華北地區(qū)近幾十年降水量變化特征分析

薛羽?鄧姝娟?王海珍?陳海英

摘 要：本文利用1961-2012年華北地區(qū)資料較齊全的42個(gè)氣象臺(tái)站的逐日氣象資料，運(yùn)用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)華北地區(qū)近52年降水量和降水日數(shù)的時(shí)空變化特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：華北地區(qū)年降水量和降水日數(shù)都呈下降趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：華北地區(qū)；降水變化

近幾十年由于人口不斷增長以及工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，華北地區(qū)水資源的供需矛盾日益突出，2008年人均水資源僅為全國的15%[1]，又因?yàn)槿A北地區(qū)是我國重要的糧油棉生產(chǎn)基地， 水資源的主要補(bǔ)給來源為天然降水，所以對(duì)降水變化特征的研究是很有必要的。本文目的就是在已有研究的基礎(chǔ)上對(duì)降水變化特征做進(jìn)一步分析。研究范圍定位北京、天津、山西、山東、河北、河南6個(gè)省（市），所選站點(diǎn)為這6省市中無缺測(cè)的分布均勻的42個(gè)基本氣象臺(tái)站。

一、資料和方法

對(duì)于華北區(qū)域選取，本文參照文獻(xiàn)[2]，選取北京、天津、山西、山東、河北、河南6個(gè)?。ㄊ校檠芯繀^(qū)域，選取了資料齊全的42個(gè)氣象臺(tái)站，這些站點(diǎn)都在31°N-42°N，110°E-123°E范圍內(nèi)，站點(diǎn)分布如圖1。采用的是1961-2012年全國逐日降水資料。華北降水量數(shù)值用選定的42個(gè)站的空間平均值代替。

運(yùn)用線性回歸、距平分析、九點(diǎn)滑動(dòng)平均和氣候傾向率分析等方法分析了華北地區(qū)降水的季、年際時(shí)空分布特征。本文中主要檢驗(yàn)方法采用相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，若相關(guān)系數(shù)r>rc （rc為顯著性水平α下的相關(guān)系數(shù)臨界值），則相關(guān)系數(shù)通過顯著性檢驗(yàn)。本文所選資料樣本數(shù)為52年，α=0.05時(shí)，rc=0.273， α=0.01時(shí)，rc=0.354。

二、結(jié)果與分析

1.華北地區(qū)降水量時(shí)間變化特征分析

華北地區(qū)1961-2012年多年平均降水量為618.94mm，降水量波動(dòng)較大。52年來華北地區(qū)年降水量總體呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-12.9mm/10a，表現(xiàn)為顯著減少趨勢(shì)（p<0.05）。多年年平均年降水量618.94mm，春、夏、秋、冬平均降水量分別為100.67mm、372.53mm、121.72mm、24.6mm，占全年比例分別為16.1%、60.1%、19.7%、3.9%，夏季降水量占年總降水量的比重最大，達(dá)到60%以上，二者變化趨勢(shì)也很相似，但是春季、秋季降水異常變幅較大，不具有明顯的線性趨勢(shì)，冬季降水常年較少，變化也比較平穩(wěn)。

52年來不僅降水量在減少，降水日數(shù)也隨時(shí)間呈減少趨勢(shì)，平均每年有降水日數(shù)115.27天，為時(shí)間和降水日數(shù)建立線性回歸，回歸系數(shù)為-0.68，表現(xiàn)為為極顯著減少趨勢(shì)（p<0.01）。1964年降水日數(shù)最多，隨后就呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，1960年代到2000年代年平均年降水日數(shù)分別為128.73天、123.09天、118.64天、105.65天、103.14天，平均每十年下降5.2%。

2.華北地區(qū)降水量空間分布特征分析

華北地區(qū)多年平均降水量為618.94mm，各區(qū)域降水量差異比較大，北京、河北、河南、山東、山西、天津分別為556.43mm、511.43mm、751.97mm、663.33mm、521.68mm、562.55mm，分布情況大致呈現(xiàn)東南多西北少，但也有些區(qū)域與周圍地區(qū)降水量差異較大。根據(jù)多年年平均降水量空間分布圖（圖4a），河南南部降水量最多，年平均值達(dá)到1000mm以上，河南中部和山東南部降水量也較多，在700-800mm之間。總體來說，河南和山東二省年降水量分布為比較有規(guī)律的南多北少型。華北整個(gè)區(qū)域內(nèi)最大最小降水量分別在河南信陽和河北懷來，差值達(dá)到725.48mm。由圖4b，年降水日數(shù)較多的地區(qū)有河南南部，達(dá)到130天以上，山西省五臺(tái)山站降水日數(shù)較周圍地區(qū)偏多，平均每年達(dá)142.1天。由年降水量和年降水日數(shù)空間分布圖可以看出，二者并不具有一致的分布特征，降水日數(shù)沒有明顯的南多北少特性，主要是因?yàn)榻邓考?jí)的不同，如北部邊緣地區(qū)雖降水日數(shù)較多，但降雪日數(shù)占有一定比例，所以總降水量偏少。

三、結(jié)論與討論

由以上分析得出，1961-2012年華北降水量總體呈減少趨勢(shì)，但不同地區(qū)變化速率存在差異。年降水量呈下降趨勢(shì)的站點(diǎn)中，可以通過相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)的只有山西陽城、山東朝陽、山東海陽和山東日照四個(gè)臺(tái)站，減幅分別為-26.3mm/10a、-27.3mm/10a、-33.8mm/10a、-35mm/10a，其它地區(qū)雖有減少趨勢(shì)但都不顯著；只有河南省西華站具有不顯著的上升趨勢(shì)。綜上所述華北地區(qū)降水量減少具有全區(qū)性，但并不顯著[3]。

參考文獻(xiàn)：

[1]張一馳，吳凱，于靜潔，等.華北地區(qū)1951-2009年氣溫、降水變化特征.自然資源學(xué)報(bào)，2011，26（11）：1930-1940.

[2]王謙謙，錢永甫，孫燕，等.近 50 年華北氣溫和降水的變化特征分析[C]//中國氣象學(xué)會(huì)2003年年會(huì)“氣候系統(tǒng)與氣候變化”分會(huì)論文集.北京： 中國氣象學(xué)會(huì)，2003： 279-282.

[3]張永欣，宋明，楊艷娟.1956-2011年華北地區(qū)氣溫和降水變化特征.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2013，41（ 2）：726-728.