1960-2014年祁連山南坡及其附近地區(qū)降水時(shí)空變化特征

付建新， 曹廣超， 李玲琴， 曹生奎， 唐仲霞，楊曉敏， 蔣 剛， 虞 敏， 袁 杰， 刁二龍

(1.青海師范大學(xué) 青海省自然地理與環(huán)境過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西寧 810008; 2.青海師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 西寧 810008)

IPCC報(bào)告表明全球變暖已經(jīng)是不容爭(zhēng)辯的事實(shí)，全球變暖對(duì)降水有可能產(chǎn)生影響[1]。秦大河等[2]認(rèn)為全球變暖可能造成中緯度地區(qū)降水增加，前人對(duì)于祁連山區(qū)的降水研究主要從時(shí)間尺度與空間尺度進(jìn)行了分析。時(shí)間尺度包括小時(shí)、季節(jié)、年等角度。小時(shí)尺度：殷雪蓮等[3]對(duì)祁連山區(qū)2003年7月25日與2005年6月30日兩次降水過(guò)程從環(huán)流背景、動(dòng)力機(jī)制以及地形特征等方面做了研究。季節(jié)尺度：劉雪梅等[4]對(duì)祁連山區(qū)夏季降水的日變化特征進(jìn)行了分析；陳乾等[5]對(duì)祁連山區(qū)2006年夏季降水過(guò)程從3類(lèi)氣流型進(jìn)行了分析。年尺度：強(qiáng)芳等[6]基于格點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)祁連山區(qū)1961—2012年面雨量的特征進(jìn)行了分析；魏鋒等[7]使用小波變換方法分析了祁連山地區(qū)17個(gè)測(cè)站1960—2004年5—9月逐日降水量的特征；張小明等[8]對(duì)祁連山近45 a異常降水的時(shí)空特征進(jìn)行了研究；張存杰等[9]采用EOF和REOF等方法,研究了近40 a來(lái)祁連山附近氣溫和降水的時(shí)空分布特征。空間尺度包括流域、分段、整個(gè)區(qū)域。流域尺度：藍(lán)永超等[10]研究了黑河山區(qū)匯流區(qū)降水對(duì)全球變暖的響應(yīng)；牛赟等[11]對(duì)祁連山大野口流域降水特征進(jìn)行了分析。分段尺度：王寧練等[12]對(duì)祁連山中段北坡最大降水高度帶進(jìn)行了分析。整個(gè)區(qū)域：賈文雄[13]對(duì)近50 a來(lái)祁連山及河西走廊降水的時(shí)空變化進(jìn)行了研究；湯懋蒼[14]對(duì)祁連山區(qū)降水的地理分布特征進(jìn)行了闡述。對(duì)降水成因的研究主要從經(jīng)緯度、地形、大氣環(huán)流等角度。陳少勇等[15]認(rèn)為祁連山主體的降水多于周?chē)貐^(qū)，祁連山東部降水比西部穩(wěn)定；李巖瑛等[16]分析了不同降水強(qiáng)度的時(shí)空分布特征及其與海拔的關(guān)系；賈文雄[17]認(rèn)為祁連山的氣溫與地理位置的關(guān)系存在相關(guān)性關(guān)系，降水與地理位置的關(guān)系較為復(fù)雜；程鵬等[18]分析了高空西風(fēng)急流對(duì)祁連山區(qū)降水的影響。也有學(xué)者從降水與祁連山區(qū)水源涵養(yǎng)的關(guān)系角度進(jìn)行了闡述。常學(xué)向等[19]研究了祁連山林區(qū)森林對(duì)降水的截留作用；張學(xué)龍等[20]分析了祁連山青海云杉林截留對(duì)降水的分配效應(yīng)。前人對(duì)于祁連山區(qū)降水主要集中在時(shí)空視角、成因分析與對(duì)水源涵養(yǎng)的影響等方面，在方法上使用傳統(tǒng)與信息技術(shù)結(jié)合的較少，本文主要對(duì)祁連山南坡附近的降水特征進(jìn)行分析，使用傳統(tǒng)氣象分析方法與GIS與SPPSS軟件制圖分析方法并用進(jìn)行研究。

祁連山區(qū)的生態(tài)是國(guó)家當(dāng)前與今后重點(diǎn)保護(hù)與建設(shè)的對(duì)象，該區(qū)域是“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”重要的水源涵養(yǎng)功能區(qū)[21]，所以在新形勢(shì)下，研究祁連山南坡及其附近地區(qū)降水的變化具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況

