山西氣象干旱指標(biāo)的確定及干旱氣候變化特征探討

閆丹陽

摘 要：通過分析山西常見氣象干旱指標(biāo)，并進(jìn)行修改，最終確認(rèn)山西氣象干旱季度、年度干旱指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，建立了山西整個區(qū)域的氣象干旱指標(biāo)。另外，本文通過研究山西氣候變化趨勢，對山西省區(qū)域干旱氣候變化特征進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：山西；氣象干旱指數(shù)；趨勢

干旱災(zāi)害在我國自然災(zāi)害中較為嚴(yán)重，干旱災(zāi)害的發(fā)生，尤其是氣象干旱與降水缺乏的關(guān)系十分密切。但是因干旱形成的原因較為復(fù)雜，想要確認(rèn)定量監(jiān)測干旱是極其不容易的。另外，干旱類別較多，有氣象、水文、農(nóng)業(yè)等干旱種類，類別不一樣，可想而知，確認(rèn)干旱的標(biāo)準(zhǔn)也就不一樣。從客觀因素分析，全球大多區(qū)域土壤狀況監(jiān)測記錄缺失。為了更準(zhǔn)確的監(jiān)測干旱及其變化特征，研究者充分利用了氣溫、降水等關(guān)鍵氣候要素，發(fā)展了許多氣象干旱指數(shù)，而這些指數(shù)的建立為干旱氣候的研究提供了有效的工具。山西省地理位置較為特殊，四周環(huán)山繞嶺，地形明顯起伏，大部分區(qū)域為山地、丘陵，屬于暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候。山西區(qū)域常年各個季節(jié)降水不均，冬季異常干冷，降水較少，夏季潮濕悶熱。受自身區(qū)域環(huán)境和技術(shù)條件制約，歷年來，干旱都是山西最為嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，隨著山西社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，干旱造成的損失也越發(fā)嚴(yán)重起來。各地氣候因地理位置不同、人類活動的影響而截然不同。不同區(qū)域、階段的氣象干旱指標(biāo)也不一致。本文通過分析幾種常見干旱指標(biāo)，最終確定了山西省整個區(qū)域的氣象干旱指標(biāo)，為日后山西預(yù)防干旱災(zāi)害提供科學(xué)的理論依據(jù)和支撐。

一、山西氣象干旱指標(biāo)研究

1.常見氣象干旱指標(biāo)分析

（1）標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI。不同區(qū)域、不同時間段的變化加大，很難在不同時空尺度上直接利用降水量進(jìn)行比較，另外，因山西的降水分布常年不均，所以采用降水量的區(qū)域分布概率來具體描述降水量的變化。

（2）WAP指數(shù)。在“非等權(quán)重近期降水量”概念的影響下，WAP指數(shù)認(rèn)為隨著時間的變化降水量的作用隨之減少。WAP主要是反映干旱加重情況下其逐漸變化的特點，比較適用實時監(jiān)測旱澇災(zāi)害。

（3）綜合氣象干旱指數(shù)。該指數(shù)是綜合利用近30d（月度）和近90d（季度）降水量標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)，近30d相對濕潤指數(shù)而得出的氣象干旱指數(shù)，該指數(shù)不僅可以反映出月度和季度降水量的變化情況，而且還能反映出短期水分的缺失情況。該指數(shù)比較適用于實時監(jiān)測氣象干旱變化情況和記錄評估歷史同個時期的氣象干旱變化情況。

（4）改進(jìn)后的綜合氣象干旱指數(shù)。為了實時監(jiān)測旱澇自然災(zāi)害和預(yù)警自然災(zāi)害情況的發(fā)生，國家氣候中心根據(jù)實時干旱災(zāi)害發(fā)生情況對原有的綜合氣象干旱指數(shù)做了相應(yīng)的改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上，采取了2步修正。第一通過采取線性遞減進(jìn)一步處理降水、蒸散量，再分別計算近3od、近90d、標(biāo)準(zhǔn)化降水量指數(shù)、近30d溫潤度指數(shù)；第二在上一步修正的基礎(chǔ)上，根據(jù)降水、蒸散量之間的關(guān)系對原綜合氣象干旱指標(biāo)進(jìn)行處理，權(quán)重系數(shù)主要是根據(jù)近30d每日蒸散量超出降水量天數(shù)及近10d總降水量。

