我国气候分界线

Question

东部季风区与西北干旱半干旱区分界线
东部季风区与青藏高寒区分界线
西北干旱半干旱区与青藏高寒区分界线

Answer 1

用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料，计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20）、半干旱区（0.20~0.50）和湿润区 (D(0.50））。近50a中国干湿气候波动显著，区域差异大：50a波动幅度东北区为20~400 km，华北区为40~400 km，西北东部为30~350 km，西南区为40~370 km。以80年代为界，在20世纪80年代以前（包括80年代），西南区气候具有显著变湿趋势；西北东部稍变湿；华北区和东北区具有变干趋势，且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代，西南区和西北东部气候有变干迹象，华北区西部气候的干旱程度有所增加，华北区东部有所减弱，东北区气候进一步变湿。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区，是中国季风的边缘地带，也是环境变化的敏感区。20世纪60~70年代中国 (北方)干湿气候存在一次突变，由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或向北移动时，中国北方气候就变的相对湿润；当同时向东或向南移动时，北方气候就变的相对干旱；当干湿气候界线东西、南北相异移动时，北方气候的干旱程度就介于二者之间。

近50年来中国干湿气候界线的10年际波动 杨建平1， 丁永建1， 陈仁升1， 刘连友2 (1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000; 2. 北京师范大学资源与环境研究所, 北京 100875) 摘要：利用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料，计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20）、半干旱区（0.20~0.50）和湿润区 (D(0.50））。近50a中国干湿气候波动显著，区域差异大：50a波动幅度东北区为20~400 km，华北区为40~400 km，西北东部为30~350 km，西南区为40~370 km。以80年代为界，在20世纪80年代以前（包括80年代），西南区气候具有显著变湿趋势；西北东部稍变湿；华北区和东北区具有变干趋势，且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代，西南区和西北东部气候有变干迹象，华北区西部气候的干旱程度有所增加，华北区东部有所减弱，东北区气候进一步变湿。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区，是中国季风的边缘地带，也是环境变化的敏感区。20世纪60~70年代中国 (北方)干湿气候存在一次突变，由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或向北移动时，中国北方气候就变的相对湿润；当同时向东或向南移动时，北方气候就变的相对干旱；当干湿气候界线东西、南北相异移动时，北方气候的干旱程度就介于二者之间。关 键 词：中国; 干燥度指数; 干湿气候界线; 波动中图分类号：P467 1 引言全球气候变暖,这已是确定无疑的事实。在气候变暖的情况下，全球水循环以及水量、水的分布也会发生相应的变化，有的地区在变湿，有的地区在变干。中国各地的干湿变化又如何呢？长期以来，中国的水量分布一直是北少南多，西少东多，北方地区由于其地理位置、距海远近不同等因素形成了干旱半干旱气候，气候的干湿变化对该地区工、农业生产以及人民生活具有巨大的影响，因此研究该地区干湿变化对气候变暖的响应具有重要而又深远的意义。干湿气候界线的波动能直观明了的反应某个地区气候的干湿变化。但有关中国干湿气候界线波动的研究并不很多，主要集中研究干旱半干旱分界线 (年降水量250 mm雨量线) 的波动情况。