臨夏地區(qū)干旱特征及干濕氣候區(qū)劃

孫磊+楊振鑫+文慧+馬哈志熱

摘要 通過對臨夏地區(qū)干旱特征分析，根據(jù)干燥度的變化確定臨夏州干濕氣候分布特征，繪制臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖，結(jié)果表明：臨夏地區(qū)干旱的氣候類型按季節(jié)可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱，春末夏初旱出現(xiàn)的幾率為13%～87%；其中，永靖縣大部區(qū)域和東鄉(xiāng)縣北部地方出現(xiàn)春末夏初旱的幾率最高，達(dá)87%；和政縣出現(xiàn)的幾率最低，為13%。出現(xiàn)干旱年份占68%，無旱年份占32%，出現(xiàn)區(qū)域性干旱幾率多達(dá)60%；局部干旱的幾率為27%，全州出現(xiàn)干旱的幾率僅為13%；春旱和春末初夏旱出現(xiàn)的幾率高，強(qiáng)度大；春旱幾率達(dá)45%，初夏旱幾率達(dá)30%，春旱和初夏旱是影響臨夏地區(qū)夏秋作物產(chǎn)量的主導(dǎo)因素；臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖總體上與臨夏地區(qū)干旱氣候特征分布相對應(yīng)，永靖縣大部區(qū)域和東鄉(xiāng)縣北部地方為干旱區(qū)；東鄉(xiāng)縣東北部的車家灣鄉(xiāng)是臨夏州的特旱區(qū)。

關(guān)鍵詞 干旱；特征；干濕氣候區(qū)劃；甘肅臨夏

中圖分類號 P469 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）21-0197-02

臨夏州地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶邊坡區(qū)域，地勢呈西南部高、東北部低于西南部而高于中部的傾斜盆地，境內(nèi)地形復(fù)雜、梁峁溝谷相間、自然環(huán)境較差、生態(tài)環(huán)境脆弱；境內(nèi)自然災(zāi)害種類多，發(fā)生頻率高，涉及范圍廣，影響程度深，是全省氣象災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。特別是近年來由于氣候變化引發(fā)的干旱、暴雨、冰雹、寒潮等極端天氣事件頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全州每年因氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失占GDP的5%～6%。干旱是影響臨夏州經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要自然災(zāi)害，是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因，也是影響糧食產(chǎn)量的主要因素[1]，每年因干旱造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，據(jù)統(tǒng)計，全州干旱發(fā)生幾率高達(dá)30%～65%。本文利用臨夏州6個氣象觀測站40多年氣候觀測資料，根據(jù)氣象干旱等級標(biāo)準(zhǔn)，通過對臨夏地區(qū)干旱氣候特征分析，根據(jù)干燥度的變化確定臨夏州干濕氣候分布特征，借助于ArcGIS軟件[2]，繪制臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖，為臨夏地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御和為農(nóng)服務(wù)工作提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

臨夏州介于34°57′～36°12′N，102°41′～103°40′E之間，總面積8 169 km2，海拔高度為1 563～4 636 m；境內(nèi)地形復(fù)雜，相對海拔高度差大，具有大陸性、季風(fēng)和山地氣候的特點，氣候地域性差異懸殊。本文利用臨夏州6個氣象觀測站1968—2010年氣候觀測資料，依據(jù)地面氣象觀測規(guī)范[3]規(guī)定的日期為分界標(biāo)準(zhǔn)，采用數(shù)理統(tǒng)計方法對降水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計整理，根據(jù)氣象干旱等級標(biāo)準(zhǔn)，通過對臨夏地區(qū)干旱氣候特征分析，根據(jù)干燥度的變化確定臨夏州干濕氣候分布特征，借助于ArcGIS軟件[2]，繪制臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱發(fā)生幾率及氣候類型

