四川地區(qū)氣候及水資源變化分析與預(yù)測

曹琨

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林長春 130021）

四川是聯(lián)接中國西南、西北和華中三大地區(qū)的天然紐帶，地形以阿壩、甘孜、涼山自治州的東界為界線，分為川東盆地和川西高原兩大部分。四川季風(fēng)氣候明顯，雨熱同季；受地理緯度和地貌的影響，東西差異顯著，分為川東盆地中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，川西南山地亞熱帶半濕潤氣候區(qū)，川西北高山高原高寒氣候區(qū)。東部冬暖、春早、夏熱、秋雨；西部寒冷、冬長、基本無夏、降水集中、干雨季分明。四川存在區(qū)域性缺水和季節(jié)性缺水兩大問題。本文將分析四川氣候與水資源變化趨勢，提出預(yù)測方案，為四川水資源合理開發(fā)，優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)和綜合治理的總體布局及實施方案提供依據(jù)。

1 資料和方法

選用四川地區(qū)38個氣象站1961—2007年47年日降水和溫度資料。本文用距平表示各氣候要素的多年變化情況，用差積[1]來判斷各氣候要素變化突變。利用高橋浩一郎公式[2]計算四川地區(qū)年平均蒸發(fā)量及水資源：

其中：P為月總降水量，mm；T為地面月平均氣溫，℃；E為月總蒸發(fā)量，mm。

從氣象角度考慮，降水與蒸發(fā)之差越大，局地水資源越豐富，反之水資源則匱乏[3-4]。定義四川地區(qū)水資源為：

2 氣候及水資源變化特征

2.1 溫度變化特征分析

由10年滑動平均溫度曲線（圖1）可見，川東溫度在1981—1995年緩慢下降，1990年后以0.6℃/10 a的速率迅速上升，47年平均上升速度為0.1℃/10 a，由圖2差積曲線看出，川東氣溫在1996年出現(xiàn)由下降到上升的突變。川西則在47年中以0.2℃/10 a的速率保持近線性增長，且較川東起步早，總增長快。

圖1 四川東西部溫度距平的年變化

2.2 降水變化特征分析

圖2 川東差積年平均氣溫曲線

川東47年總下降速率為2.7 mm/10 a，同樣由差積曲線（圖略）可知，川東平均降水量分兩個階段下降，1961—1989年以1.2 mm/10 a的速率緩慢下降，1990年后年3.6 mm/10 a快速下降；川西年平均降水以0.9 mm/10 a持續(xù)增長（見圖3）。這可能與80—90年代高原夏季風(fēng)的下降有關(guān)，高原夏季風(fēng)減弱，容易出現(xiàn)東部降水減小，西部降水增多[5]。

圖3 四川地區(qū)降水距平(mm)的年變化

2.3 蒸發(fā)量變化特征分析

川東蒸發(fā)量在1961—1992年以0.01 mm/10 a緩慢增長，1993年后以0.15 mm/10 a增長，總體增長速度為0.08 mm/10 a（圖4），與氣溫變化一致。川西47中存在3個變化階段，即1961-1972年上升，1973—1994年下降，1995—2007年上升，波動起伏但總體趨于平均。川西持續(xù)升溫，蒸發(fā)量卻變化不大，可能是由于降水量增多，濕度加大起到了阻礙作用。

2.4 水資源變化特征分析

圖4 四川地區(qū)蒸發(fā)距平的年變化

川東水資源變化曲線與降水曲線類似（圖略），在1961—1989年以1.2 mm/10 a下降，1990年后以3.8 mm/10 a下降，47年總下降速度為3.0 mm/10 a。川西以0.9 mm/10 a的速率穩(wěn)定增長。由表1可見，四川東、西部超過50%的水資源集中分布在夏季，川東夏季水資源以3.3 mm/10 a的速率下降，川西則以1.4 mm/10 a的速率上升，這也影響了兩地全年水資源的變化趨勢。另一方面，四川用水量東部遠(yuǎn)大于西部，這將使四川區(qū)域性缺水問題更加嚴(yán)重。

表1 四川地區(qū)水資源四季分配%

3 氣候變化與水資源的關(guān)系分析

川東降水減少，蒸發(fā)量增大，川西降水增多，蒸發(fā)量變化不大，但兩地水資源均與降水的相關(guān)關(guān)系最好，因此選擇1961—2004年降水序列建立水資源預(yù)報方程，并預(yù)報了2005—2007年水資源量，擬合和預(yù)報誤差絕對值均小于0.5%，通過率達(dá)100%。

表2 四川地區(qū)水資源與氣候因子的相關(guān)系數(shù)及預(yù)報方程

4 結(jié)論

1）川東盆地與川西高原氣候變化存在顯著差異。川東氣溫增長滯后，降水減少，蒸發(fā)量增多；川西47氣溫持續(xù)增長，降水增多，蒸發(fā)量在均值附近波動。這些差異可能是由地形、海拔、人類活動等引起的。

2）東、西部水資源量均與降水量的關(guān)系最密切，在氣溫、蒸發(fā)量復(fù)雜變化的情況下，水資源量與降水變化一致，因此用降水量來建立線性預(yù)報方程，預(yù)報相對誤差絕對值均小于20%，簡便可信，可以用來對四川地區(qū)水資源進(jìn)行預(yù)估，為有關(guān)部門提供參考。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］李林，王振宇，汪青春.黑河上游地區(qū)氣候變化對徑流量的影響研究［J］.地理科學(xué)，2006，26（1）：40—46.

［2］高橋浩一郎.用月平均氣溫、月降水量估算蒸發(fā)量的經(jīng)驗公式［J］.天氣，1979，26（12）：29—32.

［3］文敏，陳創(chuàng)買.珠海市近50年水資源變化特征及評估［J］.中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2005，44（2）：272—275.

［4］慶云.1880年以來華北降水及水資源的變化［J］.高原氣象，1999，18（4）：486—494.

［5］田俊，馬振峰，范廣洲，陳小婷.一個新的高原季風(fēng)指數(shù)與四川盆地夏季降水的關(guān)系［C］.第26屆中國氣象學(xué)會年會季風(fēng)動力學(xué)論壇分會場論文集，2009：136—145.