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雨如何影响中国？一条神奇的线见证中国历史变迁

2023-08-04 17:06:23 第161期 来源：中国天气网







引言：从一场场雨看见一条线


在刚刚过去的7月底8月初，京津冀遭遇罕见持续特大暴雨，北京现140年来最大降雨，河北邢台临城县两天下了两年的雨，出现明显的洪涝灾害，这一场场雨强势宣告着华北雨季的猛烈。

这一场场雨也是夏季风吹袭我国的产物。通常，每年5月前后，随着夏季风的到来，我国中东部雨季自南向北开启，无论是汹涌而来的华南龙舟水，还是绵绵不绝的江南梅雨，亦或是“七下八上”的华北暴雨，几乎都集中在中东部，东西之间似乎有着一道看不见的壁垒。

事实上，在我国地图上确实隐匿着一条神奇的线——400毫米等雨线。雨中窥线，它是见证雨水多寡的气候分界线，是中国生态环境的分界线，也是人口密度的对比线，甚至还和我国路网交通疏密分界线、主要粮食作物产区边界线天然贴合。

随着时间推移，400毫米等雨线呈现波动中相对稳定的状态，但在降水异常的年份波动十分明显，西北地区呈现暖湿化趋势，北方极端暴雨事件呈现多发态势。

中国天气网深入挖掘气象历史大数据，特别关注了这条线的演变发展历程，深度解读其背后的特殊成因和对我国社会历史、地理气候、生产生活等产生的影响。

这条线展现的是不同，见证的是发展。长期居住在这条线上的人们经历着强降雨的冲击，也感受着干旱的影响。如今，线的两端，从未联系得如此密切，人们正高度融合，更加频繁地往来交流，带动着东西两侧的经济社会协同发展。


历史：教科书级别的神奇分割线


这是一条教科书级别的分界线，大部分人是在初高中地理课上认识它的。在中国地图上，将年降水量为400毫米的点连起来，从大兴安岭到喜马拉雅山南端会形成一条明显的分割线，气象上称之为400毫米等降水量线，也叫等雨线。

400毫米等雨线示意图

拿等雨线当一把尺子，这条线的两端有很多可以定义的方式。

以它为界，我们能感受到两个截然不同的世界，东南侧湿润多雨、森林繁茂、农耕发达、人口密集，西北侧干旱少雨、草原辽阔、畜牧为主、人烟稀少。































在诗人眼里，它是边塞景象与田园风光的分界线，东边“杏花春雨江南”，西边“白马秋风塞上”；在农牧民眼中，它是农耕与畜牧的分界线，东边“稻花香里说丰年”，西边“风吹草低见牛羊”；在地理学家眼里，它是高原山脉与平原丘陵的分界线，也是人口疏密的分界线。

人口疏密之界

自古以来，人口的分布与气候就有着高度关联性，自然条件好、雨热充沛的地区人口聚集，人丁兴旺。反之，自然条件恶劣，雨水稀少的地区人口密度较稀。

1935年，中国地理学家胡焕庸先生根据当时大约4.75亿的总人口分布规律，画出了人口密度图，并在这张图上绘出一条线。线的西侧，占当时国土面积的64%，却仅有全国4%的人口；而线的东侧，面积仅占当时国土面积的36%，却聚集着全国96%的人口。

这条著名的胡焕庸线就和400毫米等雨线大体重合。

80多年过去了，我国经济社会经历了无数变化，人口数量也从4亿多增长为如今的14亿多，但人口密度分界线基本围绕着胡焕庸线细微波动，东西侧悬殊的人口格局始终如一。

我国人口密度分布图

从2020年第七次人口普查结果来看，这个规律仍然没有被打破。我国共有18个人口超过千万的城市，分别是重庆、上海、北京、成都、广州、深圳、武汉、天津、西安、苏州、郑州、杭州、石家庄、临沂、东莞、长沙、青岛、哈尔滨。这些城市全部位于400毫米等雨线的东侧，无一例外。


