華北地區近幾十年降水量變化特征分析

薛羽?鄧姝娟?王海珍?陳海英

摘 要：本文利用1961-2012年華北地區資料較齊全的42個氣象臺站的逐日氣象資料，運用相應的統計分析方法對華北地區近52年降水量和降水日數的時空變化特征進行了分析，結果表明：華北地區年降水量和降水日數都呈下降趨勢。

關鍵詞：華北地區；降水變化

近幾十年由于人口不斷增長以及工農業的迅速發展，華北地區水資源的供需矛盾日益突出，2008年人均水資源僅為全國的15%[1]，又因為華北地區是我國重要的糧油棉生產基地， 水資源的主要補給來源為天然降水，所以對降水變化特征的研究是很有必要的。本文目的就是在已有研究的基礎上對降水變化特征做進一步分析。研究范圍定位北京、天津、山西、山東、河北、河南6個省（市），所選站點為這6省市中無缺測的分布均勻的42個基本氣象臺站。

一、資料和方法

對于華北區域選取，本文參照文獻[2]，選取北京、天津、山西、山東、河北、河南6個省（市）為研究區域，選取了資料齊全的42個氣象臺站，這些站點都在31°N-42°N，110°E-123°E范圍內，站點分布如圖1。采用的是1961-2012年全國逐日降水資料。華北降水量數值用選定的42個站的空間平均值代替。

運用線性回歸、距平分析、九點滑動平均和氣候傾向率分析等方法分析了華北地區降水的季、年際時空分布特征。本文中主要檢驗方法采用相關系數的顯著性檢驗，若相關系數r>rc （rc為顯著性水平α下的相關系數臨界值），則相關系數通過顯著性檢驗。本文所選資料樣本數為52年，α=0.05時，rc=0.273， α=0.01時，rc=0.354。

二、結果與分析

1.華北地區降水量時間變化特征分析

華北地區1961-2012年多年平均降水量為618.94mm，降水量波動較大。52年來華北地區年降水量總體呈減少趨勢，氣候傾向率為-12.9mm/10a，表現為顯著減少趨勢（p<0.05）。多年年平均年降水量618.94mm，春、夏、秋、冬平均降水量分別為100.67mm、372.53mm、121.72mm、24.6mm，占全年比例分別為16.1%、60.1%、19.7%、3.9%，夏季降水量占年總降水量的比重最大，達到60%以上，二者變化趨勢也很相似，但是春季、秋季降水異常變幅較大，不具有明顯的線性趨勢，冬季降水常年較少，變化也比較平穩。

52年來不僅降水量在減少，降水日數也隨時間呈減少趨勢，平均每年有降水日數115.27天，為時間和降水日數建立線性回歸，回歸系數為-0.68，表現為為極顯著減少趨勢（p<0.01）。1964年降水日數最多，隨后就呈現明顯下降趨勢，1960年代到2000年代年平均年降水日數分別為128.73天、123.09天、118.64天、105.65天、103.14天，平均每十年下降5.2%。

2.華北地區降水量空間分布特征分析

華北地區多年平均降水量為618.94mm，各區域降水量差異比較大，北京、河北、河南、山東、山西、天津分別為556.43mm、511.43mm、751.97mm、663.33mm、521.68mm、562.55mm，分布情況大致呈現東南多西北少，但也有些區域與周圍地區降水量差異較大。根據多年年平均降水量空間分布圖（圖4a），河南南部降水量最多，年平均值達到1000mm以上，河南中部和山東南部降水量也較多，在700-800mm之間。總體來說，河南和山東二省年降水量分布為比較有規律的南多北少型。華北整個區域內最大最小降水量分別在河南信陽和河北懷來，差值達到725.48mm。由圖4b，年降水日數較多的地區有河南南部，達到130天以上，山西省五臺山站降水日數較周圍地區偏多，平均每年達142.1天。由年降水量和年降水日數空間分布圖可以看出，二者并不具有一致的分布特征，降水日數沒有明顯的南多北少特性，主要是因為降水量級的不同，如北部邊緣地區雖降水日數較多，但降雪日數占有一定比例，所以總降水量偏少。

三、結論與討論

由以上分析得出，1961-2012年華北降水量總體呈減少趨勢，但不同地區變化速率存在差異。年降水量呈下降趨勢的站點中，可以通過相關系數顯著性檢驗的只有山西陽城、山東朝陽、山東海陽和山東日照四個臺站，減幅分別為-26.3mm/10a、-27.3mm/10a、-33.8mm/10a、-35mm/10a，其它地區雖有減少趨勢但都不顯著；只有河南省西華站具有不顯著的上升趨勢。綜上所述華北地區降水量減少具有全區性，但并不顯著[3]。

參考文獻：

[1]張一馳，吳凱，于靜潔，等.華北地區1951-2009年氣溫、降水變化特征.自然資源學報，2011，26（11）：1930-1940.

[2]王謙謙，錢永甫，孫燕，等.近 50 年華北氣溫和降水的變化特征分析[C]//中國氣象學會2003年年會“氣候系統與氣候變化”分會論文集.北京： 中國氣象學會，2003： 279-282.

[3]張永欣，宋明，楊艷娟.1956-2011年華北地區氣溫和降水變化特征.安徽農業科學.2013，41（ 2）：726-728.