甘肃省降水集中度的变化特征及其与环流指数遥相关分析

摘要

降水的年内分配对作物生长、水资源利用和全球水循环具有重要的意义,而降水集中指数(Precipitation Concentration Index, PCI)能很好地表征降水在一年内的集中分散程度大小,被广泛应用于相关研究。基于甘肃省27个气象台站1961—2017年的逐月、逐日降水数据,采用Sen斜率来计算PCI值的变化趋势,并采用交叉小波和相干小波变换等方法来分析研究区PCI与若干气候环流指数之间的相互关系。结果表明:甘肃省多年平均PCI值为20.3,最大值为26.3(1980年)、最小值为16.6(2016年),表明年降水分布处于中高集中度范围。从长期趋势来看,研究区年PCI值呈下降趋势,变化递减率为-0.54/10 a;但年内降水还是集中在某几个月份内。甘肃省年平均PCI值的空间变化趋势由西北向东南逐渐增大,这说明东南部年降水呈现出逐渐趋于集中的趋势,而该地区西北部年降水分配却有逐渐趋于均匀的趋势。从四季来看,该区域春、夏、秋季的SPCI值空间分布格局基本一致,但空间差异明显,SPCI值呈现出东南部低而西北部相对较高的空间分布特征;冬季SPCI值在整个研究区域内空间变化差异最显著;说明甘肃东南部和中部地区的降水在冬季分布相对均匀,而西北部冬季降水具有高度集中性,也就是降水可能发生在某一个月内。交叉小波变换和小波相干谱分析表明:甘肃省年降水集中度与大气环流指数PDO,AO,ENSO和SS等存在共振周期,但相关性在不同时域中却存在一定差异,这说明该地区年PCI变化的重要因素之一是受到大气环流指数的影响。