1961-2014年中国陆地降水量变化分析

 2022-01-20 00:20:53

论文总字数:16965字

目 录

1.引言 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

2.资料与方法 2

2.1 资料 2

2.2 研究方法 3

2.2.1线性回归法 3

2.2.2克里格空间插值( Kriging 空间插值) 4

3. 结果分析 4

3.1 全国降水量的时间分布特征 4

3.1.1降水量的年际变化与年代变化 4

3.1.2四季降水量的年代变化 5

3.2 全国降水量的空间分布特征 6

3.2.1 年降水量的空间分布特征 6

3.2.2 四季降水量的空间分布特征 8

4.结论 11

参考文献: 12

致谢 14

1961-2014年中国陆地降水量变化分析

万俊翔

, China

Abstract: According to the precipitation data of 752 meteorological stations in China from 1961 to 2014, the temporal and spatial changes of precipitation in China are statistically analyzed. The results show that: (1) The annual average annual precipitation is 817 mm, and the annual precipitation Showing an increasing trend, but with different chronological characteristics. In particular, the annual variation of annual mean precipitation is characterized by an increasing trend from the 1960s to the 1990s, with the largest increase in the 1980s and 1990s, and decreasing trend after the 1990s. (2) China's precipitation is mainly concentrated in the summer, the summer precipitation accounts for about half of the annual precipitation, followed by spring and winter at least; summer and spring precipitation has increased significantly, the fall of precipitation has a significant reduction trend, winter precipitation The trend of the trend is not obvious. (3) In the space, the annual average precipitation in China is increasing from northwest to southeast, and the area with the largest annual precipitation is the southeastern coastal area, but the precipitation in the northeast to southwest is decreasing. In most parts of China, Annual precipitation has a different range of increase, the largest increase in the region mainly in Hainan Province and Taiwan Province. The variation range of precipitation in the four seasons is the largest in summer, followed by spring, autumn again, and finally winter.

Key words: Precipitation; Trend coefficient; Temporal and spatial variation; Linear regression;

1.引言

1.1 研究背景

降水是气候变化的研究中最重要的因素, 是水循环研究中的重要环节之一, 它控制着地球表面水量的通量大小,直接影响着径流过程以及可利用的水资源量的时空分布,这不仅关系到区域水资源的安全还关系到该区域的可持续发展。降水的变化是区域水资源变化的主要影响因素,降水也是区域气候特征最直接的反映,降水变化是旱涝灾害的直接原因,因此在区域水循环和区域水资源的研究中, 降水量的时空变化是一项基础而又十分关键的研究工作。

中国地处太平洋与欧亚大陆之间,易受亚澳季风系统的影响,使得我国气候复杂多变。再加上我国国土面积广阔,地形多样化复杂,各区域气候差异大,导致各地降水量不仅在平均量上差异显著,在降水量的季节性、年际或年代际变化的时空分布差异也十分明显。由于降水的变化可以直接或者间接的影响我国工农业生产,因此全面的认识和了解我国降水量的时空分布特征与变化规律显得格外重要。

