内蒙古中东部降水特征分析

摘 要：利用内蒙古中、东部共89个国家气象观测站1961—2016年逐日降水量资料以及西北太平洋副热带高压脊线资料，对内蒙古中东部地区降水量时空分布及降水集中期变化特征进行分析。

关键词：年降水量;降水集中期;开始日期;结束日期;降水集中期强度

中图分类号：S161

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191015050

引言

全球气候变化对降水的影响十分突出[1]，降水时空分布的非均匀性在不断增加[2-4]，极端气候事件的强度和频率也在加剧[5]。内蒙古由东至西从湿润、半湿润气候向干旱、半干旱气候逐渐过渡，地形复杂多样、生态环境脆弱[6]，且经常同时受到多个不同路径天气系统的影响[7，8] ，如东部主要受东北冷涡活动影响，而中部则受东亚夏季风向北推进的影响。特别是内蒙古中东部地区分布有2类典型生态脆弱区，北方农牧脆弱区和干旱半干旱脆弱区[9]，生态系统对气候变化敏感。研究降水的分布、降水集中期的变化等对生态环境脆弱区合理水资源利用、农业生产合理配置等具有重要的影响。

目前对内蒙古降水特征的分析多集中在降水量的时空分布[10，11]极端降水事件变化[12]和影响[13，14]研究上，对降水结构及降水集中期水量分配的变化和发生时间的变化研究较少。本文对内蒙古中东部地区降水的时空分布特征及降水集中期的时间、强度等特征进行研究，以期为水资源合理利用及农业生产合理配置等提供科学依据。

1 资料和方法

1.1 数据来源

内蒙古中东部地区（中部：锡林郭勒盟、乌兰察布市、呼和浩特市、包头市;东部：呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市）共89个国家气象观测站1961—2016年逐日（前日20∶00至当日20∶00）降水量资料来源于内蒙古气象信息中心的信息化资料库，1961—2016年逐日西北太平洋副热带高压脊线资料来源于国家气候中心网站。

1.2 研究方法

在气候监测业务中，内蒙古中部属于华北雨季监测区域范围，而东部地区属于东北雨季监测区域范围，因此本文中内蒙古中部降水集中期开始、结束时间采用《华北雨季监测业务规定（试行）》中方法进行判定，东部采用《东北雨季监测业务规定（试行）》中方法进行判定，降水集中期综合强度均采用《华北雨季监测业务规定（试行）》中的雨季综合强度公式进行计算。

1.2.1 降水集中期开始日的判定

内蒙古地区自某日起（中部7月1日开始，东部6月1日开始），当连续5d平均的西太平洋副热带高压脊线位于N25°以北时（东部不需考虑此条件），若监测区内某站连续5d的累计降水量超过阈值（中部为25mm，东部为该站6—9月平均日降水量的8倍），且5d内至少有1d日降水量超过阈值（中部为10mm，东部为7mm），则首个超过阈值的日期即为该站降水集中期开始日，当累计开始站点比率达到或超过阈值时（中部为60%，东部为50%），则将该日定为该区域降水集中期开始日。

1.2.2 降水集中期结束日的判定

降水集中期开始后（东部自8月1日起），若监测区内某站截止某日时，向前连续10d中逐日5d向前滑动累计降水量均小于阈值（中部为25mm，东部为该站6—9月平均日降水量的5倍），则将该日定为该站降水集中期结束日。当累计结束站点比率达到或超过阈值时（中部、东部均为50%），则将该日定为该区域降水集中期结束日。

1.2.3 降水集中期强度

降水集中期强度由降水集中期的总降水量、平均降水量和降水集中期长度权重求和的大小确定。降水集中期强度指数（Mi）计算公式：

其中，L为某年某区域降水集中期的长度（日数）;L0为某区域降水集中期的气候平均长度（日数）;R为某年某区域降水集中期内监测站总降水量;R0：为某区域降水集中期内监测站总降水量气候平均值;（R/L）为某年某区域降水集中期内平均日降水强度;（R/L）0为某区域降水集中期平均日降水强度的气候平均值。

