内蒙古新巴尔虎左旗降水气候特征分析

孟庆娜

摘要 根据1961～2010年新巴尔虎左旗国家基本气象站降水资料，采用线性趋势分析、重现期分析、变率分析、距平分析等方法，研究新巴尔虎左旗的降水特征。结果表明，50年来新巴尔虎左旗平均降水量为271.8 mm，年平均降水日数为140 d，年最大降水量590.5 mm年最小降水量125.7 mm，夏秋季降水较多，冬春季降水较少；新巴尔虎左旗50年的降水总体为波动中减少的趋势，降水总趋势以-0.69 mm/10a变化率减少，春、冬季降水分别以0.60、0.90 mm/10a变化率增多，夏、秋季降水分别以-0.20、-0.18 mm/10a变化率减少。

关键词 降水量；距平；重现期；变化特征；新巴尔虎左旗

中图分类号 S161.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）20-06713-03

Analysis on Precipitation Climate Characteristics of New Barag Left Banner in Inner Mongolia

MENG Qingna

（New Barag Left Banner Meteorological Administration， New Barag Left Banner， Inner Mongolia 021200）

Abstract According to national basic weather stations precipitation data in New Barag Left Banner during 1961-2010， using linear trend analysis， return period analysis， variable rate analysis， anomaly analysis， the precipitation features of the New Barag Left Banner were studied. The results showed that the average precipitation is 271.8 mm， annual average precipitation days is 140 days， annual maximum rainfall is 590.5 mm. Annual minimum rainfall is 125.7 mm， more precipitation in summer and autumn， less rainfall in winter. The rainfall in New Barag Left Banner in 50 years declined in the overall for fluctuations， precipitation trend reduced with 0.69 mm every 10 years. The rainfall in spring and winter increased by 0.69， 0.90 mm/10a， respectively； summer and autumn rainfall decreased by -0.20、-0.18 mm/10a.

Key words Precipitation； Anomaly； Return period； Variation characteristics； New Barag Left Banner

水是人類赖以生存和发展的不可替代的自然资源，水资源短缺将严重制约经济社会发展。据相关研究表明，全球气候变暖加速了地球系统的水循环，全球总降水量在过去100年有增加趋势，但在干旱与半干旱地区减少，酷热、干旱和洪涝等极端气候事件增加。

新巴尔虎左旗地处大兴安岭北麓、内蒙古自治区呼伦贝尔市西南端，属中温带大陆性季风气候，春季干旱，多大风，夏季温和且雨水集中，秋季降温快，无霜期短，冬季则漫长严寒，积雪期长达140 d左右。年平均气温0.2 ℃，年降水量280 mm左右，降水集中在7～8月，降水变率和年际变化大，分布不均匀，冬、春两季降水量约占全年降水量的16%左右，夏季降水量大而集中，降水量可占全年总降水量的70%左右，秋季降水量也较少。近年来，气候变暖加剧了半干旱区域的干旱化程度，由此引起了草场退化、湿地萎缩等一系列的生态环境问题。陈彬彬等对呼伦贝尔市降水时空分布特征进行了研究，得出部分地区年降水量呈减少趋势[1]；包钢等在对近30年内蒙古气温和降水量变化分析中得出，内蒙古地区年平均降水量总体上表现出不显著的下降趋势，春季和冬季全区降水量呈增加趋势，夏季和秋季降水量呈下降趋势，其中自治区东部和中部地区年降水量呈减少趋势[2]。在全球气候变化背景下，笔者试图根据新巴尔虎左旗1961～2010年降水资料，分析过去50年该地区降水量变化特征及其与全国降水变化的一致性和差异性，以期为相关科学研究提供可靠的数据基础。

1 资料与方法

选取新巴尔虎左旗国家基本气象站1961～2010年1～12月的月降水量资料，按照春季（4～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～翌年3月）求和得出季降水量。采用距平分析法对这些数据进行空间变异性分析，距平分析法主要是用来确定某个时段或时次的数据相对于该数据的某个长期平均值是高还是低。在此分析新巴尔虎左旗近50年降水量的气候变化趋势及旱涝演变规律，并进一步用来判断新巴尔虎左旗未来的旱涝变化趋势。

2 结果与分析

2.1 分钟降雨量分析

根据新巴尔虎左旗1961～2010年日降水量数据，得出5～1 440 min降雨量的最大重现期，分析新巴尔虎左旗5～1 440 min降雨量最大重现期，然后根据各个分钟降水重现期标准，得出1996年6月19日的降雨量均达5、10、15、20、30、45、60、90、120、180、240、360 min降雨量百年一遇的标准。

2.2 降水日数变化

新巴尔虎左旗降雨日数呈逐年增加的趋势，20世纪60～80年代呈逐渐增多的趋势，80年代后呈减少趋势，90年代后又呈增多趋势。最大日降水量为1996年6月19日的87.6 mm。1961～2010年暴雨（24 h降水量>50 mm）出现8 d，分别为1963年6月21日的56.7 mm、1974年9月1日的85.1 mm、1977年7月29日的58.8 mm、1987年7月10日的50.7 mm、1989年7月22日的54.6 mm、1990年7月8日的50.1 mm、1996年6月19日的87.6 mm、1998年8月1日的55.0 mm，平均每年出现0.16 d；

