山西主要氣候資源探析

朱敏嘉 ，茅 彧 ，王 濤 ，王計川

（1.山西省氣象決策服務(wù)中心，山西太原030006；2.山西省氣候中心，山西太原030006；3.山西省大氣探測技術(shù)保障中心，山西太原030002）

資源是制約一個地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一，氣候是一種對人類有著重要影響的環(huán)境因素，氣候資源是十大國土資源之一。山西水資源嚴重缺乏，降水量的偏少又是形成干旱的主要因素，干旱制約著山西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。據(jù)有關(guān)部門40年的統(tǒng)計可知，糧食產(chǎn)量大面積減產(chǎn)的主要原因是干旱造成的。山西省干旱特征是：時間長、范圍廣、影響大、損失重，直接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展[1]。因此，科學合理利用水資源顯得尤為重要，開發(fā)利用氣候資源對山西的農(nóng)業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)都有著極其重要的意義[2]。

1 山西主要氣候資源的基本特征

山西地形多樣，高差懸殊，因而既有緯度地帶性氣候，又有明顯的垂直變化。山西地處中緯度，因山脈屏障，夏季風影響不大，屬于中溫帶半干旱、暖濕帶亞濕潤氣候區(qū)。全省太陽年輻射總量在4900～6000MJ/m2之間，日照時數(shù)為2 088.0～2 977.5 h，日照百分率為47%～67%。全省年平均氣溫為3.9～14.0℃，氣溫地區(qū)分布總趨向是自南向北、自平川向山地遞減。全省年降水量介于362.4～606.5 mm之間，呈現(xiàn)山西省自東南向西北遞減的趨勢。全省云量偏少，日照充足，光、熱資源較豐富，大部分地區(qū)水資源不足[3]。

2 山西主要氣候資源分析

2.1 光資源

2.1.1 太陽總輻射 山西的光能資源十分豐富，年總輻射量在4 900～6 000 MJ/m2之間，總的趨勢是從北向南依次減少，西部山區(qū)較多，南部盆地較少，緯向分布較明顯。臨縣、寧武、五臺山一線以北均在5 800 MJ/m2以上，最大值在西北部的右玉縣。臨汾、運城盆地為相對低值區(qū)，基本上在5 200 MJ/m2以下。最小值出現(xiàn)在運城平陸一帶，僅為4 900 MJ/m2左右。

研究表明，綠色植物在光合作用過程中只能同化太陽光譜中380～710 mμm區(qū)間的能量，通常將這部分能為綠色植物吸收的光帶稱為生理輻射。山西省年生理輻射為2 400～2 900 MJ/m2，其地理分布基本上與總輻射相一致，但經(jīng)向分布較為明顯。日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃的生理輻射量在1 800～2 200 MJ/m2之間；日平均氣溫≥10℃的生理輻射量在1 300～1 800 MJ/m2之間。

2.1.2 年日照時數(shù)分布 山西省年日照時數(shù)在2 088.0～2 977.5 h之間，其分布趨勢呈盆地少于山區(qū)，南部少于北部。晉西北的大部分地區(qū)，日照時數(shù)均在2 700 h以上，其中，左云、右玉及大同縣日照時數(shù)達2 900 h以上；臨汾盆地、運城盆地及東部山區(qū)日照偏少，普遍在2 100～2 400 h之間，其中垣曲最少，為2088h；其余地區(qū)在2500～2 700 h之間（圖1）。

2.2 熱資源

2.2.1 年平均氣溫分布 山西全省年平均氣溫絕大部分地區(qū)介于3.9～14.0℃之間，總的分布趨勢呈由北向南升高，由盆地向高山降低。在西部山區(qū)，等溫線猶如冷舌，從北部的右玉伸至南部的運城，走向幾乎呈經(jīng)向；東部山區(qū)除五臺山地區(qū)外，溫度也是北低南高，但等溫線走向的經(jīng)向程度遠不及西部山區(qū)明顯。汾河河谷的等溫線猶如暖舌，從南部伸至北部。這樣的分布特征表明，年溫的分布在很大程度上受到地勢的影響。省境中部的東西山區(qū)和大同部分地區(qū)，年平均氣溫在8℃以下，其中，中、高山區(qū)4℃以下，其余地區(qū)4～8℃；忻定、太原盆地，晉西北黃河沿岸，晉東的陽泉、平定及晉東南大部分地區(qū)8～10℃；臨汾、運城盆地及中條山以南的河谷地帶，海拔高度及地理緯度均為全省最低，是山西省熱量資源最豐富的地區(qū)，年均氣溫達12～14℃（圖2）。

