降水量时序变化规律
（一）丰、枯水特征分析
降水量的变化规律是气候、纬度、自然地理等因素影响的综合反映。山西省位于中纬度地域，处在季风气候控制范围内，大气环流的季节性变化明显，因受中纬度西风环流周期变化的影响，降水量的年际变化大，并有丰水段和枯水段交替出现的规律。点绘各站年降水量的模比系数逆时序差积曲线和不同时段滑动平均过程线，可以看出分析站点具有以下一些丰枯特征和时序变化规律：
（1）具有较长的丰、平、枯水时段。从年降水量的差积曲线可以看出：7个站均存在较为明显且较长的丰、平、枯水时段（其中4站情况见图3-2）。例如三门峡站1920～1937年共18年为枯水段，在此期间枯水年和偏枯水年共11年，占61%，平水年为7年，占39%，平均每年偏枯21%；1938～1985年共48年是一个较长历时的丰水段，时段内丰水年和偏丰水年为18年，占38%，枯水年和偏枯水年为10年，仅占20%，时段平均年降水量581.4mm，平均每年偏丰9%；1986～2000年共15年为一平水段，这一时段内除1年为枯水年外，其余都是平水年和偏丰、偏枯水年。
在7个长系列站中，20世纪二三十年代是一个共同的枯水期，40年代～70年代初为一较长时段的丰水期，这两个时段内虽然丰枯仍交替出现，但从差积曲线上看，锯齿状下降和上升的趋势十分明显，只是各站起讫年份有所差别。在70年代以后，除太原和三门峡两站以外，其他各站又显现出一个相对较长的枯水段，大致在1980年前后开始，90年代中期或至2000年结束，但枯水程度不及二三十年代。
（2）丰水年和枯水年持续出现的机会较少，大都以单独一年出现，而偏丰、偏枯和平水年表现为单独一年或连续几年出现，例如大同站1928～1933年连续6年为平水年，太原站1945～1955年11年间没有丰水年和枯水年。
（二）周期性分析
按相邻峰值或相邻低值对7站不同时段的滑动平均过程线进行分析，将分析时段年数、各年段出现次数及平均周期长度列于表3-8。可以看出以下一些周期：
图3-2 山西省长系列雨量站年降水量模比系数差积曲线
1.11年周期
在7站5年滑动平均过程线上（其中4个站的情况见图3-3），均能较明显地反映出11年左右的降水量丰枯变化周期，7站完整分析年数66～78年不等，平均周期10.4年至11.7年，这与太阳黑子活动的11年基本周期正好对应，而一般来说，11年周期是指周期平均数而言，实际观测中6个周期年段，年数分别为11年和12年周期2个，9年和10年周期各1个，平均周期为11年。再如太原站，分析年数64年，共有6个周期年段，年数分别为8年周期2个，11年周期1个，12年周期3个，平均周期10.7年。(https://www.daowen.com)
图3-3 山西省长系列雨量站年降水量5年滑动平均过程线
2.5～6年周期
在3年滑动平均过程线上（其中4个站的情况见图3-4），7个站均存在较为明显的5～6年的周期，各站平均周期从5.2年到6年。例如朔州站分析时段内共73年14个周期，其中5年周期为6个，4年和6年周期共7个，只有一个周期为10年，平均周期为5.2年，其他各站情况相似。
图3-4 山西省长系列雨量站年降水量3年滑动平均过程线
3.太阳黑子活动周期
太阳黑子活动的变化引起了一系列重大的地球物理和水文气象过程的巨大变化。一般来说，太阳黑子活动存在80年左右的世纪周期，从7个站差积曲线明显地反映各站年降水量的丰、平、枯时序过程来看，其特点是：有明显的上升段和下降段，全部呈现出较为清晰的丰枯周期交替规律，并构成40～80年左右的长周期变化趋势及省境内各站多年变化的一致性规律。
作为气候系统的两个部分，海洋和大气环流是紧密联系、互相作用和影响的。由于境内各站所处自然地理环境之不同，海洋和大气环流的相互作用和影响亦非一致，是造成地区分布上出现丰、枯时序差异的原因。
（三）降水量特征分析
以上长系列雨量资料分析结果，提供了以下几点关于山西省降水量的重要特征及规律：
（1）降水量随时序变化具有较明显的周期性。
（2）枯水期和丰水期持续时间长，年降水量偏离均值幅度大。
（3）丰水期和枯水期的开始和结束，虽各站略有出入，但全省同丰同枯特性比较显著。
