寇 宇

(呼和浩特市賽罕區(qū)氣象局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

降水量變化成為影響環(huán)境變化十分敏感的關(guān)鍵元素之一[1]。隨著科技的進(jìn)步，時(shí)代的發(fā)展。農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)等仍然是我國重要的經(jīng)濟(jì)建設(shè)基礎(chǔ)[2]。而受降水量影響最為嚴(yán)重，最直接的也是農(nóng)業(yè)、牧業(yè)。

針對內(nèi)蒙古中部的降水特征和時(shí)空分布，國內(nèi)外的很多專家學(xué)者做了大量研究。內(nèi)蒙古氣象局高濤[3]等,研究了近47年(1961年～2007年)內(nèi)蒙古地區(qū)降水和氣溫的時(shí)空變化特征。結(jié)果表明:內(nèi)蒙古地區(qū)降水的空間變化以20世紀(jì)60年代全區(qū)大范圍普遍偏少,70年代東部偏少、西部略多,80年代東部偏多、中西部偏少和90年代全區(qū)普遍偏多為特征,特別在21世紀(jì)的前7年間,全區(qū)降水大范圍偏少,尤以東部地區(qū)為重,東北部地區(qū)比常年降水偏少86.3mm。2015年，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)李寶文[4]等，通過統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)蒙古中西部等29個(gè)氣象站近六十年的降水資料，通過統(tǒng)計(jì)分析揭示了內(nèi)蒙古中西部年均降水量的分界線大致沿阿拉善左旗-杭錦后旗-錫林浩特-西烏珠穆沁旗分布。1998年，Rajagopalan[5]，Interannual variability in western US precipitation美國西部降水的年際變化，利用光譜分析法，分析了子午線幾個(gè)站點(diǎn)的月降水時(shí)空分布，還分析研究了月平均降水量與大氣指數(shù)之間的頻譜一致性。白曉慧[6]等對內(nèi)蒙古通遼市近30年降水變化分析，發(fā)現(xiàn)該市在研究期間內(nèi)降水量整體趨勢減少同時(shí)降水年變率較大。

1 資料來源及方法

筆者采用的1981年～2000年月、季、年降水量資料來自呼和浩特市周邊6個(gè)氣象站。它們分別為呼和浩特市站、土左旗站、和林格爾站、托克托縣站、武川站以及清水河站。它們分布在呼和浩特市4個(gè)不同方向，對研究呼和浩特市周邊降水具有代表性。

利用HYSPLIT模式模擬呼和浩特市1995年～2000年逐日72h氣團(tuán)輸送后向軌跡，來反映降水氣流輸送的特征。

PSCF方法是一種基于氣流軌跡分析來識別水汽源區(qū)的方法，它是通過結(jié)合氣流軌跡和當(dāng)日降水量來給出可能的水汽位置[7]。

2 結(jié)果與討論

2.1 自然區(qū)域概況

2.1.1 地勢特征。內(nèi)蒙古高原是中國四大高原之一，是蒙古高原的一部分，又稱為北部高原，地跨中國東北、華北、西北部地區(qū)，地理位置處于陰山山脈的北部，大興安嶺的西部，北面與蒙古國接壤。西到東經(jīng)107°附近。位于北緯40°21′～50°52′，東經(jīng)106°～121°40′。面積約34萬平方千米[8]。在世界的自然區(qū)域劃分中,列屬知名的亞洲地區(qū)中部、蒙古高原的東南地段，在中國的四大高原之中位列于第二大高原。在內(nèi)蒙古地區(qū)高原約占全地區(qū)總面積的53.5%，次之為山地占到20.8%，之后為丘陵占到16.5%，平原地區(qū)與灘川地占到8.6%，湖泊、河流以及水庫等面積約占0.9%[9]。

圖1 內(nèi)蒙古中部地勢

2.1.2 氣候特征。內(nèi)蒙古地區(qū)氣候的類型為典型中溫帶季風(fēng)氣候，主要特點(diǎn)為降水少量少并且分布不均，降水量的多少主要受地形地勢和距離海洋的遠(yuǎn)近影響，自東向西年均降水量由500mm遞減為50mm左右。氣候帶呈現(xiàn)帶狀分布，從東部阿爾山向西部阿拉善地區(qū)變化分布為濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)逐步過渡為半干旱區(qū)以及干旱區(qū)。

2.2 內(nèi)蒙古中部降水特征

2.2.1 降水空間分布。圖2是1981年～2000年平均降水量柱狀圖，采集的6個(gè)氣象站點(diǎn)分別是和林格爾縣站、呼和浩特站、清水河站、土左旗站、托克托縣站和武川縣站幾個(gè)中部氣象站點(diǎn)1981年～2000年20年的年平均降水量數(shù)據(jù)。圖2中可以看出，以呼和浩特站為中心分布的5個(gè)站點(diǎn)平均降水量趨勢基本一致，其中呼和浩特、和林格爾縣、清水河20年降水量分布較為均勻，年降水量基本一致，原因是這3個(gè)站點(diǎn)都處于地勢平坦地區(qū)。而土左旗年降水量明顯分布不均勻，其中峰值出現(xiàn)在1998年，由于土左旗地勢多以山脈為主，處于陰山山脈，大青山中部地區(qū)，又有大黑河、小黑河及什拉烏素河3條河流分布其中。受到下墊面的影響，降水量年平均波動較大。托克托縣地處于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部、大青山的南麓、呼和浩特市區(qū)的西南部，黃河中上游的分界處北岸土默川平原之上。地形地勢呈現(xiàn)東南高但西北、西南較低，平均降水量均少于400mm。武川縣地形地勢位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的中部，呼和浩特市區(qū)的西北部，地處于陰山的北麓。武川縣的地勢比較高，最高海拔為2 327m，是6個(gè)站中海拔最高的一個(gè)觀測站。武川縣境內(nèi)的地形由南至北逐漸降低，東、西以及南三面環(huán)山，被大青山包圍，形成武川盆地。平均降水量不足350mm。

