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        貴德縣氣象干旱特征分析

        2019-10-21 07:31:29王寶蓮
        科學(xué)與財富 2019年7期
        關(guān)鍵詞:貴德降水次數(shù)

        王寶蓮

        0 引言

        干旱災(zāi)害是我國最主要的自然災(zāi)害之一。干旱的頻繁發(fā)生和長期持續(xù),不僅會給社會經(jīng)濟帶來巨大的損失,還會引起農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、水資源短缺、土地荒漠化和生態(tài)環(huán)境惡化等諸多不利影響。IPCC第四次評估報告指出,在所有的氣象災(zāi)害中,旱澇所造成的損失占到一半以上。我國西北地區(qū)東部位于青藏高原東北側(cè),大部分地區(qū)處于干旱半干旱氣候區(qū),降水量的地區(qū)分布很不均勻,自東南向西北迅速減少,干旱是該區(qū)域最常見、影響范圍最廣的氣象災(zāi)害。青海省地處青藏高原東北部,全省屬于高原大陸性氣候,是全球同緯度最干旱的地區(qū)之一,同時這里受西風(fēng)帶氣候、高原季風(fēng)和東亞季風(fēng)氣候影響,降水變率大,干旱頻率高,是我國氣候變化的敏感區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)。王鵬祥等[1]對1960-2003近44年來我國西北地區(qū)干濕特征進行了分析,得出整個西北地區(qū)及其西風(fēng)帶氣候區(qū)、高原氣候區(qū)年干濕特征呈較為顯著的變濕趨勢。王希娟等[2]研究了青海春季降水的氣候變化特征及其對春旱的影響,認為1961-2003年間青海高原大部分地區(qū)春季降水量的總趨勢是增加的,春季降水干、濕交替的特征非常明顯。近年來,對于貴德縣的氣候變化方面的相關(guān)研究已有不少報道[3],但利用標準化降水指數(shù)(SPI)分析貴德地區(qū)干旱規(guī)律的文章較少。本文利用貴德縣1961—2017年近57年氣象資料,計算貴德地區(qū)年、季度、月尺度的標準化降水指數(shù)(以下稱SPI指數(shù)),分析貴德地區(qū)干旱變化特征,為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

        1 研究區(qū)概況及資料來源

        1.1 研究區(qū)概況

        貴德縣屬于青海東部農(nóng)業(yè)區(qū),總面積3504平方千米,轄4鎮(zhèn)3鄉(xiāng),119個行政村,總?cè)丝?0.6萬人,其中農(nóng)業(yè)人口8.63萬人,占總?cè)丝诘?1.5%,耕地面積19.22萬畝。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)為主,畜牧業(yè)占相當(dāng)比重,并輔之輕工業(yè)。主要農(nóng)產(chǎn)品有:小麥、油菜、蔬菜、果品等,是青海省糧食和蔬菜的重要生產(chǎn)基地。

        貴德屬高原大陸性氣候,光照時間長,太陽輻射強。春季干旱多風(fēng),夏季短促涼爽,秋季陰濕多雨,冬季漫長干燥,氣溫日差較大??h城地區(qū)年平均氣溫為 7.6℃。年平均降水量250~559毫米,無霜期166天,作物生長期223天。由于貴德地形地勢和高原大陸性氣候等因素,氣象災(zāi)害種類多、強度大、頻率高,是我省氣象災(zāi)害影響最為嚴重的地區(qū)之一。主要氣象災(zāi)害有干旱、冰雹、洪澇、霜凍、大風(fēng)、雷電等。貴德地區(qū)是青海省的主要農(nóng)業(yè)區(qū)。由于遠離海洋,深居內(nèi)陸,降水少且時空分布不均勻,蒸發(fā)量大,氣候?qū)俑珊蛋敫珊祬^(qū)。在農(nóng)作物生長期內(nèi)經(jīng)常發(fā)生干旱,其中春旱出現(xiàn)頻率,在夏旱和春夏旱相連也時有發(fā)生。