本文研究區(qū)概況見(jiàn)圖1，核心區(qū)位于青海省境內(nèi)，但是核心區(qū)氣象站點(diǎn)較少，所以增加了外圍區(qū)域的氣象站點(diǎn)，外圍區(qū)為核心區(qū)的南北兩側(cè)，分別位于青、甘兩省。祁連山南坡，海拔2 257～5 235 m，是我國(guó)重要的西北—東南走向的一系列山脈，是我國(guó)重要的地理分界線之一[22]，具有高原大陸性氣候特征[23]。祁連山南坡是青海省重要的水源涵養(yǎng)保護(hù)區(qū)，氣候的變化直接會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)刂脖坏壬鷳B(tài)環(huán)境造成影響，通過(guò)研究祁連山南坡及其附近地區(qū)降水的變化為進(jìn)一步研究祁連山南坡水源涵養(yǎng)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)等研究做鋪墊。

圖1祁連山南坡及其附近地區(qū)氣象站點(diǎn)分布

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

本文數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn/)，選取1960—2014年祁連山南坡及其附近地區(qū)19個(gè)氣象站點(diǎn)的降水日數(shù)、降水量、降水強(qiáng)度數(shù)據(jù)，為了保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)的驗(yàn)證，對(duì)區(qū)域內(nèi)平均降水序列與各站點(diǎn)降水的原始序列的相關(guān)性進(jìn)行了檢測(cè)，相關(guān)系數(shù)均在0.793以上，說(shuō)明降水?dāng)?shù)據(jù)表現(xiàn)出較高的相關(guān)性，所以數(shù)據(jù)不僅能反映各站點(diǎn)的氣候變化，同時(shí)也能反映出區(qū)域內(nèi)的氣候變化；降水日數(shù)為日降水量≥0.1 mm日數(shù)的總和，降水強(qiáng)度為各等級(jí)降水總量與其對(duì)應(yīng)降水日數(shù)之比。研究方法包括線性趨勢(shì)法、相關(guān)分析法、多項(xiàng)式趨勢(shì)法、5 a滑動(dòng)平均，Mann-Kendall與滑動(dòng)t檢驗(yàn)[24-25]法，利用ArcGIS 10.0對(duì)降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的空間變化做制圖分析，對(duì)于文中顯著性檢驗(yàn)，使用SPSS統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件中的相關(guān)性分析模塊，對(duì)時(shí)間序列與原序列變量之間的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行不同程度的顯著性檢驗(yàn)(p<0.05，p<0.01)。

3 降水的時(shí)間序列變化

3.1 多年降水日數(shù)與降水強(qiáng)度年際變化趨勢(shì)

祁連山區(qū)的降水受到3種氣流的影響：其一來(lái)自太平洋的東南季風(fēng)帶來(lái)的濕潤(rùn)水汽，其二受到來(lái)自大西洋冷濕氣流的影響，夏季還要受到翻越高大青藏高原之后的印度洋暖濕氣團(tuán)的影響[26]。

祁連山南坡及其附近地區(qū)1960—2014年多年降水日數(shù)(圖2A)為緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)(0.030 d/a)，其平均值為77.67 d，降水日數(shù)大于平均值的年份占49.09%，小于平均值的年份占50.91%；降水日數(shù)最多的為93.42 d(1988年)，最少的為64.89 d(1997年)，二者相差28.53 d；90 d以上占5.45%，80 d以上占32.73%；從5 a滑動(dòng)平均來(lái)看，多年降水日數(shù)20世紀(jì)90年代以后較以前變化大，大致分為2個(gè)大周期(20世紀(jì)80年代中后期—21世紀(jì)初期、21世紀(jì)初期以來(lái))與3個(gè)小周期(20世紀(jì)60年代中期—70年代中期、70年代中期—80年代初期、80年代初期—后期)。降水強(qiáng)度(圖2B)整體上為緩慢波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)(0.009 mm/a)，降水強(qiáng)度的平均值為3.247 mm/a，52.73%的年份降水強(qiáng)度超過(guò)了均值，47.27%的年份降水強(qiáng)度低于均值，最大值為3.79mm/a(2014年)，最小值為2.63 mm/a(1962年)二者相差1.16 mm/a；從5 a滑動(dòng)平均來(lái)看，其波動(dòng)較降水日數(shù)小，期間存在2個(gè)大的周期(20世紀(jì)60年代中期—70年代中期、90年代初期—21世紀(jì)初期)，同時(shí)還并存若干小的周期。

