西北各省季节降水变化及其贡献的差异分析*

孙 悦，高继卿，杨晓光

西北各省季节降水变化及其贡献的差异分析*

孙 悦，高继卿，杨晓光**

（中国农业大学资源与环境学院，北京 100193）

利用中国西北地区124个气象台站1951−2015年逐日降水资料，通过计算各季节降水量及降水日数贡献率，解析西北五省（区）不同季节各等级降水量及降水日数贡献率差异，明确不同季节降水量和降水日数变化对年降水量和降水日数变化，以及同季节内不同等级降水量和降水日数变化对当季降水量和降水日数变化的作用，以探究西北地区降水的时空变化特征。结果表明：（1）1951−2015年，西北地区年降水日数以0.1d·10a−1（P＜0.01）的速率极显著减少，各站点年平均降水日数及线性变化趋势差异较大；（2）1951−2015年，西北地区年平均降水量以3.9mm·10a−1（P＜0.01）的速率极显著增加，变化显著区域主要分布在新疆及青海地区；（3）研究区域降水季节分布不均，主要集中在夏季，其中各省（区）夏季降水量贡献率在50%～63%，降水日数贡献率在35%～48%，春秋两季降水接近，冬季降水最少；各季节降水均以小雨和中雨为主，各省（区）两者降水日数累计贡献率均在90%以上，暴雨仅发生在夏季且降水日数贡献率低于1%，秋季各等级降水分布与春季基本一致；（4）夏、秋季节降水量和降水日数变化是年降水和降水日数变化的主要原因，小雨至中雨降水量和日数变化是导致季节总降水量和降水日数变化的最主要原因，而春、冬季降水在年降水、大雨至暴雨在当季（年）降水中不占优势，故其作用不明显。

中国西北；降水日数贡献率；降水量贡献率；季节分布；等级变化

全球气候变暖背景下降水波动性加大[1]。中国西北地处干旱半干旱地区，水分是当地农业生产的主要限制因素，因此，西北地区降水变化是该区域气候变化主要研究内容之一。西北地形复杂，降水空间差异明显，因此，研究西北地区降水量、降水强度和频率的变化具有重要意义[2−5]。前人研究表明，西北地区年降水量低，时空分布差异较大，且年内和年际间波动性大，直接影响农业可持续发展[6−10]。降水季节分布不均，50%以上降水集中在夏季，冬春降水较少[11−13]。气候变化背景下西北地区降水日数明显减少而降水强度有所增强[2,14−20]，降水量总体呈增加趋势，且在未来20～30a仍将持续增加。西北年降水量空间分布呈自东南向西北递减、自高原向盆地平原递减趋势[6]。整体而言，西北地区降水东西部差异较大，东部呈暖干化趋势且年降水频率减少，西部呈暖湿化趋势且年降水频率增加[21−26]；各省（区）降水差异明显，王红霞等[27]研究表明，甘肃省近42a平均降水量呈减少趋势，呈东南向西北递减的特征；新疆降水受地形影响南北疆降水差异显著，且具有突发性特点，极端降水事件呈增加趋势[28]；袁海燕等[29]研究表明，宁夏大部分地区年降水量逐渐减少，总体呈增加趋势；近50a来，青海年降水量总体呈小幅增加趋势，2000年以来降水增加态势显著，其空间分布呈东多西少、南多北少的格局[30]；彭艳等[31]研究表明，近60a来陕西降水量与降水日数均呈下降趋势，降水向雨季集中，呈现南多北少的空间分布格局。

前人对于西北降水资源变化特征研究多集中在各省（区）降水量、降水日数和极端降水等的时空分布特征[27−31]，对各季不同等级降水量及降水日数贡献率的分析仍缺乏系统研究，不同季节降水变化对年降水变化的影响，各等级降水对季节降水变化的影响尚未见研究报道，因此，本研究以西北五省（区）为研究区域，着重分析春夏秋冬四季、小雨到暴雨不同等级降水量及降水日数的变化，明确西北地区降水构成等级、不同等级降水变化规律以及变化特征，以期为降水资源合理利用和未来种植制度布局提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

