豫西山区降水与气温的波动规律研究_张永民.pdfVIP

第 25 卷　第 12 期 自　然　资　源　学　报 Vo.l25 No.1　2 2010年 12 月 JOURNALOFNATURALRESOURCES Dec., 20 1　0 豫西山区降水与气温的波动规律研 1 2 张永民 , 肖风劲 (1.河南财经政法大学 资源与环境科学系, 郑州 450002;　2.国家气候中心, 北京 100081) 摘要:根据豫西山区 4 个国家地面气象观测站 1957— 2008年的降水和气温数据, 运用小波分析 和统计分析相结合的方法研究了该地区降水和气温的多时间尺度波动特征。 研究结果表明: ①近 50 a来, 豫西山区的年降水量和年均气温均具有复杂的多时间尺度特征, 年降水量在 4 a 和 14 a尺度上的周期性波动特征较为明显, 而年均气温在 8 a和 14 a尺度上的周期性波动特征 较为明显;②近 50 a来, 豫西山区的年降水量和年均气温虽然具有明显的周期性波动, 但是, 使 用白噪声功率谱进行显著性对比检验得出的结果表明, 它们的主周期的显著性水平普遍较低, 可以认为基本属于随机性波动;③近 50 a来, 在 4 ～ 12 a的尺度上, 豫西山区的年降水量和年均 气温具有极显著的负相关性, 而且预计未来几年该地区仍然可能延续 2006 年以来气温偏高降 水偏少的气候特征;④小波分析和统计分析都属于经验诊断的范畴, 对分析过去气候要素变化 的多时间结构特征具有较好的效果。 但是, 由于它们不涉及因果机理, 因此要想准确地预测未 来的气候变化趋势, 还必须对气候系统当中的复杂变化过程开展深入的机理研究。 关　键　词:豫西山区;小波分析;年降水量;年均气温 中图分类号:P467　　　文献标志码:A　　　文章编号:1000-3037 (2010)12-2 132-10 气候变化是导致生态系统、社会经济和人类福祉发生变化的重要驱动力之一, 目前, 它 [ 1] 已经成为学术界、决策界和普通民众共同关注的焦点问题之一 。豫西山区主要包括小秦 [2] 岭、崤山、熊耳山、伏牛山和外方山, 是秦岭山脉东段的延续部分 。该区气候温凉湿润, 海 拔 1 000 m以上的中山主要是以栎类和油松为主的天然次生林, 海拔 500 ～1 000 m的低山 主要是耐干旱的灌丛与草甸, 而地势较低的丘陵与河川谷地则主要栽培作物。豫西山区地 [3] 处亚热带和暖温带的交界, 是我国气候带划分上的一个敏感地区 。另外, 由于地形复杂、 交通不便, 豫西山区经济发展比较落后, 属于欠发达地区;其农业基础设施薄弱, 农业生产抵 御干旱等气候灾害的综合能力较差, 社会经济和自然生态系统受降水和气温变化影响较 [4] 大 。因此, 深入研究豫西山区近几十年来降水和气温的变化规律, 一方面可以为分析我 国气候带的有关变化提供支撑材料, 另一方面, 还可以为当地制定应对气候变化的适应对策 提供科学依据。 小波分析属于时频分析的一种, 它具有多分辨率分析的特点, 在时域和频域都具有表征 信号局部特征的能力, 因此被誉为数学显微镜。鉴于这一特征, 近年来小波变换已在气候要 素的时间序列分析中得到了广泛应用, 并取得了单纯依靠传统统计方法所无法得到的一些 [4 10] 重要成果 。但是, 以往文献的小波分析结果大多缺少显著性检验, 而气候要素的变化一 收稿日期:20 10-02-15;修订日期:20 10-08-3 1。 基金项目:国家科技支撑项目“重大气象灾害风险及影响评 技术研发”(2007BAC29B05 )。 第 一作者