论文部分内容阅读
摘要：最近几年，厄尔尼诺事件的发生给全球天气、气候带来影响，同时也影响到了中国的气候变化。本文以陕西省商洛市六县一区为例，主要研究了厄尔尼诺事件和商洛市全年降水变化之间的关联性。利用相关分析法和SPSS Statistics及ArcGIS三种方法，设计模型寻找最优拟合参数，分析了近六十年来商洛市降水量与厄尔尼诺事件之间的相关关系。结果表明：①厄尔尼诺事件与商洛市降水之间相关性显著，即厄尔尼诺事件发生年与商洛市全年降水量呈负相关②商洛市的干旱年份主要发生在连续性厄尔尼诺年或者厄尔尼诺的次年。
关键词：降水；厄尔尼诺事件；商洛市；SPSS统计法
引言
ENSO ElNio-Southern Oscillation，是厄尔尼诺与南方涛动合称。这一现象反映的是全球范圍的气候振荡。[1]其中，厄尔尼诺ElNio是ENSO暖事件，ENSO事件，它虽然仅发生在赤道太平洋上，但是其发生经常会引起全球性的气候异常，它往往被认为是年际尺度气候变化中最显著的信号之一，这已经成为国内外学者的共识，研究发现ENSO事件对太平洋副热带高压地区和东亚季风环流区都有显著的影响，而且它的影响方式、强度和持续的时间都表现出一定的区域性特点。厄尔尼诺事件正是通过影响东亚季风环流和太平洋副热带高压进而对我国从沿海地区到内陆地区的气候都会产生不同程度的影响[2]。
商洛市地理位置位于中国第二级阶梯的东部边缘，这里为典型的季风气候区，其自东南向西北地区气候由湿润气候过渡为半湿润气候。因此，该地是气候的敏感区和脆弱区。但是目前的研究缺乏 ENSO事件对商洛市气候影响的研究。所以，笔者经过对ENSO事件与商洛市降水量关系的分析，然后对洛市气候的特点和规律进行了研究。而这一研究为预测防治可能引起的气象灾害提供可能。并对研究ENSO事件与商洛市气候的关系具有重要的科学和实际意义。
1.研究地区概况
商洛市地处陕西省东南部，其行政区包括商州区和镇安县、丹凤县、商南县、洛南县、山阳县以及柞水县一区六县。其北部气候属暖温带，南部气候属亚热带。由于受到冬夏季风和青藏高原环流的影响，加上秦岭整个山脉对南方暖湿气流的阻挡作用，所以商洛的气候属于暖温带半湿润季风气候，呈现出四季分明，雨热同季，冬干夏湿，干湿分明的气候特征。并且由于其特殊的地理位置，所以其气候特点和降水的时空分布都有着明显的地域特征，因此，开展商洛市降水变化特征的分析十分必要。
2.数据来源与研究方法
2. 1 厄尔尼诺资料与降水资料
在本文中，笔者主要以20世纪50年代以来发生的厄尔尼诺事件的时间以及商洛市各县区1953年至2016年的逐年降水量作为统计，其中数据主要来源于陕西省商洛市气象局。并且主要以商洛市六县一区气象站点的近六十年的降水观测资料作为研究的基本资料。并且根据其发生时间和持续时间的不同进行了统计，
商洛市自1961年以来，共有13次厄尔尼诺（El Nino）事件，其平均每2-5年就发生1次，厄尔尼诺事件发生率为0.314。
2.2 研究方法
本文主要运用参数相关分析方法，来检验ENSO事件与商洛市降水的关系。参数检验的方法，笔者主要运用了皮尔逊相关分析法，皮尔逊相关分析法描述的是两个定距变量间联系的紧密程[10]。其中，样本的简单相关系数一般用R值表示，若R>0，就表明两个变量正相关；若 R<0，就表明两个变量负相关；R的绝对值越大，就表明其相关性越强。然后，再根据ENSO事件发生的年份降水量的变化情况，然后运用专业绘图软件ArcGIS，将商洛市六县一区厄尔尼诺事件发生的年份的降水量和非厄尔尼诺事件发生年降水量绘制成降水等值线图并分析降水量南北之间的差异。
3.厄尔尼诺事件与商洛市降水关系分析
3.1 厄尔尼诺事件变化规律分析