研究区域为西北五省（区）（32.20−48.0°N，75.23−110.22°E），包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区以及新疆维吾尔自治区，气象数据来源于中国气象局气象数据共享网（http://www.cma.gov.cn/），包括研究区域内124个气象站点1951−2015年逐日降水资料，研究区域和气象站点分布如图1所示。

图1 研究区域及气象站点分布

1.2 研究指标与方法

1.2.1 降水等级标准

降水等级参照中国气象局公布的降水等级标准进行划分[32−33]，分类统计研究区域各站点不同年份、不同季节各等级降水（表1）。

表1 降水等级标准

1.2.2 气候倾向率

设某站某气象要素时间序列为y1、y2、…、yi、…、yn，且

式中，t为时间（a）。以式（1）描述降水随时间的变化趋势，趋势变化率为dy(t)/dt=a1，以a1×10为气候倾向率，其系数采用最小二乘法确定[34]。各省（全区）气候倾向率由辖区内各站点同年气象要素平均值，利用式（1）计算得到。

气候倾向率检验通过F检验完成，sigF<0.05为显著相关，sigF<0.01为极显著相关。

1.2.3 降水量和降水日数贡献率

依据中国气象局降水等级标准[32−33,35]，分等级统计各站点逐年各季节降水日数和降水量；各等级降水量贡献率为某时段内不同等级降水量占同时段总降水量的百分比，各季节降水量贡献率为该季节降水量占全年总降水量的百分比，各等级降水日数贡献率为某时段内不同等级降水日数占同时段总降水日数的百分比，各季节降水日数贡献率为该季节降水日数占全年总降水日数的百分比[35]。采用气象部门常用的季节划分方法，以3−5月为春季，6−8月为夏季，9−11月为秋季，12月−翌年2月为冬季。

（1）降水量贡献率

各等级降水量贡献率（Cti，%）为

各季节降水量贡献率（Cyj，%）为

（2）降水日数贡献率

各等级降水日数贡献率（Fti，%）为

各季节降水日数贡献率（Fyj，%）为

1.2.4 空间表达

计算各站点降水要素统计量，采用ArcGis10.2软件进行空间数据表达，得到相应的空间分布图。

2 结果与分析

2.1 各省（区）季节降水日数贡献率的差异分析

2.1.1 年平均降水日数及其变化

统计各站各年降水日数，计算年平均降水日数及其气候倾向率，结果如图2所示。由图2a可见，1951−2015年研究区域年降水日数平均为75d，全区33%站点年降水日数少于50d，集中分布在塔里木盆地、柴达木盆地和新疆东部与甘肃交界地区；各站降水日数存在明显差异，最高值最低值均出现在青海，其中冷湖最少，为12d，久治最多，为173d。新疆、青海、甘肃、宁夏和陕西分别有68%、30%、56%、67%和15%的站点降水日数少于平均值，12%、56%、32%、0和54%站点降水日数超过100d，其中，超过100d的站点主要分布在新疆西部沿线、陕西、宁夏、甘肃东南部以及青海南部。可见，研究区域内各省（区）降水日数空间差异较大。

由图2b可见，1951−2015年，各站降水日数变化趋势差异明显，区域内东、西部降水日数呈相反的变化趋势，东部地区多数站点呈下降趋势、西部地区多数站点为增加趋势。全区29.8%的站点显著增加，30.6%的站点显著减少，39.5%的站点变化趋势不显著。各省（区）降水日数变化也具有明显差异，宁夏89%的站点降水日数变化显著，但各站增加和减少的趋势不同；陕西年降水日数显著减少（P＜0.05），且全部站点均通过显著性检验；新疆降水日数极显著增加（P＜0.01），其东北部（福海、青河、奇台等站）呈下降趋势，塔里木盆地附近以及新疆西部地区（阿勒泰、温泉、乌恰、民丰等站）呈上升趋势；青海降水日数呈增加趋势，48%的站点通过显著性检验且集中分布在北部；甘肃降水日数显著减少（P＜0.05），东南部（景泰、临洮、华家岭、武都）及马鬃山等站显著减少，中部（永昌、威武）及西部（敦煌、玉门镇）4站显著增加。

