20世纪我国气候变化情况与黄河流域水文情势变化特点（高治定,彭彦铭,韦诗涛,李伟佩）

［关键词］气候变化 气候变暖 水文情势

1 前言

在黄河流域规划治理工作中，人们对水利工程、工农业及城市用水，以及水土保持措施等人类活动的影响有了比较深入研究。近年来，黄河河源区因气候回暖引起的生态环境效应、一些不合理的开发、过渡放牧等，对生态环境破坏，导致土地水涵养功能退化，引起土地沙化与荒漠化发展现象，流域近10多年来水量持续偏枯、内蒙古河段封河期凌汛灾害频繁出现和一些小范围异常洪涝灾害等事件较频繁发生，引起了广泛注意。但是，这些情况如何与气候变化所带来的新情况与新问题联系考虑，是我们从事流域规划治理工作者比较陌生的问题。本文将介绍我国气候变化以及黄河流域气候变化的一些情况，简要综合黄河流域近100年来的水文情势变化和主要特点。为有关部门开展相关研究提供借鉴。

2 近100年我国气候变化的一些情况

根据文献［1］［2］研究，在全球变暖背景下，近100年来我国年地表平均气温明显增加。升温幅度约0.5～0.8℃，比同期全球平均值（0.6℃±0.2℃）略高。

20世纪主要有两个增温期，分别出现在20世纪20～40年代与80年代中期以后。这两个增温期的温度上升幅度大致相同。与全球与北半球平均一样，近100年来增温主要发生在冬季和春季，夏季气温变化不明显；与全球变化不同的是，我国20世纪20～40年代增温十分显著。

近50年来我国增温尤其明显，主要发生在20世纪80年代中期后。在最近的50年，年平均地表温度增加1.1℃，增温速率为0.22℃/10a，明显高于全球或北半球同期平均增温速率。我国北方和青藏高原增温比其它地区显著，西南地区出现降温现象，春季和夏季降温尤为突出。长江中下游地区夏季平均气温也呈降低趋势。

近100年和近50年我国降水量变化趋势不显著，但年代际波动比较大。20世纪初期和30～50年代年降水量偏多，20年代和60～80年代偏少，近20年降水呈增加趋势。1990年以来，多数年份全国降水量均高于常年。从季节上看，近100年来中国秋季降水量略为减少，而春季降水量稍有增加。近50年来全国平均的年降水量同样没有呈现显著变化趋势。

我国年降水量变化趋势存在明显的区域差异。从1956年到2000年，长江中下游和东南地区年降水量平均增加了60～130mm，西部大部分地区的年降水量也有比较明显的增加，东北北部和内蒙古大部分地区的年降水量有一定程度增加；但是，华北、西北东部、东北南部等地区年降水量出现了下降趋势，其中黄河、海河、辽河和淮河流域平均年降水量从1956年到2000年约减少了50～120mm。

近50年来我国的日照时数、水面蒸发量、近地面平均风速、总云量均呈显著减少趋势。水面蒸发量下降最明显的地区在华北、华东和西北地区，其中海河和淮河流域年水面蒸发量从1956年到2000年约下降了13％（220mm）。

在气候回暖的背景下，近50年来我国主要极端天气气候事件的频率和强度出现了明显变化。华北和东北地区干旱趋重，长江中下游流域和东南部地区洪涝加重。与降水相关的极端天气气候事件变化具有明显的区域性。近50年来长江中下游流域和东南丘陵地区夏季暴雨日数增多较明显，西北地区强降水事件频率也有所增加。西北东部、华北大部和东部、南部干旱面积呈增加趋势。

我国20世纪的变暖可能主要与增强的温室效应和气候自然变化有关。气候模拟研究表明，20世纪前50年全球与我国的气温变化可能与太阳活动、火山喷发以及气候系统内部的相互作用有较明显的联系，而后的50年特别是近20年的变暖可能主要与人类活动引起的大气中温室气体浓度增加有关。对于降水量、日照或太阳辐射、水面蒸发、风速等气候要素的变化，目前还不能完全将其归因于增强的温室效应的影响。

