內(nèi)蒙古新巴爾虎左旗降水氣候特征分析

孟慶娜

摘要 根據(jù)1961～2010年新巴爾虎左旗國家基本氣象站降水資料，采用線性趨勢分析、重現(xiàn)期分析、變率分析、距平分析等方法，研究新巴爾虎左旗的降水特征。結(jié)果表明，50年來新巴爾虎左旗平均降水量為271.8 mm，年平均降水日數(shù)為140 d，年最大降水量590.5 mm年最小降水量125.7 mm，夏秋季降水較多，冬春季降水較少；新巴爾虎左旗50年的降水總體為波動中減少的趨勢，降水總趨勢以-0.69 mm/10a變化率減少，春、冬季降水分別以0.60、0.90 mm/10a變化率增多，夏、秋季降水分別以-0.20、-0.18 mm/10a變化率減少。

關(guān)鍵詞 降水量；距平；重現(xiàn)期；變化特征；新巴爾虎左旗

中圖分類號 S161.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）20-06713-03

Analysis on Precipitation Climate Characteristics of New Barag Left Banner in Inner Mongolia

MENG Qingna

（New Barag Left Banner Meteorological Administration， New Barag Left Banner， Inner Mongolia 021200）

Abstract According to national basic weather stations precipitation data in New Barag Left Banner during 1961-2010， using linear trend analysis， return period analysis， variable rate analysis， anomaly analysis， the precipitation features of the New Barag Left Banner were studied. The results showed that the average precipitation is 271.8 mm， annual average precipitation days is 140 days， annual maximum rainfall is 590.5 mm. Annual minimum rainfall is 125.7 mm， more precipitation in summer and autumn， less rainfall in winter. The rainfall in New Barag Left Banner in 50 years declined in the overall for fluctuations， precipitation trend reduced with 0.69 mm every 10 years. The rainfall in spring and winter increased by 0.69， 0.90 mm/10a， respectively； summer and autumn rainfall decreased by -0.20、-0.18 mm/10a.

Key words Precipitation； Anomaly； Return period； Variation characteristics； New Barag Left Banner

水是人類賴以生存和發(fā)展的不可替代的自然資源，水資源短缺將嚴重制約經(jīng)濟社會發(fā)展。據(jù)相關(guān)研究表明，全球氣候變暖加速了地球系統(tǒng)的水循環(huán)，全球總降水量在過去100年有增加趨勢，但在干旱與半干旱地區(qū)減少，酷熱、干旱和洪澇等極端氣候事件增加。

新巴爾虎左旗地處大興安嶺北麓、內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市西南端，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱，多大風(fēng)，夏季溫和且雨水集中，秋季降溫快，無霜期短，冬季則漫長嚴寒，積雪期長達140 d左右。年平均氣溫0.2 ℃，年降水量280 mm左右，降水集中在7～8月，降水變率和年際變化大，分布不均勻，冬、春兩季降水量約占全年降水量的16%左右，夏季降水量大而集中，降水量可占全年總降水量的70%左右，秋季降水量也較少。近年來，氣候變暖加劇了半干旱區(qū)域的干旱化程度，由此引起了草場退化、濕地萎縮等一系列的生態(tài)環(huán)境問題。陳彬彬等對呼倫貝爾市降水時空分布特征進行了研究，得出部分地區(qū)年降水量呈減少趨勢[1]；包鋼等在對近30年內(nèi)蒙古氣溫和降水量變化分析中得出，內(nèi)蒙古地區(qū)年平均降水量總體上表現(xiàn)出不顯著的下降趨勢，春季和冬季全區(qū)降水量呈增加趨勢，夏季和秋季降水量呈下降趨勢，其中自治區(qū)東部和中部地區(qū)年降水量呈減少趨勢[2]。在全球氣候變化背景下，筆者試圖根據(jù)新巴爾虎左旗1961～2010年降水資料，分析過去50年該地區(qū)降水量變化特征及其與全國降水變化的一致性和差異性，以期為相關(guān)科學(xué)研究提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 資料與方法

