華北降水及變化特征.doc

1、第三章華北降水及變化特征 .23.1華北降水特征 .23.1.1年降水 .23.1.2降水年內(nèi)分布 .33.2華北降水變化 .43.2.1年變化 .43.2.2季節(jié)變化 .53.2.3空間分布 .73.3小結(jié)與討論 .11第三章華北地區(qū)降水量及其變化特征在討論城市化對華北降水序列影響之前，首先對華北降水及變化特征做一詳細的分析，以便下文進一步的分析。3.1 降水量特征本節(jié)討論降水量變化特征所采用的資料為1971 2000 年累年均值。3.1.1年與季降水量分布華北地區(qū)年降水量在 2001000 毫米之間，平均降水量為 535.8 毫米。南北差異較大， 各地分布不均， 從華北年降水量分布可以看出

2、， 年降水量基本由西北向東南遞增。華北西北部內(nèi)蒙古地區(qū)為少雨區(qū)， 年降水量大多在 400 毫米以下；華北東南部的河南、山東以及安徽和江蘇北部為多雨區(qū)，年降水量大多在 600 毫米以上。圖 3.1 華北年降水量分布圖（毫米）圖 3.3 為華北各季節(jié)降水量分布。 可以看出，各季節(jié)分布趨勢與年分布相似，依然是南多北少。春季，平均季降水量為 83.3mm，內(nèi)蒙地區(qū)季降水量在 50mm以下，區(qū)域中部大部分地區(qū)在 50-100mm，南部部分在 100mm 以上。夏季，平均季降水量為 332.4mm，西北部內(nèi)蒙地區(qū)季降水量較少，在 250mm 以下，華北西部陜西、山西季降水量也相對較少，在250-300mm

3、，華北東部季降水量多于西部，東南部季降水量最多， 在 400mm 以上。秋季，平均季降水量為102.6mm，分布同夏季相似，但大部分地區(qū)季降水量多于春季，100m 線北移。冬季，平均季降水量為 17.5mm，華北北部大部分地區(qū)在10mm 以下，安徽和江蘇北部一帶季降水量超過 50mm。春季夏季秋季冬季圖 3.3華北各季節(jié)降水量分布3.1.2降水年內(nèi)分配根據(jù)華北各氣象站月降水資料， 利用區(qū)域平均方法建立華北地區(qū)月降水量序列。華北降水以 7 月最多， 8 月次之； 1 月最少， 12 月次之。華北主要降水時段集中在夏季三個月，降水量達332.4 毫米，占全年總降水量的62%；冬季各月降水量均不足

4、8 毫米，季降水量僅為17.5 毫米僅，占全年總降水量的3%；春秋兩季降水基本相當(dāng)，但秋季降水略多于夏季，春季降水量為83.3mm，占全年總降水量的 16%，秋季降水量為102.6mm，占全年總降水量的19%。160)m 120(量 80水降 400123456789101112月份圖 3.2華北各月降水量變化3.2 降水量變化本節(jié)降水量變化特征分析時段為1961-2005 年和 1980-2005 年。3.2.1年降水量圖 3.4 給出了華北地區(qū)年降水量序列。 從 19612005 年華北有的下降趨勢，趨勢系數(shù)為 -0.212 ，趨勢較為明顯， 但沒有超過顯著性水平。 降水量減少速率為12.

5、6mm/10a。19612005 年，降水最多的年份是1964 年，最少的年份是1997年。從 5 年滑動平均曲線可以看出，在近45 年中，總體呈下降趨勢，但期間波動明顯，有三次明顯的減少階段。60 年代、 70 年代中期至 80 年代初期和 90 年代。 60 年代降水量呈減少的趨勢，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。 華北降水在 1965 年由明顯偏多變成偏少， 70 年代末又再次減少。從80 年代開始，一直在均值附近波動，降水量緩慢上升。 90 年代降水量又出現(xiàn)明顯的減少趨勢降至均值以下，而后呈迅速增多趨勢。850800750700)m

