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user: 3. 数据处理和分析 3.1. 西北地区和西南地区降水年际变分析 图1. 1979~2018年中国西北地区春、夏、秋、冬及全年降水时间序列图 根据图1我们可以看到西北地区春、夏、冬以及全年降水量在四十年内都呈现大幅度波动增长模式。其中，夏季降水最多，四十年来日平均降水范围在0.6~1.3 mm，冬季降水最少，日平均降水仅在0.02~0.23 mm。我国西北地区春季、秋季日平均降水与全年区别不大，大致在0.1~0.7 mm之间波动。西北地区降水在1997年达到全年最小值，日平均降水量仅为0.3 mm；而全年降水最多为2002年，日平均降水量可达0.6 mm。在1995年达到西北地区春季降水最小值，日平均降水量为0.18 mm；在2005年达到最大值，日平均降水量可达0.68 mm。西北地区夏季降水则在1980达到最小值，日平均降水量为0.63 mm；而最大降水在2002年，日平均降水量可达1.3 mm。秋季西北地区降水最少在1991年，日平均降水量仅0.1 mm；而降水最多则在2010年，日平均降水量可达5.8 mm。冬季日平均降水浮动不大，降水最少在1982年，日平均降水量仅为0.02，而最多在2006年，日平均降水量为0.22 mm。同时随着时间变化，西北地区夏季降水波动最大，而冬季降水波动最小。 图2. 1979~2018年中国西南地春、夏、秋、冬以及全年降水时间序列图 根据图2我们可以看到西南地区春、夏、冬以及全年降水量在四十年内都呈现小幅度波动模式，总体增长下降趋势不大。其中，夏季降水最多，四十年来日平均降水范围在4.8~6.8 mm，冬季降水最少，日平均降水仅在0.4~0.9 mm。同样西南地区春季、秋季日平均降水与全年区别不大，大致在1.8~2.9 mm之间波动。西南地区降水在2001年达到全年最小值，日平均降水量仅为2.4 mm；而全年降水最多为1996年，日平均降水量可达3.3 mm。西北地区在1997年达到春季降水最小值，日平均降水量为1.96 mm；在2016年达到最大值，日平均降水量可达3.2 mm。西南地区夏季降水在2011达到最小值，日平均降水量为4.5 mm；而最高降水在1998年，日平均降水量可达6.78 mm。秋季西南地区降水最少在1998年，日平均降水量仅1.65 mm；而降水最多则在1983年，日平均降水量可达3.2 mm。冬季日平均降水同样浮动不大，降水最少在2009年，日平均降水量仅为0.2，而最多在1998年，日平均降水量为0.8 mm。与西北地区相同，近四十年来，西南地区相对来讲同样是夏季波动幅度更大，冬季波动幅度最小。 3.2. 西北地区和西南地区降水空间分布特征分析 图3. 1979年~2018年中国西北地区年平均降水(mm a − 1 )空间分布图 根据图3我们可以明显的看到西北地区四十年平均降水分布具有由中心向四周增加的特征，由于远离海洋，东亚季风只能影响到西北东部边缘地带，使得西北地区降水量少且分布很不均匀。其次近于东西走向的天山、阿尔泰山、帕米尔高原等构成的屏障，使塔里木盆地(77~88˚E， 37~41˚N)、准格尔盆地(85~90˚E， 44~48˚N)成为干旱的闭塞盆地。所以整体上年降水总量地区分布总趋势是东部降水多，年降水量一般250~600 mm，其次是北疆地区，年降水量100~200 mm，南疆盆地60 mm，吐鲁番盆地小于10 mm，河西走廊西部不足50 mm，阿拉善地区东部在100 mm左右。由图4进一步分析降水在中国西北地区的分布和其随时间的变化情况。 由于研究区内地势格局分布不同，地形类型及山脉走向呈多样性，区域降水分布情况也将会有所不同，西北地区幅员广阔，地形复杂，降水量差异很大较大的前体下，中国西北地区降水四十年来随时间在分布区域具有一定的变化： 图4(a)看到1979年到1988年在塔里木盆地中部、柴达木盆地北部、吐鲁番盆地中部以及腾格里沙漠北部，年均降水平均不足40 mm，而将近三分之二的西北地区年平均降水量小于60 mm，仅在赛里木湖、青海湖、兰州南部及周边城市的极小部分区域平均年降水达到了480 mm。 图4. 1979年~2018年中国西北地区年平均降水(mm a − 1 )空间分布随时间变化(a) 1979~1988 (b) 1989~1998 (c) 1999~2008 (d) 2009~2018 图4(b)看到1989年到1998年仅在塔里木盆地中部、柴达木盆地北部、吐鲁番盆地中部，年均降水平均不足40 mm，同样仅在赛里木湖、青海湖、兰州南部及周边城市的极小部分区域平均年降水达到了480 mm。