選取新巴爾虎左旗國家基本氣象站1961～2010年1～12月的月降水量資料，按照春季（4～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～翌年3月）求和得出季降水量。采用距平分析法對這些數(shù)據(jù)進行空間變異性分析，距平分析法主要是用來確定某個時段或時次的數(shù)據(jù)相對于該數(shù)據(jù)的某個長期平均值是高還是低。在此分析新巴爾虎左旗近50年降水量的氣候變化趨勢及旱澇演變規(guī)律，并進一步用來判斷新巴爾虎左旗未來的旱澇變化趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 分鐘降雨量分析

根據(jù)新巴爾虎左旗1961～2010年日降水量數(shù)據(jù)，得出5～1 440 min降雨量的最大重現(xiàn)期，分析新巴爾虎左旗5～1 440 min降雨量最大重現(xiàn)期，然后根據(jù)各個分鐘降水重現(xiàn)期標準，得出1996年6月19日的降雨量均達5、10、15、20、30、45、60、90、120、180、240、360 min降雨量百年一遇的標準。

2.2 降水日數(shù)變化

新巴爾虎左旗降雨日數(shù)呈逐年增加的趨勢，20世紀60～80年代呈逐漸增多的趨勢，80年代后呈減少趨勢，90年代后又呈增多趨勢。最大日降水量為1996年6月19日的87.6 mm。1961～2010年暴雨（24 h降水量>50 mm）出現(xiàn)8 d，分別為1963年6月21日的56.7 mm、1974年9月1日的85.1 mm、1977年7月29日的58.8 mm、1987年7月10日的50.7 mm、1989年7月22日的54.6 mm、1990年7月8日的50.1 mm、1996年6月19日的87.6 mm、1998年8月1日的55.0 mm，平均每年出現(xiàn)0.16 d；

大雨（25 mm<24 h降水量<50 mm）出現(xiàn)62 d，平均每年出現(xiàn)1.24 d，其中60年代出現(xiàn)12 d，70年代出現(xiàn)10 d，80年代出現(xiàn)12 d，90年代出現(xiàn)17 d，21世紀以來出現(xiàn)11 d；中雨（10 mm<24 h降水量<25 mm）出現(xiàn)286 d，平均每年出現(xiàn)6 d，其中60年代50 d，70年代73 d，80年代49 d，90年代59 d，21世紀以來55 d；小雨（0.1 mm<24 h降水量<10 mm）出現(xiàn)3 349 d，平均每年出現(xiàn)68 d，其中60年代出現(xiàn)526 d，70年代635 d，80年代701 d，90年代709 d，21世紀以來778 d。

分析新巴爾虎左旗1961～2010年降水日數(shù)可以看出，新巴爾虎左旗降水日數(shù)呈逐年波動減少趨勢，以7.8 d/10a速度減少；50年來降水平均日數(shù)為140 d，其中年平均降雨日數(shù)為75 d，年平均降雪日數(shù)為54 d，年平均降雨夾雪的日數(shù)為6 d； 降水日數(shù)最多為191 d，出現(xiàn)在1984年；最少為98 d，出現(xiàn)在2007年。

從日降水量重復(fù)期分析可看出，新巴爾虎左旗日降水量百年一遇為85.4 mm，研究期內(nèi)出現(xiàn)1次，為1996年6月19日的87.6 mm；50年一遇為76.8 mm，出現(xiàn)了1次，為1974年9月1日的85.1 mm；20年一遇為65.0 mm，出現(xiàn)了0次；10年一遇為55.8 mm，出現(xiàn)了1次，為1977年7月29日的58.8 mm；5年一遇為46.1 mm，出現(xiàn)了8次，分別為1998年8月1日的55.0 mm、1989年7月26日的54.6 mm、1987年7月10日的50.7 mm、1990年7月8日的50.1 mm、1997年8月27日的49.7 mm、1967年8月20日的49.5 mm、1961年8月10日的48.5 mm、1992年8月20日的47.1 mm。

