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全球变暖背景下,近几十年气候状况发生明显变化,干旱化趋势日趋显著、水资源日益紧张。水资源紧缺已成为制约经济发展的瓶颈问题,尤其对于处于半干旱地区的山西。本文以山西省1961-2008年68个气象站的降水、气温资料为基础,分析了山西气候和干旱的时空分布及变化特征并探讨影响干旱的主要因子。得出如下主要结论:
(1)山西省降水空间分布为晋东南多,晋东北少,山区多,盆地少。近48a山西降水呈微弱减少趋势;降水春季在太原以南呈现下降趋势;夏季大多数地区呈现减少趋势;秋季大同以南呈现减少趋势;冬季大多地区呈现微弱增加趋势。降水经历上升-振荡-下降-振荡的演变过程;降水变化70年代初发生突变;并存在准2年,准7年和准14年的周期特征。
(2)山西是个干旱严重的省份,有18%以上年份存在干旱。秋季干旱最严重,春季次之,夏季相比较轻。山西存在干旱高发态势,干旱发生最少的站48年发生9次,夏季最少的发生4次,春季最少的发生10次,秋季最少的发生13次,但是秋季70%春季47%的站35%-44%的年份出现干旱。发生重旱和特旱的概率相对较小,但重旱和特旱容易发生在春季,夏季基本不发生;轻旱和中旱全省均较易发生,秋季发生概率最大,春季次之,夏季最少,中部地区发生概率多于其它地方。从大气干旱指数角度看干旱化趋势十分显著,南部高于北部、春季和秋季高于夏季的干旱化趋势。山西可能蒸发增加趋势显著,北部趋势大于南部、河谷趋势大于山区;春季趋势大于其它三季。山西年湿润指数均在0.7-1,为典型的半干旱气候。四季除冬季外均表现为半干旱气候,其中春季干旱程度最大,秋季次之。干旱程度高的区域在盆地,低值区域分布在长治和阳泉地区,干旱化趋势日益严重,南部趋势比北部明显,尤其在春季。
(3)海陆差异类季风指数对于表征山西降水与季风的关系最为合适。夏季风减弱是山西干旱日益严重的根本原因;山西降水与夏季风显著正相关,而冬季降水与冬季风显著负相关,宏观上表现为由南至北相关性减小;东亚夏季风指数的距平符号对山西降水有着很好的表征意义,尤其对于干旱;春、夏、秋季的干旱与同期季风较弱有着直接关系,而冬季干旱与冬季风较强有关,并且这种关系在典型月份表现的更好;前期季风指数信号对于秋季干旱有着很好的指示意义。太平洋海温、SOI指数、副高指数、经向纬向环流指数、极涡均对山西降水异常和干旱预测有一定的指示意义。强厄尔尼诺现象发生时山西易发生干旱,而在厄尔尼诺现象发生后的次年几乎不会发生干旱;拉尼娜事件发生期间近48年未发生过干旱。