李 芳，王衛(wèi)民

(河南省許昌市氣象局，河南許昌 461000)

干旱常常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重損失，因此各地對干旱特征的研究均極為重視［1－5］，如冉榮生等［1］對重慶市各區(qū)縣春旱發(fā)生頻率、分布情況以及開始期、結(jié)束期、持續(xù)時間等進行了系統(tǒng)研究，并利用區(qū)域干旱指數(shù)，系統(tǒng)分析了重慶市區(qū)域性春旱的時間變化特征;張金龍等［4］選取河北省有連續(xù)觀測資料的72個觀測站日降水量和日平均氣溫，應(yīng)用干旱綜合指數(shù)(CI)對河北省干旱過程進行監(jiān)測與診斷，分析了河北省氣候干旱的時空變化特征及其成因，結(jié)果表明河北省各地均有干旱發(fā)生，中南部為干旱多發(fā)區(qū)，各地區(qū)均是4月和5月干旱發(fā)生頻率最高，秋季干旱發(fā)生的頻率也很高;唐熠［5］等對1957～2008年桂林秋季干旱特征進行了分析，并針對人工增雨作業(yè)需要，分析了適合人工增雨作業(yè)的大氣環(huán)流背景和雷達回波，為人工增雨選擇適宜作業(yè)區(qū)域和作業(yè)時機提供依據(jù)。這些研究結(jié)果為各地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗旱減災(zāi)起到重要作用。

許昌市處于南北氣候過渡帶，境內(nèi)氣候復(fù)雜多變，是河南省氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生的地市之一，每年因氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失約占全市GDP的3%～5%。干旱是主要的氣象災(zāi)害之一，一年四季都有可能發(fā)生，尤其是春旱發(fā)生頻率較高。如2001年春季許昌市遭遇了自1951年以來的特大旱情，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重損失。近年來，許昌市針對不同時期出現(xiàn)的干旱，在加強農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和提高灌溉技術(shù)節(jié)約用水的同時，積極開發(fā)利用空中云水資源，抓住有利的天氣條件，開展人工增雨作業(yè)。筆者在此主要對該地區(qū)近58年春季降水特征、變化規(guī)律和人工增雨需求進行了分析，以期為該地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)對氣候變化、合理開發(fā)利用空中云水資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

選用許昌觀測站1953～2010年月、季等降水資料作為研究對象，采用平均值、距平分析等數(shù)理統(tǒng)計方法［6－7］對許昌市近58年春季降水量進行了分析，研究了該地區(qū)近58年春季降水變化規(guī)律，并對春季干旱發(fā)生頻率和人工增雨需求進行了分析。將春季降水距平百分率的干旱等級劃分為5個等級:季降水距平百分率Pa＞－25%的為無旱，－50% ＜Pa≤－25%的為輕旱，－70% ＜Pa≤ －50%為中旱，－80%＜Pa≤－70%為重旱，Pa≤－80%為特旱。

2 季降水量總體分布情況

1953～2010年許昌市春季平均降水量為142.6 mm，最多的是1964 年(383.0 mm)，最少的是2001 年(24.2 mm)，相差達358.8 mm。從1953～2010年許昌市春季降水量距平百分率變化(圖1)可看出，春季降水距平百分率變化范圍為－83.03% ～168.58%，表明春季降水量的年際變化較大;春季降水負距平年份為36年，正距平年份為22年，總體上春季降水偏少年份居多。經(jīng)統(tǒng)計，1953～2010年許昌市58年中有21年春季發(fā)生干旱，發(fā)生頻率為36.2%，平均每2.8年出現(xiàn)一次。其中有輕旱年份11年，中旱年份9年，發(fā)生頻率分別為18.7%和15.5%;特旱年份1年，發(fā)生在2001年。季降水距平百分率Pa≤－50%的年份有10年，其中1953～1994年間的42年中出現(xiàn)5次，1995年后Pa≤－50%的年份明顯增加，1995～2010年間的16年中就出現(xiàn)5次，說明近年來出現(xiàn)較重干旱年的頻率在增加。

3 人工增雨需求分析

春季降水距平百分率Pa為正距平年份有22年，其中Pa在30%以上的有13年，平均4.5年出現(xiàn)一次，這些年份降水量較多，一般不需要實施人工增雨作業(yè)。春季降水量負距平年份，季降水量較常年偏少，一般都需要實施人工增雨作業(yè)，以緩解旱情。春季降水量距平百分率Pa≤－50%的年份有10年，干旱較為嚴重，這些年份出現(xiàn)的降水過程也較少，作業(yè)機會偏少。但仍會出現(xiàn)一些自然降水量超過5 mm以上的天氣過程，如1995年春季降水量距平百分率Pa為－60.5%，仍出現(xiàn)4次日雨量在5 mm以上的降水天氣，其中2次為日雨量在10 mm以上的降水天氣，因此有可能利用這些作業(yè)機會開展人工增雨作業(yè)，增加降水量以減輕旱情。

