华北降水及变化特征.docx
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华北降水及变化特征
第三章
华北降水及变化特征.........................................................................................................
2
3.1
华北降水特征....................................................................................................................
2
3.1.1
年降水.....................................................................................................................
2
3.1.2
降水年内分布.........................................................................................................
3
3.2
华北降水变化....................................................................................................................
4
3.2.1
年变化.....................................................................................................................
4
3.2.2
季节变化.................................................................................................................
5
3.2.3
空间分布.................................................................................................................
7
3.3
小结与讨论......................................................................................................................
11
第三章华北地区降水量及其变化特征
在讨论城市化对华北降水序列影响之前，首先对华北降水及变化特征做一详
细的分析，以便下文进一步的分析。
3.1降水量特征
本节讨论降水量变化特征所采用的资料为1971—2000年累年均值。
3.1.1年与季降水量分布
华北地区年降水量在200—1000毫米之间，平均降水量为535.8毫米。
南北差异较大，各地分布不均，从华北年降水量分布可以看出，年降水量基本由西北向东南递增。
华北西北部内蒙古地区为少雨区，年降水量大多在400毫米以下；
华北东南部的河南、山东以及安徽和江苏北部为多雨区，年降水量大多在600毫米以上。
图3.1华北年降水量分布图（毫米）
图3.3为华北各季节降水量分布。
可以看出，各季节分布趋势与年分布相似，依然是南多北少。
春季，平均季降水量为83.3mm，内蒙地区季降水量在50mm
以下，区域中部大部分地区在50-100mm，南部部分在100mm以上。
夏季，平均季降水量为332.4mm，西北部内蒙地区季降水量较少，在250mm以下，华北
西部陕西、山西季降水量也相对较少，在250-300mm，华北东部季降水量多于
西部，东南部季降水量最多，在400mm以上。
秋季，平均季降水量为102.6mm，
分布同夏季相似，但大部分地区季降水量多于春季，100m线北移。
冬季，平均
季降水量为17.5mm，华北北部大部分地区在10mm以下，安徽和江苏北部一带
季降水量超过50mm。
春季夏季
秋季冬季
图3.3华北各季节降水量分布
3.1.2降水年内分配
根据华北各气象站月降水资料，利用区域平均方法建立华北地区月降水量序
列。
华北降水以7月最多，8月次之；1月最少，12月次之。
华北主要降水时段
