中国冬季日降水变化特征分析

张雨 杜雪松 丛宇辰

摘要 将中国584个气象台站分为8个区域，分析了1961—2011年冬季全国及各区域降水量和降水频率，研究中国冬季降水变化特征，并探讨冬季各区域降水的突变性。结果表明：1961—2011年中国冬季降水量呈增加趋势、降水频率呈下降趋势。我国西北西区、西北东区、青藏高原区和东北区降水量和降水频率均呈不同程度增加趋势，其中西北西区2个要素上都呈显著增加趋势；长江中下游区、华南区和华北区降水量趋于不同程度增加，降水频率呈不同程度减少趋势，以长江中下游区和华南区变化最明显。20世纪90年代和2000年后之有较大变化，2000年后降水量变化较大，全国区域平均降水量在1987年发生了突变。

关键词 冬季降水；降水总量；降水频率；变化特征

中图分类号：P426 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）07–0163-03

降水和温度是气候变化特征中2个最重要的气候要素。研究降水可以对洪涝、干旱、暴雨、连阴雨等自然灾害进行提前防御，将损失降到最低，还会影响多种能源的开发利用。我国幅员辽阔，地处活跃的东亚季风区，各个区域降水情况不同，而不同地区的气候变化也各有特点，因此在讨论我国降水情况时，分区分析才能更清晰、准确地得出结论。王绍武等[1]曾给出东部35个站百年降水序列；翟盘茂等[2]对近40～50年中国降水研究表明，全国年降水量呈减少趋势，但西部降水量增长趋势明显，其中最明显的是西北，西南部分地区出现减少趋势。以中国584的气象站点1961—2011年的逐日降水资料为基础，对降水趋势的空间及时间分布特征进行分析，从降水量和降水频率2个方面的空间分布和趋势分布进行分析，分析各个年代际的平均值，以更清晰地了解我国降水情况，以及51年来冬季日降水变化。

1 资料和方法

1.1 资料

选取1961—2011年我国584个地面观测站的逐日降水资料，降水频率在本文被定义为12、1、2月有降水的天数占总天数的百分比。

1.2 方法

本文分析中国不同区域冬季降水的变化情况时，采用文献的划分方法，按气候区将全国分为8个区[1]。图1中斜线和位于120°E的竖线基本沿多年平均年总降水量400 mm等值线，这大致是干旱/半干旱区与湿润/半湿润区的分界线；位于107.5°E的竖线将全国分为东、西2个部分；东部则按中国夏季雨带的推进过程划分为4个区；西部位于97.5°E的竖线大致沿西藏自治区和四川省的交界线；位于102.5°E的竖线为西北地区降水增加区域和减少区域的分界线。为了反映降水气候特征的长期趋势变化，本研究采用了一元线性趋势分析对资料序列进行变化趋势分析。在分析冬季降水的气候倾向率时，采用最小二乘法计算气象要素值与时间的线性回归系数，即得到降水倾向率。由于去掉了气象要素的均方差和单位对线性回归系数数值大小的影响，从而可在不同地理位置、不同气候要素之间比较趋势变化的大小，同时可以对计算所得到的倾向率进行相关系数的统计检验。倾向率为正（负）时，表示气候要素在所统计的时间内有线性增加（减少）的趋势[2-6]。

2 结果与分析

2.1 降水量的时空分布及变化

2.1.1 冬季降水量的空间分布及变化

我国冬季平均降水量大体由东南区向西北区递减（图1）。长江中下游地区、华南地区和西南地区降水量较大，普遍大于90 mm，广东福建沿海地区，降水量达到180 mm以上；降水量最小的区域为西北西区，降水量在30 mm以下。

由图2可以看出，西北西区、西北东区、东北区、华北区、华南区、青藏高原区长江中下游区的降水都能显示出较为明显的增长趋势，西北西区和西北东区更为显著；相反，西南区降水呈现较为明显的减少趋势。

2.1.2 中国8个分区冬季降水量的年际和年代际变化 长江中下游地区的年变化趋势呈明显的上升趋势，在20世纪60年代、70年代、90年代以及2000年后都呈现了较明显的增长趋势。20世纪80年代相比20世纪70年代的降水量的年变化有所减少，但总的趋势是呈上升趋势。西南地区的年变化趋势呈较弱的下降趋势，各年代的值有所波动，且最低值为20世纪70年代，最高值为20世纪90年代，但总体呈较弱的下降趋势。西北西地区的年变化趋势呈明显的上升趋势，在20世纪60年代、70年代、90年代以及2000年后都是呈现了一个较明显的增长趋势。但是20世纪80年代相比20世纪70年代的降水量的年变化有所减少，但总的趋势是呈上升趋势。西北东地区的年变化趋势呈上升趋势，各年代的值有所波动，20世纪60年代为最低值，其他各年代都较20世纪60年代有上升趋势，其中以2000年后为最大。华南地区的年变化趋势呈明显的上升趋势，在20世纪70年代、80年代和90年代都是呈增长趋势。但是2000年后相比20世纪90年代的降水量的年变化有所减少。华北地区的年变化趋势呈非常不明显的上升趋势，各年代的变化上下波动较明显，20世纪70年代相比60年代降水量的年变化有显著增加，而在20世纪70年代、80年代和90年代之间的降水量都是呈现了较明显的下降趋势。2000年后相比于90年代的降水量的年变化有所增加。高原地区的年变化趋势呈上升趋势，在60年代、70年代、80年代以及90年代都是呈现了明显的增长趋势。但是在2000年以后，降水量的年变化有明显的下降。但总的趋势是呈上升趋势。东北地区的年变化趋势呈上升趋势，各年代的变化有一定程度的波动，2000年后相比90年代的降水量的年变化有明显的上升趋势[7]。

