内蒙古呼和浩特市周边降水特征分析

寇 宇

(呼和浩特市赛罕区气象局，内蒙古 呼和浩特 010020)

降水量变化成为影响环境变化十分敏感的关键元素之一[1]。随着科技的进步，时代的发展。农业、牧业、林业等仍然是我国重要的经济建设基础[2]。而受降水量影响最为严重，最直接的也是农业、牧业。

针对内蒙古中部的降水特征和时空分布，国内外的很多专家学者做了大量研究。内蒙古气象局高涛[3]等,研究了近47年(1961年～2007年)内蒙古地区降水和气温的时空变化特征。结果表明:内蒙古地区降水的空间变化以20世纪60年代全区大范围普遍偏少,70年代东部偏少、西部略多,80年代东部偏多、中西部偏少和90年代全区普遍偏多为特征,特别在21世纪的前7年间,全区降水大范围偏少,尤以东部地区为重,东北部地区比常年降水偏少86.3mm。2015年，内蒙古农业大学李宝文[4]等，通过统计分析内蒙古中西部等29个气象站近六十年的降水资料，通过统计分析揭示了内蒙古中西部年均降水量的分界线大致沿阿拉善左旗-杭锦后旗-锡林浩特-西乌珠穆沁旗分布。1998年，Rajagopalan[5]，Interannual variability in western US precipitation美国西部降水的年际变化，利用光谱分析法，分析了子午线几个站点的月降水时空分布，还分析研究了月平均降水量与大气指数之间的频谱一致性。白晓慧[6]等对内蒙古通辽市近30年降水变化分析，发现该市在研究期间内降水量整体趋势减少同时降水年变率较大。

1 资料来源及方法

笔者采用的1981年～2000年月、季、年降水量资料来自呼和浩特市周边6个气象站。它们分别为呼和浩特市站、土左旗站、和林格尔站、托克托县站、武川站以及清水河站。它们分布在呼和浩特市4个不同方向，对研究呼和浩特市周边降水具有代表性。

利用HYSPLIT模式模拟呼和浩特市1995年～2000年逐日72h气团输送后向轨迹，来反映降水气流输送的特征。

PSCF方法是一种基于气流轨迹分析来识别水汽源区的方法，它是通过结合气流轨迹和当日降水量来给出可能的水汽位置[7]。

2 结果与讨论

2.1 自然区域概况

2.1.1 地势特征。内蒙古高原是中国四大高原之一，是蒙古高原的一部分，又称为北部高原，地跨中国东北、华北、西北部地区，地理位置处于阴山山脉的北部，大兴安岭的西部，北面与蒙古国接壤。西到东经107°附近。位于北纬40°21′～50°52′，东经106°～121°40′。面积约34万平方千米[8]。在世界的自然区域划分中,列属知名的亚洲地区中部、蒙古高原的东南地段，在中国的四大高原之中位列于第二大高原。在内蒙古地区高原约占全地区总面积的53.5%，次之为山地占到20.8%，之后为丘陵占到16.5%，平原地区与滩川地占到8.6%，湖泊、河流以及水库等面积约占0.9%[9]。

图1 内蒙古中部地势

2.1.2 气候特征。内蒙古地区气候的类型为典型中温带季风气候，主要特点为降水少量少并且分布不均，降水量的多少主要受地形地势和距离海洋的远近影响，自东向西年均降水量由500mm递减为50mm左右。气候带呈现带状分布，从东部阿尔山向西部阿拉善地区变化分布为湿润区、半湿润区逐步过渡为半干旱区以及干旱区。