圖2祁連山南坡及其附近地區(qū)多年平均降水日數(shù)與降水強(qiáng)度時(shí)間變化

3.2 降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的季節(jié)變化趨勢(shì)

從四季降水的線性回歸圖(圖3)得出，春季(3月—5月)、夏季(6月—8月)、秋季(9月—11月)、冬季(12月—翌年2月)的降水日數(shù)傾斜率分別為：-0.000 2，0.002 3，-0.000 04，0.008 2 d/a，除了冬季降水日數(shù)為增加趨勢(shì)，其余季節(jié)變化趨勢(shì)不大，四季的降水日數(shù)的增加趨勢(shì)均小于多年平均降水日數(shù)(0.034 9 d/a)；降水強(qiáng)度傾斜率分別為：0.005 5 mm/a(p<0.01)，0.013 6 mm/a(p<0.01)，0.007 2 mm/a(p<0.05)，0.005 mm/a(p<0.01)，均通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，四季降水強(qiáng)度均為增加趨勢(shì)，上升的速率由大到小依次為：夏、秋、春、冬，夏季降水強(qiáng)度的增長(zhǎng)率高于多年平均降水強(qiáng)度的增長(zhǎng)率(0.008 8 mm/a)，說(shuō)明夏季降水強(qiáng)度對(duì)全年降水貢獻(xiàn)最大。

春季降水日數(shù)(圖3A)中最大值為8.404 d(1967年)，最小值為3.737 d(2013年)，二者相差4.667 d，其中大于平均值(5.949 d)的占到47.27%，小于平均值的占到52.73%；5 a滑動(dòng)平均顯示3個(gè)升降周期：20世紀(jì)60年代中期—70年代末、70年代末—21世紀(jì)初期、21世紀(jì)初期—研究期末，其中第2個(gè)周期最長(zhǎng)，包括了1個(gè)顯著上升區(qū)(20世紀(jì)70年代末—90年代初)。夏季降水日數(shù)(圖3C)整體變化與春季相似，變化不明顯，不同的是夏季略微上升，春季略微下降；最大值14.754 d(1983年)與最小值9.702 d(1962年)相差5.052 d，其中大于平均值(11.908 d)的占到45.45%，；20世紀(jì)80年代中期為1個(gè)降水日數(shù)高峰期。秋季降水日數(shù)(圖3E)變化趨勢(shì)基本不變，平均值為6.383 d，大于與小于平均值所占比重大致相當(dāng)，基本上在平均值上下波動(dòng)，20世紀(jì)70年代中期—90年代中期為1個(gè)較長(zhǎng)下降區(qū)間，20世紀(jì)90年代中期—21世紀(jì)10年代初期為1個(gè)較長(zhǎng)的上升區(qū)間。冬季降水日數(shù)(圖3G)的變化趨勢(shì)較其他季節(jié)的變化大，呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)(0.008 2 d/a)，2008年降水日數(shù)最多(5.035 d)，比最少降水日數(shù)(1.456 d)多3.579 d，小于平均值的比重比大于平均值的比重多16.36%，5 a滑動(dòng)平均表現(xiàn)4個(gè)升降區(qū)間。

春季降水強(qiáng)度(圖3B)為上升趨勢(shì)(0.005 5 mm/a)，春季降水強(qiáng)度的平均值為2.521 mm/a，41.82%的年份變化趨勢(shì)大于均值，58.18%的年份變化趨勢(shì)小于均值，最大值3.799 mm/a(1985年)與最小值差1.440 mm/a(1995年)差值較大，為2.359 mm/a；5 a平均滑動(dòng)顯示兩個(gè)大的周期，即20世紀(jì)60年代中期—80年代中期與20世紀(jì)80年代中期—21世紀(jì)初。夏季降水強(qiáng)度(圖3D)的傾斜率(0.013 6 mm/a)比春季、秋季、冬季降水強(qiáng)度的傾斜率分別高0.008，0.006，0.009 mm/a；夏季降水強(qiáng)度范圍為3.343～5.014 mm/a，平均值為4.298 mm/a，大于均值的比重為52.73%，小于均值的比重為47.27%，大致從20世紀(jì)90年代降水強(qiáng)度開(kāi)始大于均值；5 a滑動(dòng)平均表現(xiàn)出5個(gè)周期，其中包括了多個(gè)小的波動(dòng)。秋季降水強(qiáng)度(圖3F)的增長(zhǎng)率為0.072 mm/a，平均值為3.196 mm/a，期間包括1個(gè)大的周期與若干個(gè)小的周期，大的周期為20世紀(jì)80年代—90年代中期。冬季降水強(qiáng)度(圖3H)的增長(zhǎng)率(0.005 mm/a)是四季中最低的，其均值為0.899 mm，大于均值的年份與小于均值的年份之比為5∶6，20世紀(jì)60年代中期—70年代中期為低于均值的1個(gè)較長(zhǎng)周期，21世紀(jì)開(kāi)始了新的1個(gè)較長(zhǎng)周期。

