金昌市氣候特征及氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

黃建文　韓露露　劉騰姣

摘要 利用1991—2016年金昌市氣象觀測(cè)資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究該市氣候特征及農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明，金昌國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)光能資源豐富，年均日照時(shí)數(shù)為2 745.4 h；溫度適宜，年平均溫度為9.5 ℃，四季分明，3個(gè)不同特征氣候區(qū)氣溫垂直變化差異大；降水稀少，年平均降水量122.3 mm，主要降雨集中在7—8月，12月降雨量最少；影響金昌國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)的氣象災(zāi)害主要有干旱、大風(fēng)、沙塵暴、暴雨、冰雹、連陰雨等。

關(guān)鍵詞 金昌國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)；氣候特征；氣象災(zāi)害

中圖分類(lèi)號(hào) S42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）27-0163-03

Analysis on Climate Characteristics and Meteorological Disaster Risk in Jinchang City

HUANG Jianwen，HAN Lulu， LIU Tengjiao

（Jinchang City Meteorological Bureau， Jinchang， Gansu 737100）

Abstract Based on the observation data of Jinchang City from 1991 to 2016，statistical analysis method was used to study the climatic characteristics of the city and the risk of agricultural meteorological disasters. The results showed that Jinchang National Economic and Technological Development Zone was rich in light energy resources， the average annual sunshine hours was 2 745.4 h/a；the temperature was suitable， the annual average temperature was 9.5 ℃，and the four seasons were distinct. The vertical changes in temperature in the three different characteristic climate regions were large；precipitation was scarce， the average annual rainfall was 122.3 mm，the main rainfall was concentrated in JulyAugust， and the rainfall was the lowest in December；the main meteorological disasters affecting the construction of Jinchang National Economic and Technological Development Zone include drought， strong winds， dust storms， heavy rain， hail and continuous rain.

Key words Jinchang National Economic and Technological Development Zone；Climate characteristics；Meteorological disaster

作者簡(jiǎn)介 黃建文（1971—），男，河南固始人，高級(jí)工程師，從事氣象服務(wù)和防災(zāi)減災(zāi)研究。

收稿日期 2018-06-09

甘肅省金昌市為古絲綢之路重要節(jié)點(diǎn)城市和河西走廊主要城市之一，自古以來(lái)自然條件較為嚴(yán)酷，是全國(guó)110個(gè)重點(diǎn)缺水城市和13個(gè)資源型缺水城市之一，也是我國(guó)西部地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境比較脆弱的地區(qū)。金昌緣礦興企、因企設(shè)市，因盛產(chǎn)鎳被譽(yù)為“祖國(guó)的鎳都”。2015年，金昌市被中央文明委評(píng)選為全國(guó)文明城市。金昌天氣氣候區(qū)域性特征明顯，對(duì)工農(nóng)業(yè)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)及其相關(guān)園區(qū)規(guī)劃建設(shè)具有直接影響[1-2]。筆者分析了1991—2016年金昌市主要天氣氣候特點(diǎn)，全面考慮氣候的有利和不利條件，從風(fēng)險(xiǎn)的角度討論氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)的影響，為金昌市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)、市政規(guī)劃部門(mén)、旅游開(kāi)發(fā)部門(mén)提供氣象決策服務(wù)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

金昌市地處河西走廊東段，北依巴丹吉林沙漠，南靠祁連山國(guó)家生態(tài)保護(hù)區(qū)，境內(nèi)地形高度差達(dá)3 000 m以上，形成了平川氣候區(qū)、淺山氣候區(qū)和高山氣候區(qū)等3個(gè)不同特征氣候區(qū)，受地形與海拔影響降水時(shí)空分布不均，氣溫溫和，但晝夜溫差懸殊，光照充足，四季特點(diǎn)鮮明，生態(tài)環(huán)境資源極具特色。

1.2 資料來(lái)源

所用資料來(lái)源于金昌市氣象局的氣象月報(bào)表，選取金昌市氣象臺(tái)觀測(cè)站1991—2016年、永昌縣氣象臺(tái)觀測(cè)站1981—2013年各月的溫度、降水量、日照時(shí)數(shù)、氣壓和風(fēng)等資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。季節(jié)劃分為冬季（12月—次年2月）、春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）。

2 氣候資源

2.1 氣溫與地溫

北部金昌市區(qū)年平均氣溫為9.5 ℃，其中最熱月7月，平均氣溫為24.3 ℃；最冷月1月，平均氣溫為 -7.2 ℃；氣溫年較差達(dá)31.5 ℃，多年極端最高氣溫為42.4 ℃，極端最低氣溫為-28.3 ℃；南部永昌縣年平均氣溫為5.4 ℃，極端最高氣溫為35.1 ℃，極端最低氣溫為-25.3 ℃。無(wú)霜期金昌市區(qū)為187 d，永昌縣為135 d。一年四季溫度的季節(jié)變化明顯（圖1），氣溫垂直變化差異大，隨地形海拔的不斷增高，由北向南依次降低。

