顏廷武

(遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110032)

遼寧冰砬山林區(qū)氣象要素變化特征研究

顏廷武

(遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110032)

基于遼寧冰砬山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站多年觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究遼寧冰砬區(qū)多年氣象要素變化特征，結(jié)果表明：2007—2016年每年氣溫呈單峰型周期變化，峰值80 %出現(xiàn)在7月份，谷值90 %出現(xiàn)在1月份。4、5月空氣濕度最小，7、8、9月份空氣濕度最大。降水總量分布不均，降水最大年份降水量是最小年份的2.4倍，冬季降水少，夏季降水多，降水集中在生長(zhǎng)季。冰砬山處于西風(fēng)帶，全年盛行西南風(fēng)。每年總輻射月均值近似呈單峰變化，峰值出現(xiàn)在5、6、7月份，其中50 %峰值出現(xiàn)在5月份，谷值出現(xiàn)在12月份。

冰砬山；氣象要素；特征

森林具有調(diào)節(jié)溫度、增加垂直降水、提高空氣濕度、消減風(fēng)速、提高太陽(yáng)輻射吸收率等調(diào)節(jié)森林小氣候的作用，對(duì)鄰近地區(qū)的氣候也有較大影響，同時(shí)具有固碳釋氧功能，對(duì)緩解氣候變化具有重要意義[1-3]。然而，林區(qū)往往地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，與城市相比，氣象觀測(cè)發(fā)展滯后。充分認(rèn)識(shí)林區(qū)氣候特征，進(jìn)而掌握森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候變化的機(jī)制，對(duì)于保護(hù)人類生存環(huán)境、指導(dǎo)林業(yè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有非常重要意義。雖然森林對(duì)氣候調(diào)節(jié)作用的相關(guān)報(bào)道很多，但對(duì)林區(qū)氣候特征的報(bào)道卻很少。本文基于遼寧冰砬山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究遼寧冰砬山區(qū)多年氣象要素變化特征，旨在為森林應(yīng)對(duì)氣候變化研究提供參考。

1 研究地區(qū)概況

研究地區(qū)為冰砬山區(qū)，位于遼寧省鐵嶺市西豐縣境內(nèi)，地理位置124°45′～125°15′E，42°20′～42°40′N，為吉林哈達(dá)嶺向西南延續(xù)地帶，平均海拔500～600 m，最高峰870 m。森林類型主要有天然次生林、落葉松林、紅松林、油松林、樟子松林等。土壤以暗棕色森林土為主，其次為棕色森林土，土壤質(zhì)地多為粉砂壤質(zhì)、壤質(zhì)，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量高，土壤pH6～7。

2 研究方法

冰砬山區(qū)林外空地建設(shè)25 m×25 m標(biāo)準(zhǔn)氣象場(chǎng)。利用ENVIS自動(dòng)氣象站觀測(cè)空氣溫濕度、降水、風(fēng)速風(fēng)向、總輻射等氣象要素，空氣溫濕度觀測(cè)高度為1.5 m，風(fēng)速風(fēng)向觀測(cè)高度為3 m，數(shù)據(jù)每隔10 min自動(dòng)記錄一次。選擇2007—2016年整10年觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用Excel處理和統(tǒng)計(jì)分析、作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 2007—2016年冰砬山氣溫變化特征

以2007—2016年冰砬山氣溫變化特征數(shù)據(jù)作圖,結(jié)果如圖1所示。

圖1 2007—2016年冰砬山氣溫變化特征曲線Fig.1 Air temperature change characteristic curve of Binglashan of 2007—2016

從圖1中可以看出，冰砬山區(qū)氣溫呈周期變化規(guī)律，每年月均值呈單峰變化規(guī)律，峰值出現(xiàn)在6、7月份(20.5～22.7 ℃)，其中出現(xiàn)在7月份占80 %；谷值出現(xiàn)在1月份和12月份(-10.6～-18.5 ℃)，其中90 %現(xiàn)在1月份；每年月極端最高氣溫變化規(guī)律近似呈單峰型，峰值出現(xiàn)在6、7、8月份；每年月極端最低氣溫變化規(guī)律呈單峰型，最低值出現(xiàn)在1、2、12月份。2007—2016年平均溫度為5.5 ℃，極端最高氣溫34.7 ℃，極端最低氣溫-32.6 ℃。