集中在夏季三个月，降水量达332.4毫米，占全年总降水量的62%；冬季各月降
水量均不足8毫米，季降水量仅为17.5毫米仅，占全年总降水量的3%；春秋两
季降水基本相当，但秋季降水略多于夏季，春季降水量为83.3mm，占全年总降
水量的16%，秋季降水量为102.6mm，占全年总降水量的19%。
160
）
m120
（
量80
水
降40
0
123456789101112月份
图3.2华北各月降水量变化
3.2降水量变化
本节降水量变化特征分析时段为1961-2005年和1980-2005年。
3.2.1年降水量
图3.4给出了华北地区年降水量序列。
从1961—2005年华北有的下降趋势，趋势系数为-0.212，趋势较为明显，但没有超过显著性水平。
降水量减少速率为
12.6mm/10a。
1961—2005年，降水最多的年份是1964年，最少的年份是1997
年。
从5年滑动平均曲线可以看出，在近45年中，总体呈下降趋势，但期间波
动明显，有三次明显的减少阶段。
60年代、70年代中期至80年代初期和90年
代。
60年代降水量呈减少的趋势，降至平均值附近，而后稍有增多，70年代中
期至80年代初期，降水量下降至均值以下。
华北降水在1965年由明显偏多变成
偏少，70年代末又再次减少。
从80年代开始，一直在均值附近波动，降水量缓
慢上升。
90年代降水量又出现明显的减少趋势降至均值以下，而后呈迅速增多
趋势。
850
800
750
700
）
m
m650
（
量600
水550
降
500
450
400
350
196119651969197319771981198519891993199720012005
年降水量累年平均趋势线5年滑动平均
图3.41961—2005年华北历年年降水量变化曲线
表3.1分别给出华北1961—2005、1980—2005两个时段的降水趋势系数和
变化速率，可知，近45年有较明显的减少趋势，变化速率为12.6mm/10a，但
近26年有弱增加趋势，变化速率为10.4mm/10a。
表3.1华北各时段降水趋势系数
时段
1961—2005
1980—2005
趋势系数
-0.212
0.110
变化速率[mm/10a]
-12.6
10.4
（注：
标*表示超过0.1
显著性水平，标**表示超过0.05
的显著性水平）
3.2.2季节变化
图3.5给出华北各个季节降水序列。
华北四季降水量，春、夏、秋三季整体上都呈下降趋势，但速率各不相同，春季下降速率为0.8mm/10a,夏季下降速率为8.1mm/10a,秋季下降速率为4.4mm/10a。
三个季节中，夏季的变化趋势最明显，春季最弱。
华北冬季有弱增加趋势，变化速率为0.7mm/10a。
200
180
春季
160
）
140
m
120
m
（
量100
水80
降60
40
20
0
196119651969197319771981198519891993199720012005
降水量累年平均5年滑动平均趋势线
450
夏季
400
）
m
m350
（
量
水300
降
250
200
196119651969197319771981198519891993199720012005
降水量累年平均5年滑动平均趋势线
250
秋季
200
）
m
m150
（
量
水100
降
50
0
196119651969197319771981198519891993199720012005
降水量累年平均5年滑动平均趋势线
50
45秋季
40
）35
m
m30
（
量25
水20
降15
10
5
0
196119651969197319771981198519891993199720012005
降水量
累年平均
5年滑动平均
趋势线
图
3.51961
—2005年华北历年各季节降水量变化曲线
从波动形式来看，四季降水变化不尽相同。
春季降水从
60开始呈减少趋势
直至70年代末，但前期变化迅速，后期变化缓慢，从80年代开始，呈增加趋势，直至80年代末期，之后呈明显波动变化，但目前仍处于一个较低水平。
夏季降
水一直在均值附近波动，但起伏较大，至90年代有一明显的减少趋势，2000年
之后略有增加趋势，但目前仍处于一个较低的水平。
秋季降水，60—80年代末
期呈波动减少态势，90年代之后呈增多趋势。
冬季降水呈“两峰三谷”型波动
变化，峰点出现在70年代后期和80年代末期，90年代至今，降水呈明显增多
趋势。
分别计算出华北四季不同时段降水趋势系数及变化速率，列表如下。
分析可
知：
春季近45年和近26年趋势相同，都趋于减少，但近26年变化速率较快。
