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河南省不同强度降水变化及对水旱灾害的影响

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安徽农业科学。Journal ofArdmi A .Sci.2008,36{25):11010—11012。11016 责任编辑王淼责任校对张士敏 河南省不同强度降水变化及对水旱灾害的影响 余卫东 ,杨君健2,朱晓东2 (1.河南省气象科学研究所,河南郑州450003;2.河南省商丘市气象局,河南商丘476o0o) 摘要利用河南省3o个站点1957 2005年的逐日降水资料,计算分析了近49年来河南省不同强度降水量和降水日数的变化趋势。结 合近49年的旱灾和水灾受灾面积,分析了不同强度降水对水旱灾害的影响。结果表明,近49年来,河南省暴雨日、大雨日存在弱的增加 趋势,中雨13扣小雨13呈现减少趋势,其中小雨日减少的线性趋势达到了0.01的显著水平。暴雨量、大雨量和中雨量都存在不显著的增 加趋势。 J-雨量则表现显著的减少趋势,其线性趋势达到了O.晒的显著水平。干旱和水灾面积都呈增加趋势,其中干旱面积增加的线性 趋势通过了0.O1水平上的显著性检验。不同强度的降水量和降水13数与干旱、水灾面积之间都显著相关,其中与旱灾关系最显著的是 小雨量和小雨13数,而与水灾关系最显著的是暴雨量和暴雨13数。 关键词气候变化;水旱灾害;降水强度;河南省 中图分类号S161.6 文献标识码A 文章编号0517—66l1(2008)25—11010—03 Study O11 the Ch锄墙es of Diferent Ima ̄ty Predpltation in Hm Provin ̄and'll ̄ir Effects O11 Flood and Drought lYtsagem YU Wei.drag et柚 (I-Ienan Institute of Meteorological Science,乃 鲫,IIenan 4501 ̄) Abstract Based onthe daily prciepitation datafrom 30 stations ofHenanProvince duringl957—2005.the changetrendofdiferentintensity precipita. tion and precipitafin days ionHenanProvincein recent49 yearswere calculated and ana1vzed.Co ̄imngwiththe disaster area offlood and ̄onghtin re. cent 49 years.the effects ofdiferentintensity precipltatin onfolood and droughtwereanalyst.rI11e results showedthatrainstormdays andheavy rain days n Henan Priovince had weakly increasing trend and moderate rain davs and light rain days showed a decreasing trend.皿le linear trend ofthe decreasing lihtg rain davs had extremely signiifcant diference at0.01 leve1.Rainstorm amount,heavy rain amount and n'edemte rain a】n咖thadinapparentincreas- mg trend and lihtg rain aln㈣t showed a signiifcant decreasing trend,wiht its lneari trend ̄chi,g signiifcant diference at0.05 leve1.Both drought aIea nd falood area showed the increasing trend and the linear trend ofthe increasing ̄ught area passed the signiifcant test at0.O1 leve1.Different intensity precipitation an∞tmt and precipitatin odavs had signiifcant correlationwih ̄ontghtandflood an}as.Themost signiifcant relatdfeactorswith droughtwel'e ilght rain amount andlight raindays andthatwithfloodwere rainstorm quanfitvand rainstorm da s. Keywords Climatic change; nd ̄naght disasters;Precipitationintersiy;Henan Prtovince 气候变化已经成为全球性问题,在对气候变化的诸多研 1资料与方法 究中,人们更多地关注降水量、降水强度以及极端降水的变 化¨I3j,而对雨日的变化特征研究相对较少。