根据资料显示，厄尔尼诺事件可分为强和弱两个等级，从1961年开始共发生了强厄尔尼诺事件9次，时间分别为1965-1966、1972-1973、1976、1978、1982—1983年、1986—1987年、1994年、1997年、2009年和2014年；其中发生强度较弱的厄尔尼诺事件总共有7次，分别为：1963-1964、1968-1970、1991—1992 年、1993 年、2002 年、2004—2005 年、2006—2007年。并且在前10次厄尔尼诺事件中，1997—1998年的厄尔尼诺事件发生情况最为严重，竟然达到极强强度。
3.2厄尔尼诺事件发生年份与商洛市旱涝的关系分析
由所收集资料可知，63年来商洛市平均降水量负距平的年数为36年，正距平的年数为27年。K≤-20%的年数有10年，-20% 通过对商洛市降水量的时空分布特点及商洛市的旱涝情况进行上述标准划分得知：1953 -2016年商洛市共有10个旱年和10个涝年，见表3。
从表中和数据可以得知，在1953 -2016年发生的10次干旱事件中，共有7次发生在厄尔尼诺年，1次发生在厄尔尼诺的次年，只有 1次发生在非厄尔尼诺年份。所以，商洛市的干旱年份主要发生在连续性厄尔尼诺事件年或者厄尔尼诺事件的次年。
3.3厄尔尼诺事件对商洛市不同地区降水量的影响分析 通过对厄尔尼诺事件出现年份降水情况的分析，然后再利用专业绘图软件ArcGIS将商洛市六县一区厄尔尼诺事件发生年的降水量和非厄尔尼诺事件发生年份降水量绘制成降水等值线图。在这个等值线图上我们可以很清楚地看出厄尔尼诺事件对商洛市不同地区的影响，见图1和图2。
从图 1我们可以得知，商洛市降水量呈普遍减少趋势的情况主要出现在厄尔尼诺事件发生的年份。在商洛市六县一区 7个站点中，从图中发现只有商州区站呈现出上升趋势，其降水距平百分率为 0 . 4%。还发现商洛市南部地区降水的下降趋势明显高于北部地区，其中，镇安，商南的下降幅度最大，分别为 - 14 . 9%、- 13 . 3%。而北部地区的洛南、柞水等地则只有 - 2 . 1%、- 2 . 5%、- 3 . 5%。因此从图中可以得知，观测站点越靠近南坡其降水量就越大，越靠北坡其下降趋势就越明显，厄尔尼诺事件带来的影响就越大。
从图 2中可以发现，非厄尔尼诺事件年的出现的年份，商洛市降水量的变化情况与厄尔尼诺事件发生年的趋势正好相反，其降水量呈现出普遍增大的趋势，且南部的站点地区增加趋势明显要高于北部地区。商洛市除山阳县略有下降趋势外，其它地区都发生了不同程度的上升趋势。其中，发现商南县上升的幅度最大，距平百分率约为 18.2%，其次镇安、丹凤等南部地区都发生了较大幅度的上升情况，其距平百分率分别为 12.6%、10.5%。而靠近秦岭北部的柞水、洛南等地区上升幅度不大，分别只有3.7%、6.5%。因此，根据以上数据同样可以得知，南边的降水量要比北边降水量丰富，这是由于南部站点位于降水迎风坡地区，所以厄尔尼诺事件的影响表现的就更加明显。
3.4商洛市降水量与厄尔尼诺的相关性分析
笔者采用了参数检验相关分析方法，对商洛市降水量与厄尔尼诺事件进行了相关分析并得知，厄尔尼诺事件与商洛市降水量的相关关系显著。通过SPSS Statistics软件中相关性检验中的皮尔逊相关检验得知，厄尔尼诺事件与商洛市降水量之间的皮尔逊相关系数R值达到-0.872。所以呈先出明显的反相关关系，因此，我们可以得知厄尔尼诺事件越强，商洛市的降水量减少趋势就越明显。也就是说厄尔尼诺事件的强度与商洛市降水量之间呈现出负相关。
4.结论与讨论
通过利用相关分析法和SPSS Statistics及ArcGIS三种方法分析商洛市降水量与厄尔尼诺事件的关系我们得知如下结论：
（1）厄尔尼诺事件与商洛市各地降水呈先出负相关。笔者将商洛市近六十年的年降水量绘制成曲线变化图并与厄尔尼诺事件发生的年份进行同步对比，结果得知厄尔尼诺事件对商洛市降水的影响的时间尺度主要集中在厄尔尼诺事件发生的当年和次年。