根據(jù)許昌市1953～2010年春季3～5月的日降水資料，統(tǒng)計分析了負距平年份春季雨日頻數(shù)和不同降水量級雨日概率分布。參考地面氣象觀測規(guī)范，日雨量(包括雨夾雪、雪)在1 mm以上確定為1個雨日，對降水量級的分檔間隔分別為1.0 ～ 2.9、3.0 ～ 4.9、5.0 ～ 9.9、10.0 ～ 24.9、25.0 ～49.9、50.0 ～99.9 mm。由1953 ～2010 年許昌市春季降水量負距平年份雨日頻數(shù)(圖2)可見，在36個負距平年份，春季雨日頻數(shù)最大為22次，最小為6次，平均值為13.1次，一般多為10次以上。從1953～2010年許昌市春季降水量負距平年份不同降水量級雨日概率分布(圖3)平均情況來看，在負距平年份出現(xiàn)1.0～2.9 mm降水量級雨日的概率最大，為36.4%，其次為 5.0 ～9.9 mm 降水 量級的雨 日 概 率(26.3%);降水量級為3.0 ～4.9 和10.0 ～24.9 mm 的雨日概率分別為15.4%和17.7%，出現(xiàn)25 mm以上降水量級的雨日概率較小，僅為0.04%，說明在負距平年份的雨日多為小到中雨降水量級。

許昌市是小麥主產(chǎn)區(qū)，3～5月是小麥生長關(guān)鍵期，在負距平年份，季降水量較常年偏小，造成的干旱對小麥生長極為不利。因此，應(yīng)利用負距平年份出現(xiàn)的每一次降水過程實施人工增雨作業(yè)。負距平年份的不同降水量級雨日概率分布在一定程度上反映了人工增雨可作業(yè)幾率。如果把3 mm以上降水量級的雨日作為一次有可能實施人工增雨作業(yè)的降水天氣，在許昌春季降水的負距平年份，則每年春季平均有8次作業(yè)機會，最多18次，最少3次;5 mm以上和10 mm以上降水量級的作業(yè)機會最多分別為9和5次，其平均值分別為6和3次。

4 小結(jié)

(1)1953～2010年許昌市春季平均降水量為142.6 mm，最多的是1964 年(383.0 mm)，最少的是2001 年(24.2 mm)，相差達358.8 mm。春季降水距平百分率變化范圍為－83.03% ～168.58%，表明春季降水量的年際變化較大，在極端年份會出現(xiàn)春澇和嚴重春旱。

(2)許昌春季干旱發(fā)生頻率為36.2%，平均每2.8年出現(xiàn)一次。58年中有輕旱年份11年，中旱年份9年，發(fā)生頻率分別為18.7%和15.5%;特旱年份1年。春季降水距平百分率Pa≤－50%的年份有10年，近年來許昌市春季出現(xiàn)較重干旱年的頻率在增加。春季降水距平百分率Pa為正距平年份有22年，這些年份降水量較多，一般不需要實施人工增雨作業(yè)。

(3)年降水量負距平年份，年降水量較常年偏少，一般都需要實施人工增雨作業(yè)，以緩解旱情。對于降水量距平百分率在－50%以下的年份，干旱較為嚴重，這些年份出現(xiàn)的降水過程也較少，作業(yè)機會偏少。但仍會出現(xiàn)一些自然降水量超過10 mm以上的天氣過程，因此有可能利用這些作業(yè)機會實施人工增雨作業(yè)，增加降水量以緩解旱情。

(4)根據(jù)許昌市春季降水量負距平年份雨日頻數(shù)分析，在36個負距平年份，春季雨日頻數(shù)最大為22次，最小為6次，平均值13.1次，一般多為10次以上。從降水量負距平年份不同降水量級雨日概率分布平均情況來看，在負距平年份出現(xiàn)1.0～2.9 mm降水量級雨日的概率最大，為36.4%，其次為5.0～9.9 mm降水量級的雨日概率(26.3%)。降水量級為3.0 ～4.9 和10.0 ～24.9 mm 的雨日概率分別為15.4%和17.7%，出現(xiàn)25 mm以上降水量級的雨日概率較小，說明在負距平年份的雨日多為小到中雨降水量級。

(5)負距平年份不同降水量級雨日概率分布在一定程度上反映了人工增雨可作業(yè)幾率。如果把3 mm以上降水量級的雨日作為一次有可能實施人工增雨作業(yè)的降水天氣，在許昌每年春季平均有8次作業(yè)機會，最多18次，最少3次。5mm以上和10mm以上降水量級的作業(yè)機會最多分別為9和5次，其平均值分別為6和3次。

［1］冉榮生，唐云輝，高陽華.重慶市春季干旱時空分布特征研究［J］.貴州氣象，2002，26(2):8 －11.

［2］張霞，林麗，禹春桂.鄭州地區(qū)春季旱澇特征分析及趨勢預(yù)測［J］.河南氣象，2002(1):18－19.

［3］朱愛榮，梁生俊，黃祖英，等.陜西關(guān)中近40年春季旱澇分析［J］.災(zāi)害學(xué)，1996，11(4):74 －78.

［4］張金龍，劉學(xué)鋒，于長文.河北省干旱分布特征和變化規(guī)律分析［J］.干旱區(qū)研究，2012，29(1):41 －46.

［5］唐熠，蔣運志，趙潔妮.桂林秋季干旱特征和人工增雨潛力分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(3):1317 －1319.

［6］施能.氣象統(tǒng)計預(yù)報［M］.北京:氣象出版社，2009:2 －35.

［7］黃嘉佑.氣象統(tǒng)計分析與預(yù)報方法［M］.北京:氣象出版社，2004:2－35.