        1.2 資料來源

        資料取自貴德縣氣象局1961—2017年觀測的逐日降水資料,計算貴德地區(qū)年、季、月尺度的SPI指數(shù)值,建立年、季、月尺度的SPI指數(shù)序列。

        2 研究方法

        2.1 SPI指數(shù)及其旱澇等級劃分

        2.3 數(shù)據(jù)處理

        應(yīng)用Excel2003軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理、分析。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 年尺度干旱特征

        基于貴德站的降水資料,計算了其年標準化干旱指數(shù),并統(tǒng)計了貴德地區(qū)發(fā)生年干旱的頻率。圖1為貴德地區(qū)1961—2017年的12個月尺度的降水量分析結(jié)果,在1961—2017年近57年的SPI指數(shù)中,貴德地區(qū)共發(fā)生干旱15次,其中:特旱1次,重旱3次,中旱8次,輕旱3次。以12個月為尺度的干旱頻率為26.3%,表明貴德地區(qū)是干旱較頻發(fā)地區(qū)。貴德連續(xù)2年發(fā)生干旱的次數(shù)為2次,其中1965、1966年連續(xù)2年為重旱;1995、1996年分別為輕旱和中旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生干旱的次數(shù)僅有1次,為2000—2002年,分別發(fā)生特旱、輕旱和重旱。從干旱強度來看,貴德地區(qū)1961—2017年近57年的干旱強度在0.02~2.57之間,平均干旱強度為0.79。

        3.2 貴德地區(qū)季節(jié)性干旱特征

        3.2.1 春季干旱特征

        圖2為1961—2017年近57年貴德地區(qū)春季干旱指數(shù),由圖2可見,1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生春季干旱15次,其中:特旱2次,重旱2次,中旱4次,輕旱7次。春季干旱頻率為26.3%,與年干旱變化一致。春季輕旱頻率為12.3%,中旱頻率為7.0%,重量和特旱頻率均為3.5%,春季特旱發(fā)生頻率為4季最多。貴德連續(xù)2年發(fā)生春季干旱的次數(shù)為2次,分別為1975—1976年、1996—1997年,其中1975—1976年分別為輕旱和中旱,1996—1997年分別為特旱和輕旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生春季干旱的次數(shù)僅有1次,為1999—200年,分別發(fā)生輕旱、特旱和輕旱。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的春季干旱強度在0.0~3.1之間,平均干旱強度為0.80。干旱類型包括特旱、重旱、中旱、輕旱和無旱。在1966—1970年、1972—1974年、1977—1979年、1986—1988年、1990—1994年、2002—2014年期間未發(fā)生春旱。其中2002—2017年16年中僅發(fā)生一次干旱(2015年,中旱),表明春旱發(fā)生次數(shù)隨年際的延長減少。

        3.2.2 夏季干旱特征

        圖3為1961—2017年近57年貴德地區(qū)夏季干旱指數(shù),由圖3可見,1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生夏季干旱14次,其中:特旱1次,重旱5次,中旱1次,輕旱7次。夏季干旱頻率為24.6%,小于年和春季干旱變化。夏季輕旱頻率為12.3%,中旱頻率為1.8%,重量頻率為8.8%,特旱頻率均為1.8%。貴德連續(xù)2年發(fā)生夏季干旱的次數(shù)為2次,分別為1965—1966年、1968—1969年,其中1965—1966年分別為重旱和特旱,1968—1969年均為輕旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生夏季干旱的次數(shù)為1次,為2000—2002年,分別發(fā)生重旱、輕旱和重旱。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的夏季干旱強度在0.0~2.4之間,平均干旱強度為0.80,干旱類型包括特旱、重旱、中旱、輕旱和無旱。在1983—1997年15年中未發(fā)生干旱。1983年之前共發(fā)生干旱8次,1997年以后共發(fā)生干旱6次。