6、m650(量 600水 550降5004504003501961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005年降水量累年平均趨勢線5年滑動平均圖 3.4 1961 2005 年華北歷年年降水量變化曲線表 3.1 分別給出華北 19612005、19802005 兩個時段的降水趨勢系數(shù)和變化速率，可知，近45 年有較明顯的減少趨勢，變化速率為12.6 mm/10a，但近 26 年有弱增加趨勢，變化速率為 10.4mm/10a。表 3.1 華北各時段降水趨勢系數(shù)時段1961 20051980 2005趨勢系數(shù)-0.2120.110變

7、化速率 mm/10a-12.610.4（注：標(biāo) * 表示超過 0.1顯著性水平，標(biāo) * 表示超過 0.05的顯著性水平）3.2.2季節(jié)變化圖 3.5 給出華北各個季節(jié)降水序列。華北四季降水量，春、夏、秋三季整體上都呈下降趨勢，但速率各不相同，春季下降速率為 0.8mm/10a, 夏季下降速率為 8.1mm/10a, 秋季下降速率為 4.4mm/10a。三個季節(jié)中，夏季的變化趨勢最明顯，春季最弱。華北冬季有弱增加趨勢，變化速率為 0.7mm/10a。200180春季160)140m120m(量 100水80降60402001961196519691973197719811985198919931

8、99720012005降水量累年平均5年滑動平均趨勢線450夏季400)mm350(量水 300降250200196119651969197319771981198519891993199720012005降水量累年平均5年滑動平均趨勢線250秋季200)mm150(量水 100降500196119651969197319771981198519891993199720012005降水量累年平均5年滑動平均趨勢線5045秋季40)35mm30(量 25水 20降 151050196119651969197319771981198519891993199720012005降水量累年平均5年滑動平

9、均趨勢線圖3.5 19612005 年華北歷年各季節(jié)降水量變化曲線從波動形式來看，四季降水變化不盡相同。春季降水從60 開始呈減少趨勢直至 70 年代末，但前期變化迅速， 后期變化緩慢， 從 80 年代開始，呈增加趨勢，直至 80 年代末期，之后呈明顯波動變化，但目前仍處于一個較低水平。夏季降水一直在均值附近波動，但起伏較大，至90 年代有一明顯的減少趨勢，2000 年之后略有增加趨勢，但目前仍處于一個較低的水平。秋季降水，60 80 年代末期呈波動減少態(tài)勢， 90 年代之后呈增多趨勢。冬季降水呈“兩峰三谷”型波動變化，峰點出現(xiàn)在70 年代后期和 80 年代末期， 90 年代至今，降水呈明顯增

10、多趨勢。分別計算出華北四季不同時段降水趨勢系數(shù)及變化速率，列表如下。分析可知：春季近 45 年和近 26 年趨勢相同，都趨于減少，但近26 年變化速率較快。夏、秋兩季，兩時段變化趨勢相反， 近 45 年為減少趨勢， 近 26 年卻有增加趨勢，增加速率分別為3.3mm/10a、4.8mm/10a。冬季，兩時段變化趨勢相同，均為增加的趨勢，但近26 年增加趨勢明顯，變化速率較快，由0.7mm/10a 增加至2.7mm/10a。表 3.2華北四季不同時段降水趨勢系數(shù)及變化速率（mm/10a）季節(jié)1961 20051980 2005趨勢系數(shù)變化速率趨勢系數(shù)變化速率春季-0.034-0.8-0.021-

11、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：標(biāo) * 表示超過 0.1 顯著性水平，標(biāo)* 表示超過 0.05的顯著性水平）3.2.3降水趨勢的空間分布圖 3.6 、3.7 分別繪出了華北 1961 2005 年、 19802005 年兩個時段年降水量趨勢系數(shù)分布?？梢钥闯鼋?45 年，華北北部內(nèi)蒙一帶和南部安徽、江蘇和河南一帶有較明顯的變濕趨勢， 其余大部降水量呈減少趨勢， 其中陜西中部、 山西中部變干趨勢顯著。近 26 年，華北變濕范圍擴大，尤其在華北東南部河南、山東一帶，變濕趨勢最為明顯； 華北的西南部與東北

