华北降水及变化特征.docx

1、华北降水及变化特征第三章华北降水及变化特征 .23.1华北降水特征 .23.1.1年降水 .23.1.2降水年内分布 .33.2华北降水变化 .43.2.1年变化 .43.2.2季节变化 .53.2.3空间分布 .73.3小结与讨论 .11第三章 华北地区降水量及其变化特征在讨论城市化对华北降水序列影响之前， 首先对华北降水及变化特征做一详细的分析，以便下文进一步的分析。3.1 降水量特征本节讨论降水量变化特征所采用的资料为 1971 2000 年累年均值。3.1.1 年与季降水量分布华北地区年降水量在 2001000 毫米之间，平均降水量为 535.8 毫米。南北差异较大， 各地分布不均，

2、从华北年降水量分布可以看出， 年降水量基本由西北向东南递增。华北西北部内蒙古地区为少雨区， 年降水量大多在 400 毫米以下；华北东南部的河南、山东以及安徽和江苏北部为多雨区，年降水量大多在 600 毫米以上。图 3.1 华北年降水量分布图（毫米）图 3.3 为华北各季节降水量分布。 可以看出，各季节分布趋势与年分布相似，依然是南多北少。春季，平均季降水量为 83.3mm，内蒙地区季降水量在 50mm以下，区域中部大部分地区在 50-100mm，南部部分在 100mm 以上。夏季，平均季降水量为 332.4mm，西北部内蒙地区季降水量较少，在 250mm 以下，华北西部陕西、山西季降水量也相对

3、较少，在 250-300mm，华北东部季降水量多于西部，东南部季降水量最多， 在 400mm 以上。秋季，平均季降水量为 102.6mm，分布同夏季相似，但大部分地区季降水量多于春季， 100m 线北移。冬季，平均季降水量为 17.5mm，华北北部大部分地区在 10mm 以下，安徽和江苏北部一带季降水量超过 50mm。春季 夏季秋季 冬季图 3.3 华北各季节降水量分布3.1.2 降水年内分配根据华北各气象站月降水资料， 利用区域平均方法建立华北地区月降水量序列。华北降水以 7 月最多， 8 月次之； 1 月最少， 12 月次之。华北主要降水时段集中在夏季三个月，降水量达 332.4 毫米，占

4、全年总降水量的 62%；冬季各月降水量均不足 8 毫米，季降水量仅为 17.5 毫米仅，占全年总降水量的 3%；春秋两季降水基本相当，但秋季降水略多于夏季，春季降水量为 83.3mm，占全年总降水量的 16%，秋季降水量为 102.6mm，占全年总降水量的 19%。160)m 120(量 80水降 4001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份图 3.2 华北各月降水量变化3.2 降水量变化本节降水量变化特征分析时段为 1961-2005 年和 1980-2005 年。3.2.1 年降水量图 3.4 给出了华北地区年降水量序列。 从 19612005 年华北有的下降趋势，趋势系

5、数为 -0.212 ，趋势较为明显， 但没有超过显著性水平。 降水量减少速率为12.6mm/10a。19612005 年，降水最多的年份是 1964 年，最少的年份是 1997年。从 5 年滑动平均曲线可以看出，在近 45 年中，总体呈下降趋势，但期间波动明显，有三次明显的减少阶段。 60 年代、 70 年代中期至 80 年代初期和 90 年代。 60 年代降水量呈减少的趋势，降至平均值附近，而后稍有增多， 70 年代中期至 80 年代初期，降水量下降至均值以下。 华北降水在 1965 年由明显偏多变成偏少， 70 年代末又再次减少。从 80 年代开始，一直在均值附近波动，降水量缓慢上升。 9

6、0 年代降水量又出现明显的减少趋势降至均值以下，而后呈迅速增多趋势。850800750700)mm 650(量 600水 550降5004504003501961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005年降水量 累年平均 趋势线 5年滑动平均图 3.4 1961 2005 年华北历年年降水量变化曲线表 3.1 分别给出华北 19612005、19802005 两个时段的降水趋势系数和变化速率，可知，近 45 年有较明显的减少趋势，变化速率为 12.6 mm/10a，但近 26 年有弱增加趋势，变化速率为 10.4mm/10a

7、。表 3.1 华北各时段降水趋势系数时段1961 20051980 2005趋势系数-0.2120.110变化速率 mm/10a-12.610.4（注：标 * 表示超过 0.1显著性水平，标 * 表示超过 0.05的显著性水平）3.2.2 季节变化图 3.5 给出华北各个季节降水序列。华北四季降水量，春、夏、秋三季整体上都呈下降趋势，但速率各不相同，春季下降速率为 0.8mm/10a, 夏季下降速率为 8.1mm/10a, 秋季下降速率为 4.4mm/10a。三个季节中，夏季的变化趋势最明显，春季最弱。华北冬季有弱增加趋势，变化速率为 0.7mm/10a。200180春季160)140m120

8、m(量 100水80降60402001961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005降水量 累年平均 5年滑动平均 趋势线450夏季400)mm 350(量水 300降2502001961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005降水量 累年平均 5年滑动平均 趋势线250秋季200)mm 150(量水 100降5001961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005降水量 累年平均 5年滑

9、动平均 趋势线5045 秋季40) 35mm 30(量 25水 20降 1510501961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005降水量累年平均5年滑动平均趋势线图3.5 19612005 年华北历年各季节降水量变化曲线从波动形式来看，四季降水变化不尽相同。春季降水从60 开始呈减少趋势直至 70 年代末，但前期变化迅速， 后期变化缓慢， 从 80 年代开始，呈增加趋势，直至 80 年代末期，之后呈明显波动变化，但目前仍处于一个较低水平。夏季降水一直在均值附近波动，但起伏较大，至 90 年代有一明显的减少趋势， 2000