图2 1951−2015年各站年降水日数平均值（a）及其变化趋势（b）

由表2可见，1951−2015年，全区平均降水日数呈极显著减少趋势（P＜0.01），每10a减少0.1d。各省（区）的变化趋势不同，陕西省和甘肃省年降水日数显著减少，平均每10a分别减少1.0d（P＜0.05）和0.1d（P＜0.01），新疆降水日数极显著增加，平均每10a增加1.3d（P＜0.01），其它省份的线性变化趋势不显著。

2.1.2 各季节降水日数变化及其贡献率

由表3可以看出，各季节降水日数分布不均，集中发生在夏季，研究区域夏季降水日数平均为29.7d，春秋季降水日数相差较小，冬季降水日数最少，仅为10.2d。在五省（区）中，春、秋、冬三季降水日数均以陕西最高，分别为25.1、29.2、12.9d，夏季降水日数最高地区为青海，有44.7d；春、夏、秋三季降水日数均以新疆最低，分别为12.7、20.5、10.8d，冬季降水日数最低地区为宁夏，仅有6.2d。

表2 1951−2015年各省（区）年降水日数平均值及其变化趋势

注：*、**分别表示相关系数通过0.05、0.01水平的显著性检验。下同。

Note:*is P<0.05，**is P<0.01.The same as below.

表3 1951−2015年五省（区）四季降水日数及其变化和季节降水日数贡献率

Note: CRPD is contribution rate of precipitation days. The same as table 4.

春秋两季降水特征相似，降水日数贡献率在18%～27%，青海、新疆春季降水日数贡献率略大于秋季，其余省（区）则相反，陕西春秋两季降水日数贡献率较全区平均高；夏季降水日数的贡献率为35%～48%，其中夏季贡献率以青海最高，陕西最低；冬季降水日数贡献率较小，其中新疆最高为21%，其余地区在9%～12%。

1951−2015年，夏、秋季降水日数变化最为明显，春季次之，冬季变化最弱。甘、陕、宁、新四省（区）夏季降水日数变化显著，甘、陕、新秋季降水日数变化显著，且均与各地年降水日数变化趋势一致，可见，夏秋两季降水日数变化导致了年降水日数的变化。

2.1.3 四季各等级降水日数变化及其贡献率

由表4可见，各省（区）春季降水均以小雨为主，小雨日数贡献率在90%以上，中雨次之，大雨及暴雨在春季极少发生；夏季降水以小雨为主但小雨日数贡献率低于春秋冬季节，夏季中雨到大雨日数贡献率在四季中最高，暴雨日数贡献率较低，在0～2.5%；各省（区）秋季降水整体与春季近似，均以小雨为主，中雨次之，大雨及暴雨较少，其小雨日数贡献率略低于春季，而中雨日数贡献率略高于春季；冬季降水少，各省（区）小雨日数贡献率均高于98.9%，地区间差异较小。

由表4可见，春、秋、冬季小雨日数与当季总降水日数变化趋势一致，夏季陕甘宁小雨日数、青新中雨日数与当季总降水日数变化趋势一致，表明主要是小雨和中雨变化导致了季节降水变化，大雨及暴雨对季节降水日数变化作用不明显。1951−2015年，甘肃夏、秋季小雨日数显著减少，与当季总降水日数变化一致，冬、春季变化不明显；陕西四季小雨日数均显著减少，亦与当季总降水日数变化趋势一致，秋季暴雨日数呈上升趋势（P＜0.05），但暴雨日数较少，故暴雨变化对当季降水日数变化作用不明显；宁夏夏季小雨日数显著减少，与当季总降水日数变化一致，秋季暴雨日数显著减少，但未对秋季降水日数变化起明显作用；青海春季小雨至大雨日数均显著增加，与当季总降水日数变化趋势一致；夏季中雨至大雨显著增加；新疆夏秋两季小雨至大雨日数均显著增加，与当季总降水日数变化一致，小雨增加趋势最大，起主要作用。