（2）商洛市降水情况与厄尔尼诺事件呈现出明显的相关性。厄尔尼诺事件发生的年份，降水量呈现出减小趋势；并且发现商洛市的干旱年份主要出现在连续性厄尔尼诺年或厄尔尼诺事件发生的次年。
笔者通过与其它论文参考对比得知，发现本论文中不足之处主要有以下两点：
（1）在本论文中，笔者只考虑到了厄尔尼诺事件与商洛市降水之间的关系，但由于时间有限，并未深入研究森林植被覆盖率和土壤以及地形与商洛市降水之间的关系。
（2）研究厄尔尼诺事件与降水量的关系有多种方法，有皮尔逊、肯德尔相关分析法以及奇异值分析方法等，而笔者只用到了相关分析法中的皮尔逊相关分析法和ArcGIS来分析厄尔尼诺事件与商洛市降水量之间的关系
参考文献
[1]张鹏飞，赵景波.50余年来厄尔尼诺-拉尼娜（El Nino/La Nina）事件对山西省气候影响分析[J].干旱区资源与环境.2012（2）
[2]LIU Peng，LI Chongyin，WANG Yu，et al.Climatic characteristics of convective and stratiform precipitation over the tropical and subtropical areas as derived from TRMM PR.Science China Earth Sciences（in Chinses），[J]2013，56（3）：375-385.
[3]延軍平，黄春长.ENSO事件对陕西气候影响的统计分析[J].灾害学，1998（4）：39-42.
[4]孟翠玲，徐宗学.ENSO与山东省降水的关系[J].人民黄河，2007（01）：33-35+42+80.
[5]宋令勇，宋进喜，张文静.西安地区降水时空分布及变化规律分析[J].干旱区资源与环境，2010，24（1）：85-89.
[6]刘浏，徐宗学.太湖流域洪水过程水文-水力学耦合模拟[J].北京师范大学学报（自然科学版），2012，48（5）：530-536.
作者简介：张钰帆（1995.1.27），男，汉，陕西省榆林市人。在读研究生，单位：西南林业大学，研究方向：自然地理学。
（作者单位：西南林业大学）
关键词：降水；厄尔尼诺事件；商洛市；SPSS统计法
引言
ENSO ElNio-Southern Oscillation，是厄尔尼诺与南方涛动合称。这一现象反映的是全球范圍的气候振荡。[1]其中，厄尔尼诺ElNio是ENSO暖事件，ENSO事件，它虽然仅发生在赤道太平洋上，但是其发生经常会引起全球性的气候异常，它往往被认为是年际尺度气候变化中最显著的信号之一，这已经成为国内外学者的共识，研究发现ENSO事件对太平洋副热带高压地区和东亚季风环流区都有显著的影响，而且它的影响方式、强度和持续的时间都表现出一定的区域性特点。厄尔尼诺事件正是通过影响东亚季风环流和太平洋副热带高压进而对我国从沿海地区到内陆地区的气候都会产生不同程度的影响[2]。
商洛市地理位置位于中国第二级阶梯的东部边缘，这里为典型的季风气候区，其自东南向西北地区气候由湿润气候过渡为半湿润气候。因此，该地是气候的敏感区和脆弱区。但是目前的研究缺乏 ENSO事件对商洛市气候影响的研究。所以，笔者经过对ENSO事件与商洛市降水量关系的分析，然后对洛市气候的特点和规律进行了研究。而这一研究为预测防治可能引起的气象灾害提供可能。并对研究ENSO事件与商洛市气候的关系具有重要的科学和实际意义。
1.研究地区概况