1.2 国内外研究现状

在80年代,廖荃孙等(1982)就根据我国东部地区夏季降水总量的多少,将我国东部夏季降水雨带分为三个部分:第一部分黄河流域及其以北,第二部分黄河以南和长江以北即长江与黄河之间,第三部分长江流域及其以南。江志红和丁裕国(1994)在应用正交旋转因子分析法,对近40年我国降水量年际变化的区域性特征进行分析,将我国划分为十大区域,比如华南沿海地区没明显的变化趋势,华北地区总体呈下降趋势,长江中下游以及西北地区略有上升趋势,并且认为80年代的年降水总量略低于50年代。王绍武等(2002)在对1880年以来中国东部四季降水量序列进行了研究,认为我国东部降水有显著的年代际特征,但是1880-1998我国年降水量并没有明显的变化趋势;施能等(2003)在对全球陆地年降水量场1948-2000的趋势变化的时空分布特征中指出,在其研究的时间序列中全球陆地年降水量具有显著的趋势变化,全球约有1/3的地区年降水量有显著的增加趋势,2/3的区域年降水量有显著性减少的趋势,中国淮河以北的区域是年降水量极显著减少趋势的区域之一。王大钧(2003)在其硕士学位论文中国西部降水的气候变化特征中点明,20世纪60年代我国西部无论是年降水量还是四季降水量均偏少,70年代全年降水量偏少,春季和冬季降水量偏少,夏季偏多,秋季趋于正常;80年代只有冬季降水量偏少,其他三季均偏多,但是其年降水量相当;90年代的结果正好与60年代相对应,其降水量表现为一致偏多。其研究还表明我国西部地区无论是年降水还是四季降水都呈现的是增加的趋势,其中以秋季降水增加趋势的区域面积最小,冬季降水增加趋势的区域面积最大,春季与年降水量的增加趋势所占面积相当。林纾等(2004)在对甘肃降水的变化研究中指出,在上世纪70年代后期至80年代初我国西北地区的降水存在一个比较明显的转折,西北地区东部的降水呈现从多到少的变化趋势,90年代中期以前,西北地区夏季降水的增加趋势明显;而甘肃省上世纪末全省的年降水量都在减少,其中以春季和秋季降水量的减少趋势明显。任朝霞等(2007)在对我国西北干旱区近50年的降水变化差异分析的研究中发现,西北干旱区的降水量变化的季节差异明显,其中春季降水量变化比较复杂;而夏季降水量都以增加趋势为主,只有少部分地区有减少的趋势;秋季则为自北向南降水量依次减少的趋势;冬季降水在其所研究的区域的东南部显示为减少的趋势,西北部以增加趋势为主。孙玲等(2010)在对1960-2009中国降水分布及趋势变化报告中指出,降水量的年纪变化中,我国年降水量呈下降趋势,但是趋势不明显;中国年降水量变化趋势的空间分布特征明显,主要呈现西北-东南向“增加-降水-增加”的分布特征,青藏高原地区、西北的西部地区、华南、西南地区以及长江中下游地区的降水增加,且西北的西部地区增加最为显著,该地区从1987年发生突变;而东北地区、西南地区东部、华北地区以及西北东大部分地区的降水则呈现下降趋势,且华北地区下降趋势最为显著,该地区的突变时间为1976年。张皓等(2010)在对华北地区近50年的降水量的时空变化分析中发现,华北地区降水相对较少,年降水量呈西北—东南向分布,降水由西北向东南逐渐增加,夏季降水以经向分布为主,春季降水则有明显的纬向分布趋势,秋季和冬季的降水特征与华北地区年降水量的分布特征类似;近50年来华北地区的降水呈现减少的趋势,且季节性差异明显,春季降水有增加趋势,夏季降水有明显的减少趋势,秋季降水的变化趋势不明显,冬季降水有明显的增加趋势,由于夏季是降水集中期,因此该文中把华北地区50年来的年降水量降低的原因,归结为夏季降水的明显减少。胡勇等(2014)在利用质心分析法对我国的降水时空演变特征进行了研究,发现极端天气增加,对降水的时空分布特征的影响增加。李斌等(2017)对陕南地区的近50年的降水时空变化特征的研究做中得到结论,陕南地区1961-2013年的年平均降水量为904.7mm,降水量主要集中在夏季,夏季降水占全年降水量的约48%,而冬季降水只占约3%,春季和秋季的降水量相当均在20%以上;陕南地区的降水的年际变化大,年内分布不均匀,该区域只有南部和东南部小范围区域内降水呈现增加趋势,其余地区降水均呈现减少趋势,特别是西部地区降水减少最为明显;陕南地区近年的降水量整体呈减少趋势,春季和秋季的降水趋势为显著减少,夏季降水有增加趋势,尤其是在中南部和东南部有显著增加趋势。吴凯等(2017)利用反距离权重法插值计算分析了1961-2014年54年的中国大陆年降水时空分布情况,我国降水的总趋势是由西北内陆向东南沿海逐渐增加的,但是在整个研究的时间尺度下我国降水格的局均衡性并未发生重大的变化;全国年降水量最大(年降水量gt;1600 mm)的区域主要集中在我国东南部,而所占面积最大的降水区的降水范围为400-600mm,这个类别的降水区的波动性是最大的,趋势性也是最明显的;虽然不同类型的降水区面积具有明显波动性,但对整个54年的时间序列来说,其并不具有周期性或者一定的线性趋势变化。

本文利用1961-2014年间700多个站点降水的逐日资料,研究中国的降水年和季节变化特征,为决策部门更清楚的了解中国气候现状和战略决策提供一定的理论依据。

2.资料与方法

2.1 资料

本论文所用资料为1961-2014年间中国地面气候资料日值数据,包含全国752个气象站点的日观测观测数据中的20-20时降水量,站点分布图如图1所示。所有观测资料均来自中国气象局国家信息中心,并且对资料进行了严格的处理和质量控制。采用Kriging插值方式根据站点进行插值,插值后采用Alber投影进行分析。

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