表4 1951−2015年各省（区）四季各等级降水日数及其变化和各等级降水日数的贡献率

Table 4 Precipitation days of each grade level and their climate trend and their contribution rate to seasonal precipitation days in four seasons in each province（1951−2015）

区域 Area季节 Season项目Item小雨L中雨M大雨H暴雨S 甘肃Gansu春Spring平均值 Average（d）16.61.20.10.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.30.00.00.0 贡献率 CRPD（%）92.56.70.70.0 夏Summer平均值 Average（d）25.23.70.80.1 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.6**0.00.00.0 贡献率 CRPD（%）84.512.42.70.4 秋Autumn平均值 Average（d）16.91.60.20.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.4*0.00.00.0 贡献率 CRPD（%）90.58.41.00.0 冬Winter平均值 Average（d）8.20.00.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.20.00.00.0 贡献率 CRPD（%）99.90.10.00.0 陕西Shaanxi春Spring平均值 Average（d）21.03.40.70.1 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.6*−0.10.00.0 贡献率 CRPD（%）83.613.32.80.3 夏Summer平均值 Average（d）25.56.22.70.9 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.8**−0.11.00.1 贡献率 CRPD（%）72.317.47.82.5 秋Autumn平均值 Average（d）23.44.31.20.2 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−1.1**−0.10.00.0* 贡献率 CRPD（%）80.314.84.20.7 冬Winter平均值 Average（d）12.70.10.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.6*0.00.00.0 贡献率 CRPD（%）98.81.10.10.0

（续表）

区域 Area季节 Season项目Item小雨L中雨M大雨H暴雨S 宁夏Ningxia春Spring平均值 Average（d）13.21.10.20.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.20.1*0.00.0 贡献率 CRPD（%）91.37.61.10.0 夏Summer平均值 Average（d）22.43.71.00.2 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.7**0.10.00.0 贡献率 CRPD（%）81.913.53.80.8 秋Autumn平均值 Average（d）15.81.60.20.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.00.10.00.0* 贡献率 CRPD（%）89.59.31.20.0 冬Winter平均值 Average（d）6.20.00.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.10.00.00.0 贡献率 CRPD（%）99.90.10.00.0 青海Qinghai春Spring平均值 Average（d）22.21.00.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.8**0.1**0*0.0 贡献率 CRPD（%）95.74.20.10.0 夏Summer平均值 Average（d）38.85.40.50.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.40.2**0*0.0 贡献率 CRPD（%）86.912.11.00.0 秋Autumn平均值 Average（d）20.91.40.10.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.20.00.00.0 贡献率 CRPD（%）93.46.30.30.0 冬Winter平均值 Average（d）8.40.00.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.30.00.00.0 贡献率 CRPD（%）99.90.10.00.0 新疆Xinjiang春Spring平均值 Average（d）12.10.60.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.20.0*0*0.0 贡献率 CRPD（%）95.04.70.30.0 夏Summer平均值 Average（d）19.01.20.20.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.5**0.1**0*0.0 贡献率 CRPD（%）93.06.10.80.0 秋Autumn平均值 Average（d）10.30.40.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.2*0.0*0.0**0.0* 贡献率 CRPD（%）95.64.10.30.0 冬Winter平均值 Average（d）12.10.10.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.10.00*0.0 贡献率 CRPD（%）99.40.50.00.0 全区Whole area春Spring平均值 Average（d）16.21.10.10.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）0.10.00.00.0 贡献率 CRPD（%）24.019.113.43.9 夏Summer平均值 Average（d）25.53.30.70.1 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.20.10.00.0 贡献率 CRPD（%）37.756.669.366.0 秋Autumn平均值 Average（d）15.71.40.20.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.20.00.00.0 贡献率 CRPD（%）23.323.320.712.1 冬Winter平均值 Average（d）10.20.00.00.0 倾向率（d·10a−1）Trend rate（d·10y−1）−0.20.00.00.0 贡献率 CRPD（%）15.00.71.30.0

Note: L is light rain, M is moderate rain, H is heavy rain, S is rainstorm. The same as below.

