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慈溪市997间降水量变化及影响机制

本科毕业设计（论文）

题目慈溪市1997-2006年间降水量变化及影响机制

ChangesintheprecipitationofCixiduring1997-2006andinfluencemechanism

学院建筑工程与环境学院

专业资源环境与城乡规划管理

班级城管10

学号106030043

姓　名陈浪

指导教师李冬玲　　

完成日期2014.04.17

诚信承诺

我谨在此承诺：

本人所写的毕业论文《慈溪市1997-2006年间降水量变化及影响机制探讨》的主体均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担并愿接受校方的处分。

承诺人（签名）：

陈浪

2014年4月17日

目　录

1前言5

1.1探究慈溪近年来降雨量变化机制的重要意义5

1.2慈溪1997-2006年雨热关系的研究6

1.3研究内容6

1.3.1慈溪降雨变化特点6

1.3.2慈溪降雨变化的主要影响因素7

1.4研究方法7

2区域概况7

2.1自然地理概况8

2.2区域气候特征8

3数据与分析9

3.1数据来源9

3.2数据处理与分析9

3.3慈溪1997-2006年降雨量变化特征分析11

3.4慈溪1997-2006年月平均气温与月降雨量相关分析结果13

3.5慈溪1997-2006年降雨量的主要影响因素14

3.5.1季风14

3.5.2副热带高压14

3.5.3锋面雨带14

3.5.4纬度15

3.5.5海陆分布15

3.5.6下垫面条件16

3.5.7风暴潮16

3.5.8厄尔尼诺（ElNiño）16

4研究结果16

4.1慈溪多年雨热特点17

4.2慈溪降雨量的主要影响因素17

参考文献17

致谢18

附录19

慈溪市1997-2006年间降水量变化及影响机制探讨综述

摘要

【摘要】近年来,全球气候异常明显，有关区域气候变化的学术研究着实甚少，有关慈溪降水量变化的资料也比较匮乏。

慈溪作为全国经济实力强劲的县级市之一，隶属宁波市，北临杭州湾东临东海，沿海乡镇较多，台风、洪涝灾害呈多发频发。

因此，研究慈溪降雨量变化并探讨其影响机制极具深刻意义。

本文利用1997-2006年慈溪的月平均最高及最低气温、月平均降水量数据，通过相关分析法分析了慈溪气温与降雨的相关关系并探究了影响降雨的因素。

结果表明：

冬夏季风的交替是形成慈溪降雨月际变化的最主要影响因素，此外，慈溪降雨年内变化还受到副热带高压、锋面雨带、纬度、海陆分布、下垫面条件等因素影响。

慈溪降雨的年际变化主要受到风暴潮、厄尔尼诺等因素的影响。

【关键词】气候；慈溪；降雨量；东海；影响机制。

ChangesintheprecipitationofCixiduring1997-2006andinfluencemechanism

Abstract

【ABSTRACT】Inrecentyears,whileglobalclimateanomalies,therearefewacademicresearchesonregionalclimatechange,atthesametimeCixiprecipitationdataisratherpoor.CixilocatedonthesouthofHangzhoubayandnexttotheEastChinaSea,asoneofthedevelopedcountry-levelcity.cixiisunderthecontrolofNingbocity,wheretyphoonandflooddisasterfrequentlybreakout.TherearemanycoastalvillagesandtownsinCixi.Therefore,it’sofgreatsignificancetostudytheprecipitationofCixianditsinfluencemechanism.Themonthlymeanmaximumandminimumtemperature,monthlyprecipitationdataof1997-2006Cixi,throughcorrelationanalysismethodwasusedtoanalyzethecorrelationbetweentemperatureandrainfallCixiandexploretheinfluenceofrainfallfactors.Theresultsshowthat:

inadditiontothewinterandsummermonsoonisthemaininfluencefactorsofalternating,Cixirainfallmonthlychangesofannualchangesinrainfall,Cixiisalsoaffectedbythesubtropicalhigh,frontalrainband,latitude,sealanddistribution,theunderlyingsurfaceconditions.TheinterannualvariationofCixirainfallismainlyaffectedbythestormtide,ElNinoandotherfactors.

