降水时空变化特征及其降水日数

第二节　降水时空变化特征及其降水日数

一、降水量变化特征

1961年以来，京津冀年降水量变化呈减少趋势，速度为每10年减少11.6毫米，包括京津在内的其他6个区年降水量的变化也呈减少趋势，但减少的幅度各不相同，按从大到小的幅度依次为：冀东平原地区22.7毫米/10年，太行山前平原地区12.5毫米/10年，京津地区12.4毫米/10年，太行山区10.2毫米/10年，燕山丘陵区8.5毫米/10年，冀北高原1.2毫米/10年。从京津冀整个区域降水量变化来看，2000年以来降水量呈现缓慢增加趋势（图5.11）。

图5.11　京津冀年平均降水量历年变化曲线

区域季节降水的变化表现为春、秋两季为增加趋势，且秋季增加幅度大于春季增加幅度；夏季为减小趋势，冬季降水变化趋势不明显。各分区变化趋势特征与全区变化趋势特征具有一致性，但是各个区域变化趋势幅度各不相同。其中，春季增加幅度最明显的为冀北高原，为4.4毫米/10年；秋季增加幅度最明显的为京津地区，为7.5毫米/10年；夏季减小幅度最大的为冀东平原，为30.5毫米/10年（表5.11）。分析表明，京津冀地区降水量明显减少主要是由于夏季雨量减少造成的，其中夏季暴雨雨日减少造成的影响最为重要。

表5.11　京津冀全区及各区域四季降水变化趋势（单位：毫米/10年）

二、降水量空间分布特征

京津冀年降水量在338.4～688.9毫米，多年平均降水量为507毫米，各个分区的多年平均降水量分别为：冀北高原401.8毫米，燕山丘陵区492.6毫米，太行山区520.2毫米，太行山前平原地区498.2毫米，冀东平原594.2毫米，京津地区546.6毫米。燕山丘陵区东部、冀东平原、太行山区、山前平原东北部的沧州大部、衡水北部以及京津等地，年降水量在500毫米以上，其中密云、兴隆、遵化及青龙一线以南地区年降水量在600毫米以上；冀北高原大部、燕山丘陵区西部、山前平原中南部等地，年降水量不足500毫米，其中冀北高原西部、燕山丘陵西部地区年降水量不足400毫米（参阅图1.4）。

三、降水空间分布格局的变化

降水格局的变化关系到水资源利用、生态环境保护以及不同地区农业生产条件等诸多方面。从图5.12和表5.12可以看出京津冀年降水量分布格局的变化具有以下特点：一是20世纪60年代，年降水量600毫米以上的多雨区占总站数的34.8%，主要位于京津冀西部的太行山区和兴隆、遵化到青龙一线以南燕山丘陵区及冀东平原区；从70年代开始年降水量在600毫米以上的多雨区范围逐渐减小，多雨区范围占总站数的百分比70年代、80年代、90年代分别为31.4%，14%，17.5%；00年代只有兴隆和青龙两个站的年降雨量在600毫米以上。二是60年代、70年代年降水量在500毫米以下的少雨区占总站数的百分比均为25.6%，主要位于京津冀西北部的冀北高原、燕山丘陵地区以及京津冀中部的太行山前平原地区；80年代开始年降水量在500毫米以下的少雨区的范围逐渐扩大，少雨区占总站数的百分比在50%以上。

表5.12　京津冀各级别降水量站数占总站数的百分比

四、不同等级降水日数空间分布特征

由表5.13可以看出，1961～2012年京津冀地区年平均降水日数为71.0天，其中小雨日数为总降水日数的79.9%，占比重最大；中雨日数为总降水日数的13.3%；大雨和暴雨日数不足10%。除中雨日数呈轻微的增加趋势外，总雨日数、小雨日数、大雨日数和暴雨日数均表现为减少趋势，但是变化趋势均未通过0.05的显著性检验，表明各级别降水日数变化趋势不明显，这与我国华东地区总雨日数、小雨日数呈显著减少趋势，暴雨日数呈显著增加趋势有明显的不同。

图5.12　京津冀1961～2010年各年代年降水量（毫米）的空间分布

统计表明，总雨日数和小雨日数在空间分布上呈现自西北向东南递减的特征，大值中心位于张家口中部；中雨日数、大雨日数分别存在2个大值中心，大值中心的位置相似，一个位于京津冀东北部的承德、唐山一带，另一个位于西部太行山区；暴雨日数空间分布特征不明显，具有随机性。

表5.13　京津冀地区年度不同等级降水日数分布统计

五、降水减少机理初探

京津冀地区夏季降水量占年降水量的60%多，一年中降水的多寡很大程度上取决于夏季降水量的多少，夏季降水量与大气环流形势密切相关，大气环流为降水提供背景场，降水异常往往是由于环流异常的结果。近50年京津冀地区夏季降水量明显减少主要是由于夏季雨量减少造成的，其中夏季暴雨雨日减少造成的影响最为重要，可能是由于环流背景发生改变所致。

海温场发生改变会强迫大气环流发生相应调整，从而改变区域水汽条件和动力条件，影响降水时空变化。夏季降水偏多（偏少）可能与春季赤道中东太平洋海温偏低（偏高）、南海海温偏低（偏高）、西北太平洋海温偏低（偏高）具有一定关系；夏季赤道中东太平洋海温偏低、北太平洋海温显著偏高，京津冀夏季降水可能偏多，相反，赤道中东太平洋海温显著升高、北太平洋海温降低，京津冀地区夏季降水可能偏少。

另外，夏季降水量明显减少可能是由于在环流背景发生改变的情况下，本地区降水要素如经向风速、垂直风速、相对湿度、可降水量和水汽通量发生变化造成的，特别与夏季流经京津冀上空的水汽总量明显减少有关。