圖3祁連山南坡及其附近地區(qū)降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的季節(jié)變化

3.3 季節(jié)降水量的突變檢驗(yàn)

春季降水量(圖4A)：正序列UF與反序列UB的交點(diǎn)是1982年，交點(diǎn)且位于±1.96臨界線之間，所以1982年為突變開(kāi)始的年份，這與賈文雄等[27]對(duì)祁連山東部季節(jié)降水突變檢驗(yàn)的結(jié)論一致，1986年降水量增加趨勢(shì)明顯，但是之后UF與UB基本沒(méi)有超過(guò)臨界線，UF只在1993年超過(guò)了臨界線，所以突變并不明顯；夏季降水量(圖4B)：正序列曲線UF的值于1973年大于0，之后降水量波動(dòng)上升，期間UF與UB有有效的交點(diǎn)為3個(gè)，1972年、2008年、2010年，結(jié)合滑動(dòng)t檢驗(yàn)，當(dāng)n1=n2=5，10時(shí)，在a=0.01的顯著性檢驗(yàn)，可以確定1972年為突變年份開(kāi)始年份，1987—1991年、1993—2001年、2006—2009年、2010—2014年為突變時(shí)間段，一直到2010年突變明顯加快；秋季降水量(圖4C)：突變開(kāi)始的年份為2003年，但是正序列曲線UF一直沒(méi)有超過(guò)臨界線，突變不明顯；冬季降水量(圖4D)：正序列UF與反序列UB的交點(diǎn)共有4個(gè)，為1989年、1993年、1996年、1998年，結(jié)合滑動(dòng)t檢驗(yàn)，當(dāng)n1=n2=5，9時(shí)，在a=0.05的顯著性檢驗(yàn)，確定為1998年為突變開(kāi)始的年份，從1990年降水增多，尤其在2005年之后，增加趨勢(shì)迅速。

圖4祁連山南坡及其附近地區(qū)四季降水量突變檢驗(yàn)

3.4 降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的年代際變化趨勢(shì)

年代際年平均降水日數(shù)(圖5)由大到小依次為：81.03 d(20世紀(jì)80年代)，79.97 d(2000—2014年)，77.01 d(20世紀(jì)70年代)，76.89 d(20世紀(jì)60年代)，74.70 d(20世紀(jì)90年代)，20世紀(jì)80年代與2000—2014年高于年降水日數(shù)平均值(77.67 d)；20世紀(jì)80年代增長(zhǎng)最快，為1.071 d/a，20世紀(jì)90年代為負(fù)增長(zhǎng)(-0.326 d/a)，二者相差1.397 d/a，年代際增長(zhǎng)率波動(dòng)較大。20世紀(jì)60，70，80，90年代、2000-2014年的平均降水強(qiáng)度分別3.055 mm，3.219 mm，3.144 mm，3.308 mm，3.448 mm，可以看出60—80年代降水強(qiáng)度較低，90年代之后降水強(qiáng)度增加明顯，尤其進(jìn)入21世紀(jì)降水強(qiáng)度增加愈加突出，這與中國(guó)60—80年代中期降水偏少，80年代中后期增多的趨勢(shì)相似[28]；降水強(qiáng)度增長(zhǎng)率最高的是0.381 mm/10 a(20世紀(jì)90年代)，增長(zhǎng)率最低的是0.074 mm/10 a(20世紀(jì)70年代)，大致在0～0.4 mm/10 a。

