气候与环境研究  2014, Vol. 19 Issue (1): 107-116   PDF    
引用本文
杨莲梅, 杨青, 杨柳.2014.天山山区大气水分循环特征[J].气候与环境研究,19(1):107-116,doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2013.12171.  
YANG Lianmei, YANG Qing, YANG Liu. 2014. Characteristics of the Atmospheric Moisture Cycle over the Tian Shan Mountains[J].Climatic and Environmental Research(in Chinese),19(1): 107-116,doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2013.12171.  
天山山区大气水分循环特征
杨莲梅1,2 , 杨青2, 杨柳2    
1 新疆维吾尔自治区气象台, 乌鲁木齐 830002;
2 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所, 乌鲁木齐 830002
收稿日期: 2012-10-18 收到, 2013-5-15 收到修定稿.
资助项目： 国家科技支撑项目2012BAC23B01，国家重点基础研究发展计划2010CB951001，国家自然科学基金41075049
作者简介：杨莲梅，女，1969年出生，博士，研究员，主要从事中高纬大气动力学研究。E-mail：yanglm@idm.cn
摘要：将自然正交分解(EOF)和水平空间分辨率30"的地理信息数字高程(DEM)相结合，利用1961～2010年天山山区及其周边79个气象站月降水量应用梯度距离平方反比法计算面雨量，应用2000～2010年NCEP/NCAR逐日4次再分析1°(纬度)×1°(经度)资料计算水汽输送，研究了天山山区面雨量时空分布、水汽输送和外部水汽的降水转化率特征，以及降水转化率异常的初步成因。结果表明：1)天山西部和中部降水量平均在450 mm以上，东天山和天山西南端为150 mm左右。春季、夏季、秋季、冬季的面雨量分别为291.4×108 m3、625.9×108 m3、218.1×108 m3和73.6×108 m3，降水量分别为108.2 mm、232.4 mm、81.0 mm和27.4 mm，年降水量为449.0 mm。2)月水汽输送量呈正态单峰型分布，7月最大、1月最小，夏季水汽输送量为全年的41.3%，冬季为11.9%，春季、秋季分别为24.5%和22.3%。3)春季、夏季、秋季、冬季和年外部水汽的降水转化率分别为10.3%、12.6%、8.5%、5.4%和9.2%，降水转化率的大小与伊朗副热带高压、贝加尔湖高压脊和西亚副热带西风急流的位置和强度配置有关。
关键词： 天山山区     水汽输送     面雨量     外部水汽的降水转化率    
Characteristics of the Atmospheric Moisture Cycle over the Tian Shan Mountains
YANG Lianmei1,2, YANG Qing2, YANG Liu2    
1 Meteorology Observation of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Ürümqi 830002;
2 Institute of Desert Meteorology, China Meteorological Administration, Ürümqi 830002
Abstract: The temporal and spatial distribution of the Tian Shan mountains (TM) area precipitation, water vapor transport, the precipitation conversion rate from outer water vapor, the atmospheric moisture cycle and possible causes for the precipitation conversion rate anomaly over the TM was investigated by using monthly precipitation data from 79 observation stations in and around the TM and the NCEP/NCAR reanalysis daily dataset with 1°(latitude)×1°(longitude) horizontal resolution during 2000-2010. Results from the analysis show that: 1) The average precipitation is above 450 mm in the western and middle areas of the TM, but only about 150 mm in the eastern and southwesterly areas of TM. The total area precipitation in the spring, summer, autumn, and winter is 291.4, 625.9, 218.1, and 73.6×108 m3, respectively, which, when converted to mm precipitation, is 108.2, 232.4, 81.0, and 27.4 mm. Annual precipitation is 449.0 mm. 2) The monthly water vapor transport shows a single-peak normal distribution, with a July maximum and a January minimum. Water vapor transport for spring, summer, autumn, and winter is 24.5%, 41.3%, 22.3%, and 11.9%, respectively. 3) The precipitation conversion rate for spring, summer, autumn, winter, and for one complete year is 10.3%, 12.6%, 8.5%, 5.4%, and 9.2%, respectively. The precipitation conversion rate is strongly related to the position and strength of the Iran high, Lake Baikal ridge, and the West Asia subtropical westerly jet stream, but is unrelated to water vapor input.
Key words: Tian Shan Mountains     Water vapor transport     Area precipitation     Precipitation conversion rate from outer water vapor    

