Page 245 - 《高原气象》2022年第1期
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1 期 卢 珊等：黄土高原夏季极端降水及其成因分析 243
λ E
Q S = ∫ a cos φ S dλ （1）
λ W Q φ S
λ E
Q N = ∫ Q φ N a cos φ N dλ （2）
λ W
φ N
Q W = ∫ Q λ W adφ （3）
φ S
φ N
Q E = ∫ Q λ E adφ （4）
φ S
（5）
Q T = Q S + Q N + Q W + Q E
式中： Q S 、 Q N 、 Q W 、 Q E 分别为南边界、北边界、西 图2 1961-2016年黄土高原夏季及各月平均极端降水量
边界、东边界的水汽通量； Q T 为研究区净水汽通 及日数百分比
量； λ W 代表西部边界的经度； λ E 为东部边界的经 Fig. 2 Average percentages of amount and day of extreme
度； φ S 代表南部边界纬度； φ N 为北部边界的纬度； precipitation in summer and each months in the Loess
Plateau during 1961-2016
代表通过西部和东部边界相应的纬向整
Q λ W 和 Q λ E
其夏季平均降水量低于 180 mm，平均降水日数不
为通过南部和北部边界的经
层水汽通量； Q φ S 和 Q φ N
足 27 天，该地位于我国内陆的毛乌素沙漠及腾格
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向整层水汽通量； a 为地球平均半径 6. 37×10 m。
里沙漠一带，水汽一般难以深入。黄土高原夏季极
定义流入目标区域的水汽通量为正，流出的为负，
端降水量及极端降水日数的空间分布与夏季总降
净水汽通量为流入和流出的水汽通量和。
水量及日数基本一致，黄土高原东部夏季平均极端
使用的方法主要包括相关分析、合成分析、线
降水量超过 140 mm，极端降水日数超过 5. 5 天，西
性倾向估计及 Mann-Kendall 非参数检验法等。采
部低值区极端降水量及日数则分别低于 100 mm 和
用线性回归方法对降水事件的降水量、频次进行趋
4. 0 天［图 3（c），（d）］。降水量及降水日数的空间
势分析，采用 Mann-Kendall 非参数检验法构造 Z 指
分布差异主要位于甘肃西南部及青海东部，可能是
数对变化趋势进行显著性检验。
因为受到西风带、偏南气流和东亚季风的共同影
3 极端降水分布及变化特征 响，使得该地雨日较多，但并非雨量中心，是由于
在此出现的小雨较多，而日降水量大的降水事件相
3. 1 极端降水时空分布 对较少（姚慧茹等，2017）。
为了解黄土高原地区极端降水在夏季降水中 极端降水量占夏季降水量的百分比在黄土高
的构成，首先计算了黄土高原近 56 年夏季及各月 原大部地区超过了 45%，其中腾格里沙漠一带极端
平均的极端降水的降水量及日数分别在夏季总降 降水量占比超过了 53%［图 3（e）］。夏季极端降水
水量和总降水日数中的百分比［图 2］，发现极端降 日数占比高值区位于黄土高原西北部和南部局地，
水日数仅占夏季总降水日数的 13. 0%，然而极端降 占比超过 13. 5%，黄土高原其余地区的夏季极端降
水量却贡献了夏季总降水量的 54. 0%。6 月、7 月、 水日数占比多在 12. 0%~13. 5%［图 3（f）］。可见，
8 月 极 端 降 水 量 分 别 占 夏 季 总 降 水 量 的 8. 9%、 虽然极端降水在黄土高原的发生频次不高，但是对
23. 0% 和 22. 1%，极端降水日数则分别占夏季总降 各地的夏季总降水量均有突出贡献。
水日数的 2. 5%、5. 3% 和 5. 2%。夏季主要的极端 3. 2 极端降水时空变化
降水事件发生在 7月和 8月，6月的极端降水远小于 观察黄土高原区域平均的夏季降水量和降水
7 月和 8 月，无论极端降水量和降水日数，均不到 7 日数［图 4（a）］发现，近 56 年夏季降水量和降水日
月或8月的一半。 数均表现为减少趋势，降水日数每 10 年减少 1. 0
1961-2016年黄土高原夏季平均降水量总体上 天，其线性趋势通过了 0. 001 显著性水平检验，降
呈现出东多西少的分布形势，降水大值中心主要位于 水量的倾向率为-3. 0 mm·（10a） ，但并未通过显
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山西和陕西中东部，夏季平均降水量达到 260 mm， 著性检验。
夏季平均降水日数超过 33 天［图 3（a），（b）］，这是 与此同时，黄土高原极端降水事件的年际波动
由于该地区位于黄土高原东部的吕梁、太行山一 更为明显，极端降水量及降水日数的长期趋势同样
带，受东亚夏季风的影响最大，夏季冷暖空气在此 表现为下降趋势，其倾向率分别为-1. 3 mm·（10a） -1
-1
频繁交汇。河套西部是黄土高原降水最少的地区， 和-0. 05 d·（10a） ，但均未通过显著性检验［图 4
