通辽市近51 年降水量变化特征分析
2015-02-24高荣
高 荣
内蒙古通辽市气象局
通辽市为东北和华北地区的交汇处,是内蒙古重要的粮食生产地之一,降水量的多少直接影响着当地农牧业的生产以及群众的生活, 尤其是进入21 世纪以来该地气温升高,降水明显减少,作物生长季节干旱有加重的趋势。 为了更好地开展农业气象服务,本文统计和分析了该地降水量空间分布和年际变化趋势,以便更好的合理安排农业生产提供科学依据。
一、资料与方法
本文利用通辽市10 个站1961~2011 年逐日降水量资料(青龙山为1969~2011 年),根据气候统计中的线性趋势法[1]分析本地降水量气候变化趋势,采用相关系数法进行变化趋势的显著性检验和要素之间的相关性检验;通过对比不同年代、不同台站的变差系数[2]可知要素变化的大小及其变化的稳定性。
二、结果分析
1.降水量的空间变化
从全市历年平均降水量空间分布图来看, 年平均降水量分布不均,表现为由南向北呈多-少-多的空间分布特征,山区丘陵多,平原少。降水量最多的是扎旗站为445.9 毫米,最少的是舍伯吐站为325.8 毫米,极差相差120 毫米。 春季平均降水量最多的是青龙山,为69.6 毫米,最少的是扎旗,降水量为39.9 毫米,相差23.5 毫米。历年夏季降水量空间分布看, 降水量最大的是巴雅尔,为315.7 毫米, 最小的是开鲁, 为225.9 毫米, 极差为64.3 毫米。 秋季降水量空间变化与夏季一样,最大的是后旗,最少的是开鲁,极差为15.6 毫米。 冬季降水量也是由南向北呈逐渐减少的态势。 表明通辽市历年各站年、季节降水量总的形势是南部多,北部次之,中部最少。 统计资料还得出,历年单站极端最大年降水量出现在1998 年的巴雅尔站为732.4 毫米, 极端最小年降水量出现在1982 年的左中保康站为165.6 毫米。
为了便于比较, 以变差系数表征降水变率的大小。 可以看出,各站降水变差系数都较大,达到0.24以上,说明通辽市降水年际变化明显,降水量不稳定,其中以舍伯吐站的变差系数最大达到0.30,奈曼最小为0.24,该地区更有利于农业生产。
2.降水量的时间变化
(1)降水量的年变化。 根据资料分析:通辽市51年降水量和降水日数均呈波动减少趋势,线性倾向率为-11.8 毫米/10a(降水量)和-1.1d/10a(降水日数),降水量达到了90%的显著性水平。 全市51 年降水量下降了近60 毫米,平均降水量为375.7 毫米,降水量最多的年份是1998 年, 为531.8 毫米, 降水日数75天,最少年为1982 年,为234.1 毫米,降水日数为53天,最多年与最少年降水量相差2.3 倍。 51 年全市平均降水日数为67 天,年降水日数最多的年份是1990年, 有降水日数86 天, 年降水日数最少的年份是2007 年,仅49 天出现降水,降水日数相差0.8 倍。 表明通辽市降水量的年际波动变化较大, 不稳定性高,不利于农牧业生产的发展。
(2)降水量季节变化。俗话说得好“春雨贵如油”,春季降水量对于改善土壤墒情,牧草返青和春播耕种有非常重要作用。 51 年春季降水量呈缓慢的增加趋势,气候倾向率为2.4 毫米/10 年,春季平均降水量为51.2 毫米/年,从20 世纪60 年代初期至70 年代中期降水量都在平均值以下,80 年代初降水变率加大,在2004 年降水持续最小, 降水量最多的年份是1983、1990、2010 年,降水量分别为115 毫米、113 毫米、114毫米,最少的是1965、2004、2003 年,降水量为10 毫米、16 毫米、19 毫米,其余都是在平均值上下波动。春季降水量振幅为105 毫米,表明年际间波动变化较明显。 春季降水量对年降水量的贡献率较大。
夏季降水量对农作物的生长过程起着至关重要的作用。 内蒙古通辽市全年降水量主要集中在夏季,夏季降水量占全年总降水量的75%, 平均夏季降水量为266.7 毫米。 51 年夏季降水量呈明显的下降趋势,相关系数为0.2728,通过了90%显著性检验,气候倾向率为-12.5 毫米/10 年, 其中降水量最多出现1969 年为430.5 毫米,其次是1998 年的424.3 毫米,最少的年份是1982 年,降水量仅为138.7 毫米,最多的是最少的2 倍。夏季降水量对年降水量的贡献率最大。自1999 年以来降水量普遍偏少,基本上都在平均值以下,夏季降水量的减少,是由于近些年来平均气温的升高,使得本地区干旱比较突出,给农业的生产带来负面影响,使农作物的产量大面积减产,不利于农业的可持续发展。