1 引言

天山山脉是亚洲内陆中部东西向的一条大山脉，新疆境内长约1700 km，宽约250～300 km，山脊平均海拔4000 m左右，是世界干旱区域的多雨山地之一，降水量西部多东部少、北坡多南坡少，随海拔和地形差异天山山区年降水量为300～900 mm，新疆70％的河流源于天山山区，其径流量占全新疆总径流量的54％(邓铭江等，2005)，源于天山的河流 为天山南北平原经济发展的主要水资源，因此有“新疆之水天山来”之说，因此，研究天山山区大气水分循环特征，对于新疆地区水资源的合理开发利用以及社会经济的可持续发展均有着十分重要的意义。

大气中的水汽输送和降水不仅与大气环流有着密切的内在联系，而且作为能量和水分循环过程的重要一环，对区域水分平衡起着重要作用，对其正确估计能对大气环流的形成和演变有更深入的了解，从而有助于进一步了解天气和气候变化过程以及水文循环过程。此问题多年来备受国外气象学家的广泛关注，国际上开展了多次针对水汽的联合试验，美国能源部支持的最大全球变化项目——大气辐射测量(Atmosphere Radiation Measure)项目中，1996～2000年先后开展了5次加强观测试验(Revercomb et al., 2003)；全球气候研究计划(World Climate Research Project)中的核心项目全球能量与水分循环试验(Global Energy Water Cycle Experment)专门设立了全球水汽项目(Global Vapor Project)(Chahine, 1997)，关键的科学问题之一是水汽循环在不同地区是如何变化的，控制这些变化的局地和更广尺度的因子是什么？水汽输送和收支是水文循环要素分析中的一个重要环节和分量，水文、气象工作者对此进行了大量研究。

降水是新疆所有形式的地表水、地下水和高山积雪冰川等水体的根本补给源，是水分循环过程中的一个重要分量。降水不仅决定着新疆水资源总量，而且它的空间分布和随时间的变化直接影响着新疆的水分布状况、河川径流形成等，直接关系到新疆的生态环境与经济社会的发展。面雨量是一个区域的平均降水量，它代表该区域的实际降水 量，比传统的单点降水量能更加客观地描述该区域的降水量，是洪水预报中非常重要的指标，也是水分循环研究的一个重要的基础数据(徐晶等，2001；毕宝贵等，2003)。尽管在全球和大陆尺度上的水分循环过程研究已经取得明显进展，揭示出了一些大陆或部分区域尺度水分循环的基本事实(徐淑英，1958；谢义炳和戴武杰，1959；翟盘茂和周琴芳，1997；丁一汇和胡国权，2003；丁一汇，2005；苗秋菊等，2005；周玉淑等，2005； 龚晓雪和赵思雄，2007；李香淑等，2008；江志红等，2011)，然而，对于新疆这样的大陆性干旱气候背景下天山山区水汽的输送、收支及面雨量的定性及定量分析还比较少。以往研究针对全新疆范围开展了一些初步研究(史玉光和孙照渤，2008；史玉光等，2008；刘蕊和杨青，2010)，而天山山区将新疆分为北疆和南疆，构成了北疆、天山山区和南疆3大气候区，天山山区大气水分循环对新疆水资源而言具有举足轻重的作用。本文用分辨率较高的资料研究天山山区大气水分循环特征，为新疆水资源利用和可持续发展提供科学依据。

2 资料和方法
2. 1 面雨量计算方法

在天山附近选取海拔高度≥1500 m的区域确定为天山山区，考虑到伊犁河谷地处天山之中，气候特征相近，虽然有部分地区海拔高度＜1500 m，但仍将其划入天山山区，天山山区面积为27.08× 104 km2。面雨量计算采用天山山区及其周边79气象站和水文站1961～2010年月降水量资料(站点分布如图 1)，以及全球数字高程模型(global digital elevation model，GTOPO30)的地理信息系统数据数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，其水平空间分辨率为30"(近似1 km×1 km)的网格，计算方案利用自然正交分解(Empirical Orthogonal Function)和DEM相结合，选用适合新疆地理、气候和站点分布的梯度距离平方反比法(Gradient plus Inverse Distance Squared，GIDS)，具体方法如下：

图 1 （a）气象站点分布和水汽输送边界示意图（矩形框）和（b）夏季气候平均地面至300 hPa水汽通量矢量Fig.1 (a) Sketch map of meteorology observation stations and water vapor transportation borderlines (rectangular frame) and (b) climatic vapor flux vectors from surface to 300 hPa in summer

