不同地形區(qū)域降水特征及趨勢(shì)對(duì)比分析

隋丹，孫鵬飛，孫勇，程春香

（1.黑龍江省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心，黑龍江哈爾濱 150030；2.五營(yíng)區(qū)氣象局，黑龍江五營(yíng) 150033；3.肇州縣氣象局，黑龍江肇州 166400）

不同地形區(qū)域降水特征及趨勢(shì)對(duì)比分析

隋丹1，孫鵬飛2，孫勇3，程春香2

（1.黑龍江省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心，黑龍江哈爾濱 150030；2.五營(yíng)區(qū)氣象局，黑龍江五營(yíng) 150033；3.肇州縣氣象局，黑龍江肇州 166400）

小興安嶺五營(yíng)林區(qū)與肇州平原區(qū)是黑龍江兩個(gè)典型的代表區(qū)域，其降水資源對(duì)林業(yè)及農(nóng)業(yè)的影響極其重要。本文采用線性回歸法分析兩個(gè)區(qū)域的降水特征及變化趨勢(shì)，結(jié)果表明：兩個(gè)地區(qū)年降水量、年晝降水量均呈減少趨勢(shì)，但是五營(yíng)林區(qū)年夜降水量呈減少趨勢(shì)，肇州卻呈略微增加趨勢(shì)。

林區(qū)；平原區(qū)；降水特征；變化趨勢(shì)；對(duì)比

1 引言

降水特征是影響水文、火災(zāi)、農(nóng)林生產(chǎn)等諸多方面的主要因素，因此對(duì)降水特征、趨勢(shì)時(shí)空變化的細(xì)致分析及深入討論，對(duì)全球水資源的分布及變化，對(duì)降水與生態(tài)環(huán)境的相互作用機(jī)理等研究都十分重要。中國(guó)東北地區(qū)季節(jié)分明，雨雪季節(jié)差異明顯，小興安嶺林區(qū)及松嫩平原農(nóng)業(yè)區(qū)又是兩個(gè)代表性區(qū)域，本文通過(guò)對(duì)兩地30 a降水資料進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)降水特征及變化趨勢(shì)，期望對(duì)農(nóng)林生產(chǎn)及降水與森林生態(tài)環(huán)境相互作用機(jī)理的研究有所幫助。

2 試驗(yàn)區(qū)自然概況

本文選取黑龍江省五營(yíng)氣象局和肇州縣氣象局兩個(gè)氣象站點(diǎn)1971-2000年的氣象觀測(cè)資料，對(duì)比分析年降水特征和降水變化趨勢(shì)，揭示山地、平原區(qū)降水量的特點(diǎn)及趨勢(shì)。

地處小興安嶺腹地的五營(yíng)林業(yè)氣象試驗(yàn)站位于129° 14′E，48°06′N(xiāo)，海拔288.0 m。該地為小興安嶺典型的原始紅松林，森林覆蓋率89.2%。年均活動(dòng)積溫2 083℃，無(wú)霜期111 d，年均氣溫0.0℃，年降雨量627.4 mm，年蒸發(fā)量1 007.8 mm，年日照時(shí)數(shù)2 218.2 h，年平均相對(duì)濕度72%。獨(dú)特的地理環(huán)境形成了本地區(qū)特有的森林氣候類(lèi)型，土壤類(lèi)型從上而下依次是腐蝕土、輕粘土、風(fēng)化巖，其中腐蝕土、輕粘土是本區(qū)森林及灌木生長(zhǎng)的適宜土壤。

地處松嫩平原中部的肇州縣氣象局位于125°15′E，45°42′N(xiāo)，海拔148.7 m。該區(qū)為沖積平原，地勢(shì)平坦，均屬漫坡漫崗，略有起伏。地處黑龍江省第一積溫帶，屬中溫帶大陸性氣候，年均活動(dòng)積溫2 800℃，無(wú)霜期143 d。年蒸發(fā)量1 800.4 mm,日照時(shí)數(shù)全年為2 900.0 h，年降水平均為451.6 mm，年平均氣溫3.6℃，年平均相對(duì)濕度46%。

3 研究方法

本文采用線性回歸法進(jìn)行分析，即利用氣象要素時(shí)間序列，以時(shí)間為自變量，以要素為因變量，建立一元回歸方程，方程采用一元多項(xiàng)式來(lái)表示，即：

一般來(lái)講，氣候趨勢(shì)用一次直線方程和二次曲線方程就能滿(mǎn)足。當(dāng)用一次直線方程來(lái)定量描述時(shí)，即y（t）=a0+a1t，則趨勢(shì)變化率方程為dy（t）/dt＝a1，把a(bǔ)1×10稱(chēng)做氣候傾向率，表示氣象指標(biāo)10 a的變化量，方程中的系數(shù)用最小二乘法來(lái)確定。

