摘要：华北农牧交错带夏季降水有很大的变率，频繁的干旱对农牧业生产有严重影响。论文分析了 1880 年以来的夏季降水变化特征，近百年来农牧交错带夏季降水有明显的阶段性。功率谱分析显示有 35 年左右的周期。年代际尺度的波动是干湿变化的重要背景。以 250mm 等雨量线表示的农牧交错带南北位置也有明显的年际和年代际的变化，在 1978 年以前和以后的两段时期，平均位置有显著的差别，前后平均有大约 1.5 个纬度的变化。农牧交错带夏季降水与前期春季亚欧地区大范围的温度异常有较好的关系。印度和巴基斯坦及相邻印度洋地区是显著的正相关区；亚洲西部的内陆地区是显著的负相关区。这两个地区春季的温度能解释农牧交错带夏季降水方差的 15% 左右。

关　键　词：华北；农牧交错带；夏季降水；下垫面

中图分类号：P426.6

文献标识码：A

文章编号：1000－3037(2001)03－0211－05

1 前言

　　华北农牧交错带处于干旱和半干旱地区的过渡地带，这一地区也是环境变化的敏感和脆弱地区。近几十年来，干旱频繁发生，给农牧业生产造成很大影响，如一些研究都发现 1950 年代以来华北地区有干旱化的趋势。而华北降水与夏季风的变化密切相关，以往的研究表明，我国华北地区夏季降水与夏季风的变化的关系比较好。夏季风强时华北地区易出现洪涝，夏季风弱的时候容易出现干旱^[1]。华北地区降水与印度降水有较高的正相关^[2]。当然西南季风只是影响我国的亚洲季风的一个部分，来自太平洋的季风气流可能有更重要的作用。黄荣辉等^[3]指出南亚季风和东亚季风的水汽输送特征是有差别的。不过从整个东亚季风系统的成因看，主要还是亚欧大陆与海洋之间的热力差异的对比造成的。最近几十年全球近地面温度变暖趋势明显，而其中欧亚大陆冬季和春季的变暖最为显著^[4]，这也必然影响亚洲季风的波动^[5]。

　　因此，本文的研究目的有两个，一是根据近百年来的资料分析北方农牧交错带夏季降水的变化特征，二是研究前期亚欧大陆下垫面热力状况与随后夏季华北北方降水的关系。研究这一地区的夏季降水变化规律对理解东亚气候系统的变率有重要意义，而且研究前期下垫面热力状况与夏季降水的关系，还有一定的预测应用价值。

2 夏季降水变率分析

2.1 降水量序列

　　研究区域选择的是季风影响的北部边界区，年降水量处于 200～600mm 之间，即通常所说的季风尾闾区 ( 图 1)。该地区的降水应该说是对夏季风的变化比较敏感的一个指标。夏季降水量占年总降水量的 60% 左右。在研究区内选择 18 个观测站，降水资料从 1951 年开始。另外，该区内还有 4 个站有 1880 年以来的降水资料，包括北京、朝阳、呼和浩特和太原，资料取自文献 6。图 2 中给出了 18 个站和 4 个站平均夏季降水量距平，距平取对 1961～1990 年。由于计算的站点数不同，两者之间的标准差有明显的区别，1961～1990 年的 30 年期间，18 站平均序列标准差为 47.0mm，而 4 站平均序列则为 74.2mm。但二者的变化特征非常一致，在 1951～1999 年共 49 年期间，18 站平均和 4 站平均序列之间的相关系数达到了 0.94，可见关系非常好，因此，用 4 站平均也能很好代表整个研究区的情况。

图 1 研究区范围
Fig.1 the geographical location of target region (shaded). Black dots are stations since 1951, four stations in square began in 1880

2.2 夏季降水量的变化特征

　　根据图 2 可以看到，农牧交错带夏季降水量 1950 年代以来呈下降趋势。如果将其变化阶段划分得更详细一些，则又可以再分出两段：从 1950 年代到 1970 年代后期，是显著的下降趋势，而从 1980 年代初以来，则有增加的趋势。从长期变化来看，有明显的低频波动。在 1880 到 1890 年代中期、1920～1930 年代、1950 年代，以及 1990 年代中期，降水都是处于偏多的时期；而在 1900 到 1910 年代、1940 年代、1970 到 1980 年代则是偏干的时期。为了更清楚地显示农牧交错带夏季降水的变化特征，这里进行了功率谱分析，结果见图 3。可见，突出的降水周期主要体现在两种时间尺度上，一是年际尺度，包括 2.5 年和 5.0 年，另外是年代际尺度的 35 年周期。需要特别注意的是年代际尺度的变化，因为其对于降水长期的偏干与偏湿背景特征有重要的影响。其它许多研究都曾指出过这个问题，如黄嘉佑^[7]发现北京夏季的旱涝状况存在 2.5、3.5、7.5、30 和 60 年的变化周期，而年的旱涝状况有 3.7、7.8 和 35 年周期。Liang 等^[8]也曾指出北方旱涝存在 30～40 多年的周期。因此，农牧交错带降水存在长时间尺度的变化是客观存在的事实。

图 2 研究区平均夏季降水踞平序列

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