3 近50年来黄河流域气候变化的一些情况

整个流域气温变化具有较一致的趋势。50年代、60年代年平均气温偏低0.1～0.2℃，70年代开始回升，90年代气温明显升高，增高0.8℃，2001年以来7年，气温升高趋势进一步加大，达到1.3℃。1951~2000年黄河流域平均年平均气温变化幅度与同期全国年平均气温变化幅度一致，达0.22℃/10a，而流域近57年来年平均气温线性变化率为0.29℃/10a。

流域各区间1951～2007年期间，各年代气温变化过程仍有一定差距，以兰州～河口镇区间年代际气温变动幅度比较大，兰州以上区域较小。各区域不同年代气温变化具体见表1。

1951～2000年间年平均气温最低是1956年和1967年，最高的一年是1998年，年平均气温相差2.4℃。2001～2007年间，2006年、2007年平均气温最高，均与1998年气温持平。

表2是1991～2007年期间各季节气温变化情况。可见，各区间气温变化主要在冬季12月、1～2月，其次是3～5月，夏季升高幅度最小。从各地区季节气温变化情况比较，仍以兰州至河口镇区间及黄河中游区间各季节气温回升幅度较大，兰州以上高原地区相对升高幅度较小。

降水的时空变化情况比较复杂，与气温的变化并未有确定性的关系。由表3可见，1986年至2005年各分区中仅有河口镇～花园口区间各站平均降水量呈现减少情况，而其他分区各测站降水呈现有增有减的情况。各站变化幅度也差距较大。从黄河中上游主要产流区面平均年段平均降水量看，由表4可见，几个主要产流区1986年以后降水呈现减少。

其中，黄河源区唐乃亥以上面平均1986～2005年平均年雨量较基准年段（1961～1990年）面平均年雨量减少2.75%，但主要产流区吉迈～军功同期减少达5.62%，黄河中游的龙门～三门峡区间同期面平均年雨量减少达8.34%。

根据研究［3］，利用全国353个气象站点1956～2005年蒸发皿观测资料分析表明，近20年来在黄河流域各区域蒸发皿观测的蒸发量变化趋势多数区域与气温升高趋势相反，而呈下降的趋势。其中，黄河上游源区变化不明显，而上游其他地区蒸发呈减少趋势，黄河中游河龙区间蒸发呈增加趋势，而中游的龙三区间及三花区间呈减少趋势，黄河下游总体也呈减少趋势。

4 黄河流域过去100年间水文情势变化的一些基本特点

（1）从三门峡站过去100年间的年径流量过程看，年径流量变化呈现显著的丰枯持续较长、起伏变化大的过程，而年际间旱与涝又交替出现。20世纪初期至1932年是年径流量偏少段，1933年起至80年代中期径流偏多段，90年代起径流总体处于较急剧减少阶段，目前这个偏枯年段还在持续。从三门峡站年径流量接近或超过680亿m3的年份有1904、1910、1937、1964、1967年，而年径流量接近或小于300亿m3的年份有1901、1928、1997、2000年和2002年。

（2）区域性特大洪涝灾害比较频繁，其出现时间主要出现在丰水年段中，如1933年8月河三区间特大暴雨洪水，三门峡洪峰流量达22 000m3/s、1958年7月三花间特大暴雨洪水，花园口站洪峰流量达22 300 m3 s，黄河中游次一级暴雨洪，如三门峡洪峰流量超过10 000 m3/s，小于20 000m3/s的洪水自30年代中期至70年代末出现达16次。这一段时期也是黄河泥沙出现最多时段。特大洪水也有出现在持续偏枯水年段中，如1904年7月黄河上游特大洪水，兰州站洪峰流量达8 500 m3/s，是20世纪黄河上游最大洪水，以及1922～1932年连续11年枯水后紧接1933年特大洪水出现。