2.2 各省（区）季节降水量贡献率的差异分析

2.2.1 年平均降水量及其变化

统计各站各年降水量，计算年平均降水量及其气候倾向率，结果如图3所示。由图3a可见，近65a来研究区域年平均降水量为273.8mm，分布在15.9～923.1mm区间，最高值出现在陕西佛坪，为923.1mm，最低值出现在新疆吐鲁番，为15.9mm。年平均降水量空间差异明显，陕西佛坪以南地区降水量在800mm以上，甘肃西北部以及新疆东北部、塔里木盆地南部以及青海西北部阿尔金山南侧地区降水稀少，其年降水量低于200mm，由于地形影响，新疆西部天山一带降水量高于新疆其它地区，昭苏附近为降水相对高值中心，年平均降水量达504.3mm；研究区域年降水量空间分布呈东南向西北减少趋势，甘肃中部山丹、永昌附近至青海都兰一线两侧降水量差异明显，东西差异大于南北差异，这与前人研究结果一致。

由图3b可知，1951−2015年，研究区域年平均降水量极显著增加（P＜0.01），平均每10a增加3.9mm，变化显著的区域主要分布在新疆及青海地区。新疆有72%的站点通过显著性检验，且其中97%的站点呈显著增加趋势；青海年平均降水量在青海湖一带（托勒、野牛沟、祁连、西宁、诺木洪、都兰）显著增加，在柴达木盆地以及青海西南青藏高原部分地区（伍道梁、托托河、曲麻菜、玛多）显著减少。

西北各省（区）年降水量不同时段平均值与变化趋势如表5所示。由表5可见，1951−2015年，西北整体年降水量极显著增加（P＜0.01），其中甘肃（P＜0.01）、青海（P＜0.01）、新疆（P＜0.01）与研究区整体变化趋势一致。

图3 1951−2015年各站年降水量平均值（a）及其变化趋势（b）

表5 各省（区）年降水量不同时段平均值及其变化趋势

2.2.2 季节内降水量贡献率及其变化

由表6可见，研究区域降水量季节分布不均，夏季降水量最高为145.6mm，冬季降水最少仅为10.6mm，春秋季降水量差异较小，秋季降水量略高于春季。各季降水量最高地区均为陕西，除冬季外新疆各季降水量在五省（区）中均为最低，冬季降水较少，宁夏年平均冬季降水量最低，仅为5.5mm。

降水量贡献率分布与降水日数贡献率基本一致，全年50%～63%的降水量集中在夏季；春季与秋季降水量贡献率较接近，在17%～27%；除新疆自治区外，其余省（区）秋季降水量贡献率高于春季；冬季，各省（区）中新疆降水量贡献率最高，为9%，其余各省（区）冬季降水量贡献率仅2%～3%。

表6 1951−2015年各省（区）四季降水量及其变化和季节降水量贡献率

Table 6 The seasonal precipitation amount and their change trend and their contribution rate to annual precipitation amount in four seasons in each province（1951−2015）

