1. 引言
在全球气候变暖的大背景下，中国降水呈减少趋势，年平均降水量每10年减少2.9 mm [1]。其中黄荣辉等 [2] 研究表明，中国夏季的降水在1965年前后发生了一次气候跃变，淮河流域从20世纪80年代初起降水增加，洪灾明显增多；华南和华北80年代的降水明显少于70年代，干旱加重；从90年代中期开始，华北北部地区降水明显增加。党皓飞等 [3] 研究表明，中国夏季的降水在20世纪80年代初期至80年代末期呈显著的下降趋势，在20世纪80年代末期至21世纪10年代末期上升趋势显著，中国夏季降水存在明显的16年周期变化，并在20世纪90年代初期发生了显著的年代际突变。
山东省自1960年以来，年均降水量呈现减少趋势，降水倾向率为−3.05 mm/a，平均降水量以东南沿海减少幅度最大 [4]。鲁西南年平均降水资源减少，年降水季节和空间分布明显，气候有“干化”变化趋势 [5]。位于山东半岛的烟台市年降水量以19.35 mm/10a的速度递减 [6]；鲁西北的德州市年平均降水量每10年减少18.3 mm [7]；鲁中的淄博市年平均降水量下降0.9 mm/a [8]。山东省夏季降水量占全年降水量的60%，年降水量的减少主要源于夏季降水量的减少所致 [9]。山东省夏季降水大部分地区为减少趋势，夏季降水、暴雨日数强度和夏季旱涝具有年代际变化特征，分水岭为1970年代末 [10]。
潍坊市位于山东半岛中部(地跨35˚41'N~37˚26'N，118˚10'E~120˚01'E，南北长188 km，东西宽164 km)，属暖温带季风型半湿润性气候。该市从气候区划上大致分为3个区域，分别北部区域(寿光、寒亭、昌邑)、中西部区域(青州、临朐、昌乐)、东南部区域(高密、诸城、安丘) [11]。
近些年来，潍坊市的气候也发生了一系列变化 [12] [13] [14] [15]，但目前对于潍坊市夏季降水的研究相对较少。因此，本文运用现代气候学统计诊断方法，对潍坊市近60a来的夏季降水的时空变化特征进行系统分析，以期对山东省及潍坊市的夏季降水的监测、预报、预警提供参考，为当地水利、农业等部门应对气候变化提供科学依据。
2. 资料和方法
利用潍坊市1960~2019年9个气象站的降水观测资料，从时间和空间两个方面，采用距平百分率和采用线性趋势分析 [16] 等方法对潍坊市夏季各月(6~8月)降水量的变化特征进行分析。其中取寿光、寒亭、昌邑3个气象站的平均降水量作为潍坊北部区域降水量，青州、临朐、昌乐3个气象站的平均降水量作为潍坊中西部区域降水量，高密、诸城、安丘3个气象站的平均降水量作为潍坊东南部区域降水量。
降水量的线性趋势采用每10a的气候倾向率来描述，并进行显著性检验；采用Mann-Kendall突变检验法 [16] 对潍坊市夏季及6~8月降水量进行变化趋势和突变检验。
3. 降水量变化特征
3.1. 降水量的距平变化特征
由图1潍坊市1960~2019年夏季降水量距平百分率变化趋势可以看出，潍坊市夏季降水距平波动幅度较大，总体呈缓慢下降趋势，其线性变化趋势为−2.75%/10a (未通过α = 0.05的显著性检验)。整个夏季降水量距平的波动幅度最大值为147%，60a中正距平28a，负距平的31a，2005年降水量与常年持平。距平百分率在50%以上的有5a，分别为1960年、1964年、1971年、1974年和2018年，其中1964年正距平值最大达96%；距平百分率在−50%以下的仅1a，出现在2002年，距平百分率为−51%。
Figure 1. Precipitation anomaly percentage in summer from 1960 to 2019 of Weifang
图1. 潍坊市1960~2019年夏季降水量距平百分率
由图2可以看出，潍坊市6月份降水量距平亦呈缓慢下降趋势，其线性变化趋势为−4.12%/10a (未通过α=0.05的显著性检验)。潍坊市6月份降水量距平的波动幅度最大值为250%，其中正距平27a，负距平33a。6月份降水量距平百分率在50%以上的9a，其中1980年、1990年距平百分率均超过100%，1980年距平百分率高达158%。距平百分率在−50%以下的年份11a，其中1997年的距平百分率低达−92%。
由图3可以看出，潍坊市7月份降水量距平呈显著下降趋势，线性变化趋势为−9.63%/10a (通过α = 0.01的显著性检验)。7月份降水距平的波动幅度最大值为215%，正距平29a，负距平31a。距平百分率在50%以上的有10a，距平百分率超过100%的仅1a，出现在1964年，距平百分率高达133%。距平百分率在−50%以下的年份7a，其中1997年偏离距平最大为−92%。
Figure 2. Precipitation anomaly percentage in June from 1960 to 2019 of Weifang
图2. 潍坊市1960~2019年6月份降水量距平百分率
Figure 3. Precipitation anomaly percentage in July from 1960 to 2019 of Weifang
图3. 潍坊市1960~2019年7月份降水量距平百分率
Figure 4. Precipitation anomaly percentage in August from 1960 to 2019 of Weifang
图4. 潍坊市1960~2019年8月份降水量距平百分率
由图4可以看出，潍坊市8月份降水量距平呈不显著上升趋势，线性变化趋势为5.60%/10a (未通过α = 0.05的显著性检验)。8月份降水距平的波动幅度最大值为210%，正距平27a，负距平33a。距平百分率在50%以上的年份有11a，距平百分率超过100%的3a，分别出现在1974年、2018年和2019年，2019年距平百分率高达130%。距平百分率在−50%以下的年份有9a，其中1990年偏离距平最大为−80%。