（3）黄河年来沙量过程起伏变化与年水量变化过程基本一致。20世纪初至1932年来沙量偏少，1933年至80年代沙量偏多，进入90年代后，来沙量显著减少。1933年是近100年来沙量最多的一年，三门峡年输沙量达37.26亿t，其它年输沙量超过25亿t的年份还有1937年、1954年、1958年、1959年。90年代以后的16年该站最大年输沙量出现在1994年，仅有12.2亿t。

（4）出现了一些区域性 “极值暴雨”事件，但在黄河干流上相应洪水并不一定突出。例如，1977年乌审旗特大暴雨，暴雨中心10小时高达1 400mm，日暴雨面积达24 650km2；1982年7月29日～8月3日三花间出现一次持续性大面积暴雨。暴雨中心最大24小时雨量达734.3mm,三花间最大一日、五日面平均雨量分别达90.7mm、264.4mm，分别为1958年7月三花间特大暴雨最大一日、五日面平均雨量的1.3和1.7倍，但该次暴雨在花园口形成的洪峰流量仅有15 000 m3/s。

（5）局地性、短历时“极值暴雨、洪水”事件较为频繁，最大24小时雨量超过200mm以上站点达几十个以上，超过400mm纪录的点也有10余个。主要出现在50～70年代期间。近10多年来，短历时、局地“极值暴雨”事件也较突出。如1994年8月30日北洛河吴旗、志丹县境内出现的局地“极值暴雨”事件［5］，沙集为暴雨中心，12小时雨量达383mm，吴旗水文站洪峰流量大6 870m3/s，为近60年来最大洪水；2002年7月7日清涧河站栾家河6小时暴雨达440mm［6］,子长站洪峰流量4 670 m3/s，为百年一遇洪水；2004年7月24日包头市后山局地暴雨［7］，降水中心雨量186.7mm。历时1.5～2小时，150mm笼罩面积62.7 km2，50 mm笼罩面积332.8km2，据分析该次降水为该地200年一遇降水事件，50～70年代期间在黄河中游及上游局部地区也发生过数次类似的情况。

（6）黄河内蒙古及下游干流河道冰情由50年代较严重，至世纪后期有减缓的趋势，但冰凌灾害发生时机、地点的不确定性有所增加。

（7）参照对近500年来黄河流域历史旱涝及雨、洪的长期变化规律有关研究［4］［8］，黄河流域近百年来旱涝及雨、洪变化均在过去已见变化范围之内。例如，近20年来黄河上、中游出现水量持续偏枯情况，在18世纪中期、19世纪下半期均出现过，且这些持续偏枯年段均长达30～40年；从特大雨洪事件看，1843年8月黄河三门峡洪峰流量达36000m3/s，1761年8月中旬黄河三花间持续5天的径向类特大暴雨，形成花园口洪峰流量达32 000m3 s，均超出了20世纪出现的相应类型的两洪情况。

参考文献

［１］气候变化国家评估报告编写委员会.气候变化国家评估报告.北京：科学出版社，2007.2.

［２］秦大河等.中国气候与环境演变上卷：气候与环境的演变及预测.北京：科学出版社，2005.8.

［３］丛振涛，倪广恒，杨大文，雷志栋.“蒸发悖论”在中国的规律分析.水科学进展，2008.3.

［４］高治定，李文家，李海荣等.黄河流域暴雨洪水与环境变化影响研究.黄河水利出版社，2001.12.

［５］景效礼，宋志林　陕西省北洛河“94.8”暴雨洪水. 水文，2002.1

［６］杨德应，王玲，高贵成，高国甫. 清涧河“2002.7”暴雨洪水分析.人民黄河，2002.12．

［７］王林，王建军，张浚. 包头市美岱沟官地水文站“7.24”暴雨洪水调查分析　

［８］王国安，史辅成等.黄河三门峡水文站1470~1918年径流量的推求，水科学进展，1999（6）