城市、人口与气候，联系得无比密切。人们因气候而聚集，也因气候而迁徙。

农耕游牧之界

气候影响了人口分界线，也勾勒出了农耕文明的“生命线”。古往今来，西半壁以游牧或半农耕文明为主，东半壁以农耕文明为主。因气候变化，线的位置随之动态调整，在此消彼长的拉锯中，诞生了很多历史事件。通常气候温暖、雨量增加，农作物生长季延长，岁稔年丰；牧区水草充沛，相安无事。从贞观之治到开元盛世，无不丰衣足食。当气候转冷，降雨减少，则粮食减产、牧草稀缺，往往粮价飞涨。东汉末年大乱、五胡乱华，都是动荡不安的时期。

游牧和农耕交替，更是历史气候变化的见证者。我国九大商品粮基地都位于 400 毫米等雨线的东侧。从南到北，无论水稻、大豆还是玉米，几乎每一种作物都能找到适合生长的环境。于是，从鱼米之乡到天府之国，从中原粮仓到北大仓，人们应季而作、应季而收，用劳动收获着五谷丰登。

我国主要粮食产区分布示意图

而在西侧，雨少干旱，山脉纵横，广泛分布着永冻土、沙漠，只适合青稞、荞麦、草甸等耐寒耐旱耐贫瘠的植物生长。但西部也有广阔的天地和草场，牧业发达，天空辽阔、牛马成群，生机勃勃。

全国植被指数分布图

因气候而变的还有植被。作为地球之肺的森林，其生存需要合适的水分和温度，唯有在年均降水量大于400毫米的地区，森林覆盖率才能接近饱和，如果年均降水量小于400毫米，森林覆盖率会在30%以下，甚至10%以下。


国家卫星气象中心的植被指数显示，400毫米等雨线东侧植被覆盖率高，植被指数多在0.5以上；而西半壁植被指数大多在0.2以下。东部密林中储藏着人们生产生活所需的丰富资源，为经济发展打下基础。

发展变迁之界

人口、植被、生产生活方式等都是影响交通、经济发展的重要因素。在这条线的两侧，经济发展存在较大差异，全国公路路网密度也有所不同。东侧各类道路纵横交错，路网发达；西侧地广人稀，路网密度较低。

全国公路交通分布图

根据2020年各地高速公路密度统计，高速公路密度排前十位的省区市为上海、天津、北京、广东、福建、浙江、山东、江苏、贵州、河南，这些地区均集中在400毫米等雨线以东。


密密麻麻的交通网，打通了中东部经济发展的毛细血管。而西半壁地区的高速公路密度虽然普遍较低，但西藏、青海、新疆等地广人稀之地的高速公路也日渐发达，主动脉已畅通。现在，还有很多人正夜以继日地工作，联通这条线的两端，协同发展。

2021年12月风云三号E星监测的中国区灯光分布图

夜色迷人，华灯初上，城市活力跃然纸上。灯光是了解城市发达程度的途径之一。从国家卫星气象中心风云三号E星获取的我国城市灯光图中可以看到，中东部宛若燎原星火，京津冀、长三角、珠三角灯光璀璨。而在这条线西部，人们也惊喜地看到了很多大城市的发展，以点带面向外辐射它们的能量。


解读：这条神奇的线如何形成


从地图上看，这条神奇的400毫米等雨线整体呈东北-西南走向，它的形成不仅取决于我国特殊的地形和地理位置，也取决于我国独特的气候格局。

三级阶梯

400毫米等雨线北段与我国第二阶梯和第三阶梯的分界线基本重合，南段与第一阶梯和第二阶梯的分界线基本重合。

大约6500万年前，印度洋板块与欧亚板块的惊天一撞，引发了规模空前的地表隆起，逐渐形成了地球上最高、最厚、最年轻的高原——青藏高原。不仅如此，这场碰撞的巨大能量还继续向外围传导，让此前有一定海拔高度的区域进一步抬升，形成了内蒙古高原、黄土高原和云贵高原等地区。在未受到波及的东部地区，则自北向南排布着东北平原、华北平原、长江中下游平原等大量平原及丘陵地区。我国显著的三级阶梯地形，就此诞生。