事实上在较小 空间尺度和较短的时间尺度上,雨日的变化与降水量的变化 并不完全一致,二者的变化特征甚至出现很大差别。现有研 究结果表明H J,我国年、季雨日呈现明显的减少趋势,且雨 所用资料为河南省30个气象地面观测站(图1)1957 2005年的逐日降水资料,个别站短期的缺测资料用临近的站 代替。雨日定义为日降水量大于等于0.1 iYlln的日数,微量 降水日不计算在内。不同强度降水日定义如下:小雨日数 (降水量o.1 9.9 mm/d)、中雨日数(降水量10.0~24.9 日减少的范围远远大于降水量减少的范围。其中东北、华 mm/d)、大雨日数(降水量25.0~49.9mm/d)、暴雨日数(降水 量≥5o.0 mm/d)。干旱和水灾受灾面积资料来源于《河南省 农村统计年鉴》,为了与同期气象资料对应,资料年代取157 9~北、西南地区的雨日减少最为明显。浙江、青海和甘肃等地 区的年降水量与年雨日数也没有同步变化:浙江省在年降水 量增加的同时,年雨日数却在减少;青海省夏半年降水量和 雨日在减少,但降水强度在增大,冬半年雨日增多且每个降 2005年。 全省状况用3o个站点平均值代表,序列的线性变化趋 势采取最小二乘法,趋势的显著性检验采取相关系数检验。 突变检测采取非参数检验的Mann-Kendall法_9J。 水日平均雨量都在增大;甘肃省不同强度的雨13都呈减少趋 势,而与此同时干旱面积和粮食减产量有所增加。另外,西 北地区东部的秋季雨日在1978年出现了由多到少的转折性 变化。 河南省是我国重要的粮食生产基地,多数地方属于干旱 和半干旱气候,农作物生长所需水分多由自然降水提供。农 业的丰歉不但与作物生育期内的降水量有关,还与不同季 节、不同强度降水Et数出现频数有关。即使降水量比较少的 年份,只要降水强度适宜,时空分布合理,粮食收成也能比较 好。如果降水时空分布不均,就可能出现水旱灾害,严重影 响农作物正常生长。研究不同等级降水的变化及其对水旱 灾害的影响,可以为该地区科学应对气候变化,减少气象灾 害损失、稳定农业发展以及合理开发利用气候资源等提供科 学依据。 基金项目 河南省科技厅项目(0624460(0)4)资助。 作者简介 余卫东(1972一),男,河南商丘人,硕士,高级工程师,从事 应用气象和气候变化研究。 收稿日期 2008-06.16 Province 圈1河南省气象站点分布 Fig.1 The distributin 0f tohe meteo瑚 咖t ̄llil]ll¥in Haul 2降水量和不同强度降水日的变化 2.1年降水量和降水日的变化 由图2可知,河南省年雨 维普资讯 http://www.cqvip.com 1101l 维普资讯 http://www.cqvip.com

11012 安徽农业科学 2008盎 积分别为1 591.3×1o3和1(151.2Xlo3 hm2。水旱灾害面积年际 间变化幅度比较大,近49年的变率分别达83.9%和84.9%,远 水灾面积都呈扩大趋势,其线性趋势分别为52.5×lO3和 .2 X lO3 h /年(图5)。其中干旱面积增加的趋势通过了0.ol水 平的显著性检验,其显著增加的突变出现在1980年。 远高于年降水日数(8.O%)和年雨量(14.2%)的变率。干旱和 注:实线是负趋势;虚线是正趋势;黑色是通过O.001的显著性检验;深灰色是通过0.O1的显著性检验;浅灰色是通过O.05的显著性检验。 Note:The reallineisthe negativetrend andthe brokenlineisthe positivetrend.The black唧∞standsforpassingthe signiifcanttest of0.001,thedulreoal grey re西【m stndsfaor passingthe sinaiifcanttest of0.O1 andthelight grey region standsfor passingthe signiifcanttestofO.05. 