临河区近57年平均地面水汽压变化特征分析

张雁飞

摘要  利用临河区近57年（1961—2017年）逐日水汽压、气温、降水量、日照时数、相对湿度等气象因子记录进行统计，分析了临河区近57年来平均水汽压的年、季和月变化等特征及其影响因子。结果表明，临河区近57年平均水汽压总体呈下降趋势，平均每10年减少0.062 hpa;1961—1970年平均水汽压相对较大;1981—1990和2001—2010年相对较小;春、夏、秋、冬四季平均水汽压的变化以春季减小趋势最显著，其次是秋季，冬季呈现上升趋势;1—12月以7月最大，8月次之，1月最小;平均水汽压的年变化与平均气温、日照时数呈现负相关，与降水量、平均相对湿度呈现正相关。

关键词 水汽压;变化特征;影响因子

中图分类号：P468.0+2 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2019）02-027-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.02.013

Abstract Using the weather factors such as daily water pressure， temperature， precipitation， sunshine duration and relative humidity in Linhe District during the past 57 years （1961-2017）， the annual， seasonal and monthly changes characteristics and their impact factors of the average water pressure in Linhe District during the past 57 years were analyzed. The results show was that the average water pressure during the near 57 years area of Linhe District was generally decreasing， with the average decrease of 0.062 hPa every 10 years. The average water pressure was relatively increasing from 1961 to 1970 and relatively decreasing in 1981-1990 and 2001-2010.  Relative to the other seasons， spring was more significant in average water pressure change， followed by autumn， and winter was the upward trend. From January to December， average water pressure change was the largest in July， the second in August， and the smallest in January. The annual variation of average water pressure was negatively correlated with average temperature and sunshine hours， and positively correlated with precipitation and average relative humidity.

Key words   Water pressure; Variation characteristics; Impact factor

水汽是地球大氣的一个重要组成部分，影响着能量输送及云的形成和降水，在全球气候系统与水循环中起到了重要的作用，与全球气候变化及水资源问题密切相关。水汽压是空气中水汽所产生的分压力，描述了空气中水汽的绝对含量，是间接表示大气中水汽含量的一个量和重要指标。大气中水汽含量多时，水汽压则大，反之，水汽压则小。分析水汽压的时空分布特征可以为水汽含量的研究提供理论基础，因此进行地面水汽压变化规律的研究十分必要。近年来，国内许多学者对水汽压的变化特征进行了研究，总体概况为：各地水汽压均呈上升趋势，空间分布各异。

巴彦淖尔市地处内蒙古自治区西部，位于 105°～109°E、40°～42°N，东西长378 km，南北宽238 km，总面积约6.6万km2。以阴山为界，山北为草原话荒漠和荒漠化草原，山南为河套平原，是国家和内蒙古自治区重要的商品粮基地，享有“塞上粮仓”的美誉。临河位于巴彦淖尔市中部，居河套平原，坐落在黄河“几”字弯上方，因南临黄河，故名“临河”，属于中温带大陆性气候与季风气候的交界区。临河耕地面积75 761 hm2，占总面积的54.4%，境内有亚洲最大的一首制自流灌区。为了合理利用和开发河套平原的自然水资源，了解当地水汽压的变化规律，对有效开发云水资源，合理布局人工影响天气作业点等具有十分重要的意义。基于此，通过对临河区近57年水汽压、气温、降水、相对湿度、日照时数等地面逐日观测资料，采用线性倾向率等方法，分析了临河区近57年平均水汽压的趋势及变化规律，并讨论了平均水汽压的变化与气温、降水等一系列气象因子的关系，以期为研究分析水汽压的变化提供科学依据，也为当地降水预报服务提供参考。

1 资料来源与统计方法

1.1 资料来源

资料来源于临河区国家级气象观测站近57年（1961—2017年）的水汽压、气温、降水、相对湿度、日照时数5个气象要素的地面逐日观测数据。季节划分：春季（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月）、冬（12月至翌年2月），气候平均值为1961—2017年气象要素平均值。

1.2 统计方法

利用气候倾向率分析平均水汽压变化趋势，表达式为Y=a0+a1t，式中Y为变化趋势值，t为时间（年份），a1×10为平均水汽压气候变化倾向率。

2 结果与分析

2.1 平均水汽压的时间变化特征

2.1.1 年代际变化特征 从表1可以看出，临河区多年平均水汽压为6.5 hPa，其中1961—1970年平均水汽压呈增长趋势，距平值为正;1981—1990年及2001—2010年减小最明显，距平值均为负值;1971—1980年和2010—2017的平均水汽压与历年平均值持平，连续47年平均水汽压的变化值在-0.1～0.1之间波动。20世纪80年代和21世纪10年代为临河区多年平均水汽压的最小年，最大年为20世纪60年代。由此可见，临河区多年平均水汽压总体呈现下降趋势，与全国多地平均水汽压呈上升趋势不相吻合。

