NorthChinaInstituteofWaterConservancyHydroelectricPowerVol。28Aug。2007收稿日期:200710作者简介:焦建丽(1964河南巩义人,河南省气候中心工程师,主要从事气候分析与评价方面的研究。文章编号:10025634(2007)04-000704河南省年降水的区域特征分析河南省气候中心,河南郑州450003;2。河南省气象学会年降水量变差系数,河南郑州450003)摘要:为了了解河南省降水的特点及区域特征,对河南省19612005年的65个站的年降水资料进行统计分析,采用旋转主因子的分析方法,对河南省降水进行区划,结果划分为4个降水区域:豫南区、豫北区、豫西区、豫东区。各个区域降水存在明显差异,空间上呈现南多北少;时间上豫东南降水呈上升趋势,豫西、豫北呈下降趋势。词:年降水;旋转主因子;区域性;发展趋势中图分类号:TV125河南省地形复杂,境内有山地、丘陵、平原、盆地等多种地貌类型。由于豫南北的纬度差异和豫东西的高度差异,因此河南省境内存在着自南向北由北亚热带向暖温带气候过渡、自东向西由平原向丘陵山地气候过渡的2个过渡性特征降水的空间分布十分复杂,彼此差异较大。
了解及划分河南省降水区域,用旋转主因子分析方法(REOF),对河南省降水量场进行客观分区。研究河南省降水量变化的时空分布特征,提高干旱预测和抵御洪涝灾害能力以及对农业布局、水利设施修建等都具有一定的意义。1河南省年降水的基本情况选取河南省19612005年65个站的年降水资全省年平均降水量759。6mm,空间分布呈南多北少现象。1为河南省年降水的空间分布图,等值线基本上呈纬向分布。体上线性趋势(虚线所示)不太显著,主要表现为波动特征。图中粗线为3阶多项式回归演变趋势线。以看到:降水量从20世纪60年代开始到80年代未呈缓慢下降趋势,而在80年代末开始逐渐回升,呈加速上升态势,目前处于相对高位,说明河南在近15a中年降水量在加大,涝年增多。2河南省年降水时间序列2年降水变差系数的空间分布变差系数是刻画气象要素变化剧烈程度的相对为变差系数;S为均方差;x为降水量平均值。计算得出全省各地年降水变差系数在0。200。35,大值区在驻马店和濮阳地区,豫南、豫西地区。表明驻马店和濮阳年降水变幅相对较大,容易发生旱涝。3为河南省年降水变差系数的空间分布。3河南省年降水变差系数的空间分布3年降水变化趋势的空间分布研究降水的长期变化时,计算气象要素的时间序列与自然数数列之间的相关系数(称为趋势系4为河南省降水趋势系数的空间分布图,豫东南呈正趋势,表明年降水呈上升趋势,中心点在周口的太康站,相关系数为0。
31;豫西、豫北呈负趋势,明年降水呈下降趋势,中心点在三门峡的渑池站,4河南省年降水趋势系数的空间分布4年降水的区域性分析用旋转主因子分析的方法对河南省降水量场进行客观分区。根据旋转主因子的分析原理,主因子的高荷载地理分布即是分区的重要依据。65个代表站45a的资料标准化场进行非旋转因子分析,再进一步进行旋转因子分析。由于前个主分量所占方差为72。6%,基本上代表了河南省年降水的主要特征,4个主分量来进行旋转主因子分析。1为旋转前后的前4个主因子的方差贡献率。1旋转前后的前4个主因子的方差贡献率4主因子方差累积和旋转前旋转后49。4因子荷载作图,可将河南省年降水量分为如图5所示。图中阴影区为主因子中的荷载高值区,图中的阴影区将河南省划分为它们很少有重叠的地方,而且几乎没有留出空白区域。4个降水区大致包括的行政区域近似划分为:1区:豫南区。包括信阳、驻马店地区,中心载荷位于信阳地区潢川附近。2区:豫东区。包括开封、商丘、周口、许昌、漯河、平顶山地区,中心荷载位于周口地区太康附近。3区:豫西区。包括洛阳、三门峡、济源地区,中心荷载位于洛阳地区伊川附近。4区:豫北区。包括新乡、安阳、鹤壁、濮阳地中心荷载位于新乡地区的辉县附近。