2 结果分析

2.1 降水量时空分布特征

内蒙古中东部地区年降水量地区间差异显著，自东向西逐渐减少（图1），仅锡林郭勒盟西北部、乌兰察布市北部、包头市北部地区不足200mm，其余大部地区年降水量在200～400mm之间，呼伦贝尔市大部、兴安盟大部等地达400mm以上。年降水量最大的是呼伦贝尔市鄂伦春旗 （542.3mm），最小的是锡林郭勒盟二连浩特（140.1mm）， 二者相差达 402.2mm。1961—2016年内蒙古中东部地区平均年降水量线性变化趋势均不显著。由历年降水量距平百分率变化可见（图 2），中部地区年降水量变幅在-40.8%～38.7%之间，而东部地区在-26.5%～53.4%之间，大多数年份中部地区年降水量变化幅度较东部地区更大。中东部地区进入21世纪后降水量明显偏少，仅2012年之后有所增加，尤其是东部地区在1998年降水量距平达到峰值后降水持续偏少，为56a来降水量最少的时期。

2.2 降水集中期变化特征

2.2.1 时间变化

对1961—2016年内蒙古中东部历年降水集中期开始、结束日期进行统计分析，结果显示，近56年内蒙古中部降水集中期开始日期在7月6日—8月13日之间，多年平均值和常年平均值（1981—2010年，下同）均为7月23日;降水集中期结束日在7月22日—8月28日之间，多年平均值和常年平均值均为8月10日;降水集中期长度在6～39d之间，多年平均值为20d，常年平均值为19d。56a来东部降水集中期开始日期在6月6日—7月6日之间，多年平均值为6月17日，常年平均值为6月18日;降水集中期结束日在8月1日—9月13日之间，多年平均值为8月20日，常年平均值為8月19日;降水集中期长度在33～96d之间，多年平均值为65d，常年平均值为63d。相对而言，内蒙古中部降水集中期开始较晚，结束较早，降水集中期长度较短，而东部降水集中期开始早，结束晚，降水集中期长度较长。

从年际变化来看，内蒙古中部降水集中期开始和结束日期的年际振荡幅度较大，二者在年际变化上存在显著的正相关特征（相关系数0.76，P<0.01），即开始日期提前，则结束日期也提前，反之亦然。而东部降水集中期开始和结束日期的年际振荡幅度较小，二者在年际变化上的相关关系不显著。由降水集中期开始、结束和降水集中期长度的时间变化趋势来看（表3），内蒙古中部降水集中期开始、结束日期和降水集中期长度都没有显著的变化趋势;东部降水集中期结束日期提前的变化趋势显著（相关系数-0.37，P<0.01），而东部降水集中期的开始日期和降水集中期长度均没有显著的变化趋势。

2.2.2 强度变化

对1961—2016年内蒙古中部和东部历年降水集中期雨量进行统计分析，结果显示，56a来中部降水集中期降水量在18.9（2009年）～197.3mm（1964年）之间，多年平均值为76mm，常年平均值为68.7mm;降水集中期综合强度指数在-1.47（1986年）～3.16（1964年）之间，多年平均值为0，常年平均值为-0.02。近56a东部降水集中期降水量在91.5（1968年）～450.1mm（1998年）之间，多年平均值为225.6mm，常年平均值为225.1mm;降水集

中期综合强度指数在-1.2（1968年）～1.4（1998年）之间，多年平均值和常年平均值均为-0.1。相对来说，中部降水集中期雨量较少，降水集中期强度大，而东部降水集中期雨量较大，但强度小。

从年际变化来看，中部降水集中期雨量和降水集中期综合强度指数的年际波动幅度大，而东部则波动幅度较小。56a来变化趋势均不显著，但阶段性特征明显，特别是东部降水集中期雨量和综合强度在1998年之后明显减小。

3 结论

综合以上分析结果可以看出，内蒙古中东部地区降水量有其鲜明的地域特点。主要结论如下：

内蒙古中东部地区年降水量地区间差异显著，呈自东向西递减的空间分布特征。中部地区年降水量变化幅度较东部地区大，进入21世纪后中东部地区降水量明显偏少，尤其是东部地区在1998年之后为56a来降水量最少的时期;

中部降水集中期一般于7月下旬开始、8月上旬结束，开始较晚，结束较早，降水集中期长度较短，56a平均值为20d;而东部降水集中期一般于6月中旬开始、8月中旬结束，开始早，结束晚，降水集中期长度较长，56a平均值为65d;

中部降水集中期开始和结束日期有相近的年际波动趋势，东部降水集中期的结束日期有显著提前的趋势;

中部降水集中期雨量较少，降水集中期强度较大，而东部降水集中期雨量较大，降水集中期强度小。东部降水集中期雨量和雨量强度均在1998年之后明显减小。

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作者简介：

刘林春（1986-），男，工程师。研究方向：短时临近预报与数值天气预报研究。