商洛市地处陕西省东南部，其行政区包括商州区和镇安县、丹凤县、商南县、洛南县、山阳县以及柞水县一区六县。其北部气候属暖温带，南部气候属亚热带。由于受到冬夏季风和青藏高原环流的影响，加上秦岭整个山脉对南方暖湿气流的阻挡作用，所以商洛的气候属于暖温带半湿润季风气候，呈现出四季分明，雨热同季，冬干夏湿，干湿分明的气候特征。并且由于其特殊的地理位置，所以其气候特点和降水的时空分布都有着明显的地域特征，因此，开展商洛市降水变化特征的分析十分必要。
2.数据来源与研究方法
2. 1 厄尔尼诺资料与降水资料
在本文中，笔者主要以20世纪50年代以来发生的厄尔尼诺事件的时间以及商洛市各县区1953年至2016年的逐年降水量作为统计，其中数据主要来源于陕西省商洛市气象局。并且主要以商洛市六县一区气象站点的近六十年的降水观测资料作为研究的基本资料。并且根据其发生时间和持续时间的不同进行了统计，
商洛市自1961年以来，共有13次厄尔尼诺（El Nino）事件，其平均每2-5年就发生1次，厄尔尼诺事件发生率为0.314。
2.2 研究方法
本文主要运用参数相关分析方法，来检验ENSO事件与商洛市降水的关系。参数检验的方法，笔者主要运用了皮尔逊相关分析法，皮尔逊相关分析法描述的是两个定距变量间联系的紧密程[10]。其中，样本的简单相关系数一般用R值表示，若R>0，就表明两个变量正相关；若 R<0，就表明两个变量负相关；R的绝对值越大，就表明其相关性越强。然后，再根据ENSO事件发生的年份降水量的变化情况，然后运用专业绘图软件ArcGIS，将商洛市六县一区厄尔尼诺事件发生的年份的降水量和非厄尔尼诺事件发生年降水量绘制成降水等值线图并分析降水量南北之间的差异。
3.厄尔尼诺事件与商洛市降水关系分析
3.1 厄尔尼诺事件变化规律分析
根据资料显示，厄尔尼诺事件可分为强和弱两个等级，从1961年开始共发生了强厄尔尼诺事件9次，时间分别为1965-1966、1972-1973、1976、1978、1982—1983年、1986—1987年、1994年、1997年、2009年和2014年；其中发生强度较弱的厄尔尼诺事件总共有7次，分别为：1963-1964、1968-1970、1991—1992 年、1993 年、2002 年、2004—2005 年、2006—2007年。并且在前10次厄尔尼诺事件中，1997—1998年的厄尔尼诺事件发生情况最为严重，竟然达到极强强度。
3.2厄尔尼诺事件发生年份与商洛市旱涝的关系分析
由所收集资料可知，63年来商洛市平均降水量负距平的年数为36年，正距平的年数为27年。K≤-20%的年数有10年，-20%
从表中和数据可以得知，在1953 -2016年发生的10次干旱事件中，共有7次发生在厄尔尼诺年，1次发生在厄尔尼诺的次年，只有 1次发生在非厄尔尼诺年份。所以，商洛市的干旱年份主要发生在连续性厄尔尼诺事件年或者厄尔尼诺事件的次年。
3.3厄尔尼诺事件对商洛市不同地区降水量的影响分析 通过对厄尔尼诺事件出现年份降水情况的分析，然后再利用专业绘图软件ArcGIS将商洛市六县一区厄尔尼诺事件发生年的降水量和非厄尔尼诺事件发生年份降水量绘制成降水等值线图。在这个等值线图上我们可以很清楚地看出厄尔尼诺事件对商洛市不同地区的影响，见图1和图2。
从图 1我们可以得知，商洛市降水量呈普遍减少趋势的情况主要出现在厄尔尼诺事件发生的年份。在商洛市六县一区 7个站点中，从图中发现只有商州区站呈现出上升趋势，其降水距平百分率为 0 . 4%。还发现商洛市南部地区降水的下降趋势明显高于北部地区，其中，镇安，商南的下降幅度最大，分别为 - 14 . 9%、- 13 . 3%。而北部地区的洛南、柞水等地则只有 - 2 . 1%、- 2 . 5%、- 3 . 5%。因此从图中可以得知，观测站点越靠近南坡其降水量就越大，越靠北坡其下降趋势就越明显，厄尔尼诺事件带来的影响就越大。