2.1.1 干旱的發(fā)生幾率。干旱是指長時間降水偏少，造成空氣干燥、土壤缺水、水源枯竭，影響農(nóng)作物和牲畜正常生長發(fā)育而減產(chǎn)的現(xiàn)象[4]。根據(jù)氣象干旱等級國標(biāo)GB/T 20481—2006，干旱幾率與年降水量的多寡成反相關(guān)關(guān)系，經(jīng)計算相關(guān)系數(shù)為-0.912，信度<0.01，干旱幾率可用下述表達(dá)：

P=148.8-0.208 58R

其中，P為干旱幾率（%），R為年降水量。

2.1.2 干旱的氣候類型。臨夏州一年四季均可發(fā)生干旱，按季節(jié)可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱等類型。

春旱標(biāo)準(zhǔn)：4—5月連續(xù)2個旬降雨量偏少50%或以上，旱段（2場有效降水的間隔日期，下同）≥15 d。臨夏地區(qū)出現(xiàn)春旱的幾率為40%～60%，平均2年一遇；臨夏州區(qū)域性春旱平均4年發(fā)生1次。春季是臨夏地區(qū)冬麥、春小麥、大秋作物和蔬菜等各類農(nóng)作物出苗的關(guān)鍵時期，所以春旱對農(nóng)作物生長發(fā)育影響較大。

春末夏初旱標(biāo)準(zhǔn)：5—6月內(nèi)連續(xù)2個旬降水量偏少50%或以上，旱段≥35 d。春末夏初期間是臨夏州大部分地方小麥抽穗、揚花、灌漿和大秋作物拔節(jié)時期，各種作物需水較多，一旦發(fā)生干旱，作物的正常生長發(fā)育就會受到嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計，臨夏州春末夏初旱出現(xiàn)的幾率為13%～87%，其中以永靖縣大部和東鄉(xiāng)縣北部幾率最高，達(dá)87%；其次是臨夏市、廣河縣出現(xiàn)幾率達(dá)53%～56%；康樂、東鄉(xiāng)、臨夏縣出現(xiàn)的幾率為20%～30%；和政縣的幾率最低，僅為13%。

伏旱標(biāo)準(zhǔn)：7月中旬至8月中旬有1個旬降水量偏少50%或以上，旱段≥15 d。伏旱影響大秋作物的生長和復(fù)種作物的播種、出苗；據(jù)統(tǒng)計，臨夏地區(qū)發(fā)生伏旱的幾率為37%～67%，平均2～3年一遇。

秋旱標(biāo)準(zhǔn)：9月中旬至10月中旬連續(xù)2個旬降水量偏少50%或以上，旱段≥20 d。8月下旬至9月是秋田作物產(chǎn)量形成期，農(nóng)作物需水量較多，一旦發(fā)生干旱，就會直接影響秋田作物的灌漿成熟，引起植株早衰，造成減產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計臨夏州地區(qū)發(fā)生秋旱的幾率為7%～33%。

2.2 干旱的氣候變化特征

2.2.1 干旱的年際分布特征。根據(jù)圖1臨夏地區(qū)歷年干旱發(fā)生次數(shù)變化情況可知，臨夏州出現(xiàn)干旱年份占68%，無旱年份占32%，即多數(shù)年份干旱，少數(shù)年份不旱。從干旱范圍看，臨夏地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性干旱幾率高達(dá)60%；局部干旱的幾率為27%，全州出現(xiàn)干旱的幾率僅為13%；從地域分布狀況看，永靖縣大部區(qū)域、東鄉(xiāng)縣北部及東北部地方出現(xiàn)干旱的幾率大，而且強(qiáng)度較強(qiáng)，容易出現(xiàn)夏、伏連旱；干旱幾率較小的地區(qū)強(qiáng)度也較弱，如和政縣未出現(xiàn)重旱。

