我國降水趨勢問題

關(guān)于我國降水變化趨勢問題任國玉中國氣象局國家氣候中心中國氣象學會第31屆中國氣象學會年會氣候分會場2014年11月3-5日，北京陳峪、唐國利、郭軍、任玉玉、邵雪梅、孫秀寶、戰(zhàn)云健、王濤、劉洪濱張莉感謝以下同事、同學1956-2013年中國年降水變化趨勢：（a）年降水量（mm/10a），（b）年降水量距平百分率（%/10a），（c）年降水日數(shù)（d/10a），（d）年降水強度（mm/d/10a）1956年以來年降水量距平百分率趨勢特征等值線（-2.5%/10a）包裹面積變化。開始年分別到1994年（a）、1999年（b）、2004年（c）、2009年（d）和2013年（e）線性趨勢1956-2013年全國平均年降水變化（上）年降水量

（mm）（中）年降水日數(shù)

（d）（下）年降水強度

（mm/d）1956-2013年中國大陸區(qū)域平均年降水量距平百分率變化（單位：%）Year1956-2013年中國大陸區(qū)域平均季節(jié)降水量距平百分率變化（單位：%）中國大陸年降水量距平百分率40年滑動趨勢曲線。圖中分別給出1956-1995年、1957-1996年、1958-1997年……1974-2013年的線性趨勢(單位：%/10a)40-yrperiod四條曲線表明，除在20世紀40年代的區(qū)別較大外，觀測資料得到的曲線基本一致，但降水變幅有一定差別。這種差異一方面可能來自所用原始資料信息的差別，另一方面也可能來自計算區(qū)域平均方法上的差別。紅實線:王紹武等(2002b)，藍實線:數(shù)據(jù)來自唐國利，

黑實線:章名立(1993)，黑虛線：聞新宇等(2006)中國近100年降水變化曲線比較Region-averagedannualprecipitationanomaly(mm)basedon71weatherstationsineasternChinain1880-2007(relativetothemeanvaluein1971-2000).Blackline:5-yearsmoothingaverage

(modifiedfromWangetal.,2000andPuatal.,2007)Precipitationanomaly(mm)Year1911年以來黃淮海地區(qū)（上）和長江中下游（下）平均年降水量標準化距平序列黃淮海流域近百年來年（1911-2012年）總降水量標準化距平序列集成經(jīng)驗模態(tài)分解（EEMD）IMF分量（IMF1-5）變化IMF1IMF2IMF3IMF4IMF549%25%8%4%14%各分量方差貢獻Year南水北調(diào)區(qū)域近100年降水量EOF第一模態(tài)空間分布南水北調(diào)區(qū)域近100年北部（上）和南部（下）年降水量變化南水北調(diào)中線和東線區(qū)域近500年干濕指數(shù)小波分析結(jié)果上：北部；下：南部LightrainModeraterainTrendsofrainfrequenciesovermainlandChina,1951-2007RaindaysHeavyrainRain-storm1956-2013年中國年暴雨降水量（a）、暴雨日數(shù)（b）和暴雨強度（c）線性趨勢空間分布

1956-2013年全國平均年暴雨降水量（a）、暴雨日數(shù)（b）和暴雨強度（c）逐年值及其線性趨勢1956-2013年中國平均年小雨降水量（a）、降水日數(shù)（b）和降水強度（c）逐年值和線性趨勢。單位：a:mm;b:d;c:mm/dabc區(qū)域平均降水是否出現(xiàn)了顯著的趨勢變化？降水的趨勢變化是否和觀測資料系統(tǒng)偏差有關(guān)？現(xiàn)代觀測的趨勢變化是否超出了歷史時期自然變異的范圍？現(xiàn)代觀測的趨勢變化是否可以用年代到多年代尺度自然變異性解釋？如果使用模式做歸因分析，當前的氣候模式是否有這個能力（能否較好地模擬現(xiàn)代大尺度降水的時空變異性）？關(guān)于全國或大區(qū)域降水變化的原因，有幾個問題首先要回答：東北地區(qū)冬季降雪量絕對誤差(a，單位：mm)和相對誤差(b，單位：%)的空間分布風速與普通雨量計降雪捕獲率關(guān)系曲線對比0246820406080100

