(河南省鹤壁市气象局,河南鹤壁458000)
摘要:利用鹤壁市淇县观测站1965~2014年逐月降水量资料,应用统计方法和线性分析法进行统计分析。通过对近50年鹤壁市年降水量变化趋势、以及春季、初夏、伏天和秋季降水距平变化趋势的分析,得出鹤壁市年降水量总体呈9.9mm/10年的下降趋势,50年来鹤壁出现干旱年7年,其中有1年(1997年)为中旱;夏季呈明显干旱发展趋势;而冬季和春季有向湿润发展趋势;秋季变化不明显。
关键词:气象干旱;趋势分析;防御措施
引言
鹤壁市位于河南省北部太行山东麓,地处半干旱气候带,降水时空分布不均,素有“十年九旱”之说,干旱发生概率高、灾害损失大。影响干旱的直接因素是降水量,本文以鹤壁降水量距平百分率等级标准,初步确定了鹤壁地区气象干旱判定指标,着重分析鹤壁市近50年气象干旱变化趋势,以期为当地在干旱趋势预测和政府抗旱决策等方面提供可靠依据。
1、研究方法与数据来源
1.1研究方法
本文选择适合我国半干旱、半湿润地区的干旱等级标准(国标GB/T20481-2006)作为分析指标(表1),利用统计法和线性趋势法分析降水的变化趋势,研究鹤壁市近50年气象干旱特征及变化趋势。
表1降水量距平百分率划分的干旱等级
1.2数据来源
选用鹤壁市淇县气象站1965~2014年的逐年、月降水资料,按照气象上的季节划分,以3~5月、6~8月、9~11月的降水量分别代表春季、夏季、秋季降水量;将鹤壁主要农作物生长期初夏、伏天降水量定义为关键期降水量。将1965~2014年的平均值确定为历年均值,用当年降水量值与历年均值求得该年的年、四季及初夏、伏天降水量距平百分率。
2、结果与分析
2.1年降水量及气象干旱趋势
2.1.1年降水量特征
鹤壁市区平均年降水量为602mm,属于半干旱地区。鹤壁市年降水量曲线波动较大,而且波动周期很不规律。近50年降水呈下降趋势,并以9.9mm/10年的速率递减。年降水最多的年份是2000年(970.1mm),最少的年份1997年(268.3mm);年降水量极差达到701.8mm,超出多年平均值61.1%,年降水距平百分率为-55.4%~61.1%。年降水量70年代后期和80年代在平均值以下的居多,进入90年代后有增多增强的趋势并伴有干旱年份,2000年以后变化幅度放缓。
2.1.2年气象干旱总趋势
下面用年降水距平百分率分析年际干旱变化趋势。近50年年降水距平百分率<0的发生频率26年占52%,其中以20世纪80年代偏少频率最高达到60%,70、90年代和本世纪偏少频率达50%,2011年后呈偏少趋势。按降水距平百分率≤-25%为干旱年份,50年中有7年干旱,其中1990年前4年,1990年后有3年。
依据线性趋势分析,降水距平百分率以1.6%/10年的速率递减,说明鹤壁市1965年至2014年降水距平一直呈下降趋势。
2.2季降水及干旱变化趋势
2.2.1季降水特点及变化
春季降水距平百分率以2.2%/10年的速率递增,说明鹤壁市1965年至2014年春季降水距平呈上升趋势。夏季降水距平百分率以3.3%/10年的速率递减,说明鹤壁市1965年至2014年夏季降水距平一直呈下降趋势。秋季降水距平百分率以0.05%/10年的速率递增,说明鹤壁市1965~2014年秋季降水距平是平稳趋势。冬季降水距平百分率以2.2%/10年的速率递增,说明鹤壁市1965年至2014年降水距平呈上升趋势。
鹤壁市春季平均降水量为91.8mm,占全年降水的15%;春季干旱发生最为频繁,就是降水偏多的年份,也有不同时段的春旱发生,出现干旱的频率达86%。
