 研究区域

大余县位于江西省南部，赣州市西南部，居章江上游，大庾岭北麓。其东南、东北分别与信丰县、南康市相连，南襟连广东省南雄县，西与广东省仁化县接壤，西北与崇义县毗邻。地理位置：东经114º00′～114º44′，北纬25º15′～25º37′。县疆域呈东西长、南北宽的长条形状，东西长127.5km，南北宽25km，总面积1376km2。地形在长期的地质变化作用下，北部、西部、南部的山地地势崛起，层山叠嶂，中部与东部凹陷，形成西高东低，三面环山，朝东敞开的地貌格局。西部、西南部、西北部为山地，中部、东部为丘陵地带，章江沿岸为岗地平原，构成全县地貌“八山一水一分田园、道路和庄园”的基本特征。

2 研究资料和方法

本文利用大余县国家站1957—2022 年逐年降水量，通过Sen斜率估算和Mann-Kendall非参数检验法对历年数据分析大余县66年来降水天气变化特征。同时采取常规方法来划分四季变化，其中春季为每年的3—5月，夏季为每年的6—8月，秋季为每年的9—11月，冬季为每年的12月到次年2月。采用旱涝等级的划分法，利用旱涝指数计算，分别计算出逐年春季、夏季降水量旱涝指数。

3.降水天气变化特征

3.1年降水量变化分析

基于国家站常规人工气象观测雨量资料和自动站气象观测雨量资料，对1957年至2022年大余县年降水量进行了系统的变化特征分析。研究结果表明（图1），在长达66年的观测期内，大余县年降水量长期均值为1588.4 mm。通过Sen斜率估算和Mann-Kendall非参数检验，发现年降水量变化斜率为0.95 mm/年，对应的p值为0.603。在整个研究时段内大余县年降水量不具备统计意义上的线性增加或减少趋势，这一结论对于理解区域气候变化的稳定性至关重要，即在研究期内，大余县的年降水量并未发生显著的单向变化。

结合虚线所示的范围，可以更清晰地识别出显著偏离长期均值的年份，例如1965年前后以及1988年附近年份的降水均呈现出低于平均水平的态势。这种宽幅度的年际波动，揭示了该地区降水量的极端性和复杂性。

综上所述，1957-2022年大余县的年降水量变化以缺乏统计显著的长期线性趋势为主要特征，但与此同时，年际波动性极其强烈。年降水量的巨大波动是大余县水管理和防灾减灾面临的主要挑战。未来的水资源规划、农业生产布局以及旱涝灾害防御策略，需充分考虑这种显著的年际间变率和极端事件发生的风险，而非仅仅依赖于长期的平均状态或期望中的线性趋势，以增强区域应对气候风险的能力。

 3.2月降水量变化分析

该地区降水量的季节分布呈现出显著的非均匀性和典型的夏季湿润、冬季相对干燥的气候特征，符合亚热带季风气候区的降水模式。年内降水量呈现明显的单峰型分布，主汛期集中在春末夏初，尤其以6月为全年降水之冠，平均达250.3毫米。紧随其后的是5月，平均降水量为240.4毫米。这两个月的降水总和占据了年总降水的31%，对大余县的水资源量起到决定性作用，也往往是洪涝灾害多发的关键时段。

综上所述，大余县1957-2022年的月平均降水量特征清晰地揭示了年内降水的高度集中性，即该县大部分降水发生在春末夏初的梅雨季节，形成显著的雨季和枯水期。这种季节性模式对该区域的农业生产、水资源调度、防洪排涝和抗旱保收等具有决定性的影响。在气候变化背景下，对这种强烈的季节性波动的精细化研究将对大余县应对未来气候风险提供更具体、更实用的科学依据。

3.3降水季节变化分析

根据（图3）所示的各季节降水量时序分析结果，观察到所有季节的降水量均呈现出显著的年际波动性，但与年降水总量相似，均未表现出统计意义上的显著线性变化趋势。具体而言：春季是降水量最丰富的季节，长期平均值为615.5 mm。Sen斜率为0.24 mm/年，对应的Mann-Kendall检验p值为0.868，表明春季降水不存在显著变化趋势。夏季次之，平均降水量为538.5 mm。Sen斜率为0.44 mm/年，同样指示夏季降水无显著趋势。而在秋季，平均降水量为235.2 mm，Sen斜率为-0.52 mm/年，p值较大表明秋季降水也无显著变化。冬季降水量最少，平均值为201.5 mm。Sen斜率为-0.55 mm/年，冬季降水不存在显著趋势。这些结果再次印证了前期年降水量分析的结论，即大余县在长达66年的时间尺度内，其总体降水特征呈现为长期趋势的稳定性，而非持续的增多或减少。

