内蒙古兴安盟1967至2017年夏季降水的时空分布特征

徐青竹

摘 要 利用兴安盟8个国家级自动站近51年的夏季降水资料，对夏季降水的气候特征和时空变化规律进行了深入分析，结果表明：1）兴安盟夏季降水的分布、降水的均方差分布均表现为由北向南递减的特点，中心区域均位于东北部的胡尔勒站，说明该地是兴安盟夏季降水最集中的区域，也是夏季降水异常频发、异常强度较大的地区；2）近51年来兴安盟夏季降水呈负增长趋势，增长率为-5.1 mm/10 a；3）EOF分解前两个模态代表了兴安盟夏季降水的大部分特征。第一模态表现为全盟一致型，即全盟降水一致偏多或偏少；第二模态表现为南北反向型，即当北部降水偏少时、南部降水偏多，反之亦然。

关键词 夏季降水；时空分布；兴安盟

中图分类号：P426.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.066

兴安盟位于内蒙古自治区东北部，因地处大兴安岭山脉中段而得名。其在气候特征上属于典型的温带大陆性季风气候，四季分明。春季多风少雨，夏季温热短促，秋季气温急剧下降，秋霜早，冬季严寒漫长。兴安盟地区的经济来源以农牧业为主，因此对于自然降水的依赖性较大，该地区多年平均的夏季降雨量为241～349 mm，占年平均降水量的63%～74%。此外，在地形上由于东北-西南走向的大兴安岭穿过其境内，岭西地势平缓、渐向蒙古高原过渡；岭东地势则相对陡峻，与东北松辽平原连接，自西北向东南呈阶梯下降的这种特殊的地形使得当地夏季的降水分布也有很强的局地性[1]，强降水大多沿大兴安岭沿线分布。刘宽晓[2]等人对兴安盟夏季降水的气候特点进行了分析，但对降水的年際、年代际变化特征以及时空分布特点研究较少。因此，研究兴安盟地区夏季降水的年际、年代际变化特征以及其时空变化规律，可以为进一步提高夏季降水的预报预测能力提供科学参考，也能够为提高夏季降水资源的利用率提供理论依据。

1 资料和方法

本文采用1967—2017年近51年夏季（6—8月）兴安盟8个国家级自动站的逐日降水资料，采用线性倾向估计和11年滑动平均法分析夏季降水的年际、年代际变化特征，在分析夏季降水的时空分布特征时采用经验正交函数分解（EOF）法等。

2 兴安盟夏季降水的气候特征

2.1 夏季降水的总体分布情况

对兴安盟地区1967—2017年夏季（6—8月）的逐日降水进行统计，得到51年来平均的夏季降水分布，如图1a所示。兴安盟夏季平均降雨量为241～349 mm，且降水自北向南逐渐减少，北部的胡尔勒站是平均夏季降水量的中心区域，51年平均夏季降水量为349 mm。向南降水逐渐减少，最少的高力板站平均夏季降水量仅为241 mm。

为了研究兴安盟夏季降水的气候特征，对逐站的降水求均方差，得到降水的均方差分布，如图1b所示。均方差代表了绝对变率，能够表征夏季降水的异常分布特征，大值区是夏季降水发生异常频率较高、异常强度较大的区域。从兴安盟51年平均的夏季降水均方差分布可以看出，均方差的分布也表现为北部大于南部的情况，胡尔勒站同样为均方差最大值区，夏季降水总量的均方差可达到140 mm。说明兴安盟东北部不仅是夏季降水量的大值区，也是夏季降水异常频发、异常强度较大的地区。

此外，对兴安盟1967—2017年6月、7月、8月逐月的月平均降水量进行统计，以分析夏季降水的月际差异，结果见表1。近51年来，兴安盟地区夏季降水主要集中在7月，月平均降水量131.6 mm，占夏季总降水量的44.9%。6月和8月的月平均降水量均在80 mm左右，远低于7月。因此7月是兴安盟夏季降水的主要集中影响时段，是当地防范强降水的主要时段，也是降水资源最丰富的时段。

