1月2期(copy)

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彩牡井
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1 中国农学通报 2012,28(02): Chinese Agricultural Science Bulletin 锡林郭勒地区降水时空分布特征及变化趋势辛志远, 史激光, 刘雅琴, 徐满忠, 赵晓英 ( 内蒙古锡林浩特国家气候观象台, 内蒙古锡林浩特 ) 摘要 : 通过对锡林郭勒地区降水变化特征的探讨, 为水资源的开发利用及防洪和流域治理规划提供理论依据根据锡林郭勒地区 15 个气象站年基本气象观测资料, 运用一元线性回归线性倾向估计相关分析等数理统计方法, 分析了近 50 年降水时空分布特征及变化趋势结果表明, 降水量整体分布不均匀, 局地差异大, 大体由东南部向西北部递减变化趋势呈不明显的减少趋势, 变化速率为 -3.5 mm/10 年降水日数有减少的趋势四季降水量春冬季略有增加趋势, 变化速率分别为 1.1 mm/10 年 0.1 mm/10 年, 夏秋季略有减少趋势, 变化速率分别为 -4.1 mm/10 年 -0.7 mm/10 年, 夏季降水量的减少, 会造成该地区旱灾频繁, 对牧草及农作物生长和成熟十分不利关键词 : 降水量 ; 时空分布 ; 变化趋势 ; 统计方法中图分类号 :P426.6 文献标志码 :A 论文编号 : The Trend and the Temporal-Spatial Distribution Features of Precipitation in Xilingol Area Xin Zhiyuan, Shi Jiguang, Liu Yaqin, Xu Manzhong, Zhao Xiaoying (Xilinhot National Climatological Observatory of Inner Mongolia, Xilinhot Inner Mongolia ) Abstract: The characteristics of precipitation in Xilingol were studied to provide theories for the water exploit, flood prevention and drainage area management. According to the meteorological observation of 15 stations during the period of in Xilingol, using statistical methods such as unitary linear regression (ULR), linear trend analysis and correlation analysis, the trend and temporal-spatial distribution of precipitation in the past 50 years were analyzed. The results showed that precipitation was unevenly distributed and widely varied among different areas, and exhibited a decreasing trend from southeast to northwest spatially. The yearly precipitation also showed an insignificant decreasing trend with a rate of -3.5 mm per 10 years. The number of days with precipitation had a decreasing trend. Spring and winter precipitation showed an increasing trend, with a rate of 1.1 mm per 10 years, and 0.1 mm per 10 years, respectively. In summer and autumn, however, precipitation showed a decreasing trend, with a rate of -4.1 mm per 10 years, and -0.7 mm per 10 years, respectively. The decreasing trend in summer was the most significant. Key words: precipitation; temporal-spatial distribution; trend; statistical methods 0 引言降水变化是一个地区气候变化的重要因素之一, 同时对农牧业生产和人民生活有着重要影响已有不少学者对中国及内蒙古地区降水变化规律进行了研 [1-11] 究, 并取得了许多科研成果然而, 对区域性锡林 [12] 郭勒典型草原降水变化研究甚少, 特别是关于近 50 年来降水变化特征的专题研究, 还未见报道区域降水变化既取决于全球变化的背景, 又受局地自然条件和人类活动的影响锡林郭勒典型草原是中国温带草原中最有代表性和典型性的一种类型, 是北方草原的主体作为中国北方地区一道重要的绿色屏障, 对于维持整个华北地区的生态环境安全起着举足轻重的作第一作者简介 : 辛志远, 男,1958 年出生, 内蒙古锡林浩特市人, 工程师, 本科, 主要从事生态与农业气象工作通信地址 : 内蒙古自治区锡林浩特国家气候观象台额尔德木腾街 11 组 10 号, shi2418@126.com 通讯作者 : 史激光, 男,1961 年出生, 内蒙古锡林浩特人, 高级工程师, 本科, 主要从事大气边界层通量监测及生态与农业气象工作通信地址 : 内蒙古自治区锡林浩特国家气候观象台额尔德木腾街 11 组 10 号,Tel: , shi2418@126.com 收稿日期 : , 修回日期 :

了近 50 年降水时空分布特征及变化趋势结果表明, 降水量整体分布不均匀, 局地差异大, 大体由东南部向西北部递减变化趋势呈不明显的减少趋势, 变化速率为 -3.