(1)插值计算方法

根据天山区域降水的变化规律和特点，首先运用EOF对天山区域各站历年降水量矩阵P(50× 79)进行分解，将其分解为n个空间函数，Z和时间函数T乘积的线性组合：

其中，m为时间序列(50年)，n为测站数(79站)。一般情况下，原始场的主要信息仅用前几个特征向量和时间系数就能得到充分的反映。由此可知，每个特征向量都有n个分量组成，与n个站点相对应，即每个分量对应一组经纬度和高度值。

其次，分别建立79站气象站前N个降水量特征向量与位置及海拔高度的多元回归方程：

其中，Zk即指由公式(1)EOF得出的气象站降 水量场的第k个特征向量，x0、x1、x2分别为经 度、纬度以及海拔高度，ak0、ak1、ak2是气象站 降水量第k个特征向量的各分量与经度、纬度及海拔高度的回归系数，由公式(2)求出，选定的参考点为(32°N，72°E)，以求出气象站点和各计算点的坐标值。b k为第k个特征向量的回归方程常数项。

再以DEM数据为基础，采用GIDS作为差值公式( Hewitson and Crane, 2005), 计算区域内每个网格点l的第k个特征向量值

其中，Xl、Xj为待估点l与气象站点j的X轴坐标 值，Yl、Yj为待估点l与气象站点j的Y轴坐标值，El、Ej为待估点l与气象站点j的海拔高度；dj为待估点l与第j个气象站点的大圆距离；最后，再利用公式(3)乘以相应的时间系数Tkl并求和：

其中，s为计算区域内网格点总数。回归方程的个数H远小于m。

由此得到第i年整个区域网格点l的年降水量值Pil(单位：mm)，再乘以相应的面积Bl(单位：m2)，得出该格点的面雨量(单位：m3)，然后再对所有格点的面雨量求和：

得出第i年天山区域的面雨量Pi，依次指定年份，重复公式(4)、(5)的计算，即求出整个区域面雨量序列。

本计算方案结合地理信息系统数据考虑了海拔高度的影响，结合EOF以最少的插值方程给出 了要素区域平均的序列值。

(2)EOF及回归方程

对天山山区79站和1961～2010年的年降水量场进行了EOF分解，结果表明：第一特征向量占总方差的97.03%，说明此种分布类型代表了该地区降水场变化的主要特征，第二特征向量占总方差的0.57%，收敛速度很快，浓缩了原始场的主要空间分布信息(表1)。由此可以看出，前2个特征向量已完全能够代表原始场时空分布的主要特征。因此，分别求出前两个特征向量与经度、纬度及海拔高度因子的回归方程，其变量系数与公式(1)对应，r为复相关系数。对回归效果的计算分析表明，在显著性α=0.05的情况下，均通过F检验。考虑到建立模型的需要，并使气候要素在边界过度更连续、合理，各区域选用的站点也包括了在区域边界外附近的部分站点，也就是说各区域建模使用的站点在边界附近有一定的重复。

表 1 特征向量与地理因子的回归方程系数 Table 1 Regression equation coefficients between the characteristic vectors and geography factors

(3)拟合误差分析

为了检验拟合误差，对建模所用79个站点的年 降水量数据的计算值与实测值进行对比(见图 2)，结果表明，站点的计算值与实测值呈现好的线性关系，两者的相关系数为0.94，计算值与实测值相对误差为6.8%，检验表明插值结果达到0.001显著性，表明本文计算方法科学可行，所得结果客观、可靠。

2.2 水汽输送计算

利用2000～2010年NCEP/NCAR逐日4次再分析1°(纬度)×1°(经度)资料，1000～100 hPa共21层，应用地面气压、比湿、风场资料，用一日4次的资料得到各层水汽通量，进行时间积分得到日水汽通量，然后 到 月、季和年水汽通量值，因此其中包含了 瞬变扰动的贡献。对流层水汽输入、输出和收支等取地面至100 hPa进行积分计算。计算水汽输入和输出区域大体为包含天山山区的一个矩形区域(图 1)。东、南、西、北4个边界的水汽输送量为其对应的各小边界各层水汽输送量之和，当各小边界各层的输送方向不一致时，取相互抵消后的结果为该边界净水汽输送量。每个小边界只要为输入就计入总输入量，只要为输出就计入总输出，因此，总输入、总输出量要大于4个边界的净输入、净输出之和。