张兰生等[1]将年平均降水量介于250~450 mm等值线之间的地区称之为北方季风尾闾区，并认为年平均降水量250 mm等值线为北方季风尾闾区的西北界。他对鄂尔多斯地区全新世以来不同时期250 mm等降水线在空间的摆动进行了研究。认为在104、103、101年3种尺度下季风尾闾区的空间摆动幅度分别达到800 km、400 km、200 km。对干旱半干旱分界线 (年降水量250 mm等值线) 在丰枯年份和丰枯期空间摆动情况的研究表明，丰枯年份此界线的空间摆动幅度最大为110~130 km，在丰枯期的摆动幅度为30~80 km[2] 。 中国干湿气候界线波动的研究已取得了一定的成果，然而这些研究主要集中于干旱半干旱分界线的波动情况，虽对中国北方农牧业发展有重要的实际意义和揭示中国干旱半干旱气候变化有重要的理论价值，但是还很不全面，有待进一步深入研究[3]。因此，本文采用干燥度指数为干湿指标，结合中国的气候和地理状况，在10年际尺度上详细地研究中国干旱半干旱分界线、半干旱湿润分界线的波动情况。 2 资料与方法年平均降水量和年总蒸发量采用的是国家气象局整编的1951~1999年中国北方分省 资料，由于有些站点缺测较多，有些站点迁移变动较大，故缺测较多和变动较大的站点舍弃不用，这样共有295个站，分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、河北、河南、山西、山东、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、西藏14省区 (图1)。在所选的295个站中，有少数站点个别年份资料缺测，故在使用前首先进行了插补订正。由于中国大多数测站是在20世纪50年代建起来的，因此资料年份起点不一，鉴于分析结果的可靠性考虑，20世纪50年代资料凡是少于5年的，均不参加50年代干湿气候波动的分析。就资料年限而言，除西藏地区只有30年外，绝大多数站点为49年，少数站点为44年。在选择干湿指标时，考虑到实际应用情况，采用干燥度指数作为干湿气候划分的标准。具体采用的标准是1977年联合国有关组织 (FAO，ESCO，WMO和UNEP等) 采用的干燥指数，公式为： D = r / EPT(2-1) 式中: D为干燥度，r为年降水量，EPT为年总蒸发量， D <0.03为很干旱区；0.03~0.20为干旱区；0.20~0.50为半干旱区[4]。结合中国的实际情况，以及近年来对干湿气候区划分的许多研究成果[5,6]，将以上的划分标准作了一些调整 (表1)。以D = 0.50为半干旱湿润分界线，D = 0.20为干旱半干旱分界线。需要说明的是，干旱半干旱分界线与半干旱湿润分界线较其它气候区划图中的界线整体上稍偏南，这主要有以下2点原因：(1) 气候在变化，干旱半干旱气候区也在不断变化，尤其是近几十年来全球气候变暖，中国降水出现了南湿北干现象，在这种情况下，干旱半干旱分界线的位置，甚至半干旱湿润分界线的位置肯定会发生变化。(2) 与本文选用的干湿指标有关。为了与世界接轨，选用了联合国有关组织绘制世界沙漠化图采用的干燥指数，这也许在一定程度上会使干旱半干旱气候区范围有所扩大。 3 干湿气候界线与分布图2是中国1951~1999年干湿气候分布图，图上干燥度指数0.20、0.50等值线是50年来的平均位置，也是中国干湿气候的两条重要分界线，0.50等值线以南是湿润区，0.20~0.50之间是半干旱区，即阴影区，0.20等值线以西是干旱区。由图可见，中国湿润区、半干旱区与干旱区自南向西北成带状分布，半干旱区是湿润区向干旱区变化的过渡区。本文半干旱湿润分界线的划分与张庆云[4]利用湿润度指数划分的干湿气候分布基本一致，他以湿润度指数零线为界，将中国划分为湿润气候区与干燥气候区，分界线以北，包含干燥、半干燥和半湿润气候区，以南为湿润气候区。任福民[6]应用K—均值动态聚类做了中国160站1951~1992年的年降水分区，其结果是：从沈阳—大连—青岛—郑州—西安到德钦一线为中国干旱半干旱区与非干旱区的分界线，分界线以北是干旱半干旱区，以南则为非干旱区，该线正好与年降水700 mm等值线位置相同。由以上可知，不论是用降水单一指标，还是用降水蒸发比综合指标，所做出的半干旱湿润分界线均与本文的划分一致，说明本文划分结果是合理可信的。 