夏、秋两季，两时段变化趋势相反，近45年为减少趋势，近26年却有增加趋势，
增加速率分别为
3.3mm/10a、4.8mm/10a。
冬季，两时段变化趋势相同，均为增
加的趋势，但近
26年增加趋势明显，变化速率较快，由
0.7mm/10a增加至
2.7mm/10a。
表3.2
华北四季不同时段降水趋势系数及变化速率（
mm/10a）
季节
1961—2005
1980—2005
趋势系数
变化速率
趋势系数
变化速率
春季
-0.034
-0.8
-0.021
-0.9
夏季
-0.199
-8.1
0.046
3.3
秋季
-0.172
-4.4
0.114
4.8
冬季
0.094
0.7
0.211
2.7
（注：
标*表示超过0.1显著性水平，标
**表示超过0.05
的显著性水平）
3.2.3降水趋势的空间分布
图3.6、3.7分别绘出了华北1961—2005年、1980—2005年两个时段年降水量趋势系数分布。
可以看出近45年，华北北部内蒙一带和南部安徽、江苏和河南一带有较明显的变湿趋势，其余大部降水量呈减少趋势，其中陕西中部、山西中部变干趋势显著。
近26年，华北变湿范围扩大，尤其在华北东南部河南、山东一带，变湿趋势最为明显；华北的西南部与东北部部分地区降水仍为减少趋势，陕西中部、山西中部变干趋势依然较为明显。
图3.61961—2005年华北年降水量趋势系数
图3.71980—2005年华北年降水量趋势系数
图3.8给出了1961—2005年华北各季降水量趋势系数分布图。
从各季节的降水量趋势变化分布来看：
春季，华北地区陕西、河南、山西南部以及山东河北
交界地区降水量有减少的趋势，华北北部大部分地区呈增加的趋势；夏季，华北大部分地区呈减少趋势，尤其河北、北京、天津一带负趋势显著；秋季，华北西
部呈减少趋势，尤其在陕西北、中部负趋势显著，华北东部呈增加趋势，河北、北京、天津一带增加趋势明显；冬季，华北大部分地区呈增加趋势，趋势较为明显，区域集中在北部和南部，尤其北部内蒙一带增加趋势显著。
从地域上来看，山西中、南部和陕西中部春、夏、秋三季均出现变干的趋势，
出现连旱的可能性大。
春季夏季
秋季冬季
图3.81961—2005年华北各季降水量趋势系数
图3.9给出了1980—2005年华北各季降水量趋势系数分布图。
春季，趋势
分布与近45年分布相似，但负趋势范围扩大，且减少趋势显著的区域向北移至山
西省中南部；夏季，趋势分布与近45年分布相似，但华北东南部变湿区域扩大，
且增加趋势显著区域也有所增加；秋季，近26年华北大部为增加趋势，且大部分
地区趋势明显，山西北部趋势最为显著。
冬季，趋势分布与近45年分布相似，但
变湿区域增加，且显著区域南移至山西内蒙交界一带以及河北西北部。
春季夏季
秋冬
图3.91980—2005年华北各季降水量趋势系数
3.3小结与讨论
本章对华北地区的降水气候特点及其降水变化趋势进行了分析。
得出以下结
论：
⑴华北平均年降水为535.8毫米，呈南多北少分布，南北差异较大。
各季节
分布与年分布相似。
降水集中在夏季，占全年总降水量的62%。
⑵1960—2005年，华北降水有较明显的减少趋势，变化速率为12.6mm/10a。
前期和末期变化幅度较大，中间阶段波动较小。
各季节中，春、夏、秋三季与年
变化趋势相同，夏秋两季变化幅度较大。
冬季与年趋势相反，呈弱增加趋势。
⑶1980—2005年，华北近26年与近45年变化趋势相反，有弱增加趋势，变化速率为10.4mm/10a。
各季节中，春、夏、冬三季与近45年变化趋势相同，
但变化速率均较快，秋季两时段变化趋势相反，近26年有增加趋势。
⑷从趋势分布来看，近45年华北中部变干趋势明显，但近26年，变干范围有所减小。
近45年，夏、秋两季负趋势范围较大，春季较小，冬季大部分地区为正趋势。
近26年春季负趋势范围较近45年增加，但夏、秋、冬三季变湿区域均较近45年增加，且秋、冬两季华北大部分地区季降水量有增加的趋势。
对于华北降水变化方面的分析，陈隆勋（1991）、翟盘茂（1999）、左洪超
（2004）、王遵娅（2004）、任国玉（2005）等都曾做过相关研究，因研究所选用的资料不同、年代长度不同以及选取的方法不同，因而结果略有差异，但结论
是基本相似的。
本文结论也与前人研究成果相同，均表明华北降水有减少的趋势。
华北位于干旱和半干旱地区，降水是该区域水资源的主要来源，华北降水在
20世纪60年代年由明显偏多变成偏少，并且70年代末又再次减少，造成华北干
旱趋势进一步加剧。
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