近61年来陕西省不同地貌类型的降水变化特征.pdf
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1、第3 0卷第5期2 0 2 3年1 0月水土保持研究R e s e a r c ho fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.3 0,N o.5O c t.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 2 修回日期:2 0 2 2-1 2-0 8 资助项目:秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室开放研究课题基金课题“地表土地利用类型/植被覆盖(L U C C)对陕西数值模式系统预报性能改进的研究”(2 0 2 0 K-3)第一作者:马永永(1 9 9 0),男,河南平顶山人,工程师,博士,主要从事气候变化和区域数值模式研发
2、研究。E-m a i l:m a-y o n g 1 9 9 01 6 3.c o m 通信作者:郑小华(1 9 7 8),女,陕西安康人,正研级高工,硕士,主要从事气候变化及气象防灾减灾研究。E-m a i l:4 2 0 1 7 1 9 5q q.c o mh t t p:s t b c y j.p a p e r o n c e.o r gD O I:1 0.1 3 8 6 9/j.c n k i.r s w c.2 0 2 3.0 5.0 2 4.马永永,娄盼星,惠英,等.近6 1年来陕西省不同地貌类型的降水变化特征J.水土保持研究,2 0 2 3,3 0(5):1 5 4-1 6 1
3、.MAY o n g y o n g,L OUP a n x i n g,HU IY i n g,e ta l.C h a r a c t e r i s t i c so fP r e c i p i t a t i o nV a r i a b i l i t yi nD i f f e r e n tG e o m o r p h i cT y p e s i nS h a a n x iP r o v i n c eD u r i n gR e c e n t 6 1Y e a r sJ.R e s e a r c ho fS o i l a n dW a t e rC o n s e
4、 r v a t i o n,2 0 2 3,3 0(5):1 5 4-1 6 1.近6 1年来陕西省不同地貌类型的降水变化特征马永永1,2,娄盼星1,2,惠 英1,2,肖贻青2,3,郑小华2,3,孙 璐1,2(1.陕西省气象科学研究所,西安7 1 0 0 1 6;2.陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室,西安7 1 0 0 1 6;3.陕西省气象台,西安7 1 0 0 1 5)摘 要:目的 获取陕西省主要地貌类型的降水变化特征,为陕西省的防灾减灾提供决策支撑。方法 基于1 9 6 12 0 2 1年陕西省8 2个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计法和滑动平均法对陕西省近6 1年
5、不同地貌类型降水的变化进行研究,并采用M a n n-K e n d a l对降水量和降水日数进行突变性检验。结果 山地地貌区年均降水量(8 5 1.8 8mm)和年均降水日数(1 9 5.9 2 d)最大,风蚀地貌区年均降水量(4 0 5.0 7mm)和年均降水日数(8 5.2 0 d)最少。黄土塬、丘陵和台地地貌区年降水量变化趋势为负值,其他地貌区年降水量变化趋势为正值。夏季降水量占比最大,除了台地地貌区外,其余地貌区夏季降水量均呈现上升趋势。各个地貌区降水日数最多的季节为夏季,所有地貌区年、春季和夏季降水日数都呈现下降趋势。黄土台塬地貌区年降水日数在1 9 6 8年存在突变。结论 陕西省
6、年降水量和年降水日数呈现南多北少的总体分布,其中大多数地貌区的夏季降水量在增加而降水日数在减少,未来应加强降水变化的机理研究。关键词:降水量;降水日数;地貌类型;陕西省中图分类号:P 4 6 7 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 5-3 4 0 9(2 0 2 3)0 5-0 1 5 4-0 8C h a r a c t e r i s t i c so fP r e c i p i t a t i o nV a r i a b i l i t y i nD i f f e r e n tG e o m o r p h i cT y p e s i nS h a a n x iP r o
7、v i n c eD u r i n gR e c e n t 6 1Y e a r sMAY o n g y o n g1,2,L OUP a n x i n g1,2,HU IY i n g1,2,X I AOY i q i n g2,3,Z HE NGX i a o h u a2,3,S UNL u1,2(1.M e t e o r o l o g i c a l I n s t i t u t eo fS h a a n x iP r o v i n c e,X i a n7 1 0 0 1 6,C h i n a;2.K e yL a b o r a t o r yo fE c o-
8、E n v i r o n m e n ta n dM e t e o r o l o g yf o r t h eQ i n l i n gM o u n t a i n sa n dL o e s sP l a t e a u,S h a a n x iM e t e o r o l o g i c a lB u r e a u,X i a n7 1 0 0 1 6,C h i n a;3.S h a a n x iM e t e o r o l o g yO b s e r v a t o r y,X i a n7 1 0 0 1 5,C h i n a)A b s t r a c t:
9、O b j e c t i v eT h ea i mo ft h i ss t u d yi st oe x p l o r et h ep r e c i p i t a t i o nv a r i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fm a i ng e o m o r p h i ct y p e s i nS h a a n x iP r o v i n c e,a n dt op r o v i d ed e c i s i o n-m a k i n gs u p p o r tf o rd i s a s t e rp r e v
10、 e n t i o na n dr e d u c t i o n.M e t h o d sB a s e do nt h ed a i l yp r e c i p i t a t i o nd a t ao f 8 2m e t e o r o l o g i c a l s t a t i o n s i nS h a a n x iP r o v i n c ef r o m1 9 6 1t o2 0 2 1,t h ec h a r a c t e r i s t i c so fp r e c i p i t a t i o nv a r i a b i l i t yi nd
11、 i f f e r e n tg e o m o r p h i ct y p e si nS h a a n x iP r o v i n c ew e r e i n v e s t i g a t e db y l i n e a r t r e n dr e g r e s s i o na n dm o v i n ga v e r a g e,a n dt h em u t a t i o ni nt h et r e n do ft h ep r e c i p i t a t i o na n di t sd u r a t i o nw a st e s t e db yt
12、 h e M a n n-K e n d a l lm e t h o d.R e s u l t sT h el a r g e s ta v e r a g ea n n u a l p r e c i p i t a t i o na n dp r e c i p i t a t i o nd a y sw e r e f o u n di nt h em o u n t a i n o u s l a n d f o r mr e g i o n(8 5 1.8 8mma n d1 9 5.9 2d),w h e r e a s t h e l o w e s t a p p e a
13、r e d i nt h ew i n de r o s i o nl a n d f o r mr e g i o n(4 0 5.0 7mma n d8 5.2 0d).T h ea n n u a l p r e c i p i t a t i o n t r e n dw a sn e g a t i v e i n l o e s sh i g h l a n d,h i l l a n d t a b l e l a n d,a n dp o s i t i v e i no t h e r g e o m o r p h i ca r e a s.S u mm e rp r e
14、c i p i t a t i o na c c o u n t e d f o r t h e l a r g e s t p r o p o r t i o n,a n ds h o w e d i n c r e a s i n g t r e n d i na l l g e o m o r-p h i ca r e a se x c e p t f o rt a b l e l a n d.T h es e a s o nw i t ht h el a r g e s tp r e c i p i t a t i o nd a y si na l lg e o m o r p h i
15、 ca r e a sw a ss u mm e r.T h ea n n u a l,s p r i n ga n ds u mm e rp r e c i p i t a t i o nd a y si na l lg e o m o r p h i ca r e a ss h o w e dd e c r e a s i n gt r e n d s.A m u t a t i o nw a sd e t e c t e d i nt h ea n n u a lp r e c i p i t a t i o nd a y st r e n di nl o e s st a b l e
16、l a n da r e a sd u r i n g1 9 6 8.C o n c l u s i o nT h ea n n u a lp r e c i p i t a t i o na n da n n u a lp r e c i p i t a t i o nd a y sw e r el a r g e ri nt h es o u t h e r nr e g i o nt h a nt h a t i nt h en o r t h e r nr e g i o no fS h a a n x iP r o v i n c e,a n dt h es u mm e rp r
17、e c i p i t a t i o ni nm o s to f t h eg e o m o r-p h o l o g i c a l a r e a sw a s i n c r e a s i n gw h i l e t h ep r e c i p i t a t i o nd a y sw e r ed e c r e a s i n g.I nt h ef u t u r e,t h es t u d yo f t h em e c h a n i s mo fp r e c i p i t a t i o nc h a n g es h o u l db es t r e