秋季降水量的下降趋势不显著,气候倾向率为-2.9 毫米/10a,平均降水量为48.4 毫米,年际间波动幅度大,最多的是1986 年的133 毫米,最少是1982 年,降水量仅为15.1 毫米。 自20 世纪90 年代中期以后秋季降水量均偏少,但秋季降水量对年降水量的贡献率也较大,对于秋季农作物的成熟显得更为不利。
冬季降水量是一年中最少的季节, 冬季降水量呈缓慢的增加趋势,51 年平均值仅为9.5 毫米/年,最多的是2004 年的35.3 毫米, 最少是1966 年仅为0.6 毫米,冬季降水量振幅为34.7 毫米, 自20 世纪末期开始加大,冬季降水量对年降水量的贡献率最小。 根据资料分析得出,四季降水量的突变结果是,通辽市在51 年时间尺度上,四季降水量序列均不存在显著的突变特征。
3.降水量月变化
各月降水量呈现出明显的偏多和偏少波动变化,由1~7 月份是呈逐月上升的,8~12 月是逐渐下降的,全年中7 月份降水量最多,占全年总降水量的32%,其次是8 月份, 占全年的21%, 位于第三的是6 月份,占全年的18%,5 月和9 月降水偏少,仅占年总降水量的8%,4、10 月份降水均不到5%, 最少的是1、2、12 月和11、3 月份。 全市月降水量下降变化幅度最大的也是7 月份,平均下降9.9 毫米/10 年,其次是8月份, 下降4.8 毫米/10 年, 上升最大的是6 月份,为2.16 毫米/10a。 全年中降水量主要集中在夏季,夏季中7 月占主导地位。可以说各月中7 月份降水量对夏季及全年降水量贡献率是最大。
4.降水量、降水变差系数、降水距平百分率、降水日数及降水强度的年代变化
统计数据显示:上世纪60 年代降水量多,降水距平百分率为正且较大,降水日数也多,降水强度较大;70 年代降水量少,降水距平百分率为负值,降水日数却多, 但降水强度却相对较小;80 年代降水量较多,距平百分率为正且大,降水日数多,所以降水强度达最大;90 年代降水量较多,距平为正,日数较多,强度也大;21 世纪初的11 年是降水量最少的, 其降水距平百分率为负值且最大,降水日数最少,降水强度最小。 21 世纪初的11 年降水距平百分率为-13.8%,比上世纪80 年代降低了20.4%,尤其是1999 以来年降水量是较少的时段,平均降水量为319.9 毫米,比前38 年平均值少了75 毫米。
各年代年平均降水量的变差系数差别较大,其中20 世纪90 年代最大,20 世纪80 年代次之,20 世纪70 年代最小,表明20 世纪90 年代和80 年代通辽市年降水量变化频繁, 波动较大,20 世纪70 年代降水量变化最平稳,且年际差异较小。
三、结论
1.通辽市近51 年来年、季节平均降水量呈现出南北偏大中部偏少, 山地丘陵多平原少的空间分布。单站降水量极端最大年降水量出现在1998 年的巴雅尔站为732.4 毫米, 极端最小年降水量出现在1982年的保康站为165.6 毫米。 单站年降水量年际变化十分明显,尤其是舍伯吐站变化稳定性最差。
2.通辽市近51 年平均降水量呈显著减少趋势,51 年降水量共减少了60 毫米, 年平均降水量为375.7 毫米, 最大降水量是在1998 年为531.8 毫米,最小降水量出现在1982 年为234.1 毫米, 相差2.3倍。 全市51 年降水量出现了两个突变点, 分别是在1975 年和1996 年。
3.通辽市全年降水量主要集中在夏季,夏季降水量占全年降水量的75 %,春、秋季节降水量较多,冬季降水量最少。 全市季节降水量中夏、秋季呈下降趋势,夏季显著,春、冬季降水量呈弱的上升趋势,春季幅度大于冬季。 夏季降水量对全年的贡献率最大,同时7 月份降水对全年降水量的贡献率也是最大。(4)全市降水量在21 世纪的前11 年最少,20 世纪80年代最多,20 世纪70 年代降水量变化最平稳。
[1]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术(第2 版)[M].气象出版社,2007 年5 月.
[2]马开玉,张耀存,陈星.现代应用统计学[M].北京:气象出版社,2004:15-16.