2 辛志远等 : 锡林郭勒地区降水时空分布特征及变化趋势 313 用因此, 研究锡林郭勒地区近 50 年来降水时空分布特征及变化趋势, 有助于揭示其变化特征及规律, 以期为水资源的开发利用及防洪和流域治理规划提供科学依据 1 材料与方法 1.1 研究区概况锡林郭勒地区位于中国内蒙古的北部, 地处东经 , 北纬 , 海拔 800~1800 m, 土地总面积 20.3 万 km 2 该地区的气候类型为温带半干旱大陆性气候, 年均气温 2.5, 降水量 273 mm, 日照时数 h 土壤以风沙土为主, 部分地区有栗钙土棕钙土和草甸土等主要植物种类有 : 克氏针茅 (Stipa kryloyii) 羊草 (aneurolepidium chinense) 糙隐子草 (Cleistogenes serotina) 知母 (anemarrhena asphodeloides Bunge) 矮葱 (allium anisopodium Regel) 冷蒿 (artemisia frigida Willd.) 等 1.2 数据来源与处理方法选取锡林郭勒地区 15 个气象站年逐年平均降水资料作为时间序列, 计算各季年变化趋势, 并且对趋势系数进行显著性检验运用一元线性回归气候倾向率或变化率 (X i=a+bt i,a 为回归常数,b 为回归系数, 也叫倾向率 a 和 b 可用最小二乘法求取利用回归系数与相关系数之间的关系, 求出时间 t i 与变量 X i 之间的相关系数, 相关系数 r >r 0.05, 表明变化趋势在 α=0.05 水平上显著 ) 相关分析等数理统计方法对锡林郭勒地区降水变化进行分析季节时段划分为春季 (3 5 月 ) 夏季 (6 8 月 ) 秋季 (9 11 月 ) 冬季 (12 2 月 ) 2 结果与分析 2.1 降水量的空间分布锡林郭勒地区近 50 年的年降水量基本保持在 136~387 mm 平均降水量为 272 mm 高于平均值的测站有乌拉盖管理区西乌珠穆沁旗正镶白旗正蓝旗太卜寺旗多伦县, 低于平均值的测站有东乌珠穆沁旗阿巴嘎旗那仁站镶黄旗苏尼特左旗二连浩特市苏尼特右旗朱日和站, 锡林浩特测站降水量与平均值持平年最大降水量出现在太卜寺旗 (1964 年 ), 雨量为 mm, 年最小降水量出现在二连浩特市 (2001 年 ), 雨量为 39.7 mm 太卜寺旗年平均降水量最多为 mm, 二连浩特市最少为 mm 降水量总的空间分布趋势为 : 整体分布不均匀, 局地差异大, 东南部多, 西北部少, 从南到北降水量的分布由纬向分布逐渐向经向分布发展, 大体由东南部向西北部递减,( 见图 1) 图 1 锡林郭勒地区年降水量空间分布图 2.2 降水量的时间变化降水量年季变化锡林郭勒地区降水量年变化基本呈单峰型变化, 降水量主要集中在 5 9 月, 为 mm, 占全年的 86% 春夏秋冬四季降水量分别为 mm, 分别占全年的 13.6% 67.4% 16.6% 2.5% 7 月最多 (76.6 mm),1 月最少 (1.9 mm)( 见图 2) 从各季节降水量趋势来看, 春冬季略有增加趋势, 变化速率分别为 1.1 mm/10 年 0.1 mm/10 年相关系数分别为 , 未通过 0.05 显著性水平检验夏秋季略有减少趋势, 变化速率分别为 -4.1 mm/10 年 -0.7 mm/10 年相关系数分别为 , 未通过