2.1.2 年际变化特征 临河区地面平均水汽压的年变化曲线及线性变化趋势如图1所示，从中可见，临河区近57年来年平均水汽压总体呈下降趋势，线性倾向率为0.062 hPa/10年。57年中年最大平均水汽压出现在1964年，为7.7 hPa，最小平均水汽压出现在2009年，为5.6 hPa，极差达2.1 hPa。在近57年中有23年平均水汽压在历年平均值以下，其中20世纪60年代只有1965年的平均水汽压低于历年平均值，57年中平均水汽压以20世纪80年代和21世纪10年代为最小，为6.4 hPa，年平均水汽压均小于历年值，低于历年值0.1 hPa。由5年的滑动平均曲线可知，1961—1981（1972、1973、1974、1975、1976年除外）和1998—2005年连续8年水汽压的5年滑动平均值均在线性趋势线以上，说明水汽压略偏高，1982—1997（1992、1996年除外）和2006—2017（2014、2016除外）水汽压的5年滑动平均值均在线性趋势线以下，说明水汽压偏低。由水汽压的累积距平可知，1987年为近57年临河区地面水汽压变化的转折年。

2.1.3 季节变化特征 从表2可以看出，临河区春、夏、秋季3季的平均水汽压变化趋势与年变化相同，均呈下降趋势，而冬季为上升趋势。各季季平均水汽压夏季最大，为13.6 hPa，冬季最小，为1.7 hPa，两者相差达11.5 hPa。春、夏、秋、冬4季倾向率分别为-0.23、-0.18、-0.02、0.061%/10年，春季减小趋势最显著，为0.23%/10年，夏季较强，为0.18%/10年。由此可见，临河区年平均相对湿度的下降，以春季贡献最大，其次是夏季，冬季貢献作用最小。

2.1.4 月变化特征 从图2可以看出，临河区平均水汽压逐月变化呈单峰型，总体表现为：1—7月地面水汽压逐渐增加，8—12月水汽压逐渐减小。5—9月水汽压均高于历年平均值，水汽压最大值出现在7月，为15.3 hPa，其次是8月，为14.7 hPa，5月与历年值接近，6、9月分别高于历年值4.3、3.2 hPa;水汽压最小值出现在1月，为1.5 hPa，其次是2、12月，为1.8 hPa，3、4月低于历年值3.9、2.4 hPa。

2.2 平均水汽压的年变化与气象因子的关系

利用临河区近57年平均水汽压及对应年份的平均气温、降水量、日照时数、平均相对湿度4个气象数据，分析平均水汽压与4个气象要素的年相关性。结果表明，降水量、相对湿度与水汽压呈现正相关，与气温和日照时数呈现负相关，相关系数分别为：平均相对湿度0.718 3、降水量0.506 5、平均气温-0.151 3和日照时数-0.110 7。从图3可以看出，1964年的水汽压是近57年来的最大值，为7.7 hPa;相对湿度也是近57年的最大值，为62%; 平均气温最高值出现在1998年，为10.3℃，水汽压为7.0 hPa，是57年中的第5高值;日照时数年最大值出现在1962年，为3 567.1 h。平均水汽压为6.7 hPa，并不是57年中的最低值;降水量最大值出现在1988年为267.9 mm，平均水汽压为6.6 hPa。可见，临河区的水汽压的年变化，不但与气象因子有关，还与当地的地理位置及环境密不可分，有待于今后的研究与分析。

3 小结

（1）临河区近57年平均水汽压总体呈减少趋势，平均每10年减少0.062 hPa，1961—1970年平均水汽压相对较大，1981—1990和2001—2010年相对较小。

（2）临河区平均水汽压4季变化：春、夏、秋3季均呈现下降趋势，冬季呈现上升趋势。冬季最小，夏季最大。春季平均水汽压减小趋势最显著，其次是秋季，冬季的水汽压呈现增加趋势。

（3）临河区平均水汽压月变化特征：7月最大，其次是8月，1月最小，1—12月平均水汽压逐月变化呈单峰型。

（4）近57年临河区平均水汽压的变化与平均气温、日照时数呈现负相关，与降水量、水汽压呈现正相关。

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责任编辑：刘赟