【KEYWORDS】climate;Cixi;precipitation;EastChinaSea;influencemechanism.

1前言

1.1探究慈溪近年来降雨量变化机制的重要意义

最近几年，气候变化问题吸引了人们的眼球。

相关研究结果表明，全球性的气候变暖现象越来越显著，特别是上世纪70年代末期以来，绝大多地区气温显著上升，频繁发生极端天气气候事件。

浙江气候反常，气温持续偏高,降水相对偏少,气象灾害不仅种类多,而且愈发严重[1]。

高温干旱、台风、强对流及气温趋暖等气候事件,给浙江人民造成重大损失，国民经济发展受到重挫。

2008年9月台风“sinlaku”来袭浙东与浙北地区，受台风影响，这些地区出现中到大雨，局部暴雨到大暴雨，引发该区小流域山体滑坡、山洪等地质灾害,许多城镇被淹，低洼处更为严重，倒塌的房屋不计其数，基础设施毁坏惨重。

与此同时，受到强对流天气的影响,浙北一带下起暴雨至大暴雨,甚至特大暴雨，强降水导致象山、宁海两县多条道路被水淹没,渗水的村庄不计其数，浙江南部许多城市内涝现象严重。

还有，2003年6月末至9月,高温天气困扰浙江人民,长期大面积的持续高温,外加降水一反常态地减少,导致浙江干旱严重，浙江农业生产多遭不顺，人民生活困难重重，经济损失极为严重。

虽然慈溪多年降雨较为充沛,但事实上降雨量不仅月际分布也极不均匀，年际分布同样不均匀，汛期降雨量只有全年总量的七成,降雨高峰期主要在六月和九月,六月梅雨降雨量占全年1/7,九月秋季降雨与六月降雨相当。

地势地形等因素在一定程度影响降雨,从而导致雨水难留局面的发生,梅雨和台风降雨季节虽然降雨比较集中,可无奈河道和水库纳蓄能力受限,不得不放弃降雨，流入东海；而一旦汛期结束,降雨量减少,水库必须常常放水，只有这样河道水位才能维持[2]。

在此背景下，有关慈溪降水量变化的研究还是不够充足，但也颇有成果。

姜彤等人研究了多年长江流域气候特点，揭示了该区域降水、气温及径流的渐变趋势；长江三角洲地区降雨的分布特征在谢志庆等人的研究中有所涉及；李麦村等做过华东地区季风降水的相关研究，其研究结果表明，西太平洋副高的强度及位置受到东太平洋海温的调节，后者还影响着印尼地区的跨赤道气流、华东低层的东南季风及长江流域的降水[3]。

廖良庆做了中国东部地区降雨周期特征及其影响因素的研究，其结果显示，中国东部地区的降雨周期不仅在年际和年代际尺度有所体现，而且周期信号的不同还阶段性地影响着降雨[4]。

水资源是慈溪一切生产、生活的命脉所在，而降水又是慈溪水资源的重要补给，因此，深入研究慈溪区域降水的变化特征及规律对揭示慈溪水资源特征，为慈溪人民农业、生产和生活提供了指导依据。

1.2慈溪1997-2006年雨热关系的研究

过去的一个世纪里，人类目睹了全球气候显著变暖这一自然气候事件。

本世纪以来，全球气候变暖的形势越发严峻，而且干旱、洪水、热带气旋等极端天气的强度和发生频率也在不断上升，那么，气温变化与区域降雨之间究竟有着怎样的联系呢？

史军等为弄清长三角地区近半个世纪主要气候要素的时间和空间的变化特点及其演变趋势，大量分析了长江三角洲地面气象站所获取的历史气象要素资料,最后得出结论有:

（1）近50年间,长江三角洲南部和北部年均气温明显上升，上升速率分别为0.118eP10年和0.122eP10年；相对湿度分别以0.14%P10年和0.17%P10年极显著和弱显著降低；风速降低幅度很大，分别以0.113mPsP10年和0.121mPsP10年的速度递减；日照时数分别以8413hrsP10年和7516hrsP10年极显著减少；南部低云量以0171%P10年的速率递减，北部则以0163%P10年的速率增加；全年降雨量和地表温度基本没变；水汽蒸发总量方面，南部和北部均有所减少。

（2）过去近50年，长江三角洲地区年平均气温明显上升，特别是在中部以及浙江沿海地区,气温呈明显上升之势。

在多数地区，年降雨量有所上增，但统计学上却表现为不显著。

多数地区和中部相对湿度都有减少，但在中部表现得更为明显。

所有地区风速都明显降低,但南部显著性不及北部。

（4）总云量在长江三角洲西部表现为明显降低,在浙江绝大地区和苏南，低云量呈显著变化态势。

整个区域日光照射时点都有所减少，但西部表现更为显著。

浙江鄞州-慈溪、江苏高邮-溧阳和上海这一带,地表温度上升明显。

绝大多数地区蒸发量明显降低，杭州湾等附近除外[5]。

综上所述，学者们围绕气候变化对降雨影响机制的研究多着眼于大范围的区域研究，对某特定城市降雨影响机制探讨的研究甚少，因此，有关区域降雨研究的工作有待细化和完善。

1.3研究内容

1.3.1慈溪降雨变化特点

本文将通过统计分析10年慈溪月平均最高气温及最低气温、降水量数据，从这三个气象数据的均年内月度变化分析慈溪降雨变化特点，并籍此描述慈溪降雨特征。

1.3.2慈溪降雨变化的主要影响因素

1.4研究方法

本文选用的研究方法主要有：

文献资料研究、数据图表分析、理论逻辑分析三种。

文献资料研究：

查阅大量与本文研究领域有关的文献资料，学习前人的研究思路和研究方法，归纳总结前人的主要研究成果和不足之处，并从中获得启示，为本文的研究方法、分析思路找出理论依据。

数据图表分析：

利用Excel、SPSS、Grapher对数据进行统计分析，利用所得的图表获取研究信息，并进一步分析慈溪降雨量逐年月变化的差异。

理论逻辑分析：

根据数据图表的分析，结合相关理论，进行逻辑分析推理，探究慈溪降雨量变化的主要影响因素。

2区域概况

慈溪市北临杭州湾，宁波市江北区位于其东南方位，镇海区位于其东面，余姚市位于其西、西南方位，纬度介乎北纬30°02'～30°24'之间，经度在东经121°02'～121°42'之间（见下图）。

面积1154平方公里，海岸线往杭州湾方向凸出，呈弧形，长度66公里。

要探究影响慈溪市降雨量的机制，了解慈溪市及其附近的区域自然地理及气候背景，是本文研究工作的前提。

图1.慈溪行政区划图

2.1自然地理概况

慈溪位于长三角南翼，是环杭州湾地区沪、杭、甬三大都市经济圈的枢纽。

慈溪地势北部低南部高，如滩涂、平原和丘陵三级台阶状由杭州湾往南推进。

南部属四明山系，多丘陵。

地层主要为侵蚀剥蚀地貌，形成原因比较单一。

慈溪地势较为倾斜，东部北低南高，西部南低北高。

北部是滨海平原，其组成物质是亚沙土、亚粘土和粉砂，乃900年以来新成陆土地。

平原以北是三北（慈溪、镇海和余姚三县北部）浅滩，滩涂沉积物主要是沙质泥和粉细砂等细颗粒物质，西部地区颗粒较细。

南部为临山平原，成于全新世晚期，由海相沉积物沉积形成，组成物质主要是粘土，夹之泥炭。

慈溪海岸线不断向北推进，土地资源不断增加，海岸带的升降具有显著地周期规律。

慈溪土壤土壤类型单一，属组合型平原，具有深厚的土层和肥力。

近山平原结构层次分明，母质复杂，多水稻土，土层较深厚，土质也均细，粘粒含量相当高，蓄水量比较充足，丘陵区大多是自然土壤，石砾较多，粘粒含量比较高，营养机质较为匮乏，保肥性和保水性能均不好。

