华北降水及变化特征
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2001年—2020年我国降水的时空变化特征摘要本文利用TRMM卫星的降水资料,对我国2001年—2020年的平均降水和春、夏、秋、冬四个季节的平均降水进行了分析比较;然后选取了我国华北地区和西北地区对其十年间的降水距平和四季的降水距平进行了对比分析;最后对2005年和2006年全国的降水距平百分率进行了观察,结果表示:由于我国受季风气候、地形、地理位置等因素的影响,我国降水随着空间和时间变化而具有明显的变化;华北地区的降水距平高于西北地区,且波动更加剧烈,在西北地区春、秋、冬季的降水距平在零线附近,降水量保持在一个稳定的值,华北地区四季波动相对强烈。
关键字:降水TRMM 时空变化降水距平目录摘要 (I)Abstract .................................................................... 错误!未定义书签。
第一章引言 . (1)1.1研究意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3本文研究内容 (2)第二章资料和方法 (2)2.1资料说明 (2)2.2方法 (3)第三章数据资料分析 (3)3.1 2001年—2020年全国平均降水分布特征 (3)3.2 2001-2020年降水的季节平均分布特征 (5)3.3降水距平分析 (8)3.4降水距平百分率分析 (10)第四章结论 (11)第一章引言1.1研究意义大气中的水汽以液态或固态的形式到达地面,称为降水。
其主要形式有降雨和降雪,以及雹、露、霜等。
降水是水循环基础的一个环节,且是水量平衡方程的基本参数之一。
降水是地表径流的源头,也是地下水的主要补给源头。
降水在空间分布上的不均匀与时间变化上的不稳定性是引起洪涝,旱灾的主要原因。
所以对降水的研究分析显得尤为重要。
我国地处欧亚大陆东南部,濒临太平洋,大部分区域位于大陆气流和海洋气流的交汇区,这两种气流汇合形成了我国主要雨带,二者的强弱,消长容易造成降水的时空分布不均匀。
河北属于温带季风气候区气候变化较为明显河北位于中国的华北地区,属于温带季风气候区。
由于受到青藏高原、西伯利亚高压和太平洋副高等气候系统的共同影响,河北的气候变化较为明显。
本文将就河北的气候特点及其变化进行探讨。
第一部分:河北的温带季风气候特点河北的气候特点主要体现在季风和温度方面。
首先,河北地区明显受到东亚季风的影响,表现为明显的夏季降水和冬季干旱。
夏季,受到暖湿季风的影响,河北地区降雨量较多,往往伴随着雷电和短时强降水。
而冬季,受到寒冷的西北季风控制,河北地区往往干燥且寒冷,降雪较为常见。
其次,河北地区的温度变化较为明显。
冬季,受到西伯利亚高压的影响,河北地区经常出现寒潮天气,气温骤降,甚至出现严寒天气。
而夏季,受到副热带高压的控制,河北地区气温较高,达到酷暑的程度。
由于河北地处内陆,其昼夜温差较大,尤其是夏季,白天炎热,晚上则相对凉爽。
第二部分:河北的气候变化随着全球气候变暖的影响,河北地区的气候也发生了一些变化。
首先,降水量和分布发生了一定的变化。
近年来,河北地区夏季降雨量增加,但其分布不均匀,局部地区遭遇强降雨和洪涝灾害的风险增加。
同时,冬季降雪量和雪日数减少,导致河北地区的冬季干燥问题更加突出。
其次,气温上升是河北气候变化的明显特征之一。
全球气候变暖导致河北地区的气温逐年上升,冬季寒冷天数减少,夏季高温日数增加。
高温天气对于农业生产和人们的生活造成了一定的影响,例如对作物生长、水资源利用和能源消耗等方面都带来了挑战。
第三部分:气候变化对河北的影响河北地区的气候变化给经济、社会和生态环境带来了一系列的挑战。
首先,气候变化对农业生产的影响较为显著。
降水和温度的变化直接影响着农作物的生长发育和产量。
干旱和高温天气可能导致农作物减产甚至歉收,增加了农业生产风险。
其次,气候变化对水资源的利用和分配也带来了一定的影响。
降雨量和降水分布的改变导致了水资源的不均衡,加剧了水资源的紧缺问题。
此外,气候变化还对生态环境造成了影响。
华北平原的气候特点简介华北平原是中国三大平原之一,又称黄淮海平原,是中国东部大平原的重要组成部分,部分在渤海—华北盆地。
下面是店铺给大家整理的华北平原的气候特点简介,希望能帮到大家!华北平原的气候特点华北平原属暖温带季风气候,四季变化明显,南部淮河流域处于向亚热带过渡地区,其气温和降水量都比北部高,平原年均温8—15℃,冬季寒冷干燥,农作物大多为一年两熟,北部部分地区两年三熟。