季节 Season指数Index甘肃Gansu陕西Shaanxi宁夏Ningxia青海Qinghai新疆Xinjiang全区Whole area 春季Spring平均值 Average（mm）56.9132.250.156.632.554.4 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−1.1−1.82.23.6**1.0*0.8 贡献率 CRPA（%）19.019.017.017.023.020.0 夏季Summer平均值 Average（mm）153.4323.6161.7203.461.2145.6 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−2.7−1.82.95.9**3.2**1.6 贡献率 CRPA（%）56.050.057.063.050.055.0 秋季Autumn平均值 Average（mm）66.3184.366.968.826.363.1 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.9−0.73.22.0*1.4**0.9 贡献率 CRPA（%）21.027.023.018.018.020.0 冬季Winter平均值 Average（mm）6.720.25.56.713.010.6 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.1−0.30.3*−0.20.40.0 贡献率CRPA（%）3.03.02.02.09.05.0

Note：CRPA is the contribution rate of precipitation amount. The same as below.

由表6可见，近65a来，青海、新疆两地春、夏、秋三季降水量显著增加，其中夏季增加幅度最大；而近35a来，西北全区秋季降水量显著增加，甘肃、宁夏两地秋季降水量与全区变化一致，均显著增加；其它季节降水量变化不明显。表明夏秋季节降水量增加是各省（区）年降水量增加的主要原因。

2.2.3 季节内各等级降水量贡献率及其变化

由表7可见，各省（区）四季降水均以小雨为主，中雨次之，大雨及暴雨量贡献率较低，秋季各等级降水量贡献率与春季大体一致，冬季降水较少，小雨量贡献率极高。春季降水以小雨为主，各省（区）小雨量贡献率均在40%以上，大雨及暴雨量贡献率较低，青海、新疆大雨和暴雨量贡献率之和均未达5%，陕西省大雨和暴雨量贡献率之和最高，为20%。夏季各等级降水小雨量贡献率最高，但大雨及暴雨量贡献率相比其它季节明显较大；夏季不同省（区）相同等级降水量贡献率差异较大，青海和新疆夏季小雨量贡献率在50%以上，陕西小雨量贡献率最小，为21%；青海和新疆中雨到大雨降水量贡献率较低，其它各省（区）其降水量贡献率累计均超过50%，陕西最高，为60.1%；夏季暴雨量贡献率除陕西（18.9%）较高外，其它地区均较低，青海和新疆夏季暴雨量贡献率不足1%。各地秋季降水整体与春季近似，小雨量贡献率最高，中雨次之，大雨及暴雨量贡献率较低；除新疆地区外，各省（区）秋季小雨量贡献率普遍低于春季，各地秋季中雨及大雨降水量贡献率略高于春季。各省（区）冬季小雨量贡献率在89.3%～99.2%，陕西最低，宁夏最高；陕西冬季中雨量贡献率相对较高，为9%，新疆次之，为7%，其余各省（区）在1%～1.6%，各省（区）冬季极少发生大雨以上强降水，仅陕西和新疆冬季有少量强降水贡献。

由表7可见，1951−2015年来，甘肃夏季小雨降水量显著减少，与当季总降水量变化一致；陕西仅夏季小雨、冬季暴雨降水量变化通过显著性检验，但由于其在当季总降水量中不占优势，故对季节及年降水量变化作用不大；宁夏冬季小雨显著增加，与当季总降水量变化一致；青海春、夏季小雨至大雨量和秋季小雨量均显著增加，与当季总降水量变化一致，且小雨至中雨变化幅度最为明显；新疆春季中雨至大雨、夏季小雨至大雨、秋季各等级降水量均显著增加且与当季总降水量变化一致，其中小雨和中雨由于增加幅度最大且总量最大因而对季节（年）降水变化作用最为明显。综上可知，研究期内，小雨和中雨变化幅度最为明显，且其降水量在当季（年）总降水量中占比较大，因而导致季节降水变化。

表7 1951−2015年各省（区）四季各等级降水量及其变化和各等级降水量的贡献率

Table 7 Precipitation amount of each grade level and their climate trend and their contribution rate to seasonal precipitation amount in four seasons in each province（1951−2015）