图4河南省年暴雨日(a)、大雨日(b)、中雨日(c)和小雨日(d)趋势系数空间分布 Fig.4 The tread ̄oeffident ltman Province distn'lx ̄on of aramal rBillstorln days(a),heavy rain days Ib),moderate rain days(c)midlig rain days fd)in +旱灾Drought 降水日数都呈显著的正相关,除了与小雨日的相关系数达到 0.05显著水平外,其余相关系数都达到了0.001极显著性水 童 兰 平。与旱灾面积关系最显著的是小雨量和小雨日数,与水灾 关系最显著的是暴雨量和暴雨日数。该省近49年来小雨量 和小雨日的显著减少可能是造成干旱面积增加的主要原因, 而暴雨量和暴雨日的增加可能是造成水灾面积增加的主要 因素。 表2不同强度降水量和降水日数与水旱灾害面积的相关系数 'lh ̄e 2 The eon'dalim etmtltdmt between diftnrtma t日商竹髓 rainfalldays andthe也岫mge areaof dlⅫ ht andflood 最 量 and 年份Year 图5河南省1957—2005年干旱和水灾受灾面积变化趋势 Fig.5 Thed.,mlage area出锄getrend ofomoltandfloodinHeama Provincetnang 1i957—2005 3.2不同强度降水对水旱灾害的影响 根据河南省1957~ 2005年不同强度的雨量和雨日资料,分别计算它们与同期干 旱和水灾面积的相关系数,结果见表2。不同强度的降水量 和降水日数与干旱、水灾面积之间密切相关,其相关系数都 达到了0.CI5显著水平,这表明降水量及其降水日数的变化 是造成干旱和水灾的最主要原因。该省干旱面积与不同强 注:表中*和***分别表示通过O.∞和0.001水平的显著性检验。 Note: and**in the table stand for passig tnhe signiifcance test耻0.5 0度的降水量和降水日数都呈显著反相关。除了与暴雨量、暴 雨日的相关系数达到0.05显著水平外,其余相关系数都达 and0.001 levels respectively. 到0.001极显著性水平。而水灾面积与不同强度的降水量和 (下转第11016页) 维普资讯 http://www.cqvip.com

11016 安徽农业科学 2008年 数反推指数赋权法的模糊综合评价能够切实反映重金属浓 数赋权法评价结果为四、三级样品各1个,二级安全级样品5 度与毒性的综合作用。 个。潜在生态危害指数评价法评价结果包含了重金属毒性大 表9不同赋权法模糊综合评价结果和潜在生态危害指数评价结果对照 小排序赋权法和毒性响应系数反推指数赋权法的部分结果, "][ ̄ilble 9 The伽皿 蛐.ofthefIlz珂伽咖 h咖 Ve evaluation results and 说明考虑毒性后的权重能反映土壤重金属污染的生态问题。 the t| ecm0蟹如al risk evaluation rl ̄ls 8 ̄rnong dilTermt 毒性响应系数反推指数赋权法的评价结果综合反映重金属 wd罾啦ngmettm ̄ 元素毒性现状,突出土壤样品有进一步污染趋势,能够起到 评价方法 评价结果(各级对应异常样品点数) 预警作用。 Evaluation methods EvaluatiOil results 参考文献 方法一:污染物浓度超标四级(污染级)1个:9024096B 赋权法 [1]滕彦国,倪师军,庹先国.应用标准化方 方法二:毒性响应系数反四级(污染级)1个:90 096B,三级(警戒级) 重金属污染[J].土壤学报,20(B,4O(3):374—379. 推指数赋权法 1个: ̄24105B,二级(安全级)5个: [2]滕彦国,倪师军,庹先国,等.应用地质累积指数评价攀枝花地区土壤 9032008B、9024047B、9024048A,9024103A 重金属污染[J].重庆环境科学, ̄0(12,2(4):25—27,31. 91171l1C [3]HYE SOOK L1N JIN SO0IFF..R HYOTAEK CHON,et a1.Heavy metal con- 方法三:重金属毒性大小四级(污染级1个):9024096B,三级(警戒 tan ̄tion andhealth riskltsse881ne ̄inthe vicinity the abandoned sc|ll 排序赋权法 级)1个: ̄..4105B,二级(安全级)1个: 9032008B Au-Ag rr/neinl(0 _J_.JⅫTlald Ge0cll髓 cal Expl, ̄io.,2OO8,96:223— 230. 