长江中下游地区、西北西地区、西北东地区、华南地区、华北地区、青藏高原地区以及东北地区为上升趋势，其中西北西地区、西北东地区和青藏高原地区上升趋势最显著，其他几区的上升趋势较弱，不明显。相反，西南地区则呈下降趨势，气候倾向率为-0.12 mm/10年（表1）。

2.2 降水频率的时空分布及变化

2.2.1 冬季降水频率的空间分布及变化 我国冬季降水频率有东南向西北递减。长江中下游地区、华南地区和西南地区降水频率较大，普遍大于0.25，尤其是西南地区降水频率达到0.4；降水频率较小的区域为西北西区和西北东区，在0.1以下（图3）。

我国南部大部分地区降水频率都呈减少趋势，其中主要是西南、华南、华北以及长江中下游地区较为显著，而且局部地方的降水频率气候倾向率达-1.6%/10年，而新疆北部呈较明显的增加趋势（表2、图4）。

2.2.2 中国8个分区冬季降水频率的年际和年代际变化 长江中下游地区降水频率呈下降趋势，各年代平均值随时间逐年下降，2000年后有所上升，但总体趋于下降。西南地区年降水频率呈下降趋势，20世纪60～80年代降水频率呈明显的下降趋势，90年代较80年代有所增加，而2000年后较20世纪90年代有所减少。西北西地区年降水频率呈增加趋势，20世纪70年代较60年代有所增加，20世纪80年代较70年代有所减少。从20世纪80年代至2000年以后的降水频率为逐年增加。西北东地区的降水频率的年变化趋势呈上升趋势。从20世纪60～80年代逐年增加，90年代较80年代有所減少，但2000年以后有所增加。华南地区的降水频率的年变化趋势呈下降趋势。从20世纪60年代至2000年后逐年的减少。华北地区的降水频率的年变化趋势呈下降趋势。各年代的变化有一定程度的波动，20世纪70年代较60年代有所增加，70～90年代逐年减少，2000年以后又有所增加，但整体呈下降趋势。青藏高原地区的降水频率的年变化趋势呈现上升趋势。从20世纪60～90年代逐年增加，但在2000年以后的降水频率较90年代有大幅度减少。东北地区降水频率的年变化趋势呈很弱的上升趋势。各年代变化趋势不大，几乎为一个固定大小的值，但总体呈小幅度上升趋势[8-10]。

西北西地区、西北东地区、青藏高原地区及东北地区出现上升趋势，其中西北西地区的上升趋势最显著，其他几区上升趋势较弱。相反，长江中下游地区、西南地区、华南地区及华北地区呈下降趋势，其中长江中下游地区、西南地区、华南地区下降趋势最显著。

3 结论

（1）就全国范围来看，我国冬季降水量趋于增加的地区比降水频率呈增加趋势的地区更大，即降水量普遍呈增加趋势，而降水频率普遍呈下降趋势。20世纪70年代相对60年代，冬季降水量增加的地区较多，小部分地区呈减少趋势；20世纪80年代相对于70年代，降水量增加的地区有所减少；20世纪90年代较80年代，降水量增加地区较多，小部分地区为减少趋势；2000年以后相对于20世纪90年代，降水量增加地区和降水量减少地区变化显著。

（2）西北西区、西北东区、青藏高原区和东北区降水量和降水频率都呈增加趋势，且都有不同程度增加，其中西北西区增加趋势最显著；长江中下游区、华南区和华北区降水频率呈不同程度减少趋势，且降水量呈不同程度增加趋势。

参考文献

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Analysis on the Variation Characteristics of Daily Precipitation in Winter in China

Zhang Yu et al（Gongzhuling Meteorological Bureau， Changchun， Jilin 136100）

Abstract Divide 584 meteorological stations in China into 8 regions， analyze the precipitation and precipitation frequency across the country and various regions during the winter of 1961-2011， study the characteristics of winter precipitation variation in China， and explore the abrupt changes in winter precipitation in various regions. The results show that from 1961 to 2011， the winter precipitation in China showed an increasing trend， while the precipitation frequency showed a downward trend. The precipitation and frequency in the northwest western region， the northwest eastern region， the Qinghai-Tibet Plateau region， and the northeast region of China all show an increasing trend to varying degrees， with a significant increase in both elements in the northwest western region; The precipitation in the middle and lower reaches of the Yangtze River， South China， and North China tends to increase to varying degrees， and the frequency of precipitation decreases to varying degrees， with the most significant changes in the middle and lower reaches of the Yangtze River and South China. There was a significant change between the 1990s and after 2000， with significant changes in precipitation after 2000. The national regional average precipitation experienced a sudden change in 1987.

Key words Winter precipitation; Total precipitation; Precipitation frequency; Changing characteristics