区域Area季节Season项目Item小雨L中雨M 大雨H暴雨S 甘肃Gansu春Spring平均值 Average（mm）35.117.44.10.2 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.5−0.4−0.10.1 贡献率 CRPA（%）61.730.67.30.4 夏Summer平均值 Average（mm）62.057.126.47.9 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−1.5**−0.2−0.70.1 贡献率 CRPA（%）40.437.217.25.2 秋Autumn平均值 Average（mm）36.923.25.70.5 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.4−0.20.0−0.1 贡献率 CRPA（%）55.635.08.50.8 冬Winter平均值 Average（mm）6.60.10.00.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.10.00.00.0 贡献率 CRPA（%）98.81.20.00.0 陕西Shaanxi春Spring平均值 Average（mm）53.451.823.04.1 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−1.0−1.0−0.10.3 贡献率 CRPA（%）40.339.217.43.1 夏Summer平均值 Average（mm）68.099.794.961.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−1.1*−1.0−0.60.9 贡献率 CRPA（%）21.030.829.318.9 秋Autumn平均值 Average（mm）61.367.841.713.6 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−1.3−0.9−0.21.6* 贡献率 CRPA（%）33.336.822.67.4 冬Winter平均值 Average（mm）18.01.80.30.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.3−0.10.10.0 贡献率 CRPA（%）89.39.01.70.0 宁夏Ningxia春Spring平均值 Average（mm）29.116.24.60.2 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.31.8*0.00.1 贡献率 CRPA（%）58.132.39.20.4 夏Summer平均值 Average（mm）54.657.734.914.6 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.10.80.21.9 贡献率 CRPA（%）33.735.721.69.0 秋Autumn平均值 Average（mm）35.824.26.50.5 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）1.8*1.6*0.1−0.4* 贡献率 CRPA（%）53.436.29.70.7 冬Winter平均值 Average（mm）5.40.00.00.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.4*0.00.00.0 贡献率 CRPA（%）99.20.80.00.0 青海Qinghai春Spring平均值 Average（mm）42.313.50.80.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）2.3**1.1**0.2*0.0 贡献率 CRPA（%）74.723.81.50.0 夏Summer平均值 Average（mm）109.678.914.20.8 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）2.2*3.0**0.7*0.0 贡献率 CRPA（%）53.938.87.00.4

（续表）

区域Area季节Season项目Item小雨L中雨M 大雨H暴雨S 青海Qinghai秋Autumn平均值 Average（mm）47.119.62.10.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）1.5*0.7−0.10.0 贡献率 CRPA（%）68.528.53.00.0 冬Winter平均值 Average（mm）6.60.10.00.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）−0.20.00.00.0 贡献率 CRPA（%）98.41.60.00.0 新疆Xinjiang春Spring平均值 Average（mm）22.68.61.30.1 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.50.4*0.1*0.0 贡献率 CRPA（%）69.426.63.90.2 夏Summer平均值 Average（mm）36.918.55.30.5 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）1.6**1.2**0.4*0.0 贡献率 CRPA（%）60.330.28.60.9 秋Autumn平均值 Average（mm）18.96.40.90.1 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.8**0.4*0.2**0** 贡献率 CRPA（%）72.024.33.50.2 冬Winter平均值 Average（mm）12.10.90.10.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.30.10*0.0 贡献率 CRPA（%）92.66.80.50.1 全区Whole area春Spring平均值 Average（mm）33.116.54.30.5 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.30.40.00.1 贡献率 CRPA（%）23.718.712.54.5 夏Summer平均值 Average（mm）62.350.823.09.4 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.40.8−0.10.5 贡献率 CRPA（%）44.657.567.381.3 秋Autumn平均值 Average（mm）34.320.46.81.6 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.50.3−0.10.2 贡献率 CRPA（%）24.623.119.913.9 冬Winter平均值 Average（mm）9.90.60.10.0 倾向率（mm·10a−1） Trend rate（mm·10y−1）0.00.00.00.0 贡献率 CRPA（%）7.10.70.20.0