潜在生态危害指数评价法9024105B,其余均为轻微生态危害 中等生态危害3个:9032008B、 ̄.AO96B、 [4]lVlIL-HOMENS M,SIEVENS RL,ABR&NI ̄F,et a1.Heavy metal assessmellt for surface sed ̄mts fram three耥。f the P(ItIl contin ̄tal shelf【JI. Cbndn Shelf Research.2OO6。26:1184—1205. [5]岳子明,李晓秀,高晓晶.北蔚亘州区土壤环境质量模糊综合评价[J]. 农业环境科学学报,2O07, (4):14(12—1405. [6]窦磊,周永章,王旭日.针对土壤重金属污 改 样品编号 进及应用[J].土壤通报,2O07,38(1):lOl~1(15. Sample code As cd cr cu l{g Pb Zn [7]王文成,李铁松,单礼堂,等.应用模糊数学评价南充市大气环境质量 [J].环境科学与管理,2OO6,31(7):39—42. [8]高怀友,赵玉杰,师荣光,等.区域土壤环境质量评价基准研究[J].农业 环境科学学报,2O05,24(s):342~345. [9]叶嗣宗.土壤环境质量分级评价[J].上海环境科学,1992,ll(6):39—40. [1O]尹升华,杨定清.土壤中M对蔬菜生长影响及 的临界值研究[J].农 业环 保护,1992,11(2):88—90. [11]涂从,青长乐.四川紫色土中铜的毒幽1备界值研究[J]_土壤通报,1989, 20(6):286—288. [12]肖玲.李岗,赵允格,等.搂土中砷污染毒性临界值初探[J].西北农业 大学 匣,1996,24(4):105—108. [13]岳子明,李晓秀,高晓晶.北京通州区土 5结论 农业环境科学学报,2OO7,26(4):1402—14(15 [14]王文成,李铁松,单礼堂 大气环境质量[J] 污染物浓度超标赋权法模糊综合评价结果为1个样品 环境科学与管理,20O6,31(7):39—42。 处于四级污染级;按毒性从大到小排序分配指数赋权法评价 [15]HAKANSONL.An ocologi ̄riskindexforItqusIJC poll ̄io.c0I由【d:A s . m td晒cal印prmch[J].Water Research,1980,14(8):975—1001. 结果为各有1个样品处于四、三、二级;毒性响应系数反推指 (上接第11012页) 与它们呈显著正相关。小雨量和小雨日的显著减少可能是 4结论 造成干旱面积增加的主要原因,而暴雨量和暴雨日的增加 (1)近49年来河南省年降水日数在以一4.48 d/lO年的 可能是造成水灾面积增加的主要因素。 趋势显著减少,年降水量在以2.7 mm/lO年的趋势增加,但 参考文献 这个趋势值在统计上并不显著。全省的年降水Et数与年降 [1]翟盘茂,任福民,张强.中国降水极值变化趋势检测[J].气象学报, 水量没有同步变化,年降水量增加的地区年雨日同期并没 1999.57(2):208—216. [2]刘小宁.我国暴雨极端事件的气候变化特征[J].灾害学,1999,l4(1):54 有增加。 —59. (2)近49年的暴雨雨量、大雨雨量和中雨雨量都呈现 [3]赵庆云,张武,ZE.1-, ̄,等.西北地区东部干旱半干旱区极端降水事件 的变化[J].中国沙漠,2OO5,25(6):904—909. 不显著的增加趋势,小雨雨量则以一4.5mm/lO年趋势显著 [4]王颖,施能,颐骏强,等.中国雨日的气候变化[J].大气科学,2O06,30 减少。暴雨日数和大雨日数都呈不显著的增加趋势,中雨 (1):162—170. [5]白虎志.西北地区东部秋季降水Et数时空分布特征分析[J].气象科 Et数呈不显著的减少趋势,小雨日数的减少趋势达到了 技,加06,34(1):47—51. O.O1的显著水平。 [6]顾骏强,施能,薛根元.近40年浙江省降水量、雨El的气候变化[J].应 用气象学报,2OO2,13(3):322—329. (3)全省干旱和水灾面积都呈扩大趋势,其中水灾面积 [7]汪青春,李林,刘蓓.青海省近4o年雨日、雨强气候变化特征[J].气象, 增加的趋势不显著,而干旱面积在以52.5 X lo3 hm2/年的线 20(15,31(3):69—73. [8]刘德祥,白虎志,梁东升.甘肃不同强度降水日数变化对干旱灾害的影 性趋势增加且其趋势达到了0.O1显著水平。旱灾面积与 响[J].干旱地区农业研究,2OO7,25(2):212—217. 不同强度的降水量和降水日数呈显著负相关,水灾面积则 [9]魏凤蒺.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社,1999:69 —72. 

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