华北平原大体在淮河以南属于北亚热带湿润气候,以北则属于暖温带湿润或半湿润气候。
冬季干燥寒冷,夏季高温多雨,春季干旱少雨,蒸发强烈。
春季旱情较重,夏季常有洪涝。
年均温和年降水量由南向北随纬度增加而递减。
热量热量资源较丰,可供多种类型一年两熟种植。
≥0℃积温为4 100~5 400℃,≥10℃积温为3 700~4 700℃,不同类型冬小麦以及苹果、梨等温带果树可安全越冬。
≥0℃积温4 600等值线是冬小麦与早熟玉米两熟的热量界限。
≥0℃积温大于4 800℃的地区可以麦棉套种,大于5 200℃地区可麦棉复种。
气温黄淮地区年均温14~15℃,京、津一带降至11~12℃,南北相差3~4℃。
7月均温大部分地区26~28℃;1月均温黄、淮地区为0℃左右,京、津一带则为—5~—4℃。
全区0℃以上积温为4500~5500℃,10℃以上活动积温为3800~4900℃,无霜期190~220天。
平原年降水量500~1000毫米。
南部淮河流域800~1000毫米,黄河下游平原600~700毫米,京、津一带500~600毫米。
光照光资源丰富,增产潜力大。
本区年总辐射量为4 605~5 860兆焦耳/(米·年),年日照时数北部为2 800小时,南部为2 300小时左右。
7~8月光、热、水同季,作物增产潜力大。
9~10月光照足,有利于秋收作物灌浆和棉花的吐絮成熟。
降水降水量不够充沛,但集中于生长旺季,地区、季节、年际间差异大。
年降水量为500~900毫米。
我国降水和气温的分级概率时空分布特征杨小波;陈丽娟;刘芸芸【摘要】采用全国160站1951-2009年月降水和气温资料,分析了短期气候预测业务评分办法中六级要素概率时空分布特征,并以1月、7月为代表获得了不同地区、不同级别降水和气温异常发生频率.结果表明:降水和气温的六级异常分布存在显著空间不均匀性和年代际变化特征,1980-2009年,北方降水在1月出现特少、特多等级和7月出现特少、偏少等级的概率较大,南方降水出现6个等级的概率基本相同;全国气温在1月和7月出现正常略低、正常略高和偏高等级的概率较大.1980-2009年与1951-1979年相比,全国1月降水为特多、偏多等级和7月降水为偏少等级的站数明显增加,全国1月气温为正常略高、偏高和特高等级的站数明显增加,呈明显的年代际变化特征.%Based on the standard of the probability classification definition and scoring method in short term climate prediction operation, analysis is conducted on six-level probability classification of monthly precipitation and temperature anomalies in January and July. Spatial and temporal distributions are obtained through the monthly precipitation and temperature data at 160 stations in China, which are operationally used by National Climate Center of CMA. The six levels are defined as much more than normal (L1), moderately more than normal (L2) , slightly more than normal (L3) , slightly less than normal (L4) , moderately less than normal (L5), much less than normal (L6).The results indicate that the issued six-level probability classification is suitable for symmetrical distribution cases for positive and negative anomalies but neglecting spatial inhomogeneous distributions and inter-decadalvariations of monthly temperature and