我国三级阶梯地形示意图

与此同时，我国东面有世界上最大的海洋——太平洋， 西南面有印度洋，西面北面则是世界上最大的陆地——亚欧大陆，海陆之间会形成大范围、风向随季节有规律改变的风，这就是季风。每到夏季，陆地温度高、气压低，海洋温度低、气压高，来自印度洋的西南季风和来自太平洋的东南季风就会从海洋吹向陆地，给我国带来丰富的水汽。

我国第三阶梯地势平缓、距离海洋更近，温暖潮湿的季风会在这里与来自北方的冷空气交汇，形成丰沛的降水。第二阶梯南段正处在西南季风进入我国的通道之上，水汽条件相对较好，同时多山地，容易形成地形雨，因此降水也比较丰沛。而第二阶梯北段和第一阶梯，海拔较高且深处内陆，季风难以抵达，所以降水稀少，年降水量均在400毫米以下。

青藏高原

我国400毫米等雨线向北一直延伸到了北纬50°附近的内蒙古东北部和黑龙江北部，这与强大的季风不无关系。在全球的季风当中，亚洲季风影响范围最大、强度最强。它之所以能走得这么远，除了优越的海陆位置之外，还有一个非常重要的影响因子，那就是青藏高原。

青藏高原远离海洋，看似和季风没有什么关联，但实际上，它却是亚洲季风的超级助推器。青藏高原总面积约240万平方公里，平均海拔高度超过4000米。在夏季，这里能够接受到更多的太阳辐射，吸收更多的热能，从而成为一个巨大的热源。地表上方的空气被加热后不断上升，导致地面气压不断降低，不得不抽吸外围的气流进行补给，于是就形成了一个强大的、逆时针旋转的低压中心。这个低压就像一个超级助推器，将其南侧的西南季风和东侧的东南季风源源不断地推向我国东部地区。

青藏高原与季风关系示意图

除了提供热力和水汽条件之外，青藏高原地形的阻挡作用和地表的摩擦力，也会引发大气动力过程的变化，从而激发出更多的天气系统，为我国东部的降水提供动力条件。

有研究显示，如果没有青藏高原，夏季风带来的降水可能只会分布在北纬20°以南，而北纬30°附近的江南“鱼米之乡”也可能和同纬度的北非和西亚一样，因为雨水稀少而成为一片荒漠。

正是由于青藏高原的助力，我国东部才会形成跨越热带、亚热带和温带三大温度带的大面积季风气候区，而同样由于青藏高原阻挡了来自印度洋的水汽，使得本就深处内陆的我国西北地区降水更加稀少，最终形成温带大陆性气候。再加上青藏高原自带的高原山地气候，我国独特的气候格局，也就此形成。

我国气候概况示意图

副热带高压

如果说青藏高原是我国气候格局的缔造者，决定着400毫米等雨线的基本走向，那么副热带高压就是我国雨季进程的指挥员，决定着不同年份等雨线的波动范围。

副热带高压是常年存在于北半球副热带地区的高压系统，夏季最强盛的时候几乎能占据整个北半球面积的1/5到1/4。它的内部盛行下沉气流，晴朗少雨，容易出现高温；而它的北侧和西北侧，则是冷暖空气交战的主战场，也是强降雨的集中地。

每年4月底开始，副热带高压就会化身大自然的“水汽搬运工”，携手夏季风开启北上之路，我国各地雨季也随之陆续开启。

我国雨季进程图

4月至6月，副热带高压开始北上之旅，华南地区正好处在其北侧。随着南海夏季风的爆发，冷暖空气在这里频繁交汇，激发出一场又一场的强降雨，华南前汛期就此开启。此时降雨强度往往较大，还经常伴随着雷暴大风、冰雹、龙卷风和短时强降水等强对流天气，一天之内“泼水”400毫米以上也是有的。

6月中旬至7月中旬，随着副热带高压的继续北上，冷暖空气交汇的位置也北抬至江南、长江中下游以及江淮地区。此时的连绵阴雨正好赶上了梅子成熟的季节，于是拥有了一个富有诗意的名字——梅雨。而实际上，梅雨季降水集中、日照时数少、湿度高、风力小，到处都弥漫着霉味儿，所以人们也常把梅雨称为“霉雨”。