4 降水的空間變化

4.1 多年平均降水日數(shù)與降水量空間分布

從圖6中可以看出，多年平均降水量與平均降水日數(shù)均呈現(xiàn)帶狀分布，大致為西北—東南走向，由東南向西北遞減，主要因?yàn)橄募撅L(fēng)東南季風(fēng)對(duì)此區(qū)域影響由東南向西北減弱；研究區(qū)多年平均降水日數(shù)與降水量的均值分別為80.76 d與267.79 mm，降水日數(shù)排在前4位即降水日數(shù)大于100 d的站點(diǎn)為烏鞘嶺、門(mén)源、野牛溝、祁連、剛察，這些站點(diǎn)均位于東南部，降水量大于400 mm的站點(diǎn)為門(mén)源、野牛溝、祁連、烏鞘嶺，這4個(gè)站點(diǎn)同樣均位于東南部；位于西北部的高臺(tái)、酒泉降水日數(shù)大約分別為45，40 d，降水量大約分別為109，88 mm；祁連山南坡與北坡的降水量之比為4∶1，南坡多年降水量最多與最少的站點(diǎn)分別為門(mén)源(520.86 mm)、德令哈(180.39 mm)，北坡多年降水量最多與最少的站點(diǎn)分別為永昌(204.29 mm)、酒泉(87.51 mm)；南坡多年降水日數(shù)最多與最少的站點(diǎn)分別為烏鞘嶺(136.53 d/a)、德令哈(52.53 d/a)，北坡多年降水日數(shù)最多與最少的站點(diǎn)分別為永昌(7.82 d/a)、民勤(39.46 d/a)，南坡降水明顯多于北坡，因?yàn)槠钸B山南坡為東南季風(fēng)的迎風(fēng)坡，來(lái)自西北太平洋的暖濕氣流順著湟水谷地沿著祁連山南坡不斷爬升，受到地形的抬升作用，在一定海拔高度降水量增加，南坡形成了多雨區(qū)，北坡處于東南季風(fēng)的背風(fēng)坡，水汽受到山地阻擋，成為雨影區(qū)，氣候類(lèi)型為溫帶大陸性氣候，海洋水汽影響弱，降水量少。

圖5祁連山南坡及其附近地區(qū)降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的年代際變化

圖6祁連山南坡及其附近地區(qū)多年平均降水量與平均降水日數(shù)空間分布

4.2 降水日數(shù)與降水強(qiáng)度年際變化趨勢(shì)空間分布

從(圖7A)可知，1960—2014年各站點(diǎn)的年降水日數(shù)為正增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量為10個(gè)，占到全部站點(diǎn)52.63%，為負(fù)增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量為9個(gè)，占到全部站點(diǎn)47.37%，正負(fù)增長(zhǎng)之比大體相當(dāng)；增長(zhǎng)最快與最慢的站點(diǎn)分別為德令哈(0.365 d/a)與托勒(0.004 d/a)，下降最快與最慢的站點(diǎn)分別為門(mén)源(-0.218 d/a)與西寧(-0.012 d/a)；核心研究區(qū)傾斜率的平均值為-0.09 d/a，呈下降趨勢(shì)，外圍研究區(qū)傾斜率的平均值為0.051 d/a，呈上升趨勢(shì)；祁連山南坡站點(diǎn)傾斜率平均值為0.026 d/a，北坡站點(diǎn)傾斜率平均值為0.020 d/a，南北坡降水日數(shù)基本相當(dāng)；只有3個(gè)站點(diǎn)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，德令哈為p<0.01，門(mén)源、烏鞘嶺為p<0.05。

由圖7B可知，1960—2014年各站點(diǎn)的年降水強(qiáng)度除了民和(-0.023 mm/10 a)與恰卜恰(-0.002 mm/10 a)為負(fù)增長(zhǎng)外，其余站點(diǎn)均為正增長(zhǎng)，占全部站點(diǎn)89.47%；增長(zhǎng)最快與最慢的站點(diǎn)分別為都蘭(0.207 mm/10 a)與張掖(0.037 mm/10 a)，二者相差0.170 mm/10 a；傾斜率>0.1 mm/10 a的站點(diǎn)數(shù)量為8個(gè)，占到全部站點(diǎn)42.11%，增長(zhǎng)率<0.1 mm/10 a的站點(diǎn)數(shù)量為11個(gè)，占到全部站點(diǎn)57.89%；核心研究區(qū)3個(gè)站點(diǎn)傾斜率>0.1 mm/10 a，野牛溝(0.155 mm/10 a)、托勒(0.154 mm/10 a)、祁連(0.117 mm/10 a)，傾斜率平均值為0.120 mm/10 a，外圍研究區(qū)傾斜率平均值為0.079 mm/10 a，核心研究區(qū)的增長(zhǎng)速度是外圍研究區(qū)的1.524倍，增長(zhǎng)較快；祁連山南坡站點(diǎn)傾斜率平均值為0.100 1 mm/10 a，北坡站點(diǎn)傾斜率平均值為0.066 mm/10 a，所以南坡增長(zhǎng)速度大約是北坡的1.513倍；63.16%的站點(diǎn)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，其中p<0.01的站點(diǎn)為5個(gè)，占全部站點(diǎn)26.32%，占通過(guò)檢驗(yàn)站點(diǎn)41.67%；p<0.05的站點(diǎn)為7個(gè)，占全部站點(diǎn)36.84%，占通過(guò)檢驗(yàn)站點(diǎn)58.33%。