4 干湿气候界线的10年际波动半干旱区是湿润区向干旱区变化的过渡区，是中国季风的边缘地带，也是气候变化的敏感区，因此本文以此区为重点研究区域，通过对半干旱区50年干湿气候波动的分析来揭示中国北方近50年干湿气候界线的10年际变化情况。由于半干旱区纵跨20多个纬度，由南向北属于不同的气候带，东西横跨30多个经度，距海远近不同，因此为便于详细的研究，根据地理条件，将其划分为东北、华北、西北东部和西南4个区 (图2)。东北区为黑龙江、吉林和辽宁大部、内蒙古自治区东北部；华北区包括河北、山东、山西、内蒙中断南部和河南北部；西北东部包括甘肃和陕西大部、宁夏部分地区和青海东北部；西南区包括西藏东部、青海西南、云南和四川西北部。在计算各区范围时，为简化计算难度，在以墨卡托投影绘制的中国地图上，选取 45oN、115oE、105oE，30oN经纬线分别为东北区、华北区、西北东部区和西南区计算的基准，在此基础上求各区干旱半干旱分界线与半干旱湿润分界线之间的距离，其中东北区和西南区为东西距离，华北区和西北东部为南北距离，以此距离大致的表示各区的范围 (表2)。各区是10年际干湿气候界线波动情况如下（图3）： (1) 西南区 西南区20世纪80年代的范围最大，达1080 km，90年代最小为710 km，50~70年代介于中间。干旱半干旱分界线 (0.20等值线) 50年代偏东，60年代以后一直西移，80年代达到了其最西位置，90年代又显著偏东，且总体上达到了其50年来的最东位置。半干旱湿润分界线 (0.50等值线) 50年代偏东；60年代西移；70年代显著东移；80年代又西移；90年代又东移，但幅度不及50和70年代。50年代西南半干旱区范围大主要是由0.50等值线东移所致，表明此区50年代气候干旱；60年代此区范围缩小 (缩小了 160 km)，这主要是由0.50等值线显著西移所致，表明60年代该区气候相对较湿；70年代该区范围在60年代的基础上扩大了120 km，引起这种扩大的原因是0.20等值线西移，而0.50等值线显著东移，表明该区70年代气候又干旱，但不及50年代；80年代该区范围达到最大，这种扩大主要是由0.20等值线显著西移所致，表明该区80年代气候相对湿润，且范围向西扩展；90年代该区范围最小 (710 km)，这主要是由于0.20等值线显著东移所致，表明西南区90年代气候又较干旱。西南半干旱区50年来干湿气候界线波动幅度为40~370 km，气候的干与湿是波动变化的。50年代相对干旱；60年代相对湿润；70年代又干旱；80年代又较湿润，且范围向西扩展；90年代又较干旱。50年来该区气候的干湿变化具有显著的年代际特征。 (2) 西北东部区 西北东部区20世纪70年代范围最大，达550 km，80年代范围最小为200 km，50、60和90年代介于2者之间。在西北东部的河西地区，干旱半干旱分界线变化显著：50和60年代偏东南，且60年代比50年代偏东南幅度大，70~90年代偏西北，说明河西地区50年代较为湿润，60年代干旱，自70年代以来气候变的相对较湿，且湿润程度大于50年代。在河西地区之外的西北东部其余各地，0.20等值线变化不大。50a来该区半干旱湿润分界线波动显著，50年代偏南；60年代北移；70年代显著南移；80年代又显著北移；90年代又显著南移，但幅度不及70年代。西北东部50年代范围较大，主要是由0.50等值线南移所致，表明该区50年代气候干旱；60年代该区范围缩小，但幅度不是很大，为30 km，表明60年代仍较干旱；70年代该区范围显著扩大，比60年代大270 km，这种扩大主要是由0.50等值线显著南移所致，表明该区70年代气候很干旱；80年代该区范围缩小，比70年代小350 km，这主要是由0.50等值线显著北移所致，表明该区80年代气候相对湿润；90年代该区范围又扩大了110 km，这种扩大主要是由0.50等值线显著南移所致，表明该区气候90年代又较干旱。以上分析表明，西北东部半干旱区50年来波动幅度为30~350 km，经过20世纪50、60和70年代的气候干旱以后，进入80年代气候变的相对湿润，90年代又有变干的迹象。 (3) 华北区 华北区20世纪70年代范围最大为1070 km，90年代最小为670 km，50、60和80年代介于其间。