7月下旬到8月上旬，副热带高压继续北上，来到了旅途的最北端——北纬30°左右。它控制下的江南等地终于告别梅雨，而处在其北侧的华北、东北等地则迎来了“七下八上”主汛期。此时北方降雨集中、强度大，极端强降雨事件也多发。如今年河北、北京等地刚刚经历的极端强降雨过程，还有历史上的2021年郑州“7·20”特大暴雨、2012年北京“7·21”特大暴雨、2007年济南“7·18”特大暴雨、1996年河北“96·8”特大暴雨，都发生在“七下八上”期间。

9月，副热带高压开始南退，同时位置偏西，因此冷暖空气交汇的主战场转移到了华西，绵绵的华西秋雨大幕开启。华西秋雨降水量虽不大，但持续时间较长，不少地方经常“天无三日晴”。受地形影响，此时的降雨往往以夜雨为主，著名的“巴山夜雨”正是华西秋雨的真实写照。

9月底，完成使命的副热带高压会迅速撤回到海上养精蓄锐，等待第二年再开工，我国的雨季也宣告结束。

当然，这只是副热带高压最基本的活动规律。如果具体到每一年，它的移动时间、影响范围、强度都会有所变化，再加上其他影响降水的天气系统和大气环流等因素也不尽相同，因此每年我国降水的总量以及时空分布都有一定的差异性，400毫米等雨线也会随之出现相应的波动。

雨水改变了什么

丰沛的雨水，能带来哪些神奇的改变？

400毫米等雨线，同时也是我国半湿润区和半干旱区的分界线。在它的东侧，丰沛的雨水滋养了郁郁葱葱、枝繁叶茂的森林，灌溉了稻香阵阵、麦浪滚滚的良田，汇聚了纵横交错、奔腾不息的大江大河，更孕育了光辉灿烂、历久弥新的中华文明。

我国的外流河（直接或间接流入海洋的河流），绝大部分分布在等雨线的东侧，河流水量占到了全国河流总水量的95%以上。黄河孕育了伟大的中华文明，而长江上游的巴蜀文化、中游的楚文化、下游的吴越文化以及珠江流域的岭南文化、松辽流域的女真文化等，则共同成就了丰富多元的中华文明。随着经济社会的发展，河流沿岸的城市也逐渐兴起、繁荣，我国历史上著名的七大古都——安阳、西安、洛阳、开封、北京、南京、杭州，都位于江河之滨，如今，我国也有三分之二以上的省会级城市都坐落在江河两岸。千百年来，人们依水而居，城市因水而兴，一直延续至今。


演变：大数据看等雨线之变


随着时间的推移，400毫米等雨线发生了什么变化？中国天气网通过深挖气象历史大数据，特别关注了这条线在近70年间的演变历程。不变的是我国降水依然从东南向西北递减，等雨线整体上相对稳定；变的是降水年际差异大，降水时间、空间分布波动大。

降水异常年份波动明显

1951年以来，400毫米等雨线呈现波动中相对稳定的状态，我国各地降水量年际差异较大，平均年降水量的阶段性变化特征比较明显。上世纪五十年代至六七十年代降水由多到少，八十年代到九十年代降水增多，而近几年降水又有增多趋势。

我国降水异常的年份，400毫米等雨线出现了明显的波动。1959年、1996年、1998年和2021年等几个异常多雨年，等雨线十分靠西、偏北；而1986年、1997年、2009年等几个少雨年，等雨线则靠东、偏南。

以1997年和1998年为例，这两年400毫米等雨线波动十分明显。1997年，我国北方地区降水明显偏少，华北、东北及西北东部等地的年降水量较常年偏少3成至5成，加上高温、干旱十分严重，全国农田最大受旱面积达4.7亿亩，等雨线一度南压到山东东部、河南中部至陕西中南部一线；而1998年，我国长江流域降雨频繁、强度大、覆盖范围广、持续时间长，松花江流域雨季提前，降雨量明显偏多，长江、嫩江、松花江等江河发生了特大洪水，等雨线东界推至内蒙古中部，南界北抬到陕西北部至甘肃东部一带。