另外,处于分区交界地带的行政区如郑州、焦作、南阳划分为跨2个区较为合适。4个分区的年降水的基本特征是有区别的,这与河南省的气候分布有着密切联系。河南省南部因太阳辐射条件优越,受夏季风影响的程度大,具有亚热带气候的特色;而北部地面得到的太阳辐射量相对较少,受夏季风影响的程度小,气候具有暖温带气候的特点,因此豫南、豫北形成个不同特点的降水区。河南省东部是广阔的大平原,西部是连绵的丘陵山地,受西部起伏地形的影响,使气候的纬度地带性分布受到削弱,从平原到丘陵山区气候条件存在着过渡性变化,豫西山地气候与东部平原区相比较最显著的差别是空间分布极其复杂,因此豫西、豫东形成2个不同特点的降水区。5河南省年降水REOF分析的特征向量分布5年降水量的区域特征某空间点的主分量荷载实际上表示某一主分量与该点要素之间的相关程度,同属于某一高荷载区内的点应具有较高的相关,而不同区域的点之间的相关性较差,因此取每个区中高荷载值代表站的降水量时间序列来分析该区域的时间演变特征。根据4个区域内荷载最大的站,分别选出4个代表站的基本数据。从表中知,豫东49。3mm/(10降水平均每10上升49。3mm,而豫北区的辉县和豫西区的伊川为负值,10a分别下降17。
7mm和13。2mm,豫南区的潢川每10a上升6。6mm。平均年降水量豫南潢川最大,067。1mm,豫北辉县最小,611。7mm。6给出了这4个站的年降水量距平百分率时间演变曲线。4个代表站的基本数据潢川太康伊川辉县降水倾向率平均年降水量/mm6(a)中看出:线性趋势(虚线所示)并不明显。图中粗线为拟合的3阶多项式回归曲线,20世纪60年代缓慢上升,70年代至80年代逐渐下90年代开始上升,现处于相对高位。用最大熵谱分析,存在(b)看出:线性趋势为每10下降13。2mm。3阶多项式回归曲线也显示时间序列呈缓慢下降趋势。用最大熵谱分析,存在上升49。3mm。20世纪50年代至70年代呈缓慢下降趋势,80年代开始回升,现正处于相对高位。用最大熵谱分析,存在6(d)中看出:它的线性趋势为每1017。7mm。3阶多项式回归曲线显示从20世纪60年代至70年代降水量迅速下降,80年代开始缓慢上升,现在均值附近上下波动。用最大熵谱分析,4个降水区代表站的1961河南省驻马店和濮阳地区年降水变幅较大,容易发生旱涝。河南省年降水豫东南呈正趋势,而豫西、豫北呈负趋势。河南省存在着自东向西由平原向丘陵山地气候过渡、自南向北由北亚热带向暖温带气候过渡的2个过渡性特征,因此降水形成4个自然区:豫南区、豫西区、豫东区、豫北区,降水特点各异。
北京:气象出版社,1995:1 北京:气象出版社, 2002:120 128。Analysis AnnualRainfall HenanProv ince JIAO Jian-li KANGWen-ying limateCenter, Zhengzhou 450003, China;2。 Henan eteorologicalSociety, Zhengzhou 450003, China) Abstract:In order annualrainfall Henanprovince, according 65stations’ annual rainfall datum from 1961 Henanprovince,annualrainfall area dividedob jectively applying REOFmethod。 resultshow Henanprovince can rainfallareas:the sou th area年降水量变差系数, north area, estarea, eastarea。 space-timedistribu tion Henanprovince obviouslydifferent allareas。 southarea northarea。 rainfall southeastarea, bu estarea theHenanprovince。 eywords:annual rainfall;REOF;area;developing trend 10
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