3.2 2007—2016年冰砬山區(qū)空氣濕度變化特征

以2007—2016年冰砬山區(qū)空氣濕度變化特征數(shù)據(jù)作圖,結(jié)果如圖2所示。

圖2 2007—2016年冰砬山區(qū)空氣濕度變化特征曲線Fig.2 Air humidity change features curve of Binglashan area of 2007—2016

從圖2中可以看出，冰砬山區(qū)2007—2016年十年濕度變化規(guī)律明顯，每年月均值近似單峰變化規(guī)律，各別月份略有波動(dòng)，4、5月份空氣相對(duì)濕度最小，月平均值40 %～60 %，隨后迅速升高，7、8、9月份空氣濕度最大，月平均值80 %左右，而后緩慢降低，生長(zhǎng)季空氣濕度大于非生長(zhǎng)季空氣濕度。月極端最大空氣濕度變化規(guī)律近似呈直線型特征，平均97 %，每月極端最低濕度多數(shù)在6 %～30 %。

3.3 2007—2016年冰砬山區(qū)月平均降水特征

以2007—2016年冰砬山區(qū)月平均降水特征數(shù)據(jù)作圖,結(jié)果如圖3所示。

圖3 2007—2016年冰砬山區(qū)月平均降水特征Fig.3 Average rainfall feature of Binglashan area of 2007—2016

圖4 2007—2016年冰砬山區(qū)降水總量Fig.4 Total precipitation of Binglashan area of 2007—2016

從圖3中可以看出，冰砬山區(qū)降水總量分布不均，夏季降水多，冬季降水少，生長(zhǎng)季5—9月份降水占年均降水(705.3 mm)79 %，其中8月份降水最多，平均185.3 mm，占年均降水26 %；1月份降水最少，平均2.4 mm，占年均降水量的0.3 %。

2007—2016年冰砬山區(qū)降水總量如圖4所示。從圖4中可以看出，冰砬山區(qū)年降水總量差距很大，2007—2016年平均降水總量705.3 mm，2016年降水總量最多，達(dá)984.2 mm，較平年增加40 %；2011年降水總量最小，僅為409.1 mm，為平年降水量的58 %，降水最大年份降水量是降水最小年份降水量的2.4倍。

3.4 2007—2016年冰砬山區(qū)平均風(fēng)速風(fēng)向變化特征

以2007—2016年冰砬山區(qū)平均風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)作圖,結(jié)果如圖5所示。

圖5 2007—2016年冰砬山區(qū)平均風(fēng)速風(fēng)向Fig.5 Average wind speed and direction of Binglashan area of 2007—2016

從圖5中可以看出，冰砬山處于西風(fēng)帶，全年盛行西南風(fēng)，各方向平均風(fēng)速中WSW方向平均風(fēng)速最大，為1.3 m·s-1，其次為SW方向風(fēng)，為1.1 m·s-1。

3.5 2007—2016年冰砬山區(qū)總輻射特征

圖6 2007—2016年冰砬山區(qū)多年總輻射特征Fig.6 Global radiation features of many years of Binglashan area of 2007—2016

以2007—2016年冰砬山區(qū)總輻射特征數(shù)據(jù)作圖,結(jié)果如圖6所示。

從圖6中可以看出，冰砬山區(qū)每年總輻射月均值近似呈單峰變化，峰值出現(xiàn)在5、6、7月份(217～268 W·m-2)，其中出現(xiàn)在5月份居多，谷值出現(xiàn)在12月份(47～78 W·m-2)。