CatchRatio(%)WindSpeed(m/s)

Tianshan

NEChina

NorthChinaWithoutwindWithwindThestrongerthewindspeed,thelargertheunder-catch.RepresentativeexamplesofseriousmeteorologicaldisastersinChinaduringhistoricalperiods(Zhang,2004)The1°×1°gridprecipitationfrom1501to1900hasbeenreconstructedbyhistoricaldocumentaryrecords.Left:droughtinnorthandrainyinsouth(1586),right:raininnorthanddroughtinsouth(1652)(Zhang,2004)AnnualprecipitationvariationinBeijing.Thevaluesof1724-1904arebasedondailysunny-or-rainingrecordsintheroyaldocumentsoftheQingDynasty(Zhang,2004)HistoryDocuments1740-17601865-18952023/1/2023青海德令哈地區(qū)近1000年來的年降水量-據(jù)年輪重建(Shaoetal)青海西部歷史上出現(xiàn)過比現(xiàn)代嚴重得多的干旱！兩段嚴重干旱期西北地區(qū)11條樹輪重建的降水量（干旱指數(shù)）標準化距平序列。粗實線為9年滑動平均值PS1：北疆地區(qū)(上年7月至當年6月降水量)(尹紅等,2009)PS2：天山地區(qū)(年降水量)(魏文壽等,2008)PS3：伊犁尼勒克(7~8月降水量)(張錄等,2010)PS4：呼圖壁河(上年8月至當年7月降水量)(陳鋒等,2009)PS5：烏魯木齊河源(4~5月降水量)(崔宇等,2007)PS6：天山中部(上年7月至當年2月降水量)(袁玉江等,2001)PS7：特克斯河(上年7月至當年6月降水量)(陳鋒等,2010)PS8：巴侖臺(當年7月至次年6月降水量)(張同文等,2011)PS9：甘肅山丹(上年8月至當年6月降水量)(陳鋒等,2010)PS10：伊犁(1~8月PDSI指數(shù))(陳鋒等,2011)PS11：賀蘭山北部(5~7月PDSI指數(shù))(陳鋒等,2010)

PacificDecadalOscillation(PDO)SSTbasedontheleadingEOFSSTpatternforthePacificbasinnorthof20°Nfor1911to2004(Mantuaetal.,1997;Poweretal.,1999b)andprojectedfortheglobalocean;Annualtimeseries(Mantuaetal.,1997);

ab自然氣候變異是東南部季風區(qū)降水變化

的基本原因觀測和模擬研究均未表明，我國季風區(qū)最近半個世紀的降水變化是對全球變暖的響應；其他導致季風區(qū)降水變化的因子包括：太平洋海表水溫異常分布型的多年代變異、青藏高原積雪及其熱力條件年代變異、東亞夏季風強度變異、以及區(qū)域性氣溶膠含量的變化，等；東南部季風區(qū)小雨日和小雨量明顯減少，很可能與人為氣溶膠含量增加有關(guān)。Thelifetime(andalbedo)effectasoriginallyproposedInpollutedairmasses,cloudsconsistofmoredropletsthatcoalesceintoraindropslesseffectively,leavinglonger-livedclouds(t,time).Hereasinglecloudismeanttorepresenttheaverageresponseofafieldofclouds(Stevens&Feingold,2009)西北干燥區(qū)降水變化可能主要與自然變異和局地人類活動影響有關(guān)觀測和模擬一致表明，降水較顯著增加，但代用資料指示了相互矛盾的近現(xiàn)代趨勢，大氣凈水汽輸送和可降水量似乎沒有顯著增多；西北地區(qū)降水增加可能是、也可能不是對全球氣候變暖的響應；氣候變暖導致的山地冰川融化及其河湖水位上升、局地人為活動引致的綠洲面積擴大和城鎮(zhèn)發(fā)展，有可能導致實際蒸發(fā)加強，引起觀測的大氣降水增加。西北干燥區(qū)