自60年代以来，华北区干旱半干旱分界线一直南移，而半干旱湿润分界线的波动具有明显的地域性：115oE以西的华北地区 (华北区西部) 50和70年代偏南，且70年代偏南幅度大，60、80和90年代偏北，80年代偏北幅度大。115oE以东的华北地区 (华北区东部) 50~60年代偏北，70~80年代偏南，90年代又稍偏北。以上分析表明，华北区气候的干湿变化具有地域性，华北区西部50和70年代干旱，60、80和90年代较为湿润，但这种湿润只是相对于50和70年代的特干旱而言的，80年代的相对湿润使70年代的干旱程度有所减缓，而90年代又出现干旱程度增加的迹象；华北区东部50和60年代较为湿润，70年代以来逐渐变旱，80年代是50a来最旱的十年，90年代干旱程度有所减缓。以上分析表明，华北半干旱区50a来波动幅度为40~400 km，干旱半干旱分界线和半干旱湿润分界线各地变化大。50a来该区气候的干湿变化也具有显著的年代际特征。 (4) 东北区 东北半干旱区近50 a来的干湿变化是复杂的，0.20和0.50等值线的波动有以下5种情况：1) 50年代2界线同时西移，且2者之间距离较大为680 km；2) 60年代2界线同时东移，2者之间范围缩小了190 km；3) 70年代2界线又继续同时东移，湿润区、半干旱区范围缩小，干旱区范围显著扩大；4) 80年代2界线又同时西移，但幅度不及50年代；5) 90年代0.20等值线显著西移，且幅度远大于50年代，0.50等值线各地变化不一 (在45oN线上变化不大)。表明东北区50年代气候湿润；60年代较干旱；70年代最为干旱；80年代气候相对较湿；但湿润程度远不及50年代，90年代该区气候进一步变湿。气候的干湿变化同样具有显著的年代际特征。 5 结 论 (1) 近50a中国干湿气候界线波动显著,区域差异大: 50a波动幅度西南区为40~370 km, 西北东部为30~350 km，华北区为40~400 km，东北区为20~400 km。以80年代为界，在20世纪80年代以前 (包括80年代)，西南区气候具有显著变湿趋势；西北东部稍变湿；华北区和东北区具有变干趋势，且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代，这种西南西北湿，华北东北干的状况发生了巨大变化，即西南区和西北东部气候有变干迹象，华北区西部气候的干旱程度有所增加，华北区东部气候的干旱程度有所减弱，东北区气候有变湿迹象。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区，是中国季风的边缘地带，也是环境变化的敏感区。 (2) 20世纪60~70年代中国北方干湿气候存在一次突变，由较湿润变为干旱，但各地干旱程度不同。 (3) 近50a中国北方干湿气候变化具有显著的年代际特征。西南区、西北东部 (除河西地区) 和华北区西部20世纪50s、70s和90s较干旱, 60s和80s较湿润。华北区东部50~60s较湿润，70s以来一直干旱，80s是近40a最干旱的十年, 90s以来干旱程度有所减缓。东北区50s、80s和90s较湿润，60~70s较干旱。 (4) 50a来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或者向北移动时，中国北方气候就变的相对湿润；当同时向东或者向南移动时，北方气候就变的相对干旱；当干湿气候界线东西、南北相异移动时，北方气候的干旱程度就介于2者之间。值得注意的是，河西地区由于其独特的地理位置，从20世纪70年代以来气候一直变湿。西南区、西北东部 (不包括河西地区) 和华北区从90年代以来又变干，这使的本来就缺水的西北东部和华北区雪上加霜。西南区是中国许多大河的发源地，该区气候的变干，会严重的影响整个流域的来水量。东北区气候自20世纪90年代以来继续变湿，这也许是对全球气候变暖高纬地区降水增加的响应。

Answer 2

东部季风区与西北干旱半干旱区分界线
东部季风区与青藏高寒区分界线
西北干旱半干旱区与青藏高寒区分界线

Answer 3

东部季风区与西北干旱半干旱区的分界线是大致以400毫米等降水线为界。东部季风区与青藏高寒区的分界是3000米等高线为界。西北干旱半干旱区与青藏高寒区的分界线是以昆仑山、阿尔金山、祁连山为界的！