滨海平原地区，母质都是海积物，颗粒匀细，质地比较均一，粉砂含量高。

七塘以南，多为中壤，耕层结构好，蓄水保肥能力和耕性都比较好，新开发的土地主要分布在七塘北部，成土时间短，多石灰质，团粒结构，发育情况不佳，保肥和保水能力比较差[6]。

2.2区域气候特征

慈溪四季分明，春秋略短，冬夏较长，这与其地处北亚热带的地理大环境是分不开的。

年平均气温16.0℃，雨量充足。

夏季东风和东南风较为盛行，冬季则主要是西北风和北风盛行，全年东风为主盛行风，属季风型气候。

夏秋间多热带风暴。

慈溪灾害性气候频发，多干旱、水涝和风暴潮，气温异常有时较多[7]。

慈溪气候主要受季风、副热带高压、锋面雨带、纬度、海陆分布、下垫面、风暴潮以及厄尔尼诺等因素影响。

3数据与分析

3.1数据来源

本文通过“中国气象局”网站（网址：

3.2数据处理与分析

分析方法----相关性分析

相关分析（CorrelationAnalysis）是研究随机变量之间的相关关系的一种统计分析方法，判断各个现象之间是否有某一种依存关系，并研究存在依存关系的现象的相关方向和相关程度。

本文利用SPSS软件，使用双变量（Bivariate）相关性分析的方法，分析1997-2006年每年月平均气温和月平均降水量之间的关系。

进行相关性分析时使用的相关系数是Pearson相关系数（PearsonCorrelation），该相关系数是用于对定距变量的数据进行计算的，根据Pearson相关系数的计算公式，每年的月平均最高（或最低）气温和月平均降水量的相关系数计算公式为：

其中，r为Pearson相关系数，i为月份，此时n=12，Ti为i月的月平均最高（或最低）气温，Pi为i月的月平均降水量，

为平均月平均气温，

为平均月平均降水量。

通过SPSS软件的计算得出了各测站的月平均气温和月平均降水量的Pearson相关系数及Sig值（significance，意为显著性），相关系数大于0为正相关，系数小于0为负相关；Sig值小于0.01，差异极显著，Sig值大于0.01而小于0.05，差异显著，Sig值大于0.05，差异不显著。

