山西北部极端降水时空演变规律及与 大气环流因子的响应

摘要: 基于山西北部28个国家气象站点，1972—2020年逐日降水资料，选用8个极端降水指数，采用线性回归、Pearson相关分析、连续小波和交叉小波变换分析等方法，研究了山西北部极端降水的时空变化及其与大气环流因子的相关性和周期特征。结果表明：（1）在时间上，山西北部8个极端降水指数都是在20世纪70年代后期和21世纪00年代后期到10年代，年总降水量（PRCPTOT）、中雨以上日数（R10mm）、强降水量（R95P）、极强降水量（R99P）、1 d最大降水量（Rx1day）、5 d最大降水量（Rx5day）均增多，日降水强度（SDII）显著增强，持续湿期日数（CWD）也略有增多。整个20世纪80年代降水异常偏少。（2）在空间上，极端降水指数呈从东北向西南地区逐步增加的态势。从站点趋势变化来分析，大多数站点的极端降水指数呈上升趋势，其中，上升趋势最显著的站点均位于忻州市境内西南部。朔州市境内和忻州市东南部站点PRCPTOT 和SDII 都呈增加趋势，但CWD则呈减少趋势，由此说明朔州市境内和忻州市东南部地区发生极端降水事件的概率较大。（3）通过小波变换分析发现，1990—2020年山西北部极端降水指数表现出约4 a左右的周期特征。在选取的大气环流指数中，北大西洋涛动指数（NAO）对山西北部极端降水影响最明显，NAO越大，PRCPTOT、R10mm、R95p、R99p、Rx1day、Rx5day、SDII则越小，同时CWD也越少，山西北部产生少雨干旱的几率较大，反之，易发生多雨、洪涝现象。研究结果可为山西北部气象灾害的防御提供科学理论依据。