东北地区的主要气象灾害是干旱和洪涝,而降水量就是与这两种灾害密切相关的气象要素。同期降水与气温的配置对干旱和洪涝的发生也有很大的影响。与气温类似,以6站1905—2001年的年降水量的平均值代表本区的降水气候变化序列,类似的,以春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12月至翌年2月)的6站平均值建立该区域的各季降水气候变化序列。
对各季节和年的百年降水序列分析表明,伴随百年明显的增温趋势,降水有微弱的减少趋势,气候倾向率为-2.99mm/10a,即每10a减少量仅为多年平均值的0.5%~0.6%。年降水量在这种没有明显长期变化趋势背景下,存在着较为显著的年代际变化特征(图3.2.1):近百年来,降水量基本上呈3多2少3个时期。20世纪40年代末至60年代中期为一个明显的多雨时期,持续时间较长。30年代和80—90年代是2个较弱的多雨期;70年代是最明显的少雨期,但持续时间并不长。20年代也是一个相对少雨阶段。
图3.2.1 东北百年降水年变化
降水量的季节变化特征见图3.2.2,各季节中春、秋、冬季降水均减少,但以秋季降水减少最为明显;四季中只有夏季降水略有增加,气候倾向率为正值。比较而言,基本符合气温增加、降水减少,反之,降水增加的规律。增温幅度较大的春、秋、冬季降水为减少趋势,气温变化不明显的夏季降水稍有增加。但增温最明显的冬季,降水量减少不是最显著,降水量减少最明显的季节是秋季,气候倾向率为-2.8mm/10a,降水减少量达到了秋季多年平均值的3%左右,年降水量的减少也基本是由于秋季降水量的减少所贡献。总体来看,降水量的各季节变化与年降水量的变化一样,表现为不明显趋势变化背景下的阶段性变化。由各季节降水量的滑动平均曲线(粗实线)可以看出其阶段变化特点:春季,20世纪30—50年代、70—80年代是降水比较丰富时期,20年代和60年代是2段降水较少期;夏季,从研究初始段的1910—1930年为较长的少雨期,接下来的1930—1970年又是持续较长的少雨期,70年代至今降水量进入少—多—少比较频繁交替出现时期;秋季,1909—1955年一直处于比较平稳的逐渐减少阶段,经历了50年代中期至60年代中期偏多、60年代中期至70年代初期偏少、70年代初期至70年代末期偏多波动变化后,进入80年代以来又是相对较平稳减少阶段;冬季,20年代中期至30年代中期、50年代初期至60年代初期为降水偏多期,30年代中期至50年代初期、60年代初期至80年代初期为降水偏少期,进入80年代以来,降水偏多、偏少短期交替出现,变化期一般在5a以下。
图3.2.2 东北百年降水季节变化
同气温一样,为保证序列的平稳性,分析之前对1909—2001年的降水序列也做了5a滑动平均处理,建立分析序列,进行气候突变检测。
用Mann-Kendall方法对百年降水量序列检测出在1976年左右有一个减少突变(图3.2.3a),但并不显著。在做Yamamoto检测时,与温度一样,取 n =10。结果见图3.2.3b。由此可见,降水突变共发生2次,分别在20年代末期和40年代中期,信噪比为1.53和1.12。相对气温而言,降水突变较弱,频率较低,近50a来没有明显的突变过程发生。
图3.2.3 百年降水序列突变的Mann-Kendall(a)和Yamamoto(b)检测
(1)东北近百年年降水量有微弱减少趋势。各个季节降水变化趋势有明显的不同,除夏季降水有微弱增加趋势外,其余三季降水均为减少趋势,而以秋季降水减少趋势最为明显。
(2)用Yamamoto方法检测出20世纪降水发生2次突变。Mann-Kendall方法检测出降水有一个不显著的突变。