18、 n g t h e n e d.K e y w o r d s:p r e c i p i t a t i o n;p r e c i p i t a t i o nd a y s;g e o m o r p h i c t y p e;S h a a n x iP r o v i n c e 联合国政府间气候变化专门委员会(I n t e r g o v-e r n m e n t a lP a n e lo nC l i m a t eC h a n g e,I P C C)第六次气候变化评估报告1指出,气候变化已经在以多种方式影响着地球上每个区域,并且在未来几十年里,所有地区的气候变化
19、都将加剧,气候变化正在加剧水分循环,带来更强的降水和洪水,或者区域更严重的干旱。降水是对全球气候变化最为敏感的气象要素之一,是水文要素时空变化的重要影响因子2-4,降水是植被的重要天然水源,特别是在干旱区域,降水总量和时间的变化对土壤水分供应、水分胁迫以及植被的代谢和生理功能有显著影响5-6。强降水还会通过山洪、洪水、城市内涝及其引发的滑坡、泥石流等灾害对生命安全、粮食安全、生态安全以及经济社会的发展造成影响7-8。中国近年来极端强降水事件呈增多趋势,气 候 变 化 引 起 的 极 端 事 件 频 率 与 强 度 在 增加2,9-1 1,造成的灾害风险、经济损失也在增加7,1 2。陕西省位于我
20、国西北部,境内山原起伏,地形复杂。在全省总土地面积中,黄土高原和丘陵约占全省土地面积的4 5%,山地约占3 6%,平原约占1 9%1 3。陕北黄土高原是我国黄土高原的中心部分,是我国土资源条件较差、生态环境脆弱的贫穷地方之一1 4。关中平原是由河流冲积和黄土堆积形成,土壤肥沃,河流纵横,是陕西省的粮食主产区,是我国北方重要的小麦和玉米产区和重点建设地区1 5。陕南秦巴山地包括秦岭、巴山和汉江谷地,位于中国南北气候的过渡地带,是中国南水北调的重要水源地和生态功能限制开发地1 6。复杂的地形造成了降水分布的不均匀状态,气象灾害频发,其中旱涝是陕西普遍而重大的气象灾害,突发性强降水或连续降水是诱发滑
21、坡、崩塌、泥石流等灾害的主要原因之一1 7。在全球气候变化的背景下,陕西省1 9 6 12 0 1 0年降水量呈现减少趋势1 8,汛期极端降水事件频次整体上呈微弱增加趋势1 9,年最大降水量和强降水发生频次均呈现增加趋势2 0。陕西省地形起伏较大,现有的研究结果对省内降水变化的分析不够细致,根据地貌类型对不同地貌区降水变化特征的研究尚未见相关文献。本研究基于陕西省8 2个气象站点1 9 6 12 0 2 1年近6 1年的观测事实,分析陕西省主要地貌类型的降水变化特征,进一步认识陕西省的降水情况,为了解陕西省生态环境、预测气候灾害、黄土高原地区植被恢复、秦岭保护、水资源的开发利用等提供参考,为因
22、地制宜制定防灾减灾各项措施提供决策依据。1 材料和方法1.1 研究区概况研究区为地处中国西北部地区东部的黄河中游的陕西省(1 0 5 2 9 1 1 1 1 5 E,3 1 4 2 3 9 3 5 N),属内陆省份,地域南北长、东西窄,一般被分为陕北、关中和陕南。冬季受蒙古冷高压控制,寒冷干燥,夏季受西太平洋副热带高压和印度低压影响,炎热多雨,具有明显的大陆性季风气候特点。1.2 数 据本研究所采用气象资料来源于气象大数据云平台“天擎”,剔除数据缺省值较多的台站(缺省数据量占总数据的5%以上),使用临近台站平均值来代替和补全缺省据数,最终选定1 9 6 12 0 2 1年8 2个气象站点的降水
23、逐日数据作为初始值。通过对降水逐日数据求和来获得月、季和年降水量。35月为春季,68月为夏季,91 1月为秋季,1 2月至翌年2月为冬季,将降水量0.1mm日数的总和定义为年降水日。陕西省地形地貌数据来源于“国家青藏高原科学数据中心”(h t t p:d a t a.t p d c.a c.c n)的中国14 0 0万数字地貌数据集2 1。由图1可知,陕西地貌主要分为山地、黄土梁峁、黄土台塬、黄土塬、风蚀地貌、台地、丘陵和平原,陕南主要地貌为山地,陕北主要地貌为黄土梁峁、黄土塬、风蚀地貌和山地,关中地区主要地貌为山地、平原、黄土台塬和黄土塬。1.3 方 法采用逐月平均降水和日降水量0.1mm日
24、数资料,利用线性趋势、滑动平均进行年降水量、四季降水量、年降水日数和四季降水日数的趋势估算,采用t检验进行趋势 的显著性检 验。采 用M a n n-K e n d a l(M-K)非参数检验方法进行降水突变分析。551第5期 马永永等:近6 1年来陕西省不同地貌类型的降水变化特征注:该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为G S(2 0 1 9)3 3 3 3号的标准地图制作,底图边界无修改。图1 研究区示意图2 结果与分析2.1 各地貌类型降水量的时间变化由图2可知,山地、丘陵和台地地貌区年均降水量较大,分别为8 5 1.8 8 mm,8 1 7.0 7 mm和8 1 4.
25、2 0mm,而风蚀地貌区年降水量最小,为4 0 5.0 7 mm。这与各类地貌主要分布区域相关,山地、丘陵和台地地貌区主要位于陕南,而风蚀地貌区主要位于陕北,纬度差异造成了陕西省降水量南多北少的总体分布1 8,2 2。山地、黄土台塬、黄土塬和平原地貌区年降水量最大的年份为2 0 2 1年,分别达到了12 9 4.8 4mm,9 5 4.3 0mm,8 8 5.4 1mm和8 5 6.9 0mm,丘陵和台地地貌区年降水量最大的年份为1 9 8 3年,分别达到了12 0 3.7 7mm和13 7 6.1 0mm,风蚀地貌和黄土梁峁地貌区年降水量最大的年份为1 9 6 4年,分别达到了7 1 2.8
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