10、年之后略有增加趋势，但目前仍处于一个较低的水平。秋季降水， 60 80 年代末期呈波动减少态势， 90 年代之后呈增多趋势。冬季降水呈“两峰三谷”型波动变化，峰点出现在 70 年代后期和 80 年代末期， 90 年代至今，降水呈明显增多趋势。分别计算出华北四季不同时段降水趋势系数及变化速率， 列表如下。分析可知：春季近 45 年和近 26 年趋势相同，都趋于减少，但近 26 年变化速率较快。夏、秋两季，两时段变化趋势相反， 近 45 年为减少趋势， 近 26 年却有增加趋势，增加速率分别为3.3mm/10a、4.8mm/10a。冬季，两时段变化趋势相同，均为增加的趋势，但近26 年增加趋势明显

11、，变化速率较快，由0.7mm/10a 增加至2.7mm/10a。表 3.2华北四季不同时段降水趋势系数及变化速率（mm/10a）季节1961 20051980 2005趋势系数变化速率趋势系数变化速率春季-0.034-0.8-0.021-0.9夏季-0.199-8.10.0463.3秋季-0.172-4.40.1144.8冬季0.0940.70.2112.7（注：标 * 表示超过 0.1 显著性水平，标* 表示超过 0.05的显著性水平）3.2.3 降水趋势的空间分布图 3.6 、3.7 分别绘出了华北 1961 2005 年、 19802005 年两个时段年降水量趋势系数分布。可以看出近 4

12、5 年，华北北部内蒙一带和南部安徽、江苏和河南一带有较明显的变湿趋势， 其余大部降水量呈减少趋势， 其中陕西中部、 山西中部变干趋势显著。近 26 年，华北变湿范围扩大，尤其在华北东南部河南、山东一带，变湿趋势最为明显； 华北的西南部与东北部部分地区降水仍为减少趋势，陕西中部、山西中部变干趋势依然较为明显。图 3.6 1961 2005 年华北年降水量趋势系数图 3.7 1980 2005 年华北年降水量趋势系数图 3.8 给出了 19612005 年华北各季降水量趋势系数分布图。从各季节的降水量趋势变化分布来看：春季，华北地区陕西、河南、山西南部以及山东河北交界地区降水量有减少的趋势， 华北

13、北部大部分地区呈增加的趋势； 夏季，华北大部分地区呈减少趋势，尤其河北、北京、天津一带负趋势显著；秋季，华北西部呈减少趋势，尤其在陕西北、中部负趋势显著，华北东部呈增加趋势，河北、北京、天津一带增加趋势明显；冬季，华北大部分地区呈增加趋势，趋势较为明显，区域集中在北部和南部，尤其北部内蒙一带增加趋势显著。从地域上来看， 山西中、南部和陕西中部春、 夏、秋三季均出现变干的趋势，出现连旱的可能性大。春季 夏季秋季 冬季图 3.8 1961 2005 年华北各季降水量趋势系数图 3.9 给出了 19802005 年华北各季降水量趋势系数分布图。春季，趋势分布与近 45 年分布相似，但负趋势范围扩大，

14、且减少趋势显著的区域向北移至山西省中南部；夏季，趋势分布与近 45 年分布相似，但华北东南部变湿区域扩大，且增加趋势显著区域也有所增加；秋季，近 26 年华北大部为增加趋势，且大部分地区趋势明显，山西北部趋势最为显著。冬季，趋势分布与近 45 年分布相似，但变湿区域增加，且显著区域南移至山西内蒙交界一带以及河北西北部。春季 夏季秋 冬图 3.9 1980 2005 年华北各季降水量趋势系数3.3 小结与讨论本章对华北地区的降水气候特点及其降水变化趋势进行了分析。得出以下结论： 华北平均年降水为 535.8 毫米，呈南多北少分布，南北差异较大。各季节分布与年分布相似。降水集中在夏季，占全年总降水

15、量的 62%。1960 2005 年，华北降水有较明显的减少趋势， 变化速率为 12.6mm/10a。前期和末期变化幅度较大，中间阶段波动较小。各季节中，春、夏、秋三季与年变化趋势相同，夏秋两季变化幅度较大。冬季与年趋势相反，呈弱增加趋势。1980 2005 年，华北近 26 年与近 45 年变化趋势相反，有弱增加趋势，变化速率为 10.4mm/10a。各季节中，春、夏、冬三季与近 45 年变化趋势相同，但变化速率均较快，秋季两时段变化趋势相反，近 26 年有增加趋势。 从趋势分布来看，近 45 年华北中部变干趋势明显，但近 26 年，变干范围有所减小。近 45 年，夏、秋两季负趋势范围较大，

16、春季较小，冬季大部分地区为正趋势。近 26 年春季负趋势范围较近 45 年增加，但夏、秋、冬三季变湿区域均较近 45 年增加，且秋、冬两季华北大部分地区季降水量有增加的趋势。对于华北降水变化方面的分析，陈隆勋（ 1991）、翟盘茂（ 1999）、左洪超（2004）、王遵娅（ 2004）、任国玉（ 2005）等都曾做过相关研究，因研究所选用的资料不同、年代长度不同以及选取的方法不同，因而结果略有差异，但结论是基本相似的。 本文结论也与前人研究成果相同， 均表明华北降水有减少的趋势。华北位于干旱和半干旱地区，降水是该区域水资源的主要来源，华北降水在20 世纪 60 年代年由明显偏多变成偏少，并且 70 年代末又再次减少，造成华北干旱趋势进一步加剧。