我国降水趋势问题

关于我国降水变化趋势问题任国玉中国气象局国家气候中心中国气象学会第31届中国气象学会年会气候分会场2014年11月3-5日，北京陈峪、唐国利、郭军、任玉玉、邵雪梅、孙秀宝、战云健、王涛、刘洪滨张莉感谢以下同事、同学1956-2013年中国年降水变化趋势：（a）年降水量（mm/10a），（b）年降水量距平百分率（%/10a），（c）年降水日数（d/10a），（d）年降水强度（mm/d/10a）1956年以来年降水量距平百分率趋势特征等值线（-2.5%/10a）包裹面积变化。开始年分别到1994年（a）、1999年（b）、2004年（c）、2009年（d）和2013年（e）线性趋势1956-2013年全国平均年降水变化（上）年降水量

（mm）（中）年降水日数

（d）（下）年降水强度

（mm/d）1956-2013年中国大陆区域平均年降水量距平百分率变化（单位：%）Year1956-2013年中国大陆区域平均季节降水量距平百分率变化（单位：%）中国大陆年降水量距平百分率40年滑动趋势曲线。图中分别给出1956-1995年、1957-1996年、1958-1997年……1974-2013年的线性趋势(单位：%/10a)40-yrperiod四条曲线表明，除在20世纪40年代的区别较大外，观测资料得到的曲线基本一致，但降水变幅有一定差别。这种差异一方面可能来自所用原始资料信息的差别，另一方面也可能来自计算区域平均方法上的差别。红实线:王绍武等(2002b)，蓝实线:数据来自唐国利，

黑实线:章名立(1993)，黑虚线：闻新宇等(2006)中国近100年降水变化曲线比较Region-averagedannualprecipitationanomaly(mm)basedon71weatherstationsineasternChinain1880-2007(relativetothemeanvaluein1971-2000).Blackline:5-yearsmoothingaverage

(modifiedfromWangetal.,2000andPuatal.,2007)Precipitationanomaly(mm)Year1911年以来黄淮海地区（上）和长江中下游（下）平均年降水量标准化距平序列黄淮海流域近百年来年（1911-2012年）总降水量标准化距平序列集成经验模态分解（EEMD）IMF分量（IMF1-5）变化IMF1IMF2IMF3IMF4IMF549%25%8%4%14%各分量方差贡献Year南水北调区域近100年降水量EOF第一模态空间分布南水北调区域近100年北部（上）和南部（下）年降水量变化南水北调中线和东线区域近500年干湿指数小波分析结果上：北部；下：南部LightrainModeraterainTrendsofrainfrequenciesovermainlandChina,1951-2007RaindaysHeavyrainRain-storm1956-2013年中国年暴雨降水量（a）、暴雨日数（b）和暴雨强度（c）线性趋势空间分布

1956-2013年全国平均年暴雨降水量（a）、暴雨日数（b）和暴雨强度（c）逐年值及其线性趋势1956-2013年中国平均年小雨降水量（a）、降水日数（b）和降水强度（c）逐年值和线性趋势。单位：a:mm;b:d;c:mm/dabc区域平均降水是否出现了显著的趋势变化？降水的趋势变化是否和观测资料系统偏差有关？现代观测的趋势变化是否超出了历史时期自然变异的范围？现代观测的趋势变化是否可以用年代到多年代尺度自然变异性解释？如果使用模式做归因分析，当前的气候模式是否有这个能力（能否较好地模拟现代大尺度降水的时空变异性）？关于全国或大区域降水变化的原因，有几个问题首先要回答：东北地区冬季降雪量绝对误差(a，单位：mm)和相对误差(b，单位：%)的空间分布风速与普通雨量计降雪捕获率关系曲线对比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青海德令哈地区近1000年来的年降水量-据年轮重建(Shaoetal)青海西部历史上出现过比现代严重得多的干旱！两段严重干旱期西北地区11条树轮重建的降水量（干旱指数）标准化距平序列。粗实线为9年滑动平均值PS1：北疆地区(上年7月至当年6月降水量)(尹红等,2009)PS2：天山地区(年降水量)(魏文寿等,2008)PS3：伊犁尼勒克(7~8月降水量)(张录等,2010)PS4：呼图壁河(上年8月至当年7月降水量)(陈锋等,2009)PS5：乌鲁木齐河源(4~5月降水量)(崔宇等,2007)PS6：天山中部(上年7月至当年2月降水量)(袁玉江等,2001)PS7：特克斯河(上年7月至当年6月降水量)(陈锋等,2010)PS8：巴仑台(当年7月至次年6月降水量)(张同文等,2011)PS9：甘肃山丹(上年8月至当年6月降水量)(陈锋等,2010)PS10：伊犁(1~8月PDSI指数)(陈锋等,2011)PS11：贺兰山北部(5~7月PDSI指数)(陈锋等,2010)

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

ab自然气候变异是东南部季风区降水变化

的基本原因观测和模拟研究均未表明，我国季风区最近半个世纪的降水变化是对全球变暖的响应；其他导致季风区降水变化的因子包括：太平洋海表水温异常分布型的多年代变异、青藏高原积雪及其热力条件年代变异、东亚夏季风强度变异、以及区域性气溶胶含量的变化，等；东南部季风区小雨日和小雨量明显减少，很可能与人为气溶胶含量增加有关。Thelifetime(andalbedo)effectasoriginallyproposedInpollutedairmasses,cloudsconsistofmoredropletsthatcoalesceintoraindropslesseffectively,leavinglonger-livedclouds(t,time).Hereasinglecloudismeanttorepresenttheaverageresponseofafieldofclouds(Stevens&Feingold,2009)西北干燥区降水变化可能主要与自然变异和局地人类活动影响有关观测和模拟一致表明，降水较显著增加，但代用资料指示了相互矛盾的近现代趋势，大气净水汽输送和可降水量似乎没有显著增多；西北地区降水增加可能是、也可能不是对全球气候变暖的响应；气候变暖导致的山地冰川融化及其河湖水位上升、局地人为活动引致的绿洲面积扩大和城镇发展，有可能导致实际蒸发加强，引起观测的大气降水增加。西北干燥区