近50年黑河流域降水变化特征研究

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1、近50年黑河流域降水变化特征研究　　摘要：黑河流域是我国西北地区第二大内陆流域，中游地区，地势平缓，水源充足，并建有多座水库，是西部粮食和蔬菜生产基地之一。在气候变化的背景下，该流域的降水格局发生了一定程度的变化。现以黑河流域及周边地区15个气象站点1961年-2010年的逐日降水资料和国家1∶25万的DEM资料为基础，分析了黑河流域平原地区和山丘地区的降水变化特征。结果表明：（1）平原地区降水较少而山区降水相对较多，整体呈降水增加趋势且山区所占比例较大；（2）山区和平原地区的降水质心均向西南偏移，且山区偏移明显；（3）全流域上分布较广的0～100

2、mm降水带在萎缩，相反分布稀少300mm以上降水带在增加。关键词：降水；质心；变化特征；黑河流域中图分类号：P468文献标识码：A文章编号：16721683（2013）05001606政府间气候变化委员会（IntergovernmentalPanelonClimateChange，IPCC）第四次评估报告指出，1750年以来全球气候主要在人类活动的影响下总体上呈增暖趋势，近100a[JP]（1906年-2005年）全球平均地表温度上升了0.74℃（056℃～0926℃）[1]。我国气温也呈增加趋势[2]，且增温速率比同期全球平均略强。气温升高导致水

3、循环速率加快[3]，对全球和区域尺度的降水产生重大影响[45]，并且相对其他地区来说，高寒地区的气温与降水对全球变暖的响应更明显[6]。黑河流域降水时空分布不均，区域降水量较少，降水量与蒸散量差值较大，农业需水多来自于地下水抽取，同时由于近几年来黑河流域土地利用与覆盖变化强烈，人工绿洲系统扩张，天然绿洲体系萎缩，整个水资源系统的时空分布发生根本改变[7]，从而对地区农业需水带来严重影响，因此研究该区域的降水特征变化对于合理指导地区农业灌溉有重要的作用。目前对于降水特征的分析主要集中于时间变化以及典型站点的分析[8]。黑河流域由于其独特的地形条件，气

4、象及水文站点较少，降水空间变化明显，因此大尺度的降水研究显得尤为重要。1研究区概况黑河是我国内陆第二大河，发源于青海省祁连山，流经青海、甘肃、内蒙古三省（区），流域面积1429万hm2，流域范围在东经98°-102°和北纬37°50′-42°40′之间。其中，上游多年平均气温不足2℃，年降水量350mm；中游年降水量仅有140mm，多年平均温度6℃～8℃，年日照时数长达3000～4000h，年蒸发能力达1410mm；下游年降水量只有47mm，年日照时数3446h，年蒸发能力高达2250mm。6黑河流域主要种植作物为小麦、玉米、马铃薯等，种植区域主要

5、分布在流域中游金塔、酒泉、张掖和山丹等流域旱地区域，该地是西部重要的粮食和蔬菜生产基地之一，比如张掖地区以不足甘肃省5%的耕地，提供了全省市35%的商品粮食，农业地位举足轻重[9]。但是黑河流域近50年来，干旱事件频繁发生，干旱灾害面积急剧扩张[10]，严重影响农业生产活动。因此有必要对黑河流域降水的空间特征进行分析，为地区农业需水研究提供有力依据。2数据与方法21基本气象数据和地形数据本文研究地形资料选用国家1∶25万DEM数据。降水数据源自分布于黑河流域四邻点范围内的15个气象站点（图1），选取了1961年-2010年间连续的降水实际观测资料。

6、将逐日的降水数据汇总，得到1961年-2010年逐年降水数据，并利用IDW插值技术得到整个黑河流域的逐年降水分布（栅格大小为5km×5km，图2）。南方向偏移。结合表1的分析，表明平原区降水质心向南移动达到α=01的显著水平。由于在计算降水质心移动时，是以降水量为权重，降水量大其权重也大，质心将向其偏移。因此，也可以认为黑河流域降水量有增加趋势，并且是西南方向增加量更大。3.3平原区和山丘区不同降水量覆盖面积变化6在逐年降水空间分布图的基础上，分布统计逐年全流域及其平原区、山丘区0～100mm、100～200mm、200～300mm和300mm以上

7、的栅格数（其中平原区300mm以上降水面积很小，与上个降水等级合并为200mm以上），从而得到不同降水量区覆盖面积占各自统计面积的比例（即平原区不同降水量覆盖面积占平原区面积比例，以此类推）。图13-图15显示了黑河流域及其平原区、山丘区不同将实录覆盖面积逐年变化特征，表3列出了不同区域不同降水量多年平均覆盖面积及M-K统计值。4结论（1）近50年来，黑河流域山丘地区和平原地区多年年平均降水量分别为182mm和82mm，平原区降水呈现出年际分布不均，降水量较少的特点，而山丘区降水则年际分布相对较均，降水量较大，914%的栅格降水量呈现出增加的趋势，

8、382%的栅格降水增加趋势显著降水增加的区域多分布于山丘区。（2）山丘地区和平原地区多年平均质心位置分别为（99°36′3