水汽输送的计算方法如下：单位边长长度大气的水汽输送通量矢量Q的计算公式为

其中，g为重力加速度(单位：m s–2)，ps为所取气柱底气压，因此剔除了地形的影响，Pt为气柱顶气压(100 hPa)。V为该单位气柱内各层大气的风速矢量(单位：m s–1)；q为各层大气的比湿(单位：g kg–1)。先由一日4次的资料得到各层各格点水汽通量，进行边长和垂直方向整层积分，然后进行一日4次时间积分得到日水汽输送量(单位：m3)。刘蕊和杨青(2010)对NCEP/NCAR 2.5°(纬度)×2.5°(经度)与1°(纬度)×1°(经度)再分析资料在新疆的适用性进行了讨论，指出1°(纬度)×1°(经度)再分析资料分析新疆水汽通量更加接近探空，且能较好地反映新疆降水过程的水汽输送、辐合和演变特征(杨莲梅等，2012)。图 1b为夏季气候平均地面至300 hPa积分水汽通量矢量，可见新疆位于西风带，水汽输送整层表现为自西向东输送。

3 面雨量时空分布特征

图 3为天山山区年平均降水量空间分布，天山山区降水量为300～800 mm，天山西部和中部降水量大多在450 mm以上，最大降水中心位于天山中部的北坡一带及伊犁河谷两侧，最小区在东天山 和天山西南端的南坡附近，降水量一般150 mm左右，这种降水分布特征与已有研究结果西部多东 部少、北坡多南坡少是一致的(张家宝和邓子风，1987)，但比传统的气象站点降水量能更加客观地描述该区域的降水量。四季空间分布与年空间分布基本一致。

图 2 天山山区79个站点计算年降水量与实测值比较Fig.2Comparison between calculated and observed annual precipitation at 79 stations in Tian Shan mountions

图 3基于DEM空间分辨率为30"的天山山区年平均降水量分布Fig.3Average annual precipitation distribution in Tian Shan mountions based on Digital Elevation Model (DEM) 30" resolution

表2为天山山区2000～2010年平均各季节降水量和面雨量，天山山区年平均降水量为449.0 mm，夏季(6～8月)和春季(3～5月)降水量分别为232.4 mm和108.2 mm，秋季(9～11月)为81.0 mm，冬季(12年至次年2月)仅为27.4 mm。春、夏、秋、冬季面雨量分别为291.4 m3、625.9 m3、218.1 m3和73.6×108 m3。夏季面雨量最大约占全年的51.8%，可以说夏季是天山山区的雨季，天山平均海拔为4000 m左右，因此夏季降水常为雪，是天山积雪和冰川的重要补充，其次为春季和秋季，冬季面雨量最小仅占全年的6.1%。年平均面雨量为1209×108 m3，约占全疆总面雨量的44.4%。从1961～2005年面雨量的变差系数(史玉光等，2008)来看，天山山区为0.16，北疆为0.19，南疆为0.32，表明天山山区降水年际变化最稳定，北疆次之，南疆最不稳定，天山山区降水对新疆水资源的调节起到了关键作用。

表 2 天山山区2000～2010年平均各季节降水量、面雨量及其比例 Table 2Precipitation, area precipitation and its percentage over Tian Shan mountains in four seasons from 2000 to 2010
4 水汽输送和收支特征

天山山区月平均水汽输入、输出量(图 4)呈正态单峰型分布，7月最大输入和输出量分别达1764 m3和1734×108 m3，其次为6月和8月，向冬季依次减少，1月水汽输送量最小，输入和输出量分别达417.5 m3和414.6×108 m3，约为7月的1/4，可见天山山区水汽输送量月际变化较大。

图 4 天山山区水汽总输入、总输出量月分布Fig.4 Monthly variations of total vapor input and output over Tian Shan mountains

表3为年和四季4个边界对流层水汽净输送和总输入、总输出水汽量，可见四季均表现为西边界和北边界水汽输入，东边界和南边界水汽输出，东、西方向输入、输出相当，南、北方向输入、输出相当，东、西方向输送量约为南、北方向输送量的2～3倍，这是由于天山山区处于西北气流的控制所造成的。夏季水汽输入量和输出量最大，均占年输送量的41.3％，水汽净收支为32.2×108 m3，约为年水汽净收支量的25.7％，夏季蒸发是一年中最强 的，因此水汽净收支小于春季。水汽输送的季节变化与北半球大气环流背景季节变化密切联系，夏季亚洲副热带西风急流位于天山山区上空，水汽输送量是一年中最大的，且由于副热带锋区上多短波活动造成夏季降水量最大，同时还受高纬和低纬环流系统影响，冷暖空气在中纬交汇，水汽输送在对流层高、中、低纬输送路径差异很大，比较复杂，各小边界在不同层次之间相互抵消量较大，因此，夏季各边界水汽净输送之和远小于总输入、总输出量。