警惕极端强降雨事件

在400毫米等雨线附近，大部分城市的降水量在近几十年时间里保持着波动变化的趋势，且部分城市降水量在增多。从1961年至2020年的逐十年平均降水量数据来看，黑龙江爱辉、青海西宁、陕西榆林、西藏拉萨等地变化较为明显，都呈现了降水增多的趋势。

等雨线周边站点年均降水量变化

这些400毫米等雨线沿线站点仅仅是一个缩影。有研究表明，在全球变暖大背景下，近40年，西北地区西部气温升高、降水增加，呈暖湿化趋势。从多种气候模型预测，未来30年，西北地区西部将继续呈暖湿化趋势。即使在变暖变湿的趋势中，也会有少雨干旱的年份或低温寒冷的年份，有时候强降雨还可能引发极端事件或出现旱涝急转的情况。

不只西北地区，最近几年，东北、华北地区也呈现出降雨偏多的趋势，且极端暴雨事件多发。根据国家气候中心的统计，2021年，我国北方降水量为历史第二多，仅次于1964年，北京、天津、河北年降水量均为历史最多。当年7月20日，河南郑州遭遇历史罕见特大暴雨，单小时降雨量达到201.9毫米，打破中国大陆小时降雨量极值，引发大面积城市洪涝灾害，造成重大人员伤亡和财产损失。而今年7月底8月初，北京、河北等地再次遭遇罕见持续极端暴雨，河北省邢台市临城县赵庄梁家庄站累计降水量达1003毫米，几乎在两天就下了两年的雨，北京市昌平王家园水库和门头沟高山玫瑰园两站累计降水量均超过700毫米，远超2012年北京“7·21”特大暴雨极值。

“更热、更旱、更涝”的未来正在到来，全球变暖加剧了气候系统的不稳定和水循环，强降水更加显著，极端性也增强了。今年世界气象日的主题是“天气气候水，代代向未来”，全球变暖背景下，只有增进对天气气候系统的了解，采取更有力的行动应对挑战，才能真正实现趋利避害，实现可持续发展，让生命更安全，让生活更美好。


结语：因天气而生 为发展而变


400毫米等雨线，看起来是一条简单的雨量分界线，实际上，它所带来的天气气候早已潜移默化地给我们的生产方式、生活习惯打上了不同的标签。

有很多人就生活在这条神奇的线上，他们更容易感受到这条线的每一次“跳动”。伴随着全球变暖，“画线”的位置也有向北、向西挺进的趋势，它所到之处降雨增多、积温升高，改变着当地的种植结构和生态环境，也改变了人的生活。

还有很多人，近几十年正在努力地连接起这条线的两端。从戈壁滩上的高速公路到连接崇山峻岭的桥梁，从永冻土上的青藏铁路到高原海拔最高的机场，从中欧班列到西气东输······线的两端，从未联系得如此密切过。人们更加频繁地往来交流，也带动着这条线以西地区的社会、经济发展，使线的东西两侧实现资源互补、融合发展。

有更多的人愿意跨过它，到西部感受壮美的风光、捕捉发展的机遇。从大兴安岭的皑皑积雪到黄土高原的沟壑纵横，从三江源的春意盎然到雅鲁藏布江的山花漫野······我们有百千种见证它的方式，每一段都是奇遇，每一眼皆是流光。

参考文献：
《“400mm等雨量线”、长城与农耕游牧民族的分界线》、《北方农牧交错带界线的变迁及其驱动力研究进展》、《中国西北气候干湿变化研究进展》、《基于CMIP5的中国西北地区暖湿化演变研究》、《西北地区气候暖湿化背景下水汽、潜在蒸散及极端温度和降水的变化特征》、《青藏高原隆升对亚洲季风形成和全球气候与环境变化的影响》、《青藏高原感热气泵影响亚洲夏季风的机制》、《气候：历史的推手》、《中国气候的基本特征》、《影响中国气候的主要因子》、《青藏高原——亚洲季风的发动机》、《中国雨季的气候学特征》、《过去45年中国干湿气候区域变化特征》等。




策划：张慧  张方丽     设计：张莉      气象专家：胡啸      数据支持：刘秋锋  王妍   王中秋      技术：张晓通  李强  刘佳

审核：余晓芬  刘文静  陈萌      监制：刘轻扬   张寅伟








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