基于格点数据的1961_2012年祁连山面雨量特征分析_强芳

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1、第70卷第7期地理学报Vol.70,No.72015年7月ACTAGEOGRAPHICASINICAJuly,2015基于格点数据的1961-2012年祁连山面雨量特征分析强芳，张明军，王圣杰，刘杨民，任正果，朱小凡（西北师范大学地理与环境科学学院，兰州730070）摘要：基于国家气象信息中心发布的全国0.5°×0.5°逐日降水量数据集和气象站点日降水量实测资料，利用主成分分析（PCA）和回归分析，研究了1961-2012年祁连山面雨量年际变化以及面雨量距平与干旱累计强度的关系。结果表明，该套格点数据能够很好地反映出祁连山及其周边区域降水的时空分布格局，山区降水量大于平原区降水

2、量，山区东段降水量大于西段降水量。1961-2012年祁连山面雨量的多年平均值为724.9×108m3，其中，春、夏、秋、冬的面雨量分别为118.9×108m3、469.4×108m3、122.5×108m3、14.1×108m3，夏季面雨量最大，占全年的64.76%。除春季外，其他季节面雨量都呈现逐年增加趋势，夏季增幅最大，平均每年增加1.7×108m3。山区面雨量与祁连山及其周边区域的干湿程度表现出较好的相关性，干旱累计强度与面雨量表现出负相关性，山区面雨量较多时这一地区的干旱强度也较弱。关键词：格点数据；面雨量；祁连山；主成分分析；干旱累计强度DOI:10.11821/d

3、lxb2015070091引言[1]随着全球变暖，1951-2010年温室气体造成的全球平均地表增温在0.5~1.3℃之间，[2]而干旱区气候对全球升温的响应则更为敏感。中国气候类型多样，降水格局复杂，自[3]20世纪80年代中期至90年代初西北干旱区气候总体由暖干向暖湿转型，年降水量呈增[4-5]加趋势，干旱发生频率显著下降，但局部地区出现暖干化趋势。作为西北干旱区内陆河流石羊河、黑河和疏勒河的发源地及径流形成区的祁连山，处于西风带、南亚季风和[6]高原季风、东亚季风的交汇处，水汽含量存在复杂的季节差异和年际间变化，祁连山降[7-8]水的多少对河西绿洲的可持续发展有着至关重要

4、的作用。面雨量作为一个区域的降水量总和，通常以体积单位表示，与传统的单点降水量相[9]比更能客观地描述该区域实际的降水资源状况。量化水循环过程中的降水环节时，一般[10]也以面雨量形式体现，在地理学、气象学、水文学的数值模拟中面雨量常作为重要的输入参数，因此对面雨量估算的准确性直接影响着对气候和水文过程的认识，明确面雨量的分布规律及其在当前气候变化背景下的变化情况也有重要的实践意义。国内外学者[11-14]利用不同的方法和降水观测数据对面雨量进行了大量的研究，这其中应用最为广泛的方法包括空间插值法、多元回归法以及遥感反演等。运用空间插值法可以获得面上的降收稿日期：2015-01

5、-13;修订日期：2015-04-12基金项目：国家自然科学基金项目(41461003);全球变化国家重大科学研究计划项目(2013CBA01801)[Foundation:NationalNaturalScienceFoundationofChina,No.41461003;NationalBasicResearchProgramofChina(973Program),No.2013CBA01801]作者简介：强芳(1987-),女,甘肃武威人,硕士生,主要从事全球变化方面的研究。E-mail:geoqiangfang@126.com通讯作者：张明军(1974-),男,甘肃宁

6、县人,教授,博士生导师,中国地理学会会员(S110007775M),主要从事气候变化与冰川方面的研究。E-mail:mjzhang2004@163.com1125-1136页1126地理学报70卷水分布情况，在地形复杂的区域也可根据海拔高度进行必要的订正。Hewitson和Crane研[15]究表明条件插值在确定降水场的空间范围方面是非常有效的。国内学者也做了相关研究，比如利用经验正交函数和数字高程模型计算新疆面雨量年、季分布特征和变化规[16-17]律，也有研究采用泰森多边形法作为主要的方法用来研究流域面雨量，并计算了中国[18]各流域的实况。多元回归法可以反映出海拔的作用，

7、但常常忽视了周边站点的影响，也有研究将多元回归与空间插值结合使用的。比如利用多元回归的方法，建立插值模型[19]来计算天山山区面雨量序列。近年来，遥感反演地面降水得到了广泛的应用，这使得[20-21]利用卫星和雷达资料获取降水分布情况成为可能，但是这种手段的时段相对有限，对近十几年以来的降水研究更有意义。由以上分析可见，要计算过去几十年内的区域面雨量变化，仍有赖于地面实测降水资料的积累，考虑到实测站点空间分布不均性和计算方法的可推广性，高分辨率格点化降水产品，在计算降水量中发挥着越来越重要的