4 結(jié)果與分析

4.1 降水量變化特征及趨勢(shì)

五營(yíng)林區(qū)及肇州平原區(qū)近30 a平均年降水量分別為627.4 mm、451.6 mm，兩地相差175.8 mm。年最大降水量分別出現(xiàn)在1985、1981年，分別為832.7 mm、696.4 mm，相差136.3 mm；年最小降水量分別出現(xiàn)在1999、1995年，分別為470.5 mm、259.1 mm，相差211.4 mm，最大、最小降水量出現(xiàn)的時(shí)間肇州均比五營(yíng)提前出現(xiàn)4 a。從圖1可看出，除1998、1988年五營(yíng)略低肇州分別為86.3 mm、1.3 mm外，其他各年均高于肇州，特別是1995年高547.5 mm，為肇州降水量的3倍之多。從年降水量的趨勢(shì)看，兩地降水量均呈減小的趨勢(shì)，但是五營(yíng)林區(qū)較肇州平原區(qū)減少明顯，分別減少9.5 mm/10 a、3.8 mm/10 a。雖然五營(yíng)林區(qū)降水量年變化趨勢(shì)減小明顯，但是年降水量較肇州平原區(qū)相對(duì)偏高，降水資源豐厚。

圖1 年降水量變化趨勢(shì) 圖2 雨季降水量變化趨勢(shì)

雨季年降水量分別為513.3 mm、398.7 mm，兩地相差114.6 mm。雨季年最大降水量分別出現(xiàn)在1997、1981年，分別為671.9 mm、643.7 mm，相差28.2 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1998、1994年，分別為470.5 mm、259.1 mm，相差211.4 mm，從圖2可看出，除1981、1988、1989、1996、1998年五營(yíng)低于肇州，其中1998年相差較大，為153.5 mm。其他各年均高于肇州，特別是1995年高444.3 mm，為肇州降水量的2倍。從雨季年降水量的趨勢(shì)看，兩地降水量與年相同，均呈減小的趨勢(shì)，但是五營(yíng)林區(qū)較肇州平原區(qū)減少趨勢(shì)與年趨勢(shì)相比差距縮小，分別減少8.9 mm/10 a、6.3 mm/ 10 a。總體看，五營(yíng)林區(qū)較肇州平原區(qū)雨季降水資源相對(duì)豐厚，但是最大降水量相差不大。

雪季年降水量分別為114.1 mm、52.9 mm，兩地相差61.2 mm。雪季年最大降水量分別出現(xiàn)在1972、1983年，分別為177.0 mm、120.7 mm，相差56.3 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1990、1986年，分別為52.2 mm、14.9 mm，相差37.3 mm，從圖3可看出，除1990年五營(yíng)略低肇州16.6 mm外，其他各年均高于肇州，特別是1972年高127.8 mm，約為肇州降水量的4倍。從雪季年降水量的趨勢(shì)看，五營(yíng)呈現(xiàn)0.6 mm/10 a的減少趨勢(shì)，而肇州則呈2.6 mm/10 a的趨勢(shì)增多。

4.2 晝降水量變化特征及趨勢(shì)

圖3 雪季降水量變化趨勢(shì)

五營(yíng)林區(qū)及肇州平原區(qū)近30 a年晝降水量分別為327.7 mm、238.7 mm，兩地相差89.0 mm。最大降水量分別出現(xiàn)在1991、1998年，分別為449.6 mm、345.7 mm，相差103.9 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1999、2000年，分別為221.3 mm、156.7 mm，相差64.6 mm。從圖4可看出，除1971、1996、1998年五營(yíng)略低肇州外，其他各年均高于肇州。從年晝降水量的趨勢(shì)看，兩地均呈減小的趨勢(shì)，但是五營(yíng)林區(qū)較肇州平原區(qū)減少緩慢，分別減少2.8 mm/10 a、4.2 mm/10 a。

圖4 年晝間降水量變化趨勢(shì) 圖5雨季晝間降水量變化趨勢(shì)

雨季年晝降水量分別為273.2 mm、213.2 mm，兩地相差60.0 mm。雨季年晝最大降水量分別出現(xiàn)在1991、1998年，分別為403.2 mm、310.2 mm，相差93.0 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1999、2000年，分別為180.6 mm、125.0 mm，相差55.6 mm。從圖5可看出，除1971、1988、1989、1996、1998、1999年五營(yíng)低于肇州外，其他均高于肇州。雨季年晝降水量均呈減小的趨勢(shì)，分別減少2.1 mm/10 a、3.8 mm/10 a，肇州平原區(qū)略比五營(yíng)林區(qū)減少得快。

圖6 雪季晝間降水量變化趨勢(shì)