2.2.2 農(nóng)業(yè)界限溫度 作物要完成某個或全部生育期，需要一定的熱量積累。一地的熱量狀況，一般都用活動積溫來表示，即穩(wěn)定高于某個農(nóng)業(yè)界限溫度持續(xù)期內(nèi)逐日平均氣溫的總和，簡稱為積溫。山西省日平均氣溫大于等于0℃初日，由南向北逐漸推遲，永濟最早，為2月7日；右玉最晚，為4月1日，南北相差54 d。日平均氣溫大于等于0℃的終止期相反，北部的右玉最早，為10月23日；晉南盆地的運城最晚，為12月16日，北南相差76 d。日平均氣溫大于等于0℃的持續(xù)天數(shù)則由南向北遞減，最多的永濟為313 d，最少的右玉為211 d，二者相差102 d。山西省日平均氣溫大于等于10℃的初日，由南向北推遲。最早的永濟為3月29日，最晚的右玉為5月10日，相差42 d。日平均氣溫大于等于10℃的終止期，北部的右玉最早為10月11日，南部平陸最晚為11月21日，相差41d。日平均氣溫大于等于10℃的持續(xù)天數(shù)也由南向北遞減，最多的永濟為213 d，最少的右玉為132 d，二者相差81 d。

2.2.3 農(nóng)業(yè)界限溫度間的積溫 各界限溫度積溫的分布，受地理緯度、地形地勢等的影響很明顯，基本上是由南向北遞減。日平均氣溫大于等于0℃期間的積溫，由運城的5 093℃減少到右玉的2 745℃，后者約為前者的1/2。由此可見，熱量受地理緯度和海拔高度的影響相當大，致使山西省各地熱量相差懸殊，加上光照、水分條件不同，便構(gòu)成了該省喜熱、喜溫、喜涼多種作物的復(fù)雜生態(tài)型。日平均氣溫大于等于10℃積溫的分布，最多的永濟為4 563℃，最少的右玉為2 220℃，后者不及前者的1/2。

2.3 水資源

山西全省年降水量除五臺山外均介于362.4～606.5 mm之間。晉東南大部分地區(qū)，臨汾東山區(qū)的安澤等縣，晉中東山區(qū)的榆社、和順等縣的部分山區(qū)年降雨量可達500～600 mm，為該省的多雨區(qū)；西部大部年降雨量在450～500 mm之間；太原盆地、忻定盆地在400～450 mm之間；大同盆地為少雨區(qū)，年降雨量不足400 mm。由于地形的抬升作用，暖濕氣流遇山地極易成云致雨，致使山地降水量普遍多于川谷，這是山西省降水的又一明顯特征。如中條山東段山區(qū)、陵川東部山區(qū)、太岳山區(qū)、五臺山頂、關(guān)帝山和蘆芽山的高山區(qū)等，為多雨中心，其中，五臺山頂降水量可達759.5 mm，為全省之最，而五臺縣的豆村年降雨量卻只有516.4 mm（圖3）。

3 小結(jié)與討論

光、熱資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他行業(yè)方面的開發(fā)和利用前景廣泛，應(yīng)有組織、有計劃地開展氣候資源的開發(fā)利用，探索光、熱資源合理開發(fā)利用的最佳模式，尋找最大限度提高光、熱資源利用率的有效途徑，使之進一步服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他行業(yè)。

山西是一個多災(zāi)的省份，災(zāi)害種類繁多，災(zāi)情重，氣象災(zāi)害的影響廣泛深刻，尤其是干旱對農(nóng)業(yè)的影響最大[4]，降水量的偏少是形成干旱的主要因素，同時干旱又制約著山西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。因此，建議開展人工增雨作業(yè)，同時有效地減少水土流失和農(nóng)田水分蒸發(fā)。此外，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)地形、氣候特點，采取適當?shù)乃帘３指骷夹g(shù)措施，如等高耕作、溝壟種植、蓄水聚肥改土耕作和蓄水覆蓋豐產(chǎn)溝耕作等[5]。

旱災(zāi)損失的評估、評價定性評述，僅注重對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的損失是遠遠不夠的，應(yīng)重視對社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等方面的綜合影響。近年來，雖然有許多研究探討了生態(tài)環(huán)境以及生態(tài)服務(wù)功能的經(jīng)濟損失量，但卻沒有明確指出旱災(zāi)造成的損失在其中所占的比重，也沒有把自然生態(tài)環(huán)境同社會經(jīng)濟系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起進行探討[6]。

［1］王計川，劉秀英，茅彧，等.山西省近23年干旱災(zāi)害探討[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2008，36（9）：12-14.

［2］錢林清，鄭炎謀，郭慕萍.山西氣候[M].北京：氣象出版社，1991.

［3］郭慕萍，劉九林，茅彧.山西氣候資源圖集[M].北京：氣象出版社，1997.

［4］張永國，亢晉勇，李秀英.全球氣候變暖背景下山西旱澇災(zāi)害研究[J].忻州師范學院學報，2005，21（2）：64-68.

［5］張建國，晉京串，肖寧月.山西旱地農(nóng)業(yè)降水高效利用技術(shù)探討[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2009，37（1）：52-54.

［6］王計川，王濤，朱敏嘉.干旱災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2008，36（28）：12362-12363.