大雨（25 mm<24 h降水量<50 mm）出现62 d，平均每年出现1.24 d，其中60年代出现12 d，70年代出现10 d，80年代出现12 d，90年代出现17 d，21世纪以来出现11 d；中雨（10 mm<24 h降水量<25 mm）出现286 d，平均每年出现6 d，其中60年代50 d，70年代73 d，80年代49 d，90年代59 d，21世纪以来55 d；小雨（0.1 mm<24 h降水量<10 mm）出现3 349 d，平均每年出现68 d，其中60年代出现526 d，70年代635 d，80年代701 d，90年代709 d，21世纪以来778 d。

分析新巴尔虎左旗1961～2010年降水日数可以看出，新巴尔虎左旗降水日数呈逐年波动减少趋势，以7.8 d/10a速度减少；50年来降水平均日数为140 d，其中年平均降雨日数为75 d，年平均降雪日数为54 d，年平均降雨夹雪的日数为6 d； 降水日数最多为191 d，出现在1984年；最少为98 d，出现在2007年。

从日降水量重復期分析可看出，新巴尔虎左旗日降水量百年一遇为85.4 mm，研究期内出现1次，为1996年6月19日的87.6 mm；50年一遇为76.8 mm，出现了1次，为1974年9月1日的85.1 mm；20年一遇为65.0 mm，出现了0次；10年一遇为55.8 mm，出现了1次，为1977年7月29日的58.8 mm；5年一遇为46.1 mm，出现了8次，分别为1998年8月1日的55.0 mm、1989年7月26日的54.6 mm、1987年7月10日的50.7 mm、1990年7月8日的50.1 mm、1997年8月27日的49.7 mm、1967年8月20日的49.5 mm、1961年8月10日的48.5 mm、1992年8月20日的47.1 mm。

2.3 月降水量变化

从图1可以看出，新巴尔虎左旗降水主要集中在6、7、8、9月，日降水量超过10.0 mm的日期也主要集中在这4个月，占年降水量的80%，其中7月平均降水量为全年最大，为78.8 mm，占全年的29%，1、2月平均降水量最小，均为2.3 mm，占全年的0.08%；最大月降水量为209.9 mm，出现在1998年7月；最小月降水量0 mm，出现在1961年4月、1963年3月、1970年10月、1974年1月、1975年12月、1986年5月。

统计新巴尔虎左旗1961～2010年各月降水量变化情况可以看出，1、2、3、4、5、10、11、12月降水量呈增多趋势，倾向率为0.29～1.40 mm/10a，其中12月增加最大，以1.40 mm/10a的速度增加，2月增多最少，以0.29 mm/10a的速度增加；7、8、9月呈减少趋势，倾向率为-1.00～-5.50 mm/10a，其中8月减少趋势最大，以5.50 mm/10a的速度减少，7月减少趋势最小，以1.00 mm/10a的速度减少。

2.4 季节降水量分析

统计分析新巴尔虎左旗1961～2010年四季降水量季节变化趋势可以看出，50年来新巴尔虎左旗地区春、冬季平均降水量呈增多趋势，上升倾向率分别为0.60和0.90 mm/10a，冬季的增多趋势明显大于春季，夏季和秋季平均降水量呈下降趋势，下降倾向率分别为-0.20和-0.18 mm/10a；夏季的下降趋势大于秋季，夏、秋两季的下降趋势与年降水量递减趋势相同[3]。

从表1可以得出，夏季平均降水量占全年降水量的69.0%，秋季、春季、冬季分别占50年平均降水量的14.5%、10.7%、5.8%。降水主要集中在夏季，为184.1 mm，冬季降水量最少，为15.5 mm。春季降水量呈增加-减少的趋势变化；夏季降水量呈增加-增加-降低-增加的趋势变化，20世纪80年代降水量最多，为209.2 mm，21世纪以来降水量最少，为143.9 mm；秋季降水量呈增加-降低-增加-降低的趋势变化，70年代降水量最多，为46.8 mm，60年代降水量最少，为32.0 mm；冬季降水量呈降低-增加-降低-增加的趋势变化，21世纪以来降水量最多，为30.8 mm，70年代降水量最少，为7.0 mm。

2.5 年降水量变化

新巴尔虎左旗50年平均降水量为271.8 mm，年降水量80%保证率为207.2 mm（图2）。经统计，新巴尔虎左旗1961～2010年年平均降水量呈减少趋势，倾向率为-0.69 mm/10a；年降水量最多的年份为1998年，降水量为590.5 mm，年降水量最少的年份为1986年，降水量仅为125.7 mm。