precipitation. During the period of 1980-2009, the probability of L1 and L6 for precipitation in North China is high in January whereas that of L6 and L5 is elevated in South China in July. The six-level probability for precipitation in January and July is generally similar in South China. The probability of L4, L3, and L2 temperature is high whereas that of L6, L5, and L1 is low for temperature in China in both January and July. Compared to those in the period of 1951-1979, the station numbers of L1 and L2 in January and L5 for precipitation in July have significantly increased but those of L6 precipitation in January and L6 and L4 for precipitation in July have remarkably decreased in the period of 1980-2009. Meanwhile, the station numbers of L4, L5, L6 for temperature in January have substantially decreased but those of L1, L2, L3 for temperature in January increases significantly and the six-level temperature probability in July shows no variability since 1980.The above results could provide an important reference for climate forecasters to fully consider inter-decadal, inter-annual and inter-seasonal variability. The standard of the scoring method for the climate prediction focuses on the accurate rate of classification prediction, and especially emphasizes the abnormal level of precipitation and temperature. Therefore, the scoring method will help promote climate prediction services. The six-level scoring method for precipitation is more reasonable, while for temperature the method needs appropriate improvements.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2011(022)005【总页数】12页(P513-524)【关键词】降水;气温;分级概率;时空分布;气候预测【作者】杨小波;陈丽娟;刘芸芸【作者单位】中国气象局成都高原气象研究所,成都610072;国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室,北京100081;四川省气候中心,成都610072;国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室,北京100081;国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室,北京100081【正文语种】中文采用全国160站1951—2009年月降水和气温资料,分析了短期气候预测业务评分办法中六级要素概率时空分布特征,并以1月、7月为代表获得了不同地区、不同级别降水和气温异常发生频率。