4 結(jié)論與討論

林區(qū)氣候成因復(fù)雜，不僅受太陽(yáng)輻射和大氣環(huán)流影響，同時(shí)地形、地勢(shì)、森林植被狀況、土壤水分也是林區(qū)氣候形成的重要因素[1]。遼寧冰砬山區(qū)地處溫帶大陸性氣候帶，根據(jù)西豐氣象觀測(cè)站( 距研究地35 km) 多年觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，年均氣溫5.2 ℃，7月份氣溫最高，平均溫度為23.2 ℃，極端高溫35.2 ℃；1 月份氣溫最低，平均為-17.2 ℃，極端低溫- 41.1 ℃[4]。遼寧冰砬山區(qū)受氣候環(huán)境及下墊面影響，2007—2016年每年氣溫呈單峰型周期變化，峰值80 %出現(xiàn)在7月份，谷值90 %出現(xiàn)在1月份，多年平均溫度為5.5 ℃，極端最高氣溫34.7 ℃，極端最低氣溫-32.6 ℃。

空氣濕度來(lái)源于大氣降水和下墊面蒸散，森林具有增加垂直降水作用[3]，同時(shí)由于樹(shù)冠截留、枯落物持水、土壤保持水分能力強(qiáng)等特點(diǎn)，減少地表徑流，使下墊面水分供應(yīng)增加，因此，遼寧冰砬山區(qū)生長(zhǎng)季空氣濕度大于非生長(zhǎng)季空氣濕度。受降水和氣溫影響，4、5月份春季干旱少雨，氣溫升高迅速，導(dǎo)致空氣相對(duì)濕度最小，月平均值40 %～60 %；7、8、9月份正值雨季，空氣濕度最大，月平均值80 %左右。

冰砬山區(qū)降水總量分布不均，降水最大年份降水量是降水最小年份降水量的2.4倍。冬季降水少，夏季降水多，生長(zhǎng)季5—9月份降水占年均降水(705.3 mm)79 %，雨熱同期。森林對(duì)水分的需求基本在生長(zhǎng)季，冰砬山區(qū)降水集中在生長(zhǎng)季，便于樹(shù)木水分供應(yīng)，有利于樹(shù)木生長(zhǎng)。冰砬山處于西風(fēng)帶，全年盛行西南風(fēng)?？傒椛涫苋盏鼐嚯x及天氣狀況影響，冰砬山區(qū)每年總輻射月均值近似呈單峰變化，峰值出現(xiàn)在5、6、7月份(217～268 W·m-2)，其中50 %峰值出現(xiàn)在5月份，谷值出現(xiàn)在12月份(47～78 W·m-2)。

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The meteorological elements change features research of Binglashan forest district in Liaoning

YAN Tingwu

(Liaoning Provincial Academy of Forestry Science, Shenyang 110032,China)

The meteorological elements change features of many years of Binglashan forest district in Liaoning were researched based on forest ecosystem national locating observation research station observation data of Binglashan in Liaoning. The result showed that the air temperature of 2007—2016 presented unimodal form periodic variation. The 80 % of peak value appeared in July and the 90 % of valley value appeared in January. The air humidity in April and May was the least. The air humidity in July, August and September was the most. The total precipitation was maldistribution. The precipitation in the year of the most was 2.4 times than that of the year of the least. There was less in winter and more in summer. It concentrated in growing season. The Binglashan was located in westerlies and prevailed southwester. The mean value of global radiation month of every year presented unimodal change. The peak value appeared in May, June and July. The 50 % of peak value appeared in May. The valley value appeared in December.

Binglashan; meteorological elements; features

2017—11—27

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201404303)；林業(yè)科技創(chuàng)新平臺(tái)運(yùn)行補(bǔ)助項(xiàng)目(2017-LYPT-DW-023)

顏廷武(1981—)，男，吉林長(zhǎng)春人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事森林生態(tài)研究工作.

10.16115/j.cnki.issn.1005-7129.2018.01.006

1005-7129(2018)01-0018-03

S718.51

A

(本篇專家編審：陳建軍)