地溫隨地形的垂直變化呈現(xiàn)出類(lèi)似于氣溫垂直變化“北高南低”的規(guī)律，金昌市區(qū)地面0 cm平均溫度為12.4 ℃，平均最高溫度為34.3 ℃，平均最低溫度為-0.3 ℃，極端最高溫度為680 ℃，極端最低溫度為-32.7 ℃；5、10、15、20 cm深度平均溫度分別為11.3、11.5、12.1、12.0 ℃。永昌縣地面0 cm平均溫度為7.9 ℃，平均最高溫度為31.0 ℃，平均最低溫度為-4.3 ℃，極端最高溫度為68.0 ℃，極端最低溫度為-34.5 ℃。5、10、15、20 cm深度平均溫度分別為9.2、8.1、81、8.1 ℃。金昌市區(qū)最大凍土深度為92 cm，永昌縣最大凍土深度為159 cm。

2.2 降水

金昌市降水由北向南依次增多。市區(qū)年平均降水量為122.3 mm，降水集中在6—9月。

2.3 光照條件

太陽(yáng)輻射量從北向南依次減小。北部年總輻射量579.3 kJ/cm2，中部573.8 kJ/cm2，南部山區(qū)477.7 kJ/cm2。全年平均日照時(shí)數(shù)從北向南依次減少，全年平均日照時(shí)數(shù)北部2 991.7 h、中部2 959.0 h、南部2 285.5 h。年日照百分率北部、中部均為67%，南部為53%，光照條件較好。

2.4 氣壓與風(fēng)

氣壓隨海拔增高由北向南依次減小。市區(qū)年平均氣壓為849.0 hPa，極端最高氣壓為871.0 hPa，極端最低氣壓為827.6 hPa。永昌縣年平均氣壓為802.1 hPa，極端最高氣壓為816.7 hPa，極端最低氣壓為782.4 hPa。

金昌市區(qū)盛行北西北風(fēng)和西北風(fēng)，全年除6、7月份西北風(fēng)頻率最高外，其他月份北西北風(fēng)頻率最高；年平均風(fēng)速24 m/s，10 min平均最大風(fēng)速為25.3 m/s，瞬間極大風(fēng)速為34.0 m/s；年平均大風(fēng)日數(shù)32.4 d。永昌縣盛行西風(fēng)，年平均風(fēng)速3.0 m/s，10 min平均最大風(fēng)速為20.0 m/s，瞬間極大風(fēng)速為28.0 m/s；年平均大風(fēng)日數(shù)25 d。

3 四季氣候特征

3.1 冬季

中亞和新疆脊建立且穩(wěn)定、蒙古冷高壓加強(qiáng)，金昌處在新疆脊前西北氣流和蒙古冷高壓控制下，天氣晴好少云，氣溫較低[4]。只有在天氣環(huán)流發(fā)生調(diào)整變化時(shí)，才帶來(lái)大風(fēng)降溫和降雪天氣。

3.2 春季

因太陽(yáng)輻射逐漸增強(qiáng)、冬季里控制北方地區(qū)的蒙古冷高壓減弱，而南方副熱帶高壓開(kāi)始緩慢北移。西風(fēng)帶槽脊開(kāi)始活躍，形成冷熱空氣交替頻繁，由于地面增熱快，地表裸露，便造成大風(fēng)沙塵天氣頻繁和冷熱交替出現(xiàn)的天氣特點(diǎn)[5]。

3.3 夏季

副熱帶高壓明顯西伸北移、西南季風(fēng)北上，使金昌進(jìn)入了高溫多雨季節(jié)，汛期也即開(kāi)始。各天氣環(huán)流在金昌上空配合條件很好時(shí)，也可造成大雨或暴雨及局地強(qiáng)雷雨天氣，如1987年6月11日金昌大暴雨，市區(qū)日降雨量為129.5 mm，造成重大洪澇災(zāi)害。每年天氣系統(tǒng)的形成、進(jìn)退遲早、強(qiáng)弱發(fā)展不同，便造成多雨年或干旱年，以及出現(xiàn)春末初夏干旱和夏旱等不同天氣狀況。年降水量主要集中在夏季是該季主要?dú)夂蛱卣?，其降水量占全年降水量?0%，有“雨熱同季”之說(shuō)，一次降水量在5.0 mm以上的天氣過(guò)程多出現(xiàn)在夏季，北部炎熱但時(shí)間短，南部較涼爽。