3 314 中国农学通报显著性水平检验其中, 以春季降水的上升趋势较为明显, 夏季降水的减少趋势较为明显 ( 见图 3) 降水量年际和年代际变化锡林郭勒地区 15 个降水量气象站近 50 年降水量变化趋势 : 多伦县苏尼特右旗那仁站略有增加趋势, 变化速率为 0.3~1.2 mm/10 年, 其中以那仁站递增速率较为明显 ; 阿巴嘎旗二连浩特市镶黄旗东乌珠穆沁旗苏尼特左旗乌拉盖管理区正蓝旗正镶白旗太卜寺旗镶黄旗朱日和站锡林浩特市西乌珠穆沁旗略有减少趋势, 变化速率为 -0.7~-10.8 mm/10 年, 其中以西乌珠穆沁旗降水量减月份少趋势最为明显由此看来, 锡林郭勒地区近 50 年降图 2 降水量年变化水量年际变化总体呈不明显的减少趋势,( 见图 4), 相春季平均线性春季平均夏季平均线性夏季平均降水量降水量降水量秋季平均线性秋季平均降水量冬季平均线性冬季平均图 3 四季降水量变化关系数为 , 未通过 0.05 显著性水平检验变化速率为 -3.5 mm/10 年, 与中国及内蒙古地区降水量呈 [13] 减少趋势的结论相一致, 变化速率介于中国 (-2.9 mm/10 年 ) 与内蒙古地区 (-4.5 mm/10 年 ) 之间降水量最多为 1998 年, 最少 2005 年, 分别为 mm, 极值均出现在近 10 来年内从降水的年代际变化看,20 世纪 60 年代变化不大,20 世纪 70 年代和 90 年代降水量偏多,80 年代和 21 世纪初以来偏少 20 世纪年代中期, 多为正距平,80 年代后期至 21 世纪初, 多为负距平, 年际和年代际间波动较大 2.3 降水日数变化锡林郭勒地区近 50 年平均降水日数 ( 日降水量 0.1 mm) 为 72 天,7 月最多, 为 12.8 天,2 月最少, 为 3.7

2 mm/10 年, 其中以那仁站递增速率较为明显 ; 阿巴嘎旗二连浩特市镶黄旗东乌珠穆沁旗苏尼特左旗乌拉盖管理区正蓝旗正镶白旗太卜寺旗镶黄旗朱日和站锡林浩特市西乌珠穆沁旗略有减少趋势, 变化速率为 -0.7~-10.

4 辛志远等 : 锡林郭勒地区降水时空分布特征及变化趋势 315 降水平均日数线性降水平均日数降水量年降水量线性年降水量降水日数图 4 年际降水量变化图 5 降水日数变化天, 全年各月均有降水出现年最多降水日数天, 出现在 1976 年, 年最少降水日数 61.3 天, 出现在 1997 年降水日数年际变化呈不明显的减少趋势, 相关系数为 , 未通过 0.05 显著性水平检验变化速率为 d/10 a( 见图 5) 2.4 降水量级日数变化由表 1(24 h 降水等级 ) 可知, 小于 10 mm 降水日数为 70.9 天, 各月均有出现, 其中 2 月出现日数最少, 为 3.9 天 ; 中雨大雨 3 10 月均有出现, 年平均降水日数分别为 6.1 天 1.1 天,3 月出现日数最少各等级最多降水日数均出现在 7 月份, 分别为 10.4 天 1.9 天天 ( 对于锡林郭勒地区而言, 暴雨和大暴雨出现概率极少, 本研究不作讨论 ) 由表 2 可知, 小于 10 mm 降水量天气发生最多的是 20 世纪 80 年代, 为 75.4 天,21 世纪以来最少为 67.0 天 ; 中雨大雨天气最多日数均发生在 20 世纪 90 年代, 分别为 6.8 天 1.4 天表 1 历年降水量级平均发生日数时间与极值 0.1 mm< 日降水量 <10 mm 10 mm 中雨 <24.9 mm 25 mm 大雨 <49.9 mm 历年平均日数 /d 降水月份极值 /mm 表 2 历年降水量级年代平均发生日数时间 0.1 mm< 降水 <10 mm 10 mm 中雨 <24.9 mm 25 mm 大雨 <49.9 mm 20 世纪 60 年代世纪 70 年代世纪 80 年代世纪 90 年代年世纪以来, 中雨大雨最少, 分别为 5.3 天 0.9 天 3 结论与讨论锡林郭勒地区近 50 年降水量呈东南向西北递减的空间分布特点, 年际变化呈不明显的减少趋势具有明显的季节变化和区域性差异年代 (20 世纪 60 年代 21 世纪以来 ) 变化特点基本遵循少多循环的变化规律锡林郭勒地区近代降水状况是一个不断增加资料, 不断明晰的过程, 前期研究者资料序列都相对较短, 资料时段不同, 可能得出不同的结论在全球气候变暖的大背景下, 锡林郭勒地区气温 [14] 变化趋势表现为冬春季升温趋势明显, 冬春季气温升高, 可能会导致季节提前冬季东亚槽的减弱以及春季蒙古高原地区高度值偏高, 是近年来华北夏季 [15] 降水减少的原因之一, 锡林郭勒地区春季降水量有增加的趋势与夏季降水量有减少的趋势可能与此有关

