内蒙古通辽市近30年降水变化分析

2016-11-01白晓慧白文明

畜牧与饲料科学 2016年9期

关键词：通辽市降水量波动

白晓慧，白文明

（内蒙古通辽市气象局，内蒙古通辽 028000）

内蒙古通辽市近30年降水变化分析

白晓慧，白文明

（内蒙古通辽市气象局，内蒙古通辽 028000）

以内蒙古通辽市10个气象站1981—2010年逐月的降水数据为基础，利用线性倾向、小波分析等方法寻找降水的趋势变化、周期变化规律。结果表明，通辽市降水量整体趋势减少，尤以夏季最为明显，同时通辽市降水年变率较大，进一步影响了该地区农牧业的正常生产。

降水；趋势变化；通辽市

内蒙古通辽市地处农牧交错带，该地区生态环境复杂多样，但整体脆弱性较为突出。由于地处黄金玉米种植带，通辽市在种植结构上呈现“一粮独大”的局面，玉米全程需水量较大，而通辽市地下水资源缺乏，部分地区完全“靠天吃饭”，但在全球气候变暖的背景下，通辽市的降水变率逐渐增大，极端降水事件多发，致使干旱与局地内涝常相伴存在，导致阶段性干旱日渐突出，影响农作物的正常生长。该研究的目的是通过对通辽市近30年的降水数据进行统计分析，来寻找该地区降水变化的规律，从而为该地区应对气候变化对农牧业生产的影响提供一定的保障。

1 资料与方法

1.1 数据资料选取通辽市现有气象观测数据时间序列较长、数据完整性较好的10个气象站的气象资料，选择1981—2010年的月降水量作为基础数据进行统计分析［1-10］。

1.2 研究方法以10个气象站降水数据的平均值作为通辽市的区域降水量代表值，主要采用线性倾向估计法、M-K趋势检验以及墨西哥小帽小波分析法对降水数据进行时间序列趋势分析、周期分析等，进而找出通辽市降水的整体变化趋势及波动规律。

2 结果与分析

利用线性倾向法对通辽市1981—2010年降水年际变化进行分析，同时比较5年滑动平均曲线得出，通辽市近30年降水波动较大，整体呈减少趋势。

2.1年际变化趋势近30年，通辽市年降水量波动较大，整体趋势减少（见图1），线性拟合的倾向率为-30.139 mm/10年，相关系数为0.333 6，通过了α=0.1的相关性检验。最小值出现在1982年，为241.5 mm；最大值出现在1998年，为535.7 mm，两者之差为294.2 mm。1986—1989年降水量逐年减少，但年降水量都在330 mm以上；1999—2002年为降水量明显减少时段，年降水量均不足300 mm。

图1 降水量年际变化趋势

2.2年代际变化趋势分析降水量的年代际变化见图2，从20世纪80年代开始，降水量呈减少趋势，90年代减少不明显，此后减少明显，降幅达62.3 mm。

图2 降水量年代际变化

2.3年降水变化的空间分布通辽市年降水量南北多，中部少（见图3）。降水量的大值区主要在奈曼旗的南部、科尔沁左翼后旗的西南部以及扎鲁特旗的中部地区，年均最高值为青龙山镇的440.7mm；低值区主要位于开鲁县、科尔沁左翼中旗的西部、奈曼旗的偏北地区，最低值为舍伯吐镇的316.9 mm。大部分地区的降水均呈下降趋势，北部地区下降趋势最为明显，其次为中部地区，南部地区下降趋势较弱，且库伦旗、奈曼旗的青龙山镇有弱上升趋势，下降最明显的地区为扎鲁特旗北部的巴雅尔图胡硕，线性倾向率为51.52 mm/10年。

图3年降水量空间分布

2.4 四季变化分析春季降水量表现出微弱的下降趋势（见图4-a）且阶段波动较大。计算得出其气候倾向率为-0.83 mm/10年，平均值为18.9 mm，拟合的R2值为0.007。分析其波动曲线可知：1986—1990年出现较明显的上升趋势，4年升幅达到29.8 mm，1994—2004年主要表现为波动中下降，2004—2010年出现大幅上升，升幅为33.6 mm。春季降水的最小值为5.5 mm出现在2004年，最大值为2010年的39.1mm，可见2000年以后降水波动较大。

图4 降水量四季变化

夏季降水表现为下降趋势（见图4-b），平均值为88.1 mm，线性倾向率为-6.97 mm/10年，拟合的R2值为0.064。其波动曲线表现为阶段性上升、整体下降的趋势。其中，阶段性上升主要在1982—1984年，升幅为68.8 mm，1988—1994年上升了71.5 mm，1996—1998年上升 68.2 mm，2002—2005年上升41.1 mm，其余阶段均为下降趋势。夏季降水最小值为45.9 mm，出现在1982年，最大值为1994年的140.2 mm，两者之差达94.3 mm。2000—2010年平均降水量仅为76.6 mm，2000年、2002年、2009年、2010年降水量均不超过70 mm，故2000年后干旱化较为明显。

秋季降水依然表现为下降趋势（见图4-c），平均值为18.0 mm，倾向率为-2.72 mm/10年，拟合的R2值为0.061。其波动曲线表现为降—升—降—升—降—升的态势，在1986年上升至最高点，历经6次大起大落，其中3次上升趋势分别为：1982—1986年增多39.7 mm，2001—2004年增多21.2 mm，2009—2010年增多 24.8 mm；3次下降趋势为：1981—1982年减少 13.7 mm，1991—1994年减少28.1 mm，2004—2009年减少20.6 mm。秋季降水最小值为7.4 mm，出现在1982年和2001年，最大值为1986年的47.1 mm，两者之差39.7 mm。

图5 降水量周期变化

冬季降水变化不明显，波动较大，在2000年升至最高点（见图4-d），平均值1.6 mm。由其波动曲线可以看出，有4次阶段性上升，分别为1983—1986年增多2.2 mm，1988—1990年增多3.7 mm，1999—2000年增多 4.7 mm，2008—2010年增多2.4 mm。其余阶段表现为波动性下降，最小值为0.1 mm，出现在 2008年，最大值为2000年的5.3 mm。进入21世纪后，降水波动幅度加大。

2.5 周期变化分析通辽市近30年来的降水具有7～8年的振荡周期（见图5），在1996年以前较为明显，在这一尺度上出现2个偏多中心，分别是1986年和1994年；2个偏少中心，分别为1982年和1989年。另外，1983—2005年降水变化还存在5～6年的短期振荡，该尺度上出现4个偏少中心，分别为1983年、1989年、1996年和2001年；4个偏多中心，分别为 1986年、1994年、1998年和2005年。1988—1998年存在3年的短期振荡，有3个偏少中心，分别为1989年、1992和1996年；3个偏多中心，分别为 1991年、1994年和 1998年。2000年以后周期变化不明显。