近50年黄土高原地区降水时空变化特征

根据黄土高原地区214个地面气象站最近50年(1961-2010年)的逐日降水量数据,采用非参数mann-kendall和mann-whitney法,从黄土高原地区、典型黄土高原和综合治理分区3个层面,对本地区年降水量(ptot)、侵蚀性降水量(r12mm)、汛期降水量(rjjas)和暴雨量(r50mm)的时空变化特点进行了研究。结果表明:(1)在黄土高原地区,ptot、r12mm和rjjas变化的空间格局基本一致,从东南向西北,其减少幅度逐渐变小,至西北部和最西部,其反而略有增加。但是r50mm变化的空间趋势不大明显。相比之下,典型黄土高原ptot、r12mm和rjjas变化的空间趋势更为突出。(2)在黄土高原地区,约83%的站点ptot呈减少趋势,69%的站点r12mm和rjjas呈减少趋势;其中20%的站点ptot减少显著,10%的站点r12mm和rjjas减少显著。而约68%的站点r50mm变化率为零。相比之下,在典型黄土高原,呈减少或显著减少趋势的站点比例较高,约92%的站点ptot呈减少趋势,80%的站点r12mm和rjjas呈减少趋势;其中24%的站点ptot减少显著,12%的站点r12mm和rjjas减少显著。r50mm变化率为零的站点比例则较底,约占62%。(3)近50a黄土高原地区的ptot和r12mm总体上分别呈显著和接近显著减少趋势,递减率分别为9.9mm/10a和5.9mm/10a;但是其rjjas和r50mm的减少不显著。近50a典型黄土高原的ptot和r12mm均呈显著减少趋势,递减率分别为13.4mm/10a和8.1mm/10a。其rjjas减少趋势接近显著,递减率为7.6mm/10a。但是其r50mm减少不显著。(4)就5个综合治理区而言,第ⅰ区和第ⅱ区的ptot总体呈显著减少趋势,这两个区的r12mm分别呈接近显著和显著减少趋势,而第ⅲ至ⅴ区的ptot和r12mm总体呈不显著增加趋势。仅第ⅱ区的rjjas呈显著减少趋势。r50mm在第ⅰ区、第ⅱ区和第ⅳ区减少不显著,在第ⅲ区和第ⅴ区变化率为零。(5)近50aptot减少的突变时间在黄土高原地区、典型黄土高原和综合治理第ⅱ区始于1986年,在第ⅰ区始于1991年。ptot在其余3个区没有出现突变现象。这些结果表明,在典型黄土高原,尤其是其水土保持重点区(即第ⅱ区),近50a的年降水量、侵蚀性降水量和汛期降水量明显减少,但暴雨量却未显著减少。这意味着如果此种趋势继续下去,尽管因水蚀导致的土壤侵蚀量总体上会有所减少,但是缺水情形会更为严峻,因暴雨导致的剧烈水土流失仍不会有明显缓解。