2.3 月降水量變化

從圖1可以看出，新巴爾虎左旗降水主要集中在6、7、8、9月，日降水量超過10.0 mm的日期也主要集中在這4個月，占年降水量的80%，其中7月平均降水量為全年最大，為78.8 mm，占全年的29%，1、2月平均降水量最小，均為2.3 mm，占全年的0.08%；最大月降水量為209.9 mm，出現(xiàn)在1998年7月；最小月降水量0 mm，出現(xiàn)在1961年4月、1963年3月、1970年10月、1974年1月、1975年12月、1986年5月。

統(tǒng)計新巴爾虎左旗1961～2010年各月降水量變化情況可以看出，1、2、3、4、5、10、11、12月降水量呈增多趨勢，傾向率為0.29～1.40 mm/10a，其中12月增加最大，以1.40 mm/10a的速度增加，2月增多最少，以0.29 mm/10a的速度增加；7、8、9月呈減少趨勢，傾向率為-1.00～-5.50 mm/10a，其中8月減少趨勢最大，以5.50 mm/10a的速度減少，7月減少趨勢最小，以1.00 mm/10a的速度減少。

2.4 季節(jié)降水量分析

統(tǒng)計分析新巴爾虎左旗1961～2010年四季降水量季節(jié)變化趨勢可以看出，50年來新巴爾虎左旗地區(qū)春、冬季平均降水量呈增多趨勢，上升傾向率分別為0.60和0.90 mm/10a，冬季的增多趨勢明顯大于春季，夏季和秋季平均降水量呈下降趨勢，下降傾向率分別為-0.20和-0.18 mm/10a；夏季的下降趨勢大于秋季，夏、秋兩季的下降趨勢與年降水量遞減趨勢相同[3]。

從表1可以得出，夏季平均降水量占全年降水量的69.0%，秋季、春季、冬季分別占50年平均降水量的14.5%、10.7%、5.8%。降水主要集中在夏季，為184.1 mm，冬季降水量最少，為15.5 mm。春季降水量呈增加-減少的趨勢變化；夏季降水量呈增加-增加-降低-增加的趨勢變化，20世紀80年代降水量最多，為209.2 mm，21世紀以來降水量最少，為143.9 mm；秋季降水量呈增加-降低-增加-降低的趨勢變化，70年代降水量最多，為46.8 mm，60年代降水量最少，為32.0 mm；冬季降水量呈降低-增加-降低-增加的趨勢變化，21世紀以來降水量最多，為30.8 mm，70年代降水量最少，為7.0 mm。

2.5 年降水量變化

新巴爾虎左旗50年平均降水量為271.8 mm，年降水量80%保證率為207.2 mm（圖2）。經(jīng)統(tǒng)計，新巴爾虎左旗1961～2010年年平均降水量呈減少趨勢，傾向率為-0.69 mm/10a；年降水量最多的年份為1998年，降水量為590.5 mm，年降水量最少的年份為1986年，降水量僅為125.7 mm。

1990、1998年為降水異常偏多年，1986年為降水顯著偏少年，1984、1996年為偏多年，1980、1981、2001年為偏少年[4-5]。

新巴爾虎左旗地區(qū)1961～2010年年降水量距平變化的主要特征表現(xiàn)為1961～1975、1999～2010年以負距平為主，1976～1985、1889～1998年以正距平為主。50年來新巴爾虎左旗地區(qū)年降水量呈波動下降的趨勢，有4次明顯的波動，分別在1974、1984、1990和1998年達到波峰，在1980、1986、2001年達到波谷；從20世紀70年代中期開始降水量持續(xù)上升，到1998年降水量達到最高，1998年以后降水量明顯偏少，2001年達到最低，降水量波動變化明顯。