第三章华北降水及变化特征 (2)3.1 华北降水特征 (2)3.1.1 年降水 (2)3.1.2 降水年内分布 (3)3.2 华北降水变化 (4)3.2.1 年变化 (4)3.2.2 季节变化 (5)3.2.3 空间分布 (7)3.3 小结与讨论 (11)第三章华北地区降水量及其变化特征在讨论城市化对华北降水序列影响之前,首先对华北降水及变化特征做一详细的分析,以便下文进一步的分析。
3.1降水量特征本节讨论降水量变化特征所采用的资料为1971—2000年累年均值。
3.1.1 年与季降水量分布华北地区年降水量在200—1000毫米之间,平均降水量为535.8毫米。
南北差异较大,各地分布不均,从华北年降水量分布可以看出,年降水量基本由西北向东南递增。
华北西北部内蒙古地区为少雨区,年降水量大多在400毫米以下;华北东南部的河南、山东以及安徽和江苏北部为多雨区,年降水量大多在600毫米以上。
图3.1 华北年降水量分布图(毫米)图3.3为华北各季节降水量分布。
可以看出,各季节分布趋势与年分布相似,依然是南多北少。
春季,平均季降水量为83.3mm,内蒙地区季降水量在50mm 以下,区域中部大部分地区在50-100mm,南部部分在100mm以上。
夏季,平均季降水量为332.4mm,西北部内蒙地区季降水量较少,在250mm以下,华北西部陕西、山西季降水量也相对较少,在250-300mm,华北东部季降水量多于西部,东南部季降水量最多,在400mm以上。
秋季,平均季降水量为102.6mm,分布同夏季相似,但大部分地区季降水量多于春季,100m线北移。
冬季,平均季降水量为17.5mm,华北北部大部分地区在10mm以下,安徽和江苏北部一带季降水量超过50mm。
春季夏季秋季冬季图3.3 华北各季节降水量分布3.1.2 降水年内分配根据华北各气象站月降水资料,利用区域平均方法建立华北地区月降水量序列。
华北降水以7月最多,8月次之;1月最少,12月次之。
华北主要降水时段集中在夏季三个月,降水量达332.4毫米,占全年总降水量的62%;冬季各月降水量均不足8毫米,季降水量仅为17.5毫米仅,占全年总降水量的3%;春秋两季降水基本相当,但秋季降水略多于夏季,春季降水量为83.3mm,占全年总降水量的16%,秋季降水量为102.6mm,占全年总降水量的19%。
图3.2 华北各月降水量变化3.2降水量变化本节降水量变化特征分析时段为1961-2005年和1980-2005年。
3.2.1 年降水量图3.4给出了华北地区年降水量序列。
从1961—2005年华北有的下降趋势,趋势系数为-0.212,趋势较为明显,但没有超过显著性水平。
降水量减少速率为12.6mm/10a。
1961—2005年,降水最多的年份是1964年,最少的年份是1997年。
从5年滑动平均曲线可以看出,在近45年中,总体呈下降趋势,但期间波动明显,有三次明显的减少阶段。
60年代、70年代中期至80年代初期和90年代。
60年代降水量呈减少的趋势,降至平均值附近,而后稍有增多,70年代中期至80年代初期,降水量下降至均值以下。
华北降水在1965年由明显偏多变成偏少,70年代末又再次减少。
从80年代开始,一直在均值附近波动,降水量缓慢上升。
90年代降水量又出现明显的减少趋势降至均值以下,而后呈迅速增多趋势。
图3.4 1961—2005年华北历年年降水量变化曲线表3.1分别给出华北1961—2005、1980—2005两个时段的降水趋势系数和变化速率,可知,近45年有较明显的减少趋势,变化速率为12.6 mm/10a,但近26年有弱增加趋势,变化速率为10.4mm/10a。
表3.1 华北各时段降水趋势系数(注:标*表示超过0.1显著性水平,标**表示超过0.05的显著性水平)3.2.2 季节变化图3.5给出华北各个季节降水序列。
华北四季降水量,春、夏、秋三季整体上都呈下降趋势,但速率各不相同,春季下降速率为0.8mm/10a, 夏季下降速率为8.1mm/10a, 秋季下降速率为4.4mm/10a。
三个季节中,夏季的变化趋势最明显,春季最弱。
华北冬季有弱增加趋势,变化速率为0.7mm/10a。
图3.5 1961—2005年华北历年各季节降水量变化曲线从波动形式来看,四季降水变化不尽相同。
春季降水从60开始呈减少趋势直至70年代末,但前期变化迅速,后期变化缓慢,从80年代开始,呈增加趋势,直至80年代末期,之后呈明显波动变化,但目前仍处于一个较低水平。