3.4 秋季

9月后，西太平洋副熱帶高壓開(kāi)始減弱，東退南下，氣溫逐漸變涼，雨量減少，出現(xiàn)秋高氣爽天氣。10月后蒙古冷高壓建立，遇有冷空氣南下時(shí)，常伴有寒潮大風(fēng)及降溫降雪天氣。有些年份，遇有副熱帶高壓東退南下偏遲時(shí)，也會(huì)給金昌造成秋雨連綿的連陰雨天氣。

4 分區(qū)氣候

金昌地形高差達(dá)3 000 m以上，且地形、地貌和植被均差異很大，便形成了3個(gè)不同特征氣候區(qū)，即溫和極干旱及溫涼干旱的平川氣候區(qū)、溫寒干旱的淺山氣候區(qū)、寒冷濕潤(rùn)及高寒很濕潤(rùn)的高山氣候區(qū)。

4.1 平川氣候區(qū)

主要包括金川區(qū)、清河等海拔在1 300～1 700 m的地域。年平均氣溫達(dá)6.5～9.3 ℃，最熱月（7月）平均氣溫為19.1～24.0 ℃，最冷月（1月）平均氣溫為-10.6～-6.8 ℃。年均無(wú)霜期達(dá)135～175 d，年均降水量達(dá)100～158 mm，年均日照時(shí)數(shù)達(dá)2 880 h以上，日照百分率為66%以上。主要天氣災(zāi)害有干旱、大風(fēng)沙暴、干熱風(fēng)、霜凍和大到暴雨。

4.2 淺山氣候區(qū)

主要包括河西堡、北海子、焦家莊、東寨等海拔在1 700～2 500 m的地域。年平均氣溫在1.2～6.5 ℃，最熱月（7月）年均氣溫為14.3～19.0 ℃，最冷月（于1月）年均氣溫為-13.0～-8.3 ℃。年均無(wú)霜期達(dá)108～135 d，年均降水量為158～310 mm，年均日照時(shí)數(shù)為2 210～2 880 h，日照百分率為51%～66%。主要天氣災(zāi)害有干旱、霜凍、低溫凍害、大風(fēng)、連陰雨、局地暴雨山洪和冰雹。

4.3 高山氣候區(qū)

主要包括十五里大坂、鄂部大坂、獨(dú)山子、大黃山等海拔在2 500～4 000 m的南部山區(qū)。年平均氣溫低于1.2 ℃，最熱月（7月）年均氣溫低于14.0 ℃，最冷月（1月）年均氣溫低于-13.0 ℃。年均無(wú)霜期少于108 d，年均降水量大于310 mm，年均日照時(shí)數(shù)少于2 210 h，日照百分率小于51%。按氣候劃分季節(jié)標(biāo)準(zhǔn)該區(qū)域無(wú)夏季、冬季長(zhǎng)達(dá)273 d，春秋季相連為93 d。降水日數(shù)多，雨量大，在7—8月多雷暴及強(qiáng)雷陣雨天氣。其鮮明的氣候特征是濕潤(rùn)和寒冷，主要災(zāi)害天氣是局地暴雨山洪和冰雹。

5 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

5.1 干旱

干旱是影響金昌工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要自然災(zāi)害之一。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，金昌干旱頻次增高，在1991年全市出現(xiàn)特大干旱，市區(qū)年降水量只有66.3 mm，為歷史最小值。1992—2000年出現(xiàn)特大干旱年3年，分別為1997、1999和2000年，大旱年2年，分別為1994和1995年，出現(xiàn)頻次高達(dá)60%，給金昌工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)極大損失。

5.2 大風(fēng)、沙塵暴

大風(fēng)、沙塵暴天氣是金昌自然災(zāi)害之一。氣象規(guī)定瞬間風(fēng)速≥17.2 m/s、風(fēng)力達(dá)8級(jí)或以上的風(fēng)為災(zāi)害性大風(fēng)，在西北、華北地區(qū)大風(fēng)往往帶來(lái)或吹起大量沙塵，使空氣非常混濁、天空昏黃、能見(jiàn)度低至1 km以下的沙塵暴天氣。大風(fēng)、沙塵暴天氣會(huì)給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成損失，強(qiáng)大風(fēng)沙塵暴天氣破壞性更大。

