三峡库区腹心地带蓄水前后降水变化特征分析

袁久坤　周　英　伍亚光

（万州区气象局，重庆万州　404000）

三峡库区腹心地带蓄水前后降水变化特征分析

袁久坤周英伍亚光

（万州区气象局，重庆万州404000）

三峡库区腹心地带地处渝东的崇山峻岭中，属亚热带季风气候，地势复杂，局地气候受山谷和水体的共同影响，降水丰富且强度大，暴雨、洪涝、滑坡等灾害频发。本文利用三峡库区腹心地带14个气象观测站1961～2014年降水观测资料，对2003年三峡水库蓄水前后的降水作了时间对比分析，同时分别选取近库区和远库区站点作降水比值分析，结果表明蓄水后近11年来库区腹心地带降水较常年偏少，但降水趋势与西南地区降水年代际变化一致。

三峡库区腹心地带降水局地变化

三峡工程是举世瞩目的特大型水利工程，三峡库区腹心地带主要指以万州为中心的包括周边巫山到丰都的长江沿线区域。自2003年三峡工程建设蓄水以来， 三峡库区腹心地带相继发生2006年百年一遇高温干旱和2008年冬季低温冰冻等极端天气，三峡大坝诱发长江流域极端天气的说法一直争论不止，三峡库区的气候变化趋势以及三峡工程的气候效应受到世界范围的广泛关注。碍于气候变化的复杂性和库区腹心地带气候监测资料的缺乏，目前对三峡库区腹心地带的蓄水前后的气候变化趋势的研究尚不多见，主要有国家气候中心陈鲜艳等利用1961～2006年气象观测资料对三峡库区局地气候变化作了分析，武汉中心气象台毛以伟等对三峡水库坝区蓄水前水体对水库周边气温的影响的研究等［1-6］。目前三峡库区腹心地带的自动气象监测站已经积累了11年的较长序列监测资料，初步有利于对三峡库区腹心地带蓄水前后的气候变化趋势的分析研究。

本文利用实际气象观测资料，分析了自1961年以来三峡水库附近气象监测站点的降水时空分布特征，并根据2004～2014年11年蓄水后库区周边的一手气象监测资料，对蓄水后三峡库区的局地降水变化特征做了对比分析。

表1　三峡库区腹心地带及周边各站年降水变率（%）

表2　近库区与远库区年平均降水量的差值（单位:mm）

图1　三峡库区腹心地带及周边气象监测站分布

1　资料来源及分析方法

1.1资料来源

根据气候统计的基本要求，气候平均值需要至少3O年资料计算而得。本文在三峡库区腹心地带及其周边选取了分布于长江干流附近和南北两岸14个气象站的降水资料，资料年代统一为1961～2014年共54年，在下文的分析中我们将这54年气候平均值称为常年（气候）平均，同时选取2004～2014年11年蓄水后资料同常年气候平均值做对比分析，比较三峡水库蓄水后库区局地降水的变化情况。

1.2分析方法

利用三峡库区腹心地带14个气象观测站1961～2014年降水观测资料，对2003年蓄水前后的降水作时间对比分析，同时分别选取近库区（长江沿岸）、江北远库区（远离江北岸20km以外）及江南远库区（远离江南岸20km以外）各3个站点作降水比值分析。本文以巫山、奉节、云阳、万州、忠县、丰都6个站为沿江站，自三峡水库巫山向西沿江分布（图1）；以巫溪、城口、开县、梁平、垫江站为江北远库区站，以石柱、彭水、黔江站为江南远库区站。

图2　三峡库区腹心地带年降水量历年变化

图3　三峡库区腹心地带沿江各站2004-2014年平均与常年平均年降水量

图4　三峡库区腹心地带周边各站2004-2014年平均与常年平均年降水量

2　三峡库区腹心地带降水及其变化特征分析

2.1三峡库区腹心地带降水的气候特征

三峡库区腹心地带各地降水丰富，分析表明三峡库区腹心地带内各测站年降水量常年平均均超过1000mm，从分布来看，沿江各站中，以万州为界，向东、向西各站降水均逐渐减少。

受季风活动的影响，三峡库区腹心地带具有冬干夏雨的季风气候特点，降水量随季节变化明显。冬季受大陆气团控制，是全年降水量最少的季节，约为全年降水量的5%左右。春季是冬、夏季风的过渡时期，降水量较冬季明显增加。夏季是全年降水最多的季节，季降水量占全年降水量的比例最高，为40%～50%。月降水量的时间分布表现为单峰型变化曲线，库区降水主要集中在4～10月，峰值出现在7月份，为188.4mm。

为了分析三峡库区腹心地带及周边各站降水的年际变化情况，引入年降水变率的计算。

年降水变率采用相对降水变率，计算公式如下：

式中，VP为降水变率，iP为一站点第i年的年降水量，P是一站点n年的平均降水量。

由表1可知，从历年的降水量变化来看，三峡库区腹心地带年降水量变率主要在7.5%～18.5%之间，其平均相对变率约为13.5%。降水变率较小，则降水较稳定。其中万州站降水变率最小为7.5%，巫溪站降水变率最大为18.5%。