夏季降水一直在均值附近波动,但起伏较大,至90年代有一明显的减少趋势,2000年之后略有增加趋势,但目前仍处于一个较低的水平。
秋季降水,60—80年代末期呈波动减少态势,90年代之后呈增多趋势。
冬季降水呈“两峰三谷”型波动变化,峰点出现在70年代后期和80年代末期,90年代至今,降水呈明显增多趋势。
分别计算出华北四季不同时段降水趋势系数及变化速率,列表如下。
分析可知:春季近45年和近26年趋势相同,都趋于减少,但近26年变化速率较快。
夏、秋两季,两时段变化趋势相反,近45年为减少趋势,近26年却有增加趋势,增加速率分别为 3.3mm/10a、4.8mm/10a。
冬季,两时段变化趋势相同,均为增加的趋势,但近26年增加趋势明显,变化速率较快,由0.7mm/10a增加至2.7mm/10a。
表3.2 华北四季不同时段降水趋势系数及变化速率(mm/10a)(注:标*表示超过0.1显著性水平,标**表示超过0.05的显著性水平)3.2.3 降水趋势的空间分布图3.6、3.7分别绘出了华北1961—2005年、1980—2005年两个时段年降水量趋势系数分布。
可以看出近45年,华北北部内蒙一带和南部安徽、江苏和河南一带有较明显的变湿趋势,其余大部降水量呈减少趋势,其中陕西中部、山西中部变干趋势显著。
近26年,华北变湿范围扩大,尤其在华北东南部河南、山东一带,变湿趋势最为明显;华北的西南部与东北部部分地区降水仍为减少趋势,陕西中部、山西中部变干趋势依然较为明显。
图3.6 1961—2005年华北年降水量趋势系数图3.7 1980—2005年华北年降水量趋势系数图3.8给出了1961—2005年华北各季降水量趋势系数分布图。
从各季节的降水量趋势变化分布来看:春季,华北地区陕西、河南、山西南部以及山东河北交界地区降水量有减少的趋势,华北北部大部分地区呈增加的趋势;夏季,华北大部分地区呈减少趋势,尤其河北、北京、天津一带负趋势显著;秋季,华北西部呈减少趋势,尤其在陕西北、中部负趋势显著,华北东部呈增加趋势,河北、北京、天津一带增加趋势明显;冬季,华北大部分地区呈增加趋势,趋势较为明显,区域集中在北部和南部,尤其北部内蒙一带增加趋势显著。
从地域上来看,山西中、南部和陕西中部春、夏、秋三季均出现变干的趋势,出现连旱的可能性大。
春季 夏季秋季 冬季图3.8 1961—2005年华北各季降水量趋势系数图3.9给出了1980—2005年华北各季降水量趋势系数分布图。
春季,趋势分布与近45年分布相似,但负趋势范围扩大,且减少趋势显著的区域向北移至山西省中南部;夏季,趋势分布与近45年分布相似,但华北东南部变湿区域扩大,且增加趋势显著区域也有所增加;秋季,近26年华北大部为增加趋势,且大部分地区趋势明显,山西北部趋势最为显著。
冬季,趋势分布与近45年分布相似,但变湿区域增加,且显著区域南移至山西内蒙交界一带以及河北西北部。
春季 夏季秋 冬图3.9 1980—2005年华北各季降水量趋势系数3.3 小结与讨论本章对华北地区的降水气候特点及其降水变化趋势进行了分析。
得出以下结论:⑴ 华北平均年降水为535.8毫米,呈南多北少分布,南北差异较大。
各季节分布与年分布相似。
降水集中在夏季,占全年总降水量的62%。
⑵ 1960—2005年,华北降水有较明显的减少趋势,变化速率为12.6mm/10a 。
前期和末期变化幅度较大,中间阶段波动较小。
各季节中,春、夏、秋三季与年变化趋势相同,夏秋两季变化幅度较大。
冬季与年趋势相反,呈弱增加趋势。
⑶ 1980—2005年,华北近26年与近45年变化趋势相反,有弱增加趋势,变化速率为10.4mm/10a。
各季节中,春、夏、冬三季与近45年变化趋势相同,但变化速率均较快,秋季两时段变化趋势相反,近26年有增加趋势。
⑷从趋势分布来看,近45年华北中部变干趋势明显,但近26年,变干范围有所减小。
近45年,夏、秋两季负趋势范围较大,春季较小,冬季大部分地区为正趋势。
近26年春季负趋势范围较近45年增加,但夏、秋、冬三季变湿区域均较近45年增加,且秋、冬两季华北大部分地区季降水量有增加的趋势。
对于华北降水变化方面的分析,陈隆勋(1991)、翟盘茂(1999)、左洪超(2004)、王遵娅(2004)、任国玉(2005)等都曾做过相关研究,因研究所选用的资料不同、年代长度不同以及选取的方法不同,因而结果略有差异,但结论是基本相似的。
本文结论也与前人研究成果相同,均表明华北降水有减少的趋势。
华北位于干旱和半干旱地区,降水是该区域水资源的主要来源,华北降水在20世纪60年代年由明显偏多变成偏少,并且70年代末又再次减少,造成华北干旱趋势进一步加剧。