降水量的时序变化规律分析

（一）丰枯特征分析

降水量的变化规律是气候、纬度、自然地理等因素影响的综合反映。晋城市位于中纬度地域，处在季风气候控制范围内，大气环流的季节性变化明显，因受中纬度西风环流周期变化的影响，降水量的年际变化大，并有丰水段和枯水段交替出现的规律。

表3-9　代表站长系列与各分析时段降水量月分配均值比较表

在水文计算中常用频率分析法来确定降水量的丰枯程度，而旱涝史料是按涝、偏涝、正常、偏旱、旱五个等级概括旱涝情况。两者相对应的等级标准见表3-10。

表3-10　降水量等级丰枯划分标准及相应频率

现以表3-10划分标准，对代表站各年降水量进行丰枯等级的划分，由表3-11可知：与长系列比较，代表站1952～1980年系列，丰、偏丰年份出现几率明显偏大，平、偏枯和枯水年份偏小；1980～2000年系列，丰和偏丰的年份出现几率偏小，平和偏枯水年份偏大；1956～2000年系列，丰、平、偏枯水的年份出现几率与长系列基本接近，偏差均小于1％，偏丰水年份大于长系列6.1％，枯水年份小于长系列6.6％。由此分析，1952～1980年系列较长系列偏丰；1980～2000年系列较长系列偏枯；1956～2000年系列与长系列相比偏差较小，且略显偏丰。

（二）周期性分析

周期性是指水文要素的历史演变经过一定时间以后再行出现的现象。为了分析降水量变化的周期性，点绘代表站降水量模比系数差积曲线和不同时段滑动平均过程线，如图3-2和图3-3所示。

由图3-2和图3-3可以看出代表站具有以下一些丰枯特征和时序变化规律。

（1）降水量模比系数差积曲线是由犬齿状上升下降和平缓趋势的丰水期、枯水期和平水期构成一个较长系列的变动过程，显示出82年中降水量大体经过了枯、平、丰、枯4个时段。

表3-11　长系列代表站年降水量不同系列丰枯分类统计表(www.xing528.com)

图3-2　代表站降水量模比系数差积曲线

图3-3　代表站降水量滑动平均过程线

3年滑动曲线；5年滑动曲线

（2）具有较长的丰、平、枯水时段。从年降水量的差积曲线可以看出：代表站1919～1931年为枯水期，持续时间为13年，枯水期平均降水量与长系列均值相比平均偏枯12.3％；1932～1952年为平水期，持续时间为21年；1953～1976年为丰水期，持续时间为24年，丰水期平均降水量与长系列均值相比平均偏丰14.4％；从1977～2000年又出现了相对较长的枯水期，但枯水程度不及20世纪20～30年代。

（3）降水量年际间差别悬殊，不同类别交替出现，存在时段较短周期。由于持续时间很不一致，丰枯交替情况比较复杂，短周期变化规律很不明显。

（4）枯水年持续出现的机会较少，大都以单独一年出现，丰水年、偏丰、偏枯和平水年表现为单独一年或连续几年出现。例如1954～1956年，连续3年为丰水年；1960～1963年连续4年为偏丰水年，长系列代表站降水量丰、枯情况详见表3-12。

表3-12　长系列代表站年降水丰枯情况统计表

（三）降水量系列代表性综述

通过对代表站1956～2000年系列、1980～2000年系列与1919～2000年长系列分析比较结果表明，45年系列在降水量的年内分配特征、统计参数、丰枯出现频次以及1956～2000年系列在长系列中所处的位置等方面都较1980～2000年系列有较好的代表性，但较1919～2000年系列稍有偏丰，均值偏丰3.1％。在目前尚不知“温室效应”对降水量确切影响的情况下，可视为1956～2000年系列具有较好的代表性。