2.2 夏季降水的年际、年代际变化特征

为了了解兴安盟地区近51年夏季降水的年际、年代际变化特征以及变化趋势，对该地区51年的夏季降水距平序列作线性趋势估计和11年滑动平均，结果如图2所示。夏季降水量的线性增长率为-5.1 mm/10年，并通过了0.05显著性水平检验。表明兴安盟地区近51年来夏季降水量呈负增长趋势。此外，夏季降水还存在着明显的年际、年代际变化特征。由11年平滑滤去年际变化特征后的降水距平时间序列可以看出，1981年之前兴安盟夏季降水相比于气候平均态处于偏少期；1982—1998年这一阶段的夏季降水相比于气候平均态明显偏多，属于显著偏多期；1998—2012年转变为显著偏少期；2012年之后又逐渐转变为降水偏多期。总的来看，近51年来，兴安盟地区夏季降水经历了偏少、显著偏多、显著偏少、偏多四个阶段。

3 兴安盟夏季降水的时空变化规律

为了进一步了解兴安盟夏季降水的时空演变特征，将本地8个国家级自动站51年的夏季降水序列作经验正交函数分解（EOF）。结果表明，分解所得前两个特征向量的累积方差贡献率已经达到78.3%，代表了近51年来兴安盟夏季降水空间分布的绝大部分特征。

夏季降水EOF分解的第一模态的方差贡献率为70.7%，表现为全盟一致，其空间分布和标准化时间系数序列如图3所示。第一模态主要表现为全盟降水呈现一致偏多或者一致偏少的同位相分布，高值中心位于东北部的胡尔勒站，是本模态的中心区域。对应的时间序列及其11年滑动平均后的结果表明这一模态存在着明显的年际、年代际变化特征。20世纪80年代以前为负位相，80年代到20世纪末期为很长一段时间的正位相，21世纪初到2010年前后转变为负位相，随后又以弱的正位相为主。值得注意的是，由于第一模态的方差贡献率高达70%，因此其对应的时间序列与前文所提到的夏季降水的时间序列具有高度的一致性。

第二模态的方差贡献率为7.6%，表现为南北反向型，即当夏季北部降水偏少时，南部降水偏多；反之，当北部降水偏多时，南部降水偏少。同样，与之对应的时间序列也存在着年际和年代际变化。从滑动平均的结果可以看出，20世纪80年代初期以前，这一模态主要以正位相为主，一直到20世纪90年代中后期则主要以弱的负位相为主，20世纪末期前后为一短期的正位相，21世纪初到2015 年为显著负位相时期，随后又转变为正位相（见图4）。

4 结论

通过对近51年兴安盟夏季降水的分析得到以下结论。

1）兴安盟夏季降水的分布、降水的均方差分布均表现为由北向南递减的特点，中心区域均位于东北部的胡尔勒站，说明该地是兴安盟夏季降水最集中的区域，也是夏季降水异常频发、异常强度较大的地区。

2）近51年来兴安盟夏季降水呈负增长趋势，增长率为-5.1 mm/10年。此外，夏季降水经历了偏少、显著偏多、显著偏少、偏多四个阶段。

3）兴安盟夏季降水EOF分解的第一模态表现为全盟一致型，即全盟降水一致偏多或偏少；第二模态表现为南北反向型，即当北部降水偏少时、南部降水偏多，反之亦然。两个模态对应的时间系数序列均表现出明显的年际和年代际变化特征。并且，由于第一模态的方差贡献率高达70%，其时间系数序列与兴安盟51年平均的夏季降水序列高度一致。

参考文献：

[1] 孙荣宇.2014年夏季内蒙古东部一次对流暴雨成因分析[J].内蒙古科技与经济，2016（12）：50-52.

[2] 刘宽晓，徐蔚军，张俊洋，等.多种指导预报产品对兴安盟降水、气温检验与分析[J].内蒙古气象，2005（4）：12-14.

（责任编辑：赵中正）