淇县汛期旱涝趋势预测模型分析

摘 要：在淇县汛雨气候特征分析基础上，对影响淇县汛期旱涝的主要物理要素进行相关分析[1]，选取相关系数大于0.4的冬季季风指数、北半球副高面积指数等物理因子，结合本地气候因子，通过逻辑推理建立鹤壁市分县汛期旱涝趋势预测概念模型[2]，在2001~2004年汛雨趋势检验与预报中取得了较好的效果。

关键词：汛期 旱涝趋势 预测模型

一、引言

短期气候预测是当今世界性难题，由于气候演变还不能通过数值模式模拟气候的变化，而统计方法能客观地预测出旱涝趋势变化，为此，近年来比较多地采用挑选气候影响因子通过统计建模方法来预测气候，淇县气象局曾利用韵律关系和本地前期气候因子，采用逐级判别方法建立淇县汛期旱涝趋势预测模型，取得了较好的效果，本文从物理、气候因子与淇县汛期旱涝趋势关系统计分析入手，采用推理预测方法建立淇县分县汛期旱涝趋势预测模型，在2001~2004年汛期预报业务中应用效果令人满意。

二、旱涝年划分和资料的选取

本文利用1965~2000年的淇县汛雨（6~8月）历史资料，以基本多（少）雨为原则，按照降水距平百分率大小划分汛雨旱涝年；选取1965~2000年的季风指数、西太平洋副高压面积指数、东亚槽强度、太阳黑子、北半球副高面积指数和北半球副高强度指数等57项物理特征量和本地海平面气压、温度等气候资料。

三、淇县汛雨气候特征分析

表1：1965~2000年淇县6~8月汛雨旱涝趋势统计表

统计1965~2000淇县（6~8月）汛期降水（见表1）资料可以看出：36年中，淇县出现特多、特少年份的几率较小，淇县汛期雨量有18年偏多，18年偏少，汛期降水偏多（少）出现的机率各占一半，增大了汛雨趋势预报的难度，因而预报汛雨多（少）趋势就成了鹤壁市汛雨预报的重点。

三、物理、气候因子与淇县汛期旱涝趋势关系

通过统计1965~2000年淇县汛期降水趋势与季风指数、北半球副高面积指数、东亚槽强度等特征量进行相关分析，普查发现：影响汛期降水的物理和气候因子很多，我们选取相关系数大于0.4的因子进行分析，季风指数、北半球副高面积指数和冬季温度等因子入选。

1.冬季季风指数与淇县汛雨关系

季风对我国天气气候变化影响很大，季风指数是衡量季风强弱的一个标准。

图1：淇县汛雨与季风指数（1~4月合计值）关系图

冬季季风指数是指1~4月季风指数之和。它与我县汛雨相关性最好（相关系数高达0.46），成正相关趋势（见图1）。当冬季季风指数为正时，汛雨偏多，反之，汛雨偏少。这种相关性在1965~1975年十年间最为显著。然而，出现极大、极小值时又成负相关，当冬季季风指数≥78时，为偏少趋势；冬季季风指数≤-60时，为偏多趋势。利用该因子做分县汛期降水多（少）趋势预报，淇县准确率达67％。

2.北半球副高面积指数与淇县汛雨关系

图2：11月份北半球副高面积指数距平与来年6~8月汛雨距平对应直方图

北半球副高面积指数与我市汛雨也有较好的相关性，尤以11月份北半球副高面积指数与淇县汛雨趋势相关性较好。前一年11月份北半球副高面积指数与当年6～8月汛雨为正相关（见图2）。36年中，淇县汛期降水趋势23年预报正确。1975年后他们的正相关反映更为明显，25年中，淇县有18年趋势正确。

3.冬季温度与淇县汛雨关系

计算各气候因子与淇县汛雨相关系数发现，冬季温度与汛雨相关性较好，尤以当年1月下旬旬平均气温和2月月平均气温相关性较好。

3.1 1月下旬旬平均气温与我市汛雨关系

1月下旬旬平均气温与汛雨呈负相关性：冬季温度越高，夏季降水越少；反之，夏季降水越多。在均值（-0.6℃）附近-1.0℃～0.2℃之间变化的年份，对应汛雨略多（略少）不明显，而在≤-0.6℃（>-0.6℃）时，所对应偏多、特多（偏少、特少）年份关系较好。36年中，淇县21年预报趋势正确，准确率为58％。

3.2 2月月平均气温与汛雨关系

由于1月下旬旬平均气温与淇县汛雨趋势较好，经分析发现2月月平均气温与淇县汛雨趋势相关也较好。对淇县汛期降水趋势预报时选取2月月平均气温（均值2.1℃）为预报因子，2月月平均气温与淇县县汛雨呈负相关。2月月平均气温≤2.1℃，当年汛雨为偏多趋势；反之，为偏少趋势。尤其对淇县汛期降水36年中21年报对，准确率为58％。

四、淇县汛雨旱涝趋势模型的建立

通过以上物理、气候因子的分析，明显显示出他们对淇县汛雨趋势的预测能力，但单一因子都不能解决复杂的气候演变规律，只有综合分析水汽气候条件、热力气候条件及气候周期变化，通过逻辑推理方能得出有效的预测结果。我们分别把物理、气候因子通过逐级推理、判别，分别建立淇县旱涝趋势预测模型。

在此以淇县旱涝趋势为例，利用冬季季风指数、11月份北半球副高面积指数、一月下旬旬平均气温等因子，采用逐级判别对汛期降水趋势进行预测，建立淇县旱涝趋势预测模型（见图4）。

图4：淇县汛雨旱涝趋势预测模型流程

（说明：流程中“＋” 表示汛期降水为偏多趋势；“－” 表示汛期降水为偏少趋势）

五、试报结果与应用情况

应用上述旱涝趋势模型对2001～2003年汛雨趋势进行试报，试报结果3年全报对。在2004年应用中该方法做出了淇县汛期降水偏少趋势的预报。虽然汛期会商中上级汛雨指导预报趋势为略多转正常，但淇县气象局依据该方法仍做出略少的正确预报。2004年汛期降水量淇县为359.0mm（均值399.9mm）。

六、结语

综合物理、气候因子通过逻辑推理建立的淇县汛雨旱涝趋势预测模型，其方法客观，使用效果良好。它能反映大气天气过程的实际演变，预测趋势最接近天气气候实况，适合淇县未来短期气候预报业务中应用。

参考文献：

[1]章明亮，李燕欣。国内常用旱涝指标的分类研究[J].气象科技，1993，（3）：81-87.

[2]谭桂容，孙照勃，陈海山。华北夏季旱涝的环流特征分析[J]气象科学，2003,23（2）:135-143.

作者简介：韩宝山，河南省淇县气象局，工程师，主要从事天气预报服务工作。