2.2 内蒙古中部降水特征

2.2.1 降水空间分布。图2是1981年～2000年平均降水量柱状图，采集的6个气象站点分别是和林格尔县站、呼和浩特站、清水河站、土左旗站、托克托县站和武川县站几个中部气象站点1981年～2000年20年的年平均降水量数据。图2中可以看出，以呼和浩特站为中心分布的5个站点平均降水量趋势基本一致，其中呼和浩特、和林格尔县、清水河20年降水量分布较为均匀，年降水量基本一致，原因是这3个站点都处于地势平坦地区。而土左旗年降水量明显分布不均匀，其中峰值出现在1998年，由于土左旗地势多以山脉为主，处于阴山山脉，大青山中部地区，又有大黑河、小黑河及什拉乌素河3条河流分布其中。受到下垫面的影响，降水量年平均波动较大。托克托县地处于内蒙古自治区中部、大青山的南麓、呼和浩特市区的西南部，黄河中上游的分界处北岸土默川平原之上。地形地势呈现东南高但西北、西南较低，平均降水量均少于400mm。武川县地形地势位于内蒙古自治区的中部，呼和浩特市区的西北部，地处于阴山的北麓。武川县的地势比较高，最高海拔为2 327m，是6个站中海拔最高的一个观测站。武川县境内的地形由南至北逐渐降低，东、西以及南三面环山，被大青山包围，形成武川盆地。平均降水量不足350mm。

图2 1981年～2000年平均降水量

2.2.2 降水时间分布。由图3中可以看出最低值年份体现在1986年～1987年和1999年，年际平均降水量未达到300mm，比较往年的均降水量400mm～500mm相差是较大的，其中1986年最低值的地区为托克托县，年平均降水量接近200mm。在1999年最低值中出现的地区为土默特左旗，降水量值一样接近于200mm。而最高值则出现年份在1998年。该年份土左旗达到了降水的峰值，超过了年平均600mm降水量线。其他年份较为平均，基本在500mm左右。

图3 1981年～2000年降水量趋势

图4中可以看出，根据内蒙古中部呼和浩特市周边6个观测站20年(1981年～2000年)的逐日平均降水数据进行分析，从图4中可以看出，降水量主要集中于6月～9月，其中7月份的量值达到最高，约950mm左右。

图4 1981年～2000年月平均降水量分布

2.3 水汽的来源与轨迹分布

2.3.1 水汽的来源。利用HYSPLIT轨迹模型，对1990年～2000年5年的降水数据，进行了下载分析。从图5中可以看出，内蒙古中部主要的水汽来源主要集中于华北中北部，内蒙古中部、南部以及西部地区。水汽源区以华北北部为中心点。从图中可以明显地看出，水汽源区比较集中，但是内蒙古中部年均降水量仍然在500mm左右。原因主要受到地形地势影响。

图5 内蒙古中部降雨来源分布

2.3.2 水汽的轨迹分布。从图6中可以看出，华北北部，内蒙古中部、南部地区，水汽轨迹主要来源于内蒙古的西北部，这是受到西伯利亚冷空气的侵扰，形成比较明显的水汽轨迹，另外华北西南部也有较为明显的水汽轨迹出现，这是受到季风影响所形成的降水。内蒙古中部以及华北北部大部分地区属于温带季风性气候。

图6 内蒙古中部水汽轨迹分布

3 结论

①内蒙古中部地区呼和浩特市周边降水量变化的特征受到各大气环流的自身特有周期性影响。②内蒙古中部地区呼和浩特市周边的区域降水量变化的特征及周期性并不完全相同，而是基于年平均降水量的分布界线划分出季风区和西风区的区域降水量变化，表现出了相反的不同趋势变化。内蒙古中部的季风区年降水量呈现出了下降的趋势，而西风区的降水量则呈现出了上升的趋势。③1981年～2000年20年期间,内蒙古地区中部、呼和浩特市区周边地区降水量的年际波动变化较大,且呈现出了增加的趋势。各个年份平均降水量的差异并不大。80年代总体呈现出了增加上升的趋势，90年代总体呈现出了下降减少的趋势。呼和浩特市周边地区的年降水量变化周期性十分明显。④在全球变暖的背景影响下,我国的各地区的降水量变化区域性差异比较显著,西北地区有明显增加的趋势,华北地区降水量有显著减少趋势,内蒙古中部呼和浩特市周边的地理位置决定了其降水量变化同时具有上述两个地区的特点。内蒙古中部地区土地覆被类型以草原为主,水分是最重要和敏感的生态要素,降水变化会对土地覆格局产生严重影响。⑤受阴山山脉影响，呼和浩特市北部地区降水量年际变化波动较大，年均降水量相对较少，降水呈现从东向西逐渐减少的趋势。对内蒙古地区以草原生态环境为主的农牧产生的影响十分深远。⑥降水轨迹主要来源于内蒙古的西北部、华北西南部、西北部地区主要受到西伯利亚冷空气的影响，西南部地区主要受到季风影响。