综上所述，大余县各季节降水量变化特征与年降水量的发现高度吻合。因此，未来的水资源管理和气候风险应对策略，应重点关注如何预测和适应这种强烈的季节性年际波动，特别是在主要汛期对极端降水事件的预警和防范，以有效减轻其对区域经济社会发展和生态环境的负面影响。

3.4年降水量旱涝分析

研究发现大余县的年际和季节降水具有显著的年际波动性，但缺乏统计显著的长期线性趋势。然而，降水总量的稳定性并不等同于低频的旱涝灾害，恰恰相反，剧烈的年际波动往往导致极端旱涝事件的频繁发生。为更精细地揭示大余县的气候风险特征，本研究进一步聚焦于旱涝指数时序，重点分析了春季和夏季这两个关键农事季节的旱涝变化规律，这对于区域防灾减灾和水资源精细化管理具有直接指导意义。

首先，针对大余县的春季旱涝指数变化，研究发现春季的干湿状况呈现出高度复杂的年际波动性，表现为明显的干湿交替现象。在整个66年的时间序列中，春季降水没有表现出持续性的偏旱或偏涝阶段。几乎每隔一年或几年，干旱与洪涝就会互相转换。这种频繁的干湿转换特征，与前述春季降水量总和呈现出显著年际波动且无长期趋势的结论相一致。春季这种瞬息万变的干湿特征，对农业春耕备播和作物生长构成挑战，因为农民需要及时应对可能出现的旱涝急转，这要求水资源管理部门和农户具备高度的灵活性和适应性。

综上所述，大余县1957-2022年的春季和夏季旱涝特征存在显著差异。春季的旱涝事件呈现出高度的年际波动和快速的干湿交替，缺乏明显的阶段性特征；而夏季则表现出明显的多年代际（decadal-scale）旱涝交替的阶段性特征，经历了“涝-旱-涝”的显著转变。特别是1975-1992年的夏季持续偏旱阶段，与前后两段偏涝期形成了鲜明对比。这种春夏季旱涝时序演变的显著异质性，对区域水资源管理和灾害防御提出了严峻挑战。它提示我们，传统的基于长期均值或线性趋势的评估方式已不足以全面反映旱涝风险，必须充分融入对季节性阶段演变规律和极端事件高发风险的研究。鉴于此，可在未来气候变化背景下构建精细化、前瞻性的年际和季节性预估模型，提高对季节性旱涝事件预测准确性

　4 结 论

（1）大余县多年降水数据分析表明大余县多年降水量数据分析表明，该县降水量呈弱的上升趋势，达到9.5mm/10a，对应的p值为0.603。尽管缺乏显著的线性趋势，大余县年降水量却展现出极其显著的年际波动特征。

（2）大余县降水量呈现明显的单峰型分布，主汛期集中在春末夏初，月平均降水量特征清晰地揭示了年内降水的高度集中性，即该县大部分降水发生在春末夏初的梅雨季节，形成显著的雨季和枯水期。这种季节性模式对该区域的农业生产、水资源调度、防洪排涝和抗旱保收等具有决定性的影响。

（3）春季和夏季总体均呈递增变化，秋季和冬季降水量呈递减变化， 气候变化倾向率分别为2.4、4.4、-5.2、 -5.5mm/10a，四季降水量均未通过显著性水平检验表明大余四季降水量增加趋势均不显著。

（4）大余县1957-2022年的春季和夏季旱涝特征存在显著差异。春季的旱涝事件呈现出高度的年际波动和快速的干湿交替，缺乏明显的阶段性特征；而夏季则表现出明显的多年代际（decadal-scale）旱涝交替的阶段性特征，经历了“涝-旱-涝”的显著转变。因此，可在未来气候变化背景下构建精细化、前瞻性的年际和季节性预估模型，提高对季节性旱涝事件预测准确性。在农业生产中应注意旱涝兼 治、排蓄结合、排灌结合、治涝为主的原则。采取节水措施，兴修水利，合理使用地下水与过境水，减小和防止水土流失，保证农业可持续发展[5]。

参考文献

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