雪季年晝降水量分別為54.5 mm、28.1 mm，兩地相差26.4 mm。最大降水量分別出現(xiàn)在1972、1983年，分別為94.5 mm、62.5 mm，相差32.0 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1975、1986年，分別為24.7 mm、7.0 mm，相差17.7 mm，從圖6可看出，除1990年五營(yíng)略低肇州6.7 mm外，其他各年均高于肇州。從雪季年晝降水量的趨勢(shì)看，五營(yíng)呈現(xiàn)0.7 mm/ 10 a的減少趨勢(shì)，而肇州以5.0 mm/10 a的趨勢(shì)增多。

4.3 夜降水量變化特征及趨勢(shì)

五營(yíng)林區(qū)及肇州平原區(qū)近30 a年夜降水量分別為299.6 mm、212.9 mm，兩地相差86.6 mm。最大降水量分別出現(xiàn)在1997、1981年，分別為457.4 mm、383.7 mm，相差73.7 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1982、1995年，分別為208.9 mm、88.2 mm，相差120.7 mm。從圖7可看出，除1978、1981、1992、1993、1998年五營(yíng)略低肇州外，其他均高于肇州。從年夜降水量的趨勢(shì)看，五營(yíng)林區(qū)呈7.4 mm/10 a的趨勢(shì)減少，而肇州平原區(qū)則呈0.4 mm/10 a的趨勢(shì)略微增多。

雨季年夜降水量分別為240.3 mm、185.6 mm，兩地相差54.8 mm。雨季年夜最大降水量分別出現(xiàn)在1997、1981年，分別為412.3 mm、361.5 mm，相差50.8 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1979、1994年，分別為150.8 mm、61.2 mm，相差89.6 mm。從圖8可看出，五營(yíng)有8 a低于肇州，其他均高于肇州。從雨季年夜降水量均呈減小的趨勢(shì)分析，分別減少6.6 mm/10 a、2.5 mm/10 a，五營(yíng)林區(qū)較肇州平原區(qū)減少得快。

圖7 年夜間降水量變化趨勢(shì) 圖8雨季夜間降水量變化趨勢(shì)

雪季年夜降水量分別為59.2 mm、27.4 mm，兩地相差31.9 mm。最大降水量分別出現(xiàn)在1985、1983年，分別為109.7 mm、57.8 mm，相差51.9 mm；最小降水量分別出現(xiàn)在1990、1986年，分別為25.2 mm、7.0 mm，相差18.2 mm，從圖9可看出，除1983、1990年五營(yíng)略低肇州外，其他各年均高于肇州。從雪季年夜降水量的趨勢(shì)看，五營(yíng)呈現(xiàn)0.8 mm/10 a的減少趨勢(shì)，而肇州則呈2.9 mm/10 a的增多趨勢(shì)。

圖9 雪季夜間降水量變化趨勢(shì)

5 討論與小結(jié)

五營(yíng)與肇州同屬溫帶大陸性氣候，季節(jié)明顯，夏季為降水的主要時(shí)期。年平均降水量分別為627.4 mm、451.6 mm，五營(yíng)林區(qū)較松嫩平原的肇州農(nóng)業(yè)區(qū)年平均降水量多175.8 mm，年降水量分別在470.5～832.7 mm，259.1～696.4 mm波動(dòng)。

五營(yíng)林區(qū)與肇州平原區(qū)年降水量均呈減小的趨勢(shì)，但是五營(yíng)林區(qū)較肇州平原區(qū)減少明顯，減少速率分別為9.5 mm/10 a、3.8 mm/10 a；雨季減少速率分別為8.9 mm/10 a、6.3 mm/10 a；雪季，五營(yíng)林區(qū)呈現(xiàn)0.6 mm/10 a減少趨勢(shì)，而肇州平原區(qū)則呈2.6 mm/10 a的增多趨勢(shì)。

五營(yíng)林區(qū)與肇州平原區(qū)年晝降水量均呈減小的趨勢(shì)，分別減少2.8 mm/10 a、4.2 mm/10 a；雨季分別減少2.1 mm/10 a、3.8 mm/10 a；雪季，五營(yíng)林區(qū)呈現(xiàn)0.7 mm/10 a的減少趨勢(shì)，而肇州平原區(qū)以5.0 mm/10 a的趨勢(shì)增多。

年夜降水量五營(yíng)林區(qū)呈7.4 mm/10 a的減少趨勢(shì)，而肇州平原區(qū)則呈0.4 mm/10 a的略微增多趨勢(shì)；雨季減小的趨勢(shì)，速率分別為6.6 mm/10 a、2.5 mm/10 a；雪季，五營(yíng)呈現(xiàn)0.8 mm/10 a的減少趨勢(shì)，而肇州則呈2.9 mm/10 a的增多趨勢(shì)。

P463.2

A

1002－252X（2012）03－0028－03

2012－6－1

隋丹（1983-），女，黑龍江省哈爾濱市人，黑龍江省東方學(xué)院，本科生，助理工程師.