经以上分析可以看出，潍坊市整个夏季降水量距平波动幅度较大，其中6月份波动幅度最大，7月份次之，8月份最小。60a中负距平年份多于正距平年份，这与潍坊市夏季降水量总体呈减少的趋势是一致的。
3.2. 降水量的时空变化特征
由表1可以看出，潍坊市夏季平均降水量为401.8 mm，北部、中西部、东南部的平均降水量依次为：382.3 mm、405.0 mm、418.2 mm。其中东南部的诸城降水最多(451.7 mm)，北部的昌邑降水最少(377.4 mm)。潍坊市9县市区夏季平均降水量均呈线性减少趋势，全市夏季平均降水量每10a减少11.0 mm，诸城为−22.9 mm/10a最大，青州−2.5 mm/10a最小。
Table 1. Linear trend in the summer months and the average precipitation in each district and county of Weifang
表1. 潍坊市各县市区夏季及各月平均降水量和线性趋势
注：*、**分别表示通过α = 0.05、α = 0.01的显著性检验。下同。
潍坊市6月份平均降水量79.0 mm，其中诸城最多(87.2 mm)，高密最少(71.5 mm)。潍坊市各县市区6月份平均降水量(除临朐外)总体呈线性减少趋势，全市6月份平均降水量每10a减少3.3 mm，诸城减少趋势最显著为−10.6 mm/10a，临朐呈微增加趋势，每10a增加1.8 mm。
潍坊市7月份平均降水量169.1 mm，其中诸城最多(177.6 mm)，寿光最少(151.0 mm)。潍坊市9县市区7月份平均降水量均呈显著减少趋势，全市7月份平均降水量每10a减少16.3 mm，寒亭为−20.6 mm/10a最大，高密−13.9 mm/10a最小。
潍坊市8月份平均降水量153.7 mm，其中诸城最多(186.8 mm)，昌邑最少(136.1 mm)。9县市区中8月份平均降水量均呈增加趋势，全市8月份平均降水量每10a增加8.6 mm，昌乐增加趋势最显著，每10a增加16.1 mm，高密最小，仅为0.4 mm/10a。
经以上分析可以看出，潍坊市夏季平均降水量自北向南逐渐减小，即南部降水量较多，中西部次之，北部较少。夏季、6月和7月的降水量均呈缓慢减少趋势，8月份降水量呈微增加趋势。从图5、图6、图7潍坊市降水量的区域线性变化趋势来看，潍坊市各区域降水量均呈线性减少趋势，其中南部区域减少最多(−15.8 mm/10a)，北部区域次之(−13.6 mm/10a)，中西部最小(−3.7 mm/10a)。
Figure 5. Trend variation of precipitation in Northern Weifang from 1960 to 2019
图5. 潍坊市1960~2019年北部降水量变化趋势
Figure 6. Trend variation of precipitation in Midwest Weifang from 1960 to 2019
图6. 潍坊市1960~2019年中西部降水量变化趋势
Figure 7. Trend variation of precipitation in Southeast Weifang from 1960 to 2019
图7. 潍坊市1960~2019年东南部降水量变化趋势
3.3. 降水量的突变分析
利用M-K方法对潍坊市夏季及6~8月的降水量进行变化趋势和突变检验。
由图8可知，潍坊市夏季降水量在1964年之后呈现减少趋势，其中1983~1994年减少趋势显著，但未发生突变现象；由图9可知，潍坊市6月份降水量总体呈现减少趋势，也未发生突变现象；由图10可
Figure 8. M-K statistics curve of summer average rainfall in Weifang from 1960 to 2019
图8. 潍坊市1960~2019年夏季降水量M-K变化曲线
Figure 9. M-K statistics curve of June average rainfall in Weifang from 1960 to 2019
图9. 潍坊市1960~2019年6月份降水量M-K变化曲线
Figure 10. M-K statistics curve of July average rainfall in Weifang from 1960 to 2019
图10. 1960~2019年潍坊市7月份降水量M-K变化曲线
知，潍坊市7月份降水量在1966年之后呈现减少趋势，1983年之后减少趋势显著，也未发生突变现象；由图11可知，潍坊市8月份降水量变化趋势起伏较大，其中1962~1966年和1974~1976年呈现增多趋势，1977~1998年期间呈现减少趋势，2004年之后呈现增多趋势，但未发生突变。
Figure 11. M-K statistics curve of August average rainfall in Weifang from 1960 to 2019
图11. 潍坊市1960~2019年8月份降水量M-K变化曲线
4. 结论
1) 潍坊市夏季降水量距平波动幅度变化较大，其中6月份最大，7月份次之，8月份最小。潍坊市夏季及6~7月份降水距平总体呈缓慢下降趋势，8月份降水量距平呈不显著上升趋势。60a中负距平年份多于正距平年份，表明潍坊市夏季降水量总体呈减少的趋势。
2) 潍坊市夏季平均降水量自北向南依次减小，且各区域降水量均呈线性减少趋势，其中南部减少最多，北部次之，中西部最小。6月和7月的降水量均呈缓慢减少趋势，8月份降水量呈微增加趋势，但潍坊市夏季降水量总体呈减少的趋势。
3) 潍坊市夏季平均降水量及6~8月份降水量均未发生突变，潍坊市8月份降水量在2004年之后呈现增多趋势。