夏季雨热同期,季降水量为376.5mm,占全年降水的63%,7月最多180.8mm,夏季干旱发生的频率为22%;其中初夏(5月下旬到7月上旬)降水量为165.2mm,占年降水量的27%,初夏旱发生的频率为45%,也是干旱多发期。伏天(7月中旬到8月中旬)降水量为215mm,占全年降水量的36%,伏旱俗称“卡脖旱”,伏旱发生的频率为32.5%。
秋季平均降水量为105.6mm,占全年降水的17.5%,秋旱发生的频率为48%,中旱以上的干旱平均每4-5年发生一次。
冬季平均降水量为15.4mm,仅占全年降水量的2.6%,12月最少,为4mm左右,冬旱发生的频率为48%,降水时空分布及不均匀,特多和特少的年份较多。
2.2.2年际降水量变化
年降水量是80年代最少,较常年偏少40mm,70、90年际偏多,2000年以后趋降。春季降水量是70年际最少,较常年偏少17.3mm,80、90年际偏多,2000年以后趋降,2010后的近几年达到最低距平为-22.9%;冬季是两头多,中间少,与春季形成互补;夏季降水是80年际最少,比70年际偏少117.1mm、比常年偏少42.7mm;秋季降水量在前期和后期最多,70~90年际均偏少,80年际最少15.2%。
年降水趋势总体呈下降趋势,四季变化趋势不同,春季和冬季呈弱上升趋势;夏季降水量下降趋势较明显,以3.3%/10年的线性速率递减,说明出现夏旱的可能性增大,有向干旱化发展的趋势;春季和冬季降水量呈上升趋势,以2.2%/10年的线性速率递增,说明冬、春季有向湿润化发展的趋势。
2.2.3季干旱变化趋势
四季干旱年总计为81年,而且呈递增趋势,到1980年代达极值,平均每2年出现一个干旱年。另外,由于有时干旱持续时间长,有时形成跨季的气象连旱。1965~2014年间,发生春、夏连旱年份有1年;发生夏、秋连旱年份4年。表3为以轻旱(P≤-25%)为干旱临界值,利用统计学方法分析4季气象干旱年份。以降水距平百分率划分4季及关键期干旱出现年份。
从发生年份的重复性分析,农作物关键期干旱与春、夏旱相关最为密切,与秋旱相关较小,与冬旱关系不大。因此,将春、夏、秋季的重旱及以上的年份和其中连季干旱或两个季节达到干旱标准,或一年中有3个季度干旱的年份,统称为“干旱年”;其中,在上述4种干旱中,出现频率超过3次的年份称为“大旱年”。
1965~2014年50年中共出现了16年旱年,其中有4年大旱年(1968、1986、1997和2007年);干旱年出现频率为32%;平均每3.1年出现1个旱年,大旱年出现频率为8%,平均每12.5年出现1个大旱年。干旱年在1980年代出现频率最高。
3结论与讨论
(1)1965~2014年鹤壁市年降水量以9.9mm/10年的速率递减;农作物关键期降水量从1980年开始鹤壁由总体偏涝转为偏旱。50年中共出现了16个旱年,干旱在进入1980年代后呈逐年加重态势。
(2)鹤壁近50年,冬、春季有向湿润化发展趋势;但夏季干旱有增加趋势,直接造成了鹤壁干旱化的总趋势。而冬旱尤以1980年代到1990年代末为重。1980年代后出现气象干旱频率呈增加趋势。
(3)农业旱灾出现时间相对于气象干旱具有滞后性,不能够完全响应;农业大旱灾年对气象干旱中的春夏连旱或春夏秋连旱响应性较好,但对单纯夏季气象干旱响应较差。
参考文献:
[1]王春林,邹菊香等.近50年华南气象干旱时空特征及其变化趋势[J].生态学报,2015(3):595-602
[2]谢五三,田红.安徽省近50年干旱时空特征分析[J].灾害学,2011(1):94-98
作者简介:陈道培,(1986-)男,汉族,河南鹤壁人,本科学历,,助理工程师,从事农业气象工作。