但平均年降水量小于60仅有二分之一的西北地区了。 图4(c)中看到西北地区只有极小部分降水量小于40 mm，除塔里木盆地中部、柴达木盆地北部、吐鲁番盆地中部以及腾格里沙漠北部等区域年平均降水会达到80 mm以下外，其他西北地区年平均降水均在80 mm以上，约占西北地区三分之二。而平均年降水大于480 mm的区域从青海湖附近扩大到青海大部分区域，从赛里木湖附近扩大道特克斯河及喀什河流域。 图4(d)中西北地区平均年降水小于80 mm区域在明显大范围缩小，该区域缩小到约西北地区五分之一，在常年干旱的塔里木盆地柴达木盆地中出现部分降水量120 mm左右区域。平均年降量水大于480 mm的区域也不断增多，平均年降水120 mm到240 mm占主体。而小于40 mm区域占极小区域。 所以在过去的四十年里，随着气温的上升，中国西北西部和中部地区降水量显著增加，塔里木盆地、柴达木盆地以及青海湖等区域变化更为直观，其中新疆北部和南部河西走廊中、西部等地区增加最多，这一特征从位于秦岭北侧的渭河年径流量近几十年的减少也反映了出来。据研究，1981~1999年渭河年平均径流量比1935~1980年减少27.4% [ 17 ]，而这一变化可能恰恰跟全球变暖具有一定联系 [ 18 ]；研究表明44年以来，在全球变暖背景下西北西部地区降水量呈现增加趋势，而西北东部地区降水量呈减少趋势。随着气温的升高，降水量的增加(或减少)将在一定程度上导致一个地区的气候趋于变得暖湿(或暖干) [ 19 ]；西北西部区域气候已由暖干向暖湿转型、而西北东部地区，随气温升高有继续变干的趋势 [ 6 ]。 图5. 1979年~2018年中国西南地区年平均降水(mm a − 1 )空间分布图 由于西南地区位于青藏高原东南部，地形地貌复杂多样，局地因子影响显著，具有独特的天气气候特征，年降水区域分布也会有所差异。据图5我们可以明显的看到西南地区四十年平均降水空间分布不均匀，局地差异大，降水从东往西减少，东部平均年降水最大值达到2000 mm，西部平均年降水最小值达到400 mm，川西高原是少雨区，降水量是600 mm以下，往东南地区降水量逐渐增大，南部降水最大值可达2100 mm。在四川中部有一多雨中心，中心极值达到1700 mm，同时在云南东北部和东南部有少雨中心，中心极值最小可达700 mm。 同样我们通过由图6进一步分析降水在中国西南地区的分布和其随时间的变化情况。 图6. 1979年~2018年中国西南地区年平均降水(mm a − 1 )空间分布随时间变化(a) 1979~1988 (b) 1989~1998 (c) 1999~2008 (d) 2009~2018 由于西南地区位于青藏高原东南部，地形地貌复杂多样，局地因子影响显著，具有独特的天气气候特征，年降水区域分布也会有所差异，中国西北地区降水四十年来随时间在在分布区域具有一定的变化： 图6(a)看到1979年到1988年的西南地区，也呈现从东南到西北地区降水减少的趋势，其中在川西高原，青海南部等地区降水相对较少，中心年降水小于500 mm；在广西降水等地降水最多平均年降水量最大值可达到2200 mm；西南地区中部，即四川东南部、重庆、贵州和云南的东北部地区，大范围年平均降水在1000~1500 mm左右；四川中部多雨区年平均降水中心值可达1800 mm。 图6(b)看到1989年到1998年的西南地区降水变化趋势依然从东向西减少，但川西高原地区降水具有大范围的增加，大部分年平均降水值可达600 mm；广西以及云南南部年平均降水大于2000 mm的区域也明显增加；除甘肃南部地区小范围年降水减少外，其余地区年降水没有什么较为明显的变化。 图6(c)看到西南地区北部川西高原和青海南部年平均降水有所增加，年降水小于500 mm的区域大幅度减少；但在广西地区年平均降水出现明显的减少，年平均降水量最大值由原来的2200 mm减少到1900 mm，年平均降水大于1500 mm的区域也大范围缩小。四川中心多雨区区域范围明显缩小，年平均降水中心值也缩小至1500 mm。总体来讲1999年到2018年西南地区年平均降水值明显减小。 图6(d)中川西高原年平均降水大范围减少，大部分范围平均年降水小于500 mm；与此同时，广西地区年平均降水依然部分范围内在减少；四川多雨区范围也继续缩小。整体来看2009年到2018年整个西南地区年平均降水大范围减少，年降水量1000 mm以下范围约占整个西南地区的三分之二。 所以在过去的四十年里， 随着气温的上升，虽然在期间的几十年里降水量来回波动，但就中国西南地区总体来讲平均年降水量是有所减少。广西地区及四川中心雨区降水减少变化更为直观。