中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征(Ⅰ):年降水特征及5～9月降水的REOF分析

此系姐妹篇文章的上篇,利用中蒙地区106站1954—2005年间的实测降水资料,使用EOF及REOF等统计方法,整体地分析了中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征。结果表明:(1)中蒙干旱区的降水分布很不均匀(我国西北区尤甚),从该区东南侧最湿的陕南向南疆盆地东端极端干旱区过渡,年雨量从922mm锐减到25mm以下,最干的托克逊仅6.9mm;蒙古国以中北部最湿,年雨量达400mm以上,到南部仅100mm左右,再到西南角仅30mm左右。(2)该区降水分布受不同尺度地形影响大,降水的年及年际变化也大。约80%的降水集中在夏半年(5～9月),南疆盆地东端干中心区的年降水相对变率最大,接近0.80,远高于蒙古国和我国其他地区,也高于全球明显增暖前。其干旱程度及降水变率居世界8大干旱区前列。(3)该区降水异常分布的局域特征明显。区内夏半年的降水异常分布常出现河东、南疆、汉中关中、北疆、蒙古国中北部、河西阿拉善,以及柴达木等7个模态。(4)过去50余年来,中蒙地区东北部的降水总体呈线性减少趋势,而西南部则呈增加趋势。

中蒙干旱半干旱区冬、夏季地面气温时空变化特征分析(Ⅱ):7月

为整体地分析中蒙干旱半干旱区（中蒙干旱区）夏季气温的时空变化特征，利用中蒙干旱区内分布相对均匀的104个站点（包括5个“人造站”）1961—1997年7月的平均地面气温资料等，首先分析了该区夏季的平均气温场、气温年较差及日较差等背景；然后，对标准化的7月平均气温距平资料分别作了EOF和REOF分析。结果表明：（1）中蒙干旱区夏季的热量资源充足。夏季气温场分布的区域性特色更明显。（2）受纬度、地形高度及远离海洋等的影响，中蒙干旱区地面气温的年较差大，日较差也大，呈典型大陆性气候（大陆度高）的特色，但是区内的夏季气温年际变化小。（3）根据气温的EOF分析，中蒙干旱区夏季气温异常可粗分为全区一致型、准东西差异型、准南北差异型及准东北一西南差异型等4种常见分布模态；再根据REOF分析，可将该区夏季气温异常进一步细分为青海高原、高原东北侧、南疆、北疆、陕西甘南区、蒙古国西北部及东南部等7个分区。（4）近37年来，中蒙干旱区夏季气温增暖主要出现在高原东北侧和南疆区，强度比冬春季弱；在青海高原及蒙古国东南部气温还在变凉，区内各分区夏季气温变化也约有3～4年的周期。

中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征(Ⅱ):综合气候分区及各分区降水周期变化的进一步分析

利用中蒙干旱半干旱区106站1954-2005年降水资料和1961-1997年气温资料,本文在文献[1]的基础上进一步分析了该区的综合气候分区及各分区降水周期变化的特征。结果表明,(1)主要根据降水REOF分析的各异常模态等,将全区综合划分为关中汉中、河东、河西及蒙古戈壁、北疆、南疆、柴达木、青海高原南部、以及蒙古国中北部和西北部等9个气候分区。(2)几乎各分区都不同程度地存在降水的准3年的短周期变化,且是大部分分区的主要周期。另外,一些分区也有准16年的中周期及8年的周期。其中,关中汉中、蒙古中北部及西北部3个分区的降水周期变化更清楚、更稳定;河东、河西及蒙古戈壁和北疆区降水的周期变化也较清楚;而南疆、柴达木及青海高原南部3个分区的周期性较差;(3)对近期关注的"西北气候转型"说,考虑到明显变湿还不是全西北区尺度的;似已结束了的近期变湿期可能仅是新疆地区降水20年左右周期(即年代际)变化的反映;还考虑到干旱区降水气候预测的复杂性和不确定性,其预测要更加审慎。

中蒙干旱半干旱区冬、夏季地面气温时空变化特征分析(Ⅰ):1月

为了整体地分析中蒙干旱半干旱区冬季气温的时空变化特征,首先利用1961-1997年1月的实测气温资料,分析了平均场和标准差场,然后再选取区内104个分布相对均匀的站点,对1月气温作了经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)分析.结果表明:纬度、地形及西伯利亚高压是影响冬季气温的3个主要因子;区内绝大部分地区冬季气温的年际变化>2℃以上.根据EOF分析,区内冬季气温异常有'全区一致型'、 '东西差异型'和'南北差异型'三种模态;根据REOF分析,区内的冬季气温可划分为高原东北侧、南疆、北疆、青海高原、蒙古中东部及西部6个分区.区内冬季增暖明显,增暖中心在中蒙南边界的临河-富蕴及拐子湖一带,近20年平均增温达2.5℃以上,1977年是由冷转暖的突变年;区内大部分地区冬季气温变化有3～4年周期,部分地区还有8年的变化周期.

全球、中蒙干旱区及其部分地区降水分布细节

在简要评述并对比了全球8大主要半永久性干旱半干旱区的情况后,也具体分析和讨论了中蒙干旱区的范围、面积、命名及其部分地区的降水分布细节及成因。主要结论如下:(1)全球主要有北非、澳大利亚及中蒙等8大干旱半干旱区。(2)中蒙干旱半干旱区主要覆盖中国北方大兴安岭?吕梁山一线以西、约36°N以北及蒙古国全境,总面积约5×106km2,是中国北方及蒙古国约1亿人口的家园。(3)中蒙干旱带呈中间干、南北两侧稍湿的格局。其最低雨量及年降水变率等堪与北非及澳大利亚等全球主要干旱区相比。该干旱区的主体及极端干旱区均在中国西北区。(4)中蒙干旱区的极端干旱区在南疆盆地东端,伴有托克逊等4个孤立的干中心,这是青藏高原大地形北缘的热力补偿下沉运动和东天山及阿尔金山等中地形背风坡焚风效应共同影响的结果;在高原东侧还有明显南伸的"V"形干谷,亦系高原东缘的热力补偿下沉所致。