2.山西氣象干旱指標(biāo)的確定

通過分析對比以上幾種常見干旱指標(biāo)，確定了山西省季度、年度氣象干旱指標(biāo)，最終將修正過后計算出的氣象干旱指數(shù)作為山西區(qū)域干旱監(jiān)測指數(shù)，并將此指數(shù)作為山西省干旱監(jiān)測指標(biāo)。

二、山西干旱氣候變化特征

通過觀察1961～2008期間山西省各季干旱年份，可以很快發(fā)現(xiàn)，從山西省年平均來看，1965年為嚴(yán)重干旱；山西分別在1972年、1986年、1997年、2001年都出現(xiàn)過大旱；另外在1974年、1991年、1999年略顯干旱；因此可明顯看出山西的重旱年主要發(fā)生在20世紀(jì)60年代，大旱偏旱年則主要分布在20世紀(jì)80年代后。在全球變暖趨勢下，在20世紀(jì)80年代末山西省氣候也逐漸呈現(xiàn)變暖趨勢，隨之而來的是，山西省的干旱也不斷開始加劇，與同個歷史時期華北區(qū)域的干旱時段剛好互相對應(yīng)。在20世紀(jì)60年代和90年代至21世紀(jì)初分別出現(xiàn)冬、春季嚴(yán)重干旱，90年代末在夏季、秋季都發(fā)生了重大干旱；60年代和80年代各季都出現(xiàn)了大旱、偏旱情況，進(jìn)行深入分析可得出，山西省在春夏、夏秋連續(xù)發(fā)生大旱，而大旱正是造成山西省重旱年的主要因素。旱災(zāi)年份不僅造成山西社會經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失慘重，而且嚴(yán)重影響了山西人民的生活環(huán)境。

三、山西省干旱的空間分布

大多數(shù)年份山西省全省的年、季度氣象干旱指數(shù)變化是保持一致的，整個山西區(qū)域都出現(xiàn)年、季度干旱或者是雨澇情況。山西中部、中東區(qū)域四季空間變率最大的區(qū)域，四季全省干旱的代表區(qū)域。山西中部季度、年度有時會出現(xiàn)南旱北澇或者是南澇北旱的降水分布情況。自90年代末起，山西出現(xiàn)干旱的頻率和頻率開始逐漸增加。

四、結(jié)語

本文通過分析山西省季度、年度干旱指標(biāo)及確定山西省氣象干旱指標(biāo)，探究干旱氣候變化特征，可以發(fā)現(xiàn)山西干旱年代際劃分十分顯著，自1990年起，山西在近45年的時間段內(nèi)產(chǎn)生了極為嚴(yán)重的持續(xù)偏旱情況，20世紀(jì)60年代中為重災(zāi)年，大旱、偏旱都分布在20世紀(jì)80年代中期，冬、春重大干旱則發(fā)生在20世紀(jì)60年代初和90年代末到21世紀(jì)初，各季重大干旱主要出現(xiàn)在60年代和80年代后，春夏、夏秋連續(xù)出現(xiàn)干旱或者是夏、秋季出現(xiàn)嚴(yán)重干旱是導(dǎo)致山西省嚴(yán)重干旱年的主要因素。夏秋干旱指數(shù)下降直接導(dǎo)致山西年干旱指數(shù)的下降。山西干旱空間分布經(jīng)常出現(xiàn)全省一致干旱的情況，再者就是山西南澇北旱或者是南旱北澇的相反的空間分布，另外山西分別在2年周期、3-5年周期、5-6年周期內(nèi)發(fā)生較為明顯的變化。在1997年后，山西省年度干旱指數(shù)突然發(fā)生變化，在此期間，山西地區(qū)和東北地區(qū)一致進(jìn)入持續(xù)干旱階段。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙海燕；侯美亭；劉文平；馬亞麗.干旱指數(shù)在山西逐日監(jiān)測中的適用性研究[J].干旱氣象，2014，32（4）：505-505.

[2]周晉紅；李麗平；秦愛民.山西氣象干旱指標(biāo)的確定及其干旱氣候變化研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，03（5）：240-243.endprint