圖7祁連山南坡及其附近地區(qū)降水日數(shù)與降水強(qiáng)度年際變化空間分布

4.3 降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的季節(jié)變化空間分布

各站點(diǎn)的春季降水日數(shù)(圖8A)正負(fù)增長(zhǎng)之比為11∶8，分別占到全部站點(diǎn)57.89%與42.11%；正增長(zhǎng)的范圍為0.002～0.062 d/a，負(fù)增長(zhǎng)的范圍為-0.105 8～-0.000 4 d/a，增長(zhǎng)最快與最慢的站點(diǎn)分別為德令哈與高臺(tái)，下降最快與最慢的站點(diǎn)分別為門(mén)源與張掖，增長(zhǎng)最快與下降最快的站點(diǎn)與年際變化的站點(diǎn)一致；核心研究區(qū)傾斜率的平均值為-0.049 d/a，呈下降趨勢(shì)，外圍研究區(qū)傾斜率的平均值為0.008 d/a，呈略微上升趨勢(shì)；祁連山南坡站點(diǎn)傾斜率平均值為-0.008 d/a，北坡站點(diǎn)傾斜率平均值為0.003 d/a，南北坡降水日數(shù)變化趨勢(shì)差別不大；門(mén)源、都蘭、剛察3個(gè)站點(diǎn)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)(p<0.05)。夏季降水日數(shù)(圖8C)正負(fù)增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量基本相當(dāng)，增長(zhǎng)最快的站點(diǎn)0.203 d/a(德令哈)與下降最快的站點(diǎn)-0.112 d/a(門(mén)源)相差0.315 d/a；核心研究區(qū)野牛溝、祁連、門(mén)源呈下降趨勢(shì)，托勒呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，整體上呈下降趨勢(shì)(-0.025 d/a)；外圍研究區(qū)整體上呈上升趨勢(shì)(0.023 d/a)；祁連山南坡站點(diǎn)整體上呈上升趨勢(shì)(0.029 d/a)，北坡整體上呈下降趨勢(shì)(-0.016 d/a)；通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的站點(diǎn)占到全部站點(diǎn)21.05%，其中德令哈通過(guò)(p<0.01)的檢驗(yàn)。秋季降水日數(shù)(圖8E)為正增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量為10個(gè)，負(fù)增長(zhǎng)的為9個(gè)，整體上為略微下降趨勢(shì)(-0.005 d/a)；變化最大的兩個(gè)站點(diǎn)為烏鞘嶺(0.079 d/a)與野牛溝(-0.072 d/a)，二者相差0.151 d/a；只有烏鞘嶺通過(guò)了(p<0.05)相關(guān)性檢驗(yàn)。冬季降水日數(shù)(圖8G)的正增長(zhǎng)、零增長(zhǎng)、負(fù)增長(zhǎng)三者之比為15∶1∶3，整體上表現(xiàn)出正增長(zhǎng)(0.024 d/a)，增長(zhǎng)最快的是烏鞘嶺(0.108 d/a)，降低最快的是-0.034 d/a，二者相差0.074 d/a；核心研究區(qū)整體上為增長(zhǎng)趨勢(shì)(0.014 d/a)，托勒是唯一零增長(zhǎng)的站點(diǎn)；3個(gè)站點(diǎn)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。