1990、1998年为降水异常偏多年，1986年为降水显著偏少年，1984、1996年为偏多年，1980、1981、2001年为偏少年[4-5]。

新巴尔虎左旗地区1961～2010年年降水量距平变化的主要特征表现为1961～1975、1999～2010年以负距平为主，1976～1985、1889～1998年以正距平为主。50年来新巴尔虎左旗地区年降水量呈波动下降的趋势，有4次明显的波动，分别在1974、1984、1990和1998年达到波峰，在1980、1986、2001年达到波谷；从20世纪70年代中期开始降水量持续上升，到1998年降水量达到最高，1998年以后降水量明显偏少，2001年达到最低，降水量波动变化明显。

2.6 降水变率分析

新巴尔虎左旗降水变率最大为1998年，达117%，最小值为0%，出现在1967、1976、2008年，变化幅度大，说明降水变率大。50年来降水变率呈现上升趋势。

从平均降水量累计距平上看，1998年为累计距平绝对值最大，1973年为累计距平最小值，1961～1973年年降水量多低于多年平均值，呈减小的趋势，1973～1977年年降水量多高于平均值，呈增加的趋势，1995～1998年降水量多高于平均值，呈增加的趋势，到1998年升至最高，1998～2010年降水量多小于平均值，呈减少的趋势。通过信噪比检验可以看出新巴尔虎左旗无降水突变年。

从小波分析（图3）上看，新巴尔虎左旗降水的主要周期有10年和27年左右周期，27年周期贡献率最大，10年周期为次主周期，27年左右的周期经历了“增多—降低”的2次变化[6]。

分析新巴尔虎左旗降水重现期可以看出，年降水量百年

图3 1961～2010年新巴尔虎左旗年降水量小波变换模平方等值线（a）和小波方差（b）

一遇为540.5 mm，研究期内出现1次，为1998年；50年一遇为493.1 mm，研究期内没有出现；20年一遇为429.1 mm，出现了2次，分别为1974和1990年，降水量分别为470.3、447.4 mm；10年一遇为379.2 mm，出现了1次，为1983年的393.0 mm；5年一遇为327.4 mm，出现了4次，分别为1963年的348.0 mm、1977年的349.4 mm、1996年的354.1 mm、1989年的363.9 mm。

3 结论

（1）新巴尔虎左旗50年平均降水量为271.8 mm，年最大降水量590.5 mm，年最小降水量125.7 mm，日最大降水量为87.6 mm，出现日期为1996年6月19日；新巴尔虎左旗降水主要集中在6、7、8、9月，日降水量超过10 mm的日期也主要集中在这4个月，占年降水量的80%，其中7月平均降水量为全年最大，为78.8 mm，占全年的29%，1、2月平均降水量最小，为2.3 mm，占全年的0.08%。最大月降水量为209.9 mm，出现在1998年7月。

（2）根据分钟降水重现期标准，得出1996年6月19日的降雨量均达5、10、15、20、30、45、60、90、120、180、240、360 min降雨量百年一遇的标准。

（3）新巴尔虎左旗降水日数呈逐年波动减少趋势，以7.8 d/10a速度减少。1961～2010年降水平均日数为140 d，其中年平均降雨日数为75 d，年平均降雪日数为54 d，年平均降雨夹雪的日数为6 d。 降水日数最多为191 d，出现在1984年；最少为98 d，出现在2007年。

新巴尔虎左旗日降水量百年一遇为85.4 mm，研究期内出现1次；50年一遇为76.8 mm，出现了1次。

（4）50年来新巴尔虎左旗地区春、冬季平均降水量呈上升趋势，上升倾向率在0.60和0.90 mm/10a，冬季的上升趋势明显大于春季，夏季和秋季平均降水量呈下降趋势，下降倾向率分别为-0.20和-0.18 mm/10a；夏季的下降趋势大于秋季，夏、秋两季的下降趋势与年降水量递减趋势相同。

（5）1990、1998年为降水异常偏多年，1986年为降水显著偏少年，1984、1996年为偏多年，1980、1981、2001年为偏少年。

（6）通过新巴尔虎左旗降水重现期分析，年降水量百年一遇为540.5 mm，研究期内出现1次；50年一遇为493.1 mm，研究期内没有出现。

参考文献

[1] 陈彬彬，王卫平，黄文震.呼伦贝尔市降水时空分布特征研究[J].干旱区资源与环境，2008，22（9）：71-75.

[2] 包钢，吴琼，阿拉腾图雅，等.近30年内蒙古气温和降水量变化分析[J].内蒙古师范大学学报：自然科学汉文版，2012（6）：668-674.

[3] 郭圳勉，黄先伦，唐钱奎，等.广东阳江夏季降水的气候特征分析[J].成都信息工程学院学报，2011，26（2）：203-206.

[4] 刘德林.郑州市近60年来降水变化特征及突变分析[J].水土保持研究，2011，18（5）：236-238.

[5] 刘然，杨东，郭红霞.近26年合肥市气温降水變化特征及突变分析[J].安徽农业科学，2009，37（28）：13697-13701.

[6] 邱海军，曹明明，曾斌.基于小波分析的西安降水时间序列的变化特征[J].中国农业气象，2011，32（1）：23-27.