金昌市區(qū)大風(fēng)沙塵暴天氣年年都有（1997年無(wú)沙塵暴）。1991—2016年市區(qū)共出現(xiàn)541個(gè)大風(fēng)日，其中有115個(gè)沙塵暴日，平均每年出現(xiàn)大風(fēng)日20.8個(gè)、沙塵暴日4.4個(gè)。大風(fēng)主要集中在4—6月，占全年的50%；3和7—8月次之，占全年的27%；最多月為4月，占全年的18%。沙塵暴主要集中在3—6月，占全年的72%；最多月為6月，占全年的25%。然而，最強(qiáng)的大風(fēng)、沙塵暴天氣一般出現(xiàn)在 4—5月。1981—2013年永昌縣區(qū)共出現(xiàn)669個(gè)大風(fēng)日，其中有71個(gè)沙塵暴日，平均每年出現(xiàn)大風(fēng)日為20.3個(gè)、沙塵暴日2.2個(gè)，沙塵暴明顯少于市區(qū)。大風(fēng)主要集中在4—5月，占全年的35%；3、6和8月次之，3個(gè)月合計(jì)占全年的33%；出現(xiàn)最多為5月，占全年的20%。沙塵暴主要集中在3—5月，占全年的91%；最多月為4月，占全年的36%，6月—次年1月沒(méi)有沙塵暴天氣出現(xiàn)。

5.3 局地暴雨、冰雹

局地性的暴雨、冰雹天氣及造成的洪水也是金昌的一種自然災(zāi)害，它給經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成很大損失。統(tǒng)計(jì)1991—2016年市區(qū)氣象觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，市區(qū)共出現(xiàn)日雨量≥15.0 mm的大雨日21個(gè)，其中暴雨日1次，年均0.8個(gè)大雨日，最大日雨量為37.1 mm；冰雹日出現(xiàn)2次，主要集中在6—8月，占全年的80%，5、9月占全年的20%，其余月未出現(xiàn)。1981—2013年永昌共出現(xiàn)大雨日14個(gè)，其中暴雨日2個(gè)，年均1.6個(gè)大雨日，最大日雨量為38.4 mm；冰雹日出現(xiàn)4個(gè)，主要集中在 6—8月，占全年的86%，9月占全年的14%，其余月未出現(xiàn)。

金昌雖然是一個(gè)內(nèi)陸干旱地區(qū)，但局地暴雨、冰雹及其造成的洪水災(zāi)害每年都有，尤以淺山區(qū)和高寒山區(qū)出現(xiàn)較多[6-7]。

5.4 連陰雨

連陰雨是指秋季7—9月份莊稼收獲期間連續(xù)3 d以上的陰雨天氣，它是金昌市的災(zāi)害性天氣之一，可造成淺山區(qū)黃熟收割的小麥生芽霉?fàn)€變質(zhì)。1992—2000年金昌市出現(xiàn)連陰雨天氣的年份有1995、1996、1997、2002、2003、2008、2010、2014年。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)金昌市國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的氣候特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，金昌市國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)屬大陸性溫帶干旱氣候，且所處地區(qū)的地形、地貌和植被均差異很大，形成了3個(gè)不同特征氣候區(qū)；受地形與海拔影響降水時(shí)空分布不均，晝夜溫差懸殊，蒸發(fā)量大，光照充足；春季多大風(fēng)、沙塵天氣，常有寒潮天氣發(fā)生；夏季溫度南北差異大，北部炎熱但時(shí)間短， 南部較涼爽，降水較多；秋季降溫迅速，時(shí)有連陰雨天氣發(fā)生；冬季無(wú)嚴(yán)寒、降雪稀少、空氣干燥；主要天氣災(zāi)害干旱、大風(fēng)、沙塵暴、暴雨、冰雹、連陰雨等，這些災(zāi)害隨季節(jié)分布各有特點(diǎn)，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定參考意義[8]。

參考文獻(xiàn)

[1] 秦大河.氣候變化科學(xué)與人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展[J].地理科學(xué)發(fā)展，2014，33（7）：874-883.

[2] 李峰平，章光新，董李勤.氣候變化對(duì)水循環(huán)與水資源的影響研究綜述[J].地理科學(xué)，2013，33（4）：457-464.

[3] 嚴(yán)小冬，金建德，雷云.貴州冬、夏季氣溫和降水對(duì)比分析[J].貴州氣象，2005，29（S1）：3-6.

[4] 李棟梁，劉德祥.甘肅氣候[M].北京：氣象出版社，2000：246-253.

[5] 段若溪，姜會(huì)飛.農(nóng)業(yè)氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2002：155-171.

[6] 潘宏發(fā).甘肅省局地暴雨洪水資源量探討[J].甘肅水利水電技術(shù)，2009，45（4）：18-19，21.

[7] 辛亞男，黃建文，宋旺昌，等.金昌市局地暴雨的天氣過(guò)程分析[J].甘肅科技，2016，32（20）：34-37.

[8] 吳建梅，張曉輝，孫金森，等.諸城市2014年氣候影響評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（36）：266-267.