根据Pearson相关系数和Sig值将慈溪1997-2006年的月平均降水量（表1）和月平均最高及最低气温（表2和表3）的相关关系统计成表格，如表4和表5所示。

表1.慈溪1997-2006年月平均降水量逐月变化图表（单位：

mm）

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1997

70

38

58

74

95

106

380

152

42

48

170

150

1998

265

59

178

104

103

107

180

52

221

26

18

54

1999

62

23

202

94

120

374

60

280

195

66

35

15

2000

100

80

100

56

49

200

37

175

138

85

125

36

2001

95

92

40

62

82

275

130

210

118

18

30

147

2002

95

49

166

171

154

151

155

305

61

60

87

161

2003

40

124

116

60

96

77

40

225

30

20

59

22

2004

90

63

42

123

166

130

90

225

199

19

44

163

2005

80

160

65

64

100

25

110

280

101

90

72

33

2006

135

80

35

100

138

145

55

50

138

31

110

34

表2.慈溪1997-2006年月最高气温逐月变化图表（单位：

℃）

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1997

8

10.3

14.8

20.4

28.5

29.5

31

31.5

26

23.8

17.2

10.2

1998

7.8

12

13.6

24.4

25

28

34

34

27

23

19.8

12.9

1999

9.6

12.4

13.6

20

25

26

29

30.8

29

23

16.4

11

2000

7.9

7.4

14.4

20.8

27

29

33

32

27.7

22.5

15.4

12.4

2001

9.6

11

16.8

20.4

25.5

28

34

30.8

27

23.7

17.2

10.2

2002

12

13

17.8

21.6

23.7

30

31.5

31

28

23.8

17

10.6

2003

8.1

11.5

14.8

20.4

24

29

36

34

30

23.2

18

10.7

2004

8

14.8

14.4

22.8

26.4

28

35

33

27.3

22.4

19.2

12.6

2005

6.1

7.5

14

24.1

24.8

30.5

34.5

32

30

22.2

19.4

9

2006

9.4

9.5

17

22.4

25

29.5

34

34

27

25.4

19

11.7

表3.慈溪1997-2006年月最低气温逐月变化图表（单位：

℃）

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1997

0.8

2.9

8.2

10.9

17.5

20.5

24

24.8

18.5

14

9

4.4

1998

1.6

4.1

6.8

14

17.5

20.5

25

25.4

19

16

10.4

4.8

1999

2.6

2.8

7

11

16.4

20

23

24

22

16

8.5

2.1

2000

2.2

2

7

12

17

21

25

24.5

20.4

16.9

9

5.6

2001

3.1

4.1

7

11.4

17

21.5

26

24

21

15.6

8.4

4.2

2002

3

5

9.6

13.6

17

22.5

24

24

21

15.6

8.6

5.5

2003

0.7

4.5

6.5

13

17

21

27

26

22.5

14.6

10.2

3.1

2004

2.1

5.1

6.5

12.4

18

21.5

26

25.8

21.3

15

10.5

6.4

2005

0.8

2.5

5.2

13.7

17

22

26

25

23

16

12.4

2.1

2006

4

3.9

8

13.2

18

22

27

27

20.5

19

12.4

5.1

表4.慈溪1997-2006年月平均最高与最低气温和月平均降水量的相关系数与Sig值

r/p

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

最低

气温

0.456/

0.137

-0.083/

0.798

0.594/

0.042

0.323/

0.306

0.485/

0.110

0.425/

0.169

0.232/

0.468

0.501/

0.097

0.322/

0.307

0.034/

0.917

最高

气温

0.383/

0.219

-0.129/

0.691

0.552/

0.063

0.278/

0.381

0.386/

0.215

0.385/

0.216

0.217/

0.498

0.433/

0.160

0.253/

0.428

0.011/

0.972

附注：

r-PearsonCorrelation；p-sig.（2-tailed）

3.3慈溪1997-2006年降雨量变化特征分析

本人通过在中国气象网上查找了慈溪市1997-2006年月平均降雨量数据，发现了慈溪市降雨遵循一定的机制但又具有一定的区域特点（图2）。

首先从慈溪市月均降雨量及月总降雨量分析来看，慈溪降雨属6月及8月较丰，分别达到159㎜/月和195.4㎜/月，5月，7月及9月次之，分别达到159㎜/月,123.7㎜/月及124.3㎜/月，1月和3月稍有减少，分别达到103.2㎜/月和100.2㎜/月，2月，4月，11月及12月降雨量又有不同程度降低，分别只有76.8㎜/月,90.8㎜/月,75㎜/月及81.5㎜/月，降雨量最少的当属10月，只有46.3㎜/月。

这与我国降水量季节分配不均，冬季干旱少雨，夏季雨量充足，春雨少于秋雨这一基本规律是一致的。

图2.慈溪1997-2006年月平均降水量逐月变化图表

为更直观地反映慈溪降雨量的年际和月际变化，根据慈溪1997-2006年各月的月平均降雨量数据，本人使用Grapher软件将其绘制曲线图如图3所示。

图3.1997-2006年慈溪降雨量变化图

从图3中可以发现，一些年份月平均降雨量的年月际变化非常明显，比如：

1月份，1998年1月份月降雨量达到265㎜/月，这与其10年1月降雨量103.2㎜/月相距甚远，究其原因，这与1998年长江中下游平原遭受特大水患是分不开的，与此相反，1997