2.2.2 季節(jié)性干旱發(fā)生幾率。臨夏地區(qū)出現(xiàn)季節(jié)性干旱的幾率較高，旱情損失較重。在各季節(jié)時段干旱中，春旱和春末初夏旱出現(xiàn)的幾率高，強(qiáng)度大；春旱發(fā)生幾率達(dá)45%，初夏旱發(fā)生幾率為30%，并且春季和初夏容易發(fā)生重旱；伏旱和秋旱出現(xiàn)較少，發(fā)生的幾率分別為20%和10%。春旱和初夏旱是影響臨夏地區(qū)夏秋作物產(chǎn)量的主要因素。

2.2.3 季節(jié)性干旱特征。臨夏地區(qū)出現(xiàn)季節(jié)性干旱的特征明顯，一年四季均可發(fā)生干旱，在3—10月農(nóng)作物生長期均有可能發(fā)生，有的春旱在上年的冬季出現(xiàn)，甚至在秋季就出現(xiàn)，干旱可持續(xù)4～5個月；一年中出現(xiàn)1～2個的一般旱段和2～3個的重旱段約占干旱總數(shù)的35%，半干旱占45%。有的春旱可持續(xù)到6—7月，出現(xiàn)秋、冬旱和春連旱、冬春連旱、春夏連旱等。夏旱通常又稱“伏旱”，單純的伏旱對農(nóng)作物影響較輕，但與春旱或秋旱相連，出現(xiàn)春旱連伏旱或伏旱連秋旱時對農(nóng)作物的影響比較重。

2.3 干濕氣候分布區(qū)劃

2.3.1 干燥度變化。一般在農(nóng)業(yè)氣候分析中采用干燥度來評價各地區(qū)的氣候干濕程度，按照甘肅省河?xùn)|地區(qū)氣候標(biāo)準(zhǔn)，干燥度計算公式：

式中，K為干燥度，ΣT≥0 ℃為≥0 ℃期間的活動積溫，0.22和0.18分別為系數(shù)；由于地表蒸發(fā)力難以直接測得，故用ΣT ≥0 ℃代替蒸發(fā)力，R為≥0 ℃期間的降水量，采用該公式計算的結(jié)果與臨夏地區(qū)干燥度的實際情況符合。同時，利用臨夏、和政、康樂、廣河等站干燥度與海拔高度的關(guān)系，經(jīng)回歸計算，求出回歸方程：

K=9.597·exp（-0.001 126H）

K=1.0，說明水分收支基本平衡；K>1.0，說明水分不足；K<1.0，說明水分有余。干燥度分級標(biāo)準(zhǔn)如下：干燥度<1.0為濕潤區(qū)，干燥度1.00～1.49為半濕潤區(qū)，干燥度1.50～1.99為半干燥區(qū)，干燥度2.0～3.0為干燥區(qū)，干燥度>3.0為特干燥區(qū)。

2.3.2 干濕分布區(qū)劃。利用臨夏地區(qū)6個氣象觀測站及周邊氣象臺站歷年的降水資料，計算降水距平百分率作為干旱指標(biāo)，以年干燥度（K<1.0、1.0≤K<1.99、K≥2.0）分級，結(jié)合年降水量和天然植被指標(biāo)，劃為干旱、半干旱、半濕潤、濕潤4個區(qū)域，如表1所示。