春季和秋季水汽输送量相当，春季蒙古高压减弱，新地岛到新疆的西北气流加强，副热带锋区开始活跃，西风增强，则水汽输送较冬季增强，水汽输送量仅次于夏季，约占年输送量的24.5％，水汽净收支为81.4×108 m3，春季蒸发远比夏季小，因此水汽净收支却比夏季大。秋季新疆脊和中西伯利亚脊稳定，高压脊控制下下沉气流使得低层辐散强，同时副热带西风急流10月发生突变南落，中纬西风减弱，因此东、西边界水汽输送也大大减弱，水汽输送量约占年输送量的22.3％，而温度仍较高、蒸发仍然较大，该季节水汽净收支最小约为1.2×108 m3。

冬季水汽输送量最小约占年输送量的11.9％。冬季北半球中高纬为三槽三脊型，东欧至乌拉尔山为平均槽，中亚地区为平均脊控制，同时极锋锋区偏北(50°N以北)，副热带锋区偏南(35°N以南)，新疆上空西风减弱，地面处于蒙古高压控制下，气候干冷，则对流层各层东西边界水汽输送最少，各边界水汽输送量是一年中最少的，虽然天气寒冷，但冰川和积雪存在一定蒸腾作用，水汽净收支约为10.3×108 m3。

表 3 2000～2010年天山山区上空四季、年平均水汽输送和收支 Table 3he average vapor transportion and budget for four seasons over Tian Shan mountains from 2000 to 2010 108 m3
5 降水转化率特征及其异常成因
5.1 降水转化率特征

许多研究从气候学角度用降水量与可降水量比值定义降水转化率(李霞和张广兴，2003)，其可以大致衡量一个地区一段时间水汽向降水转化效率的高低。刘国纬(1997)则用降水占水汽输送总量的比例衡量某个地区一段时间内外部水汽向降水转化效率的高低(以下简称降水转化率)，本文用此定义表示流入天山山区上空的水汽有多少转化为降水落到地面。

由表4可见，春季、夏季、秋季和冬季水汽输入量变化率分别为－17.7％～11.8％、－13.4％～8.8％、－21.8％～13.9％和－35.0％～34.8％，夏季水汽输入量变化率最小，冬季最大，春、秋季相当。对面雨量而言，春季、夏季、秋季和冬季变化率为－25.4％～31.2％、－12.7％～15.0％、－30.2％～44.0％和－39.1％～61.8％，夏季变化率最小且与水汽输入量相当，冬季最大且比水汽输入量变化剧烈，春、秋季介于冬、夏季之间，但比水汽输入量变化大。外部水汽的降水转化率夏季最高为10.8％～16.0％，平均为12.6％；冬季最低3.3％～7.4％，平均为5.4％；春季为7.8％～12.8％，平均为10.3％；秋季为6.3％～12.1％，平均为8.5％，年平均为9.2％，这与利用天山山区15个气象站的降水量与可降水量比值定义降水转化率(李霞和张广兴，2003)大致相当，刘国纬(1997)利用降水量占水汽输送总量的比例定义中国各区域降水转化率见表2，可见天山山区降水转化率小于中国其他区域，由图 5可知天山山区中、西部降水量远大于东部，中、西部降水量平均为东部地区的3倍左右，如果只考虑天山西部和中部区域(即90°E以西天山区域)范围，春季、夏季、秋季和冬季的降水转化率分别为12.7％、16.4％、10.4％和6.6％，年平均为11.5％。可见虽然天山山区位于欧亚大陆腹地的干旱区，其降水是新疆区域的主要水资源，但外部水汽的降水转化率还是比较小的。

表 4 2000～2010年四季天山山区水汽输入量、面雨量和外部水汽的降水转化率 Table 4 Water vapor input, area precipitation, and precipitation conversion efficiency from exterior water vapor for four seasons over Tian Shan mountains from 2000 to 2010

表 5 我国各地区年水汽输送总量的降水量转化率（刘国纬，1997） Table 5Mean precipitation conversion rate of precipitable water to real rainfall in China (Liu, 1997)
5.2 降水转化率异常成因分析