12、部部分地區(qū)降水仍為減少趨勢，陜西中部、山西中部變干趨勢依然較為明顯。圖 3.6 1961 2005 年華北年降水量趨勢系數(shù)圖 3.7 1980 2005 年華北年降水量趨勢系數(shù)圖 3.8 給出了 19612005 年華北各季降水量趨勢系數(shù)分布圖。從各季節(jié)的降水量趨勢變化分布來看：春季，華北地區(qū)陜西、河南、山西南部以及山東河北交界地區(qū)降水量有減少的趨勢， 華北北部大部分地區(qū)呈增加的趨勢； 夏季，華北大部分地區(qū)呈減少趨勢，尤其河北、北京、天津一帶負趨勢顯著；秋季，華北西部呈減少趨勢，尤其在陜西北、中部負趨勢顯著，華北東部呈增加趨勢，河北、北京、天津一帶增加趨勢明顯；冬季，華北大部分地區(qū)呈增加趨勢，

13、趨勢較為明顯，區(qū)域集中在北部和南部，尤其北部內(nèi)蒙一帶增加趨勢顯著。從地域上來看， 山西中、南部和陜西中部春、 夏、秋三季均出現(xiàn)變干的趨勢，出現(xiàn)連旱的可能性大。春季夏季秋季冬季圖 3.8 1961 2005 年華北各季降水量趨勢系數(shù)圖 3.9 給出了 19802005 年華北各季降水量趨勢系數(shù)分布圖。春季，趨勢分布與近 45 年分布相似，但負趨勢范圍擴大，且減少趨勢顯著的區(qū)域向北移至山西省中南部；夏季，趨勢分布與近45 年分布相似，但華北東南部變濕區(qū)域擴大，且增加趨勢顯著區(qū)域也有所增加；秋季，近26 年華北大部為增加趨勢，且大部分地區(qū)趨勢明顯，山西北部趨勢最為顯著。冬季，趨勢分布與近45 年分布

14、相似，但變濕區(qū)域增加，且顯著區(qū)域南移至山西內(nèi)蒙交界一帶以及河北西北部。春季夏季秋冬圖 3.9 1980 2005 年華北各季降水量趨勢系數(shù)3.3小結(jié)與討論本章對華北地區(qū)的降水氣候特點及其降水變化趨勢進行了分析。得出以下結(jié)論： 華北平均年降水為535.8 毫米，呈南多北少分布，南北差異較大。各季節(jié)分布與年分布相似。降水集中在夏季，占全年總降水量的62%。 1960 2005 年，華北降水有較明顯的減少趨勢， 變化速率為 12.6mm/10a。前期和末期變化幅度較大，中間階段波動較小。各季節(jié)中，春、夏、秋三季與年變化趨勢相同，夏秋兩季變化幅度較大。冬季與年趨勢相反，呈弱增加趨勢。 1980 2005 年，華北近 26 年與近 45 年變化趨勢相反，有弱增加趨勢，變化速率為 10.4mm/10a。各季節(jié)中，春、夏、冬三季與近 45 年變化趨勢相同，但變化速率均較快，秋季兩時段變化趨勢相反，近26 年有增加趨勢。 從趨勢分布來看，近 45 年華北中部變干趨勢明顯，但近 26 年，變干范圍有所減小。近 45 年，夏、秋兩季負趨勢范圍較大，春季較小，冬季大部分地區(qū)為正趨勢。近 26 年春季負趨勢范圍較近 45 年增加，但夏、秋、冬三季變濕區(qū)域均較近 45 年增加，且秋、冬兩季華北大部分地區(qū)季降水量有增加的趨勢。對于華北