根據(jù)上述干濕分布區(qū)劃指標(biāo)，結(jié)合臨夏地區(qū)土壤儲水性和年降水量分布特征，借助于ArcGIS軟件，繪制臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖（圖2）。由圖可見，位于臨夏州的康樂縣、和政縣、廣河縣西南部、臨夏縣南部、積石山縣南部、東鄉(xiāng)縣境內(nèi)的百合、關(guān)卜鄉(xiāng)K值在1.0以下，為濕潤區(qū)；積石山縣、臨夏縣、和政縣、廣河縣和康樂縣南部地區(qū)拔海高度在2 600 m以上的區(qū)域K值在0.5以下，為特濕潤區(qū)；廣河縣大部、東鄉(xiāng)縣中南部、臨夏市、臨夏縣北部、積石山北部、永靖縣西南角和東部的關(guān)山K值為1.00～1.49之間，為半濕潤區(qū)；東鄉(xiāng)縣境內(nèi)的果園、高山、大嶺、河灘等鄉(xiāng)鎮(zhèn)及臨夏縣劉家峽水庫沿岸、永靖縣境內(nèi)的紅泉、楊塔、陳井等鄉(xiāng)鎮(zhèn)K值在1.50～1.99之間，為半干旱區(qū)；東鄉(xiāng)縣北部、永靖縣的北部、中部和東南部大片地區(qū)K值在2.0以上，為干旱區(qū)；東鄉(xiāng)縣的車家灣K值超過3.0以上，是臨夏州的特旱區(qū)。

2.4 干濕氣候分布檢驗

通過臨夏地區(qū)近5年干旱造成的災(zāi)害損失統(tǒng)計表明，臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖總體上與干旱特征分布相對應(yīng)。2010年臨夏州出現(xiàn)區(qū)域性春末夏初旱，東鄉(xiāng)、永靖、廣河縣境內(nèi)出現(xiàn)重旱，干旱導(dǎo)致農(nóng)作物受旱面積3 001.5 hm2，因旱不能播種4 802.4 hm2，因旱缺墑面積24 478.9 hm2。2013年臨夏州境內(nèi)出現(xiàn)冬春連旱現(xiàn)象，自2012年入冬以來，由于有效降水偏少、氣溫偏高，全州范圍內(nèi)出現(xiàn)持續(xù)旱情，致使永靖、東鄉(xiāng)縣大部分地方和廣河、和政、積石山、臨夏縣北部地區(qū)118個鄉(xiāng)鎮(zhèn)22個村57.9萬人受災(zāi)，23.81萬人、5.48萬頭牲畜飲水發(fā)生困難，冬小麥、冬油菜等農(nóng)作物受旱面積達(dá)24 800 hm2，春播地因旱缺墑面積達(dá)42 500 hm2。這些干旱發(fā)生區(qū)域主要位于干濕氣候區(qū)劃圖中的干旱區(qū)和半干旱區(qū)。因此，臨夏州干濕氣候分布風(fēng)險區(qū)劃具有明顯的應(yīng)用效果。

3 結(jié)論

通過對臨夏地區(qū)干旱特征分析，確定臨夏州干濕氣候分布特征，繪制臨夏州干濕氣候分布區(qū)劃圖，主要結(jié)論如下：

（1）臨夏地區(qū)干旱的氣候類型按季節(jié)可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱，春末夏初旱出現(xiàn)的幾率為13%～87%；其中，永靖縣大部區(qū)域和東鄉(xiāng)縣北部地方出現(xiàn)春末夏初旱的幾率最高，達(dá)87%；和政縣出現(xiàn)的幾率最低，為13%。

（2）臨夏地區(qū)出現(xiàn)干旱年份占68%，無旱年份占32%，出現(xiàn)區(qū)域性干旱幾率多達(dá)60%；局部干旱的幾率為27%，全州出現(xiàn)干旱的幾率僅為13%；

（3）在各季節(jié)時段干旱中，春旱和春末初夏旱出現(xiàn)的幾率高，強(qiáng)度大；春旱幾率達(dá)45%，初夏旱幾率達(dá)30%，春旱和初夏旱是影響臨夏地區(qū)夏秋作物產(chǎn)量的主導(dǎo)因素。

（4）臨夏州干濕狀態(tài)分布區(qū)劃圖總體上與臨夏地區(qū)干旱氣候特征分布相對應(yīng)，永靖縣大部區(qū)域和東鄉(xiāng)縣北部地方為干旱區(qū)；東鄉(xiāng)縣東北部的車家灣鄉(xiāng)是臨夏州的特旱區(qū)。

4 參考文獻(xiàn)

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