各站點(diǎn)的春季(圖8B)、夏季(圖8D)、秋季(圖8F)、冬季(圖8H)(以下皆為此順序)降水強(qiáng)度增長(zhǎng)率之比分別為15∶4，18∶1，13∶6，18∶1，增長(zhǎng)率最高的站點(diǎn)分別為都蘭(0.251 mm/10 a)、永昌(0.252 mm/10 a)、烏鞘嶺(0.629 mm/10 a)、高臺(tái)(0.155 mm/10 a)，下降最快的站點(diǎn)分別為茶卡(-0.074 mm/10 a)、民和(-0.102 mm/10 a)、酒泉(-0.095 mm/10 a)、托勒(-0.003 mm/10 a)；核心研究區(qū)的平均增長(zhǎng)率分別為0.069，0.171，0.096，0.027 mm/10 a；通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的站點(diǎn)數(shù)量依次為0，3，2，10；其中通過(guò)p<0.01檢驗(yàn)的站點(diǎn)數(shù)量為1(秋季)，6(冬季)，春、夏均未通過(guò)此檢驗(yàn)，通過(guò)p<0.05檢驗(yàn)的站點(diǎn)數(shù)量為3(夏季)，1(秋季)，4(冬季)，春季未通過(guò)此檢驗(yàn)。

4.4 降水日數(shù)與降水強(qiáng)度的年代際變化空間分布

20世紀(jì)60年代年均降水日數(shù)(圖9A)84.21%的站點(diǎn)為正增長(zhǎng)(0.188～1.546 d/a)，15.79%的站點(diǎn)為負(fù)增長(zhǎng)(-0.418～-0.273 d/a)，整體上表現(xiàn)出正增長(zhǎng)(均值為0.708 d/a)；武威與門(mén)源成為增長(zhǎng)最快與下降最快的的站點(diǎn)，二者相差1.127 d/a；核心研究區(qū)整體上為下降趨勢(shì)(均值為-0.197 d/a)；其中武威與高臺(tái)通過(guò)了p<0.05的相關(guān)性檢驗(yàn)。20世紀(jì)60年代年均降水強(qiáng)度(圖9B)13個(gè)站點(diǎn)為正增長(zhǎng)(0.127～1.238 mm/10 a)，6個(gè)站點(diǎn)為負(fù)增長(zhǎng)(-0.288～-0.234 mm/10 a)，整體呈現(xiàn)正增長(zhǎng)(0.300 mm/10 a)；永昌與民和分別為增長(zhǎng)最快與最慢的站點(diǎn)，門(mén)源與德令哈為下降最快與最慢的站點(diǎn)；核心研究區(qū)整體上呈上升趨勢(shì)(均值為0.171 mm/10 a)；通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的站點(diǎn)為祁連(p<0.01)、永昌(p<0.01)、都蘭(p<0.05)。20世紀(jì)70年代年均降水日數(shù)(圖9C)正負(fù)增長(zhǎng)之比為14∶5，整體上呈正增長(zhǎng)(均值為0.578 d/a)；核心研究區(qū)整體上呈略微下降趨勢(shì)(均值為-0.001 5 d/a)，外圍研究區(qū)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)(均值為0.733 d/a)。20世紀(jì)70年代年均降水強(qiáng)度(圖9D)整體上表現(xiàn)為上升趨勢(shì)(均值為0.066 mm/10 a)，核心研究區(qū)的傾斜率為0.326 mm/10 a，比全部站點(diǎn)的傾斜率大0.260 mm/10 a，外圍區(qū)的傾斜率為-0.003 1 mm/10 a，呈現(xiàn)略微下降的趨勢(shì)；通過(guò)相關(guān)性檢驗(yàn)的比例為21.05%。