3 结论与讨论

3.1 结论

近65a来，西北地区年降水量极显著增加（P＜0.01），降水日数极显著减少（P＜0.01），西北降水强度有所增加；降水量显著增加区域集中分布在新疆、青海两地，降水日数显著减少区域集中分布在陕西及附近地区；降水季节分布不均，降水日数贡献率各季节分布特征与降水量贡献率基本一致，均集中在夏季，春秋两季降水特征近似，冬季降水最少。近65a来，夏秋季节降水变化显著且幅度最大，是年降水量变化的主要原因；西北地区各季节均以小雨和中雨为主，且在过去65a中变化最为显著，也是各季节降水变化的主要原因。

3.2 讨论

过去65a，研究区域虽然降水量增加，但降水日数减少，表明每次降水强度有所增加，且研究区域年降水总量除陕西外，其它各省（区）年均低于300mm，因此区域干旱气候特征仍无法缓解，仍需适水种植、大力发展节水农业，加强干旱监测预警、加强应急防旱避灾技术，提高西北地区农业适应干旱的能力[10,14,25,36−39]。由于条件限制，本研究仍存在不足，未能从气候机理角度出发，探讨西北降水变化与当前全球性气候事件的关联；未结合地形等地理信息在降水精细化研究方面进行拓展。本文研究发现宁夏年降水量增加且降水日数减少，与袁海燕等[29]研究结果不一致，固原与宁夏总体趋势相同，与李淑贞等研究结果不一致[39]，其主要原因是由于采用气候资料的年限不同，因降水年际间变化较大，不同时段降水资料分析带来结果不同。

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Seasonal Variation about the Occurrence Frequency of Different Types of Precipitation and Their Relative Contribution over Northwest China

SUN Yue，GAO Ji-qing，YANG Xiao-guang

(College of Resources and Environmental Sciences, China Agriculture University, 100193 Beijing, China)

Based on the long-term daily precipitation data measured at 124 meteorological station in Northwest China from 1951 to 2015, the difference of the contribution rate of precipitation amount and precipitation days among different precipitation grades in each season were investigated and the variation characteristics of spatial and temporal were clarified in this study. How the changes of precipitation amount (days) in different seasons affect annual precipitation amount (days) and how the changes of precipitation amount (days) in different grades affect seasonal precipitation amount (days) were also figured out. The results showed that: (1) annual precipitation days decreased significantly with an averaging downward trend of 0.1 days per decade in Northwest China from 1951 to 2015. Significant difference was shown in both precipitation days and its temporal variation among different observation stations. (2) The annual precipitation amount in Northwest China also increased significantly from 1951 to 2015, with an average increasing trend of 3.9mm per decade. (3) Strong seasonal variations were shown in precipitation amount and days, with the most in summer and the least in winter. The contribution rate of summer precipitation amount and days in each province was 50%−63% and 35%−48%. The precipitation amount was similar in spring and autumn. In each season, the light and moderate rain was mainly, which accumulative contribution rate of precipitation days was above 90%. The rainstorm only occurred in summer, which contribution rate was less than 1%. (4) The variation of precipitation amount(days) in summer and autumn was the most important reason for the change of annual precipitation amount(days), and the change of light and moderate rain was the most important reason for the change of total seasonal precipitation amount(days). The precipitation in spring and winter was not dominant in the annual precipitation, and the heavy and rainstorm were not dominant in the current season (annual) precipitation, so their effect were not obvious.

Northwest China; Precipitation amount contribution; Precipitation days contribution; Seasonal distribution; Grade change

10.3969/j.issn.1000-6362.2019.08.002

孙悦,高继卿,杨晓光.西北各省季节降水变化及其贡献的差异分析[J].中国农业气象,2019,40(8):489-501

2019−01−03

。E-mail：yangxg@cau.edu.cn

“十三五”国家重点研发计划（项目编号2017YFC1502801）

孙悦（1995−），女，硕士生，主要从事全球环境变化研究。E-mail：sunyue.joy.nana@gmail.com