4 降水量级日数变化由表 1(24 h 降水等级 ) 可知, 小于 10 mm 降水日数为 70.9 天, 各月均有出现, 其中 2 月出现日数最少, 为 3.9 天 ; 中雨大雨 3 10 月均有出现, 年平均降水日数分别为 6.1 天 1.

5 316 中国农学通报春季的降水量增加可缓解春季的旱情, 为天然草场牧草返青及春播提供水源夏季是天然草场牧草及农作物旺盛生长和成熟阶段, 需要大量水分供应夏季降水量减少, 会造成该地区旱灾频繁, 对农牧业生产极为不利因此, 应加强这一时期的抗旱能力, 不断完善人工增雨和蓄积水源等抗旱措施参考文献 [1] 陈隆勋, 朱文琴, 王文, 等. 中国近 45 年来气候变化的研究 [J]. 气象学报,1998,56(3): [2] 王绍武, 蔡静宁, 朱锦红, 等. 中国气候变化的研究 [J]. 气候与环境研究,2002,7(2): [3] 于淑秋, 林学椿, 徐祥得. 我国西北地区近 50 年降水和温度的变化 [J]. 气候与环境研究,2003,8(1):9-l8. [4] 丁一汇, 任国玉. 中国气候变化科学概论 [M]. 北京 : 气象出版社, 2008: [5] 李栋梁, 魏丽, 蔡英, 等. 中国西北现代气候变化事实与未来趋势展望 [J]. 冰川冻土,2003,25(2): [6] 宋连春, 张存杰.20 世纪西北地区降水变化特征 [J]. 冰川冻土,2003, 25(2): [7] 张存杰, 高学杰, 赵红岩. 全球气候变暖对西北地区秋季降水的影响 [J]. 冰川冻土,2003,25(2): [8] 翟盘茂, 邹旭恺年中国的气温和降水变化及其对干旱的影响 [J]. 气候变化研究进展,2005,1(1): [9] 林而达, 许吟隆, 蒋金荷, 等. 气候变化国家评估报告 (II): 气候变化的影响与适应 [J]. 气候变化研究进展,2006,(2): [10] 张晶晶, 陈爽, 赵昕奕. 近 50 年中国气温变化的区域差异与全球气候变化的联系 [J]. 干旱区资源与环境,2006,20(4):l-6. [11] 侯琼, 乌兰巴特尔. 内蒙古典型草原区 40 年气候变化及其对土壤水分的影响 [J]. 气象科技,2006,34(1): [12] 王永利, 云文丽, 王炜, 等. 气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响 [J]. 干旱区资源与环境,2009,23(1): [13] 尤莉, 沈建国, 裴浩. 内蒙古近 50 年气候变化及未来 10~20 年趋势展望 [J]. 内蒙古气象,2002(4): [14] 史激光, 谢东, 辛志远, 等. 锡林郭勒地区近 50 年气候变化分析 [J]. 中国农学通报,2010,26(21): [15] 段丽瑶, 梁平德, 荣艳淑. 冬春亚洲大气环流与华北中部夏季降水的相关分析 [J]. 气象科技,2007,35(5):

时期的抗旱能力, 不断完善人工增雨和蓄积水源等抗旱措施参考文献 [1] 陈隆勋, 朱文琴, 王文, 等. 中国近 45 年来气候变化的研究 [J]. 气象学报,1998,56(3):257-271. [2] 王绍武, 蔡静宁, 朱锦红, 等. 中国气候变化的研究 [J].

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