由于夏季为天山山区的雨季，重点分析夏季降水转化率高年和低年的环流特征，2007年为降水转化率最高年，2008年为最低年。图 5a为夏季500 hPa位势高度气候平均(1981～2010年)场，欧亚范围伊朗高原副热带高压(伊朗副高)强盛并部分向东伸展控制新疆地区，新疆干旱、高温、少雨，贝加尔湖东北部为高压脊，西太平洋地区为强大副热带高压(西太副高)，伊朗副高和西太副高之间的印度为平均槽。2007年夏季距平场(图 5b)表明伊朗副高东部减弱、西部增强，贝加尔湖东北部高压脊西退约20个经度到贝加尔湖地区，在欧亚中高纬形成了黑海—中亚至新疆—贝加尔湖的正—负—正的位势高度异常分布，中亚到新疆处于负位势高度异常控制，表明该区域瞬变扰动活跃，这种两高一低的环流场利于新疆产生降水(张家宝和邓子风，1987)。2008年夏季距平(图 5c)，伊朗副高东部增强并东扩控制中亚至新疆地区，使得新疆地区干旱少雨，贝加尔湖东北部高压脊明显增强，中国东部地区为负位势高度异常，在欧亚中高纬形成了中亚至新疆—中国东部—贝加尔湖东北部的正—负—正的位势高度异常分布，比2007年东移了半个波长，可见影响天山山区夏季降水异常的控制环流系统为伊朗副高和贝加尔湖高压脊，它们位置和强度的异常变化导致天山山区降水的异常。

图 5 （a）1981～2010年夏季500 hPa位势高度气候平均场和（b）2007年、（c）2008年夏季500 hPa位势高度纬向偏差（单位：dagpm）Fig.5(a) Climatology geopotential height at 500 hPa in summer during 1981–2010 and latitude difference of geopotential height at 500 hPa in summer of (b) 2007 and (c) 2008 (units: dagpm)

夏季亚洲副热带西风急流位于42°N附近，位于天山山区上空，其南北位置异常与新疆夏季降水变化密切联系(杨莲梅和张庆云，2007，2008)，西风急流位置偏北(南)新疆降水偏少(多)。分析2007年和2008年夏季200 hPa纬向风异常(图略)表明，2007年夏季西风急流中心经度比气候平均偏西5°E，急流西部(西亚急流)纬度偏南、强度增强，天山山区恰好处于西亚急流出口处左前方，高空急流出口处左前方存在强辐散，形成一个次级环流，造成中低层出现上升运动，从而利于天山山区产生降水。2008年西亚急流位置偏北、强度增强，则天山山区处于急流出口区的右前方，该区域存在强辐合，形成次级环流造成中低层出现下沉运动，不利于天山山区产生降水。

2007年与2008年夏季500 hPa和700 hPa水汽通量矢量之差(图略)表明两年没有显著差异，2007年与2008年夏季天山山区的水汽输入量分别为4929.9×108 m3和4670.1×108 m3，11 a平均为4957.9×108 m3，2007年水汽输入与2008年和气候平均差异很小，但降水却最多，表明天山山区上空水汽输送量多少与降水异常没有必然联系，关键是造成降水的环流系统异常所致，这与新疆区域季节降水异常由环流和水汽输送量异常共同作用所致的结果有所不同(杨莲梅等，2010a，2010b)。

6 小结和讨论

(1)天山山区降水量和面雨量分布呈西部多东部少、北坡多南坡少，夏季和春季降水量分别为232.4 mm和108.2 mm，秋季为81.0 mm，冬季仅为27.4 mm，年平均降水量为449.0 mm，天山西部和中部降水量大多在450 mm以上，最大降水中心位于天山中部的北坡一带及伊犁河谷两侧，最小区在东天山和天山西南端的南坡附近，降水量一般在150 mm左右。春、夏、秋、冬季面雨量分别为291.4 m3、625.9 m3、218.1 m3和73.6×108 m3。

(2)天山山区月平均水汽输送量呈正态单峰型分布，7月最大、1月最小约为7月的1/4。四季均表现为西边界和北边界水汽输入，东边界和南边界水汽输出，东、西方向输送量约为南、北方向输送量的2～3倍，夏季水汽输送量最大约为全年的41.3％，冬季最小约为11.9％，春、秋季分别为24.5％和22.3％。

(3)天山山区春、夏、秋、冬和年的降水转化率分别为10.3％、12.6％、8.5％、5.4％和9.2％，远比我国华南、长江中下游、华北地区夏季降水转化率小。降水转化率的大小与控制环流系统伊朗副高、贝加尔湖高压脊和西亚副热带西风急流的位置和强度变化有关。

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