2.6 降水變率分析

新巴爾虎左旗降水變率最大為1998年，達117%，最小值為0%，出現(xiàn)在1967、1976、2008年，變化幅度大，說明降水變率大。50年來降水變率呈現(xiàn)上升趨勢。

從平均降水量累計距平上看，1998年為累計距平絕對值最大，1973年為累計距平最小值，1961～1973年年降水量多低于多年平均值，呈減小的趨勢，1973～1977年年降水量多高于平均值，呈增加的趨勢，1995～1998年降水量多高于平均值，呈增加的趨勢，到1998年升至最高，1998～2010年降水量多小于平均值，呈減少的趨勢。通過信噪比檢驗可以看出新巴爾虎左旗無降水突變年。

從小波分析（圖3）上看，新巴爾虎左旗降水的主要周期有10年和27年左右周期，27年周期貢獻率最大，10年周期為次主周期，27年左右的周期經(jīng)歷了“增多—降低”的2次變化[6]。

分析新巴爾虎左旗降水重現(xiàn)期可以看出，年降水量百年

圖3 1961～2010年新巴爾虎左旗年降水量小波變換模平方等值線（a）和小波方差（b）

一遇為540.5 mm，研究期內(nèi)出現(xiàn)1次，為1998年；50年一遇為493.1 mm，研究期內(nèi)沒有出現(xiàn)；20年一遇為429.1 mm，出現(xiàn)了2次，分別為1974和1990年，降水量分別為470.3、447.4 mm；10年一遇為379.2 mm，出現(xiàn)了1次，為1983年的393.0 mm；5年一遇為327.4 mm，出現(xiàn)了4次，分別為1963年的348.0 mm、1977年的349.4 mm、1996年的354.1 mm、1989年的363.9 mm。

3 結(jié)論

（1）新巴爾虎左旗50年平均降水量為271.8 mm，年最大降水量590.5 mm，年最小降水量125.7 mm，日最大降水量為87.6 mm，出現(xiàn)日期為1996年6月19日；新巴爾虎左旗降水主要集中在6、7、8、9月，日降水量超過10 mm的日期也主要集中在這4個月，占年降水量的80%，其中7月平均降水量為全年最大，為78.8 mm，占全年的29%，1、2月平均降水量最小，為2.3 mm，占全年的0.08%。最大月降水量為209.9 mm，出現(xiàn)在1998年7月。

（2）根據(jù)分鐘降水重現(xiàn)期標準，得出1996年6月19日的降雨量均達5、10、15、20、30、45、60、90、120、180、240、360 min降雨量百年一遇的標準。

（3）新巴爾虎左旗降水日數(shù)呈逐年波動減少趨勢，以7.8 d/10a速度減少。1961～2010年降水平均日數(shù)為140 d，其中年平均降雨日數(shù)為75 d，年平均降雪日數(shù)為54 d，年平均降雨夾雪的日數(shù)為6 d。 降水日數(shù)最多為191 d，出現(xiàn)在1984年；最少為98 d，出現(xiàn)在2007年。

新巴爾虎左旗日降水量百年一遇為85.4 mm，研究期內(nèi)出現(xiàn)1次；50年一遇為76.8 mm，出現(xiàn)了1次。

（4）50年來新巴爾虎左旗地區(qū)春、冬季平均降水量呈上升趨勢，上升傾向率在0.60和0.90 mm/10a，冬季的上升趨勢明顯大于春季，夏季和秋季平均降水量呈下降趨勢，下降傾向率分別為-0.20和-0.18 mm/10a；夏季的下降趨勢大于秋季，夏、秋兩季的下降趨勢與年降水量遞減趨勢相同。

（5）1990、1998年為降水異常偏多年，1986年為降水顯著偏少年，1984、1996年為偏多年，1980、1981、2001年為偏少年。

（6）通過新巴爾虎左旗降水重現(xiàn)期分析，年降水量百年一遇為540.5 mm，研究期內(nèi)出現(xiàn)1次；50年一遇為493.1 mm，研究期內(nèi)沒有出現(xiàn)。

參考文獻

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