        3.2.3 秋季干旱特征

        圖4為1961—2017年近57年貴德地區(qū)秋季干旱指數(shù),由圖4可見,1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生秋季干旱18次,其中:特旱1次,重旱4次,中旱4次,輕旱9次。秋季干旱頻率為31.6%,大于年、春季和夏季干旱頻率。秋季輕旱頻率為15.8%,中旱頻率為7.0%,重旱頻率為7.0%,特旱頻率均為1.8%。貴德連續(xù)2年發(fā)生秋季干旱的次數(shù)為2次,分別為1979—1980年、1986—1987年,其中1979、1980年分別為輕旱和中旱,1986、1987年分別為重旱和輕旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生秋季干旱的次數(shù)為2次,分別為1996—1998年和2002—2004年。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的秋季干旱強度在0.0~2.3之間,平均干旱強度為0.80。在2005—2014年10年中未發(fā)生干旱。

        3.2.4 冬季干旱特征

        圖5為1961—2017年近57年貴德地區(qū)冬季干旱指數(shù),由圖5可見,1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生冬季干旱17次,其中:重旱9次,中旱3次,輕旱5次。冬季干旱頻率為29.8%,小于秋季干旱頻率,但大于年、春季和夏季干旱頻率。冬季輕旱頻率為8.8%,中旱頻率為5.3%,重旱頻率為15.8%,重旱發(fā)生頻率居4個季度之首,冬季未發(fā)生特旱。貴德連續(xù)2年和3年發(fā)生冬季干旱的次數(shù)均為2次。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的冬季干旱強度在0.0~2.2之間,平均干旱強度為0.80。在1969—1978年10年中未發(fā)生干旱。

        3.3 貴德地區(qū)月干旱特征

        根據(jù)1個月尺度的貴德地區(qū)SPI計算結(jié)果,見表2??芍?,在1961—2017年近57年間,貴德地區(qū)每年各月均發(fā)生干旱,其中冬季各月只發(fā)生輕旱,占50%左右。3月和11月出現(xiàn)輕旱和中旱,11月中旱頻率高達33.3%。4月至10月份均不不同級別的干旱發(fā)生,其中4月重旱頻率最高(7.0%),5月份特旱頻率最高(5.3%),輕旱頻率在8.8%~22.8%之間,6月最低,4月最高。

        1961—2017年近57年間共有684個月,有261個月發(fā)生不同程度干旱,干旱頻率為38.2%,其中輕旱占23.8%,中旱占9.9%,重旱占2.8%,特旱占1.6%。

        4 結(jié)論

        本文運用標準化降水指數(shù)SPI計算分析了貴德地區(qū)1961—2017年的干旱指數(shù),并對貴德地區(qū)年、季和月尺度干旱特征進行了分析,取得了以下結(jié)論:

        (1)在1961—2017年間,貴德地區(qū)發(fā)生干旱的次數(shù)較多,干旱頻率為38.2%。

        (2)四季發(fā)生干旱的頻率不同,這主要是受四個季節(jié)降雨分布影響造成,春季干旱頻率為26.3%,春季特旱發(fā)生頻率為4季最多。夏季干旱頻率為24.6%,秋季干旱頻率為31.6%。,冬季干旱頻率為29.8%,重旱發(fā)生頻率居4個季度之首,冬季未發(fā)生特旱。

        (3)標準化降水指數(shù)適合于貴德地區(qū)的干旱評價。

        參考文獻:

        [1]王鵬祥,何金海,鄭有飛,等.近44年來我國西北地區(qū)干濕特征分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報,2007,18(6):769-775.

        [2]王希娟,唐紅玉.青海春季降水的氣候變化特征及其對春旱的影響[J].氣象,2006,32(5):42-45.

        [3] 趙金忠,趙年武,趙恒和,等.貴德縣近50年氣候變化及對冬小麥生產(chǎn)潛力的影響[J].水土保持研究,2012,19(4):260-264.

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