从图 2中可以发现，非厄尔尼诺事件年的出现的年份，商洛市降水量的变化情况与厄尔尼诺事件发生年的趋势正好相反，其降水量呈现出普遍增大的趋势，且南部的站点地区增加趋势明显要高于北部地区。商洛市除山阳县略有下降趋势外，其它地区都发生了不同程度的上升趋势。其中，发现商南县上升的幅度最大，距平百分率约为 18.2%，其次镇安、丹凤等南部地区都发生了较大幅度的上升情况，其距平百分率分别为 12.6%、10.5%。而靠近秦岭北部的柞水、洛南等地区上升幅度不大，分别只有3.7%、6.5%。因此，根据以上数据同样可以得知，南边的降水量要比北边降水量丰富，这是由于南部站点位于降水迎风坡地区，所以厄尔尼诺事件的影响表现的就更加明显。
3.4商洛市降水量与厄尔尼诺的相关性分析
笔者采用了参数检验相关分析方法，对商洛市降水量与厄尔尼诺事件进行了相关分析并得知，厄尔尼诺事件与商洛市降水量的相关关系显著。通过SPSS Statistics软件中相关性检验中的皮尔逊相关检验得知，厄尔尼诺事件与商洛市降水量之间的皮尔逊相关系数R值达到-0.872。所以呈先出明显的反相关关系，因此，我们可以得知厄尔尼诺事件越强，商洛市的降水量减少趋势就越明显。也就是说厄尔尼诺事件的强度与商洛市降水量之间呈现出负相关。
4.结论与讨论
通过利用相关分析法和SPSS Statistics及ArcGIS三种方法分析商洛市降水量与厄尔尼诺事件的关系我们得知如下结论：
（1）厄尔尼诺事件与商洛市各地降水呈先出负相关。笔者将商洛市近六十年的年降水量绘制成曲线变化图并与厄尔尼诺事件发生的年份进行同步对比，结果得知厄尔尼诺事件对商洛市降水的影响的时间尺度主要集中在厄尔尼诺事件发生的当年和次年。
（2）商洛市降水情况与厄尔尼诺事件呈现出明显的相关性。厄尔尼诺事件发生的年份，降水量呈现出减小趋势；并且发现商洛市的干旱年份主要出现在连续性厄尔尼诺年或厄尔尼诺事件发生的次年。
笔者通过与其它论文参考对比得知，发现本论文中不足之处主要有以下两点：
（1）在本论文中，笔者只考虑到了厄尔尼诺事件与商洛市降水之间的关系，但由于时间有限，并未深入研究森林植被覆盖率和土壤以及地形与商洛市降水之间的关系。
（2）研究厄尔尼诺事件与降水量的关系有多种方法，有皮尔逊、肯德尔相关分析法以及奇异值分析方法等，而笔者只用到了相关分析法中的皮尔逊相关分析法和ArcGIS来分析厄尔尼诺事件与商洛市降水量之间的关系
参考文献
[1]张鹏飞，赵景波.50余年来厄尔尼诺-拉尼娜（El Nino/La Nina）事件对山西省气候影响分析[J].干旱区资源与环境.2012（2）
[2]LIU Peng，LI Chongyin，WANG Yu，et al.Climatic characteristics of convective and stratiform precipitation over the tropical and subtropical areas as derived from TRMM PR.Science China Earth Sciences（in Chinses），[J]2013，56（3）：375-385.
[3]延軍平，黄春长.ENSO事件对陕西气候影响的统计分析[J].灾害学，1998（4）：39-42.
[4]孟翠玲，徐宗学.ENSO与山东省降水的关系[J].人民黄河，2007（01）：33-35+42+80.
[5]宋令勇，宋进喜，张文静.西安地区降水时空分布及变化规律分析[J].干旱区资源与环境，2010，24（1）：85-89.
[6]刘浏，徐宗学.太湖流域洪水过程水文-水力学耦合模拟[J].北京师范大学学报（自然科学版），2012，48（5）：530-536.
作者简介：张钰帆（1995.1.27），男，汉，陕西省榆林市人。在读研究生，单位：西南林业大学，研究方向：自然地理学。
（作者单位：西南林业大学）