圖2 1981年～2000年平均降水量

2.2.2 降水時(shí)間分布。由圖3中可以看出最低值年份體現(xiàn)在1986年～1987年和1999年，年際平均降水量未達(dá)到300mm，比較往年的均降水量400mm～500mm相差是較大的，其中1986年最低值的地區(qū)為托克托縣，年平均降水量接近200mm。在1999年最低值中出現(xiàn)的地區(qū)為土默特左旗，降水量值一樣接近于200mm。而最高值則出現(xiàn)年份在1998年。該年份土左旗達(dá)到了降水的峰值，超過了年平均600mm降水量線。其他年份較為平均，基本在500mm左右。

圖3 1981年～2000年降水量趨勢

圖4中可以看出，根據(jù)內(nèi)蒙古中部呼和浩特市周邊6個(gè)觀測站20年(1981年～2000年)的逐日平均降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，從圖4中可以看出，降水量主要集中于6月～9月，其中7月份的量值達(dá)到最高，約950mm左右。

圖4 1981年～2000年月平均降水量分布

2.3 水汽的來源與軌跡分布

2.3.1 水汽的來源。利用HYSPLIT軌跡模型，對1990年～2000年5年的降水?dāng)?shù)據(jù)，進(jìn)行了下載分析。從圖5中可以看出，內(nèi)蒙古中部主要的水汽來源主要集中于華北中北部，內(nèi)蒙古中部、南部以及西部地區(qū)。水汽源區(qū)以華北北部為中心點(diǎn)。從圖中可以明顯地看出，水汽源區(qū)比較集中，但是內(nèi)蒙古中部年均降水量仍然在500mm左右。原因主要受到地形地勢影響。

圖5 內(nèi)蒙古中部降雨來源分布

2.3.2 水汽的軌跡分布。從圖6中可以看出，華北北部，內(nèi)蒙古中部、南部地區(qū)，水汽軌跡主要來源于內(nèi)蒙古的西北部，這是受到西伯利亞冷空氣的侵?jǐn)_，形成比較明顯的水汽軌跡，另外華北西南部也有較為明顯的水汽軌跡出現(xiàn)，這是受到季風(fēng)影響所形成的降水。內(nèi)蒙古中部以及華北北部大部分地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)性氣候。

圖6 內(nèi)蒙古中部水汽軌跡分布

3 結(jié)論

①內(nèi)蒙古中部地區(qū)呼和浩特市周邊降水量變化的特征受到各大氣環(huán)流的自身特有周期性影響。②內(nèi)蒙古中部地區(qū)呼和浩特市周邊的區(qū)域降水量變化的特征及周期性并不完全相同，而是基于年平均降水量的分布界線劃分出季風(fēng)區(qū)和西風(fēng)區(qū)的區(qū)域降水量變化，表現(xiàn)出了相反的不同趨勢變化。內(nèi)蒙古中部的季風(fēng)區(qū)年降水量呈現(xiàn)出了下降的趨勢，而西風(fēng)區(qū)的降水量則呈現(xiàn)出了上升的趨勢。③1981年～2000年20年期間,內(nèi)蒙古地區(qū)中部、呼和浩特市區(qū)周邊地區(qū)降水量的年際波動變化較大,且呈現(xiàn)出了增加的趨勢。各個(gè)年份平均降水量的差異并不大。80年代總體呈現(xiàn)出了增加上升的趨勢，90年代總體呈現(xiàn)出了下降減少的趨勢。呼和浩特市周邊地區(qū)的年降水量變化周期性十分明顯。④在全球變暖的背景影響下,我國的各地區(qū)的降水量變化區(qū)域性差異比較顯著,西北地區(qū)有明顯增加的趨勢,華北地區(qū)降水量有顯著減少趨勢,內(nèi)蒙古中部呼和浩特市周邊的地理位置決定了其降水量變化同時(shí)具有上述兩個(gè)地區(qū)的特點(diǎn)。內(nèi)蒙古中部地區(qū)土地覆被類型以草原為主,水分是最重要和敏感的生態(tài)要素,降水變化會對土地覆格局產(chǎn)生嚴(yán)重影響。⑤受陰山山脈影響，呼和浩特市北部地區(qū)降水量年際變化波動較大，年均降水量相對較少，降水呈現(xiàn)從東向西逐漸減少的趨勢。對內(nèi)蒙古地區(qū)以草原生態(tài)環(huán)境為主的農(nóng)牧產(chǎn)生的影響十分深遠(yuǎn)。⑥降水軌跡主要來源于內(nèi)蒙古的西北部、華北西南部、西北部地區(qū)主要受到西伯利亞冷空氣的影響，西南部地區(qū)主要受到季風(fēng)影響。