图2给出了三峡库区腹心地带及周边14站平均的年降水量历年变化曲线，近54年中1982年三峡库区的降水量最大，当年库区平均降水量达1515.8 mm，以2001年平均降水量最少，仅为832.8mm。另外，从图2中还可以发现三峡库区腹心地带沿江6站年平均降水量与库区周边各站平均降水量两者的变化趋势基本一致。近库区和远库区年降水量的变化在三峡水库蓄水前后也是基本一致的。

图5　近库区和远库区降水量比值的历年变化

2.2三峡库区腹心地带蓄水前后降水的变化牲分析

2.2.1近11年降水变化

2004～2014年三峡库区腹心地带沿江各站的降水与常年平均相比（图3），除云阳站与常年平均基本持平外，其余各站年降水量均有不同程度的减少，其中奉节站蓄水后年降水量为967.6mm，较常年平均偏少13%，其余各站年降水量较常年偏少4%～7%。2004～2014年三峡库区腹心地带远库区各站的降水与常年平均相比（图4），除开县站与常年平均基本持平外，其余各站年降水量均有不同程度的减少，较常年偏少1%～7%。

2.2.2降水比值

一般认为某地的气候变化主要是气候本身的自然变化和人为因素（如水库蓄水）造成的，因为三峡近库区和远库区同属一个气候区，受相同大气环流背景影响，因此认为气候的自然变化基本相同，近库区和远库区的降水比值可以认为是去除了自然变化影响之后仅由蓄水所引起的气候变化分量。主要采用近库区、远库区气象测站的降水比值比较法分析水库对库区及其附近地区降水的影响，本文选取近库区（巫山、万州、丰都）、长江以北远库区（巫溪、梁平、城口）、长江以南远库区（石柱、黔江、彭水）为代表站进行比较，其计算方法如下。

上式中NR△、SR△分别表示近库区和江北远库区、江南远库区的降水量比值，1AR、2AR、3AR、4AR、5AR、6AR、7AR、8AR、9AR分别表示巫山、万州、丰都、巫溪、梁平、城口、石柱、黔江、彭水建库后（2004～2014年）的平均降水量，1BR、2BR、3BR、4BR、5BR、6BR、7BR、8BR、9BR分别表示巫山、万州、丰都、巫溪、梁平、城口、石柱、黔江、彭水建库前（1968～2003年）的平均降水量。计算得出：NR△=0.94，SR△=1.01。两者比较都接近于1，由此说明由水库蓄水引起的气候变化分量很小，相对而言对长江北岸影响稍大于长江南岸。

由图5可见，近库区和江北远库区及江南远库区的降水比值总体上呈现出明显的年代际变化，在三峡水库蓄水前后是基本一致的。近54年来，两地降水量的比值没有呈现明显增加或减少的变化趋势，蓄水后降水比值的波动仍处于正常的变化范围内。表明三峡3小结和讨论

水库蓄水后附近地区降水没有明显变化。三峡库区降水变化在很大程度上受到西南区域大尺度气候背景影响，水库蓄水应该对离库区较近范围的降水量产生了一定影响，但对于整个大库区来说，蓄水前后年降水量的变化并不显著。从蓄水前、后远近库区降水量的差值也表明（表2），蓄水前近库区比远库区降水略偏少，蓄水后近库区比远库区降水仍略偏少，表明年降水量在水库蓄水前、后变化是基本一致的。同时观测表明库区腹心地带降水趋势与西南地区的平均年降水变化趋势基本一致［1］。

通过对三峡库区及其周边地区14个气象观测站1961～2014年降水观测资料的统计分析，蓄水后库区腹地各站降水量有偏少的趋势，临近长江的站点偏少趋势越明显。但这种偏少趋势目前看来总体上与西南地区的降水变化基本一致，没有表现出特别的变化。由于三峡工程局地气候影响是一个复杂、长期的气候调节过程，而本文所分析出的结果只是三峡水库蓄水至今11年时间的变化趋势，蓄水前后降水变化还需要更长时间观测分析统计，对水库水域扩大影响造成的局地气候效应有待更多研究方法及模式结果的验证。

［1］陈鲜艳，张强，叶殿秀，等.三峡库区局地气候变化［J］.长江流域资源与环境，2009，18（1）：47-51.

［2］毛以伟，陈正洪，王珏，等.三峡水库坝区蓄水前水体对水库周边气温的影响［J］.气象科技，2005，33（4）：334-338.

［3］钟海玲，高荣，杨霞.三峡库区蓄水后气候特征及其对生产潜力的影响［J］.安徽农业科学，2010，38（12）：6353-6355.

［4］邹旭恺，张强，叶殿秀.长江三峡库区连阴雨的气候特征分析［J］.灾害学，2005，20（1）：85-90.

［5］王梅华，刘莉红，张强.三峡地区气候特征［J］.气象，2002，31（7）：68-71.

［6］李强，李永华，王中，等.近30年三峡库区洪涝特征及建库前后致涝气候因子的差异［J］.热带气象学报，2010，26（6）：750-758.