圖8祁連山南坡及其附近地區(qū)降水日數(shù)與降水強(qiáng)度季節(jié)變化空間分布

20世紀(jì)80年代年均降水日數(shù)(圖9E)變化范圍為-0.709～3.794 d/a，二者相差3.085 d/a，變化差異較大，整體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)(均值為1.071 d/a)；核心研究區(qū)的傾斜率為0.641 d/a，外圍研究區(qū)的傾斜率為1.186 d/a；正增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量為13，負(fù)增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量為6；剛察與托勒為增長(zhǎng)最快與最慢的站點(diǎn)；剛察與野牛溝、茶卡、民和分別通過(guò)了p<0.01與p<0.05相關(guān)性檢驗(yàn)。20世紀(jì)80年代年均降水強(qiáng)度(圖9F)整體上呈增長(zhǎng)趨勢(shì)(0.249 mm/10 a)，南坡傾斜率為0.304 mm/10 a，北坡傾斜率為0.130 mm/10 a，南坡較北坡增加的快；正增長(zhǎng)的比例為63.16%，負(fù)增長(zhǎng)的比例為36.84%；只有門(mén)源通過(guò)了相關(guān)性檢驗(yàn)(p<0.05)。20世紀(jì)90年代年均降水日數(shù)(圖9G)68.42%的站點(diǎn)為負(fù)增長(zhǎng)，下降最快的為民和(-1.606 d/a)，核心研究區(qū)整體上為負(fù)增長(zhǎng)(均值為-0.406 d/a)，外圍研究區(qū)也為負(fù)增長(zhǎng)(均值為-0.253 d/a)。20世紀(jì)90年代年均降水強(qiáng)度(圖9H)正負(fù)增長(zhǎng)之比為12∶7，正增長(zhǎng)的范圍為0.015～1.383 mm/10 a，增長(zhǎng)最快與最慢的站點(diǎn)分別為剛察與門(mén)源，負(fù)增長(zhǎng)的范圍為-0.910～-0.081 mm/10 a，下降最快與最慢的站點(diǎn)分別為酒泉與都蘭；其中6個(gè)站點(diǎn)通過(guò)了相關(guān)性檢驗(yàn)(p<0.05)。2000—2014年年均降水日數(shù)(圖9I)的平均值為0.24 d/a，正增長(zhǎng)范圍為0.246～1.021 d/a，增長(zhǎng)最快的為茶卡，民勤為零增長(zhǎng)，正增長(zhǎng)范圍為-0.496～-0.068 d/a，門(mén)源下降最快；茶卡與恰卜恰通過(guò)了p<0.05的相關(guān)性檢驗(yàn)。2000—2014年年均降水強(qiáng)度(圖9J)正負(fù)增長(zhǎng)之比為13∶6，平均值為0.133 mm/10 a，正增長(zhǎng)的范圍為0.037～0.812 mm/10 a，負(fù)增長(zhǎng)的范圍為-0.564～-0.050 mm/10 a；核心研究區(qū)的傾斜率為0.310 mm/10 a，外圍研究區(qū)的傾斜率為0.086 mm/10 a；南坡的傾斜率為0.202 mm/10 a，北坡的傾斜率為0.016 mm/10 a；其中野牛溝通過(guò)了p<0.01的相關(guān)性檢驗(yàn)。

圖9祁連山南坡及其附近地區(qū)降水日數(shù)與降水強(qiáng)度年代際變化空間分布

5 討 論

(1) 時(shí)間序列變化。多年降水日數(shù)與降水強(qiáng)度整體上表現(xiàn)為波動(dòng)緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)；祁連山區(qū)的降水主要受到太平洋暖濕氣流的影響，同時(shí)也受到來(lái)自大西洋冷濕氣流的影響，降水年際變化大，夏季降水強(qiáng)度對(duì)全年貢獻(xiàn)最大；20世紀(jì)80年代中后期之后較60—80年代中期的降水強(qiáng)度有明顯增加，這種趨勢(shì)與全國(guó)降水特征一致；季節(jié)突變減壓發(fā)現(xiàn)除了秋季突變不明顯，春、夏、冬發(fā)生突變的年份分別為1982年、1972年、1998年。

(2) 空間分布規(guī)律。多年平均降水量與平均降水日數(shù)受到東南季風(fēng)的影響，均呈現(xiàn)出西北—東南走向的帶狀分布，各個(gè)站點(diǎn)降水分布呈現(xiàn)的走向與山脈走向一致，南坡為東南季風(fēng)的迎風(fēng)坡降水明顯多于處在背風(fēng)坡的北坡；影響降水的因素諸多，海拔、地形、迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡、大氣環(huán)流等；1960—2014年各站點(diǎn)的年降水日數(shù)為正負(fù)增長(zhǎng)的站點(diǎn)數(shù)量之比大體相當(dāng)，為10∶9，89.47%的站點(diǎn)年降水強(qiáng)度為正增長(zhǎng)，這與張存杰等[29]研究結(jié)論基本一致；夏季降水強(qiáng)度增長(zhǎng)最明顯。

(3) 20世紀(jì)80年代中后期降水強(qiáng)度有所增加，尤其進(jìn)入21世紀(jì)增加更為明顯，這會(huì)導(dǎo)致河流徑流量增加，比如黑河干流的徑流量從20世紀(jì)偏枯狀態(tài)到21世紀(jì)年徑流量出現(xiàn)回升的現(xiàn)象[30]。

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