干旱氣候主要特征及變化趨勢(shì)分析

陳佩璇 盧國(guó)陽(yáng) 白虎志

摘要 選取甘肅80個(gè)氣象站1960—2017年溫度、降水、暴雨、冰雹以及沙塵暴最新較長(zhǎng)序列資料，對(duì)近58年甘肅省主要?dú)夂蛞睾蜑?zāi)害性天氣要素的氣候特征和變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，甘肅省氣溫分布自東南向西北由盆地、河谷向高原、高山逐漸遞減。全省年平均降水量大致是從東南向西北遞減，東南多，西北少，中部有個(gè)相對(duì)少雨帶。暴雨主要出現(xiàn)在隴東南部至隴南東南部，平均不到1 d;冰雹遍布全省各地，與當(dāng)?shù)氐暮０?、地形、氣候等有著密切的關(guān)系。冰雹隨著海拔升高而增多，高原、山區(qū)多于平川區(qū)，氣候冷濕的地區(qū)多于氣候溫暖干的地區(qū);沙塵暴河西地區(qū)最多。從氣候要素的時(shí)間變化特征來(lái)看，1960年以來(lái)甘肅省年平均氣溫呈明顯的上升趨勢(shì)，特別是在1997年之后上升幅度更加明顯;年降水量總體呈減少趨勢(shì)，但河西地區(qū)呈上升趨勢(shì)，平均年雨日呈增加趨勢(shì)，暴雨日數(shù)也呈弱增加趨勢(shì);冰雹和沙塵暴日數(shù)呈顯著減少。

關(guān)鍵詞 氣候特征;最新資料;時(shí)間變化特征;空間分布;變化趨勢(shì);甘肅省

中圖分類號(hào) P461 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2020）18-0210-10

Abstract The latest long series data of temperature， precipitation， rainstorm， hail and sandstorm from 80 meteorological stations in Gansu Province from 1960 to 2017 were selected to analyze the climatic characteristics and change trend of main climatic factors and disastrous weather factors in recent 58 years. The result showed that the temperature distribution in Gansu Province gradually decreased from southeast to northwest， from basin and valley to plateau and high mountain. The annual average precipitation of the whole province was generally decreasing from southeast to northwest， with more in Southeast and less in Northwest. There was a relatively small rain belt in the middle of Gansu. Rainstorm mainly occurred from south of Longdong to southeast of Longnan， with an average of less than one day. Hail spread all over the province， closely related to the local altitude， terrain and local climate. With the increase of altitude， hailstones increased， and there were more plateaus and mountainous areas than in plain area， and more cold and wet areas than warm and dry areas; most sandstorms occurred in Hexi area. Since 1960， the annual average temperature in Gansu Province had shown an obvious upward trend， especially after 1997. The annual precipitation had generally shown a decreasing trend， but the Hexi area had shown an upward trend， the average annual rainy day had an increasing trend， and the number of rainstorm days had also shown a weak increasing trend. The number of hail and sandstorm days had significantly decreased.

Key words Climate characteristics;Latest data;Temporal variation characteristics;Spatial distribution;Change trend;Gansu Province

甘肅省地處黃土高原、青藏高原和蒙古高原的交匯地帶，境內(nèi)山脈縱橫交錯(cuò)，地形十分復(fù)雜。同時(shí)又處在中國(guó)自然區(qū)劃三大自然區(qū)的交匯處，是全國(guó)唯一包含三大高原、三大自然區(qū)、兩大內(nèi)外流域、南北分界線和四大氣候類型的省份，其獨(dú)特的地理位置形成了多種復(fù)雜的氣候類型和自然景觀[1-5]。獨(dú)特的地理位置和地形地貌，形成了復(fù)雜多樣的氣候類型。隨著全球氣候變化，甘肅氣候分布的空間范圍、變化趨勢(shì)，主要災(zāi)害天氣發(fā)生的頻率和強(qiáng)度均有所異常，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，氣象災(zāi)害呈明顯上升趨勢(shì)，極端干旱事件頻繁發(fā)生。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，氣象災(zāi)害造成的損失也越來(lái)越大，氣候變化帶來(lái)生態(tài)環(huán)境變化、氣候資源開(kāi)發(fā)利用、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、災(zāi)害性天氣變化，倒逼人們要研究、了解以及利用氣候，趨利避害，提高大眾氣象科普意識(shí)[6]。有學(xué)者從不同角度開(kāi)展了干旱區(qū)氣候特征及變化趨勢(shì)研究，有綜合研究的[2]，有從氣候影響評(píng)估研究的[2]，有分季節(jié)和分要素研究的[7]，有從災(zāi)害角度研究的[8]。趙麗等[9]研究了近50年西北干旱區(qū)極端降水的時(shí)空變化特征，發(fā)現(xiàn)西北干旱區(qū)極端降水總體上呈增加趨勢(shì)，且空間分布區(qū)域性差異顯著;韓雪云等[10]研究發(fā)現(xiàn)西北干旱區(qū)極端高溫呈顯著上升趨勢(shì)，四季極端高溫均有上升，秋季增長(zhǎng)率最高、冬季最低;孟麗霞等[11]對(duì)甘肅省短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水頻次自甘肅省西北向東南逐步遞增，隴東南地區(qū)是甘肅省短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生頻次最多、強(qiáng)度最強(qiáng)的地區(qū);單紅洮等[12]、李占玲等[13]、花婷等[14]、王紅桃等[15]對(duì)甘肅省不同時(shí)段的氣溫、降水時(shí)空變化進(jìn)行了分析，總體上氣溫呈增加趨勢(shì)，降水西北部略增加、東南部減少顯著。這些研究大部分是利用21世紀(jì)初的資料，且所用站點(diǎn)比較稀少。因此，筆者利用甘肅省最新、最全的長(zhǎng)序列資料，分析包含氣溫、降水、暴雨、冰雹、沙塵暴等代表性氣候要素和災(zāi)害性天氣要素的空間分布和時(shí)間變化特征。

1 資料與方法

氣候要素資料來(lái)自于蘭州區(qū)域氣候中心，包括甘肅省80個(gè)氣象臺(tái)站1960—2017年年平均氣溫、降水、暴雨日數(shù)、冰雹日數(shù)和沙塵暴日數(shù)。

通常選取代表性氣候要素，計(jì)算其距平和距平百分率，分析要素空間分布和時(shí)間變化。由于甘肅南北緯度跨度大，甘肅河西屬于干旱半干旱氣候區(qū)，甘肅河?xùn)|屬于半干旱及濕潤(rùn)區(qū)，氣溫和降水變化趨勢(shì)也有差異，降水甚至為相反趨勢(shì)[7]。所以在分析變化趨勢(shì)時(shí)，除了以甘肅整體作為分析對(duì)象，還是有必要分為河西與河?xùn)|2個(gè)區(qū)域進(jìn)行分析。

2 甘肅主要?dú)夂蚝蜑?zāi)害性天氣要素空間分布特征

2.1 氣溫

2.1.1 年平均氣溫。氣溫的地理分布與變化特征是受地理緯度、太陽(yáng)輻射和地形特點(diǎn)綜合影響的結(jié)果。甘肅省地域廣闊、山脈起伏、地形復(fù)雜，氣溫空間分布差異較大。從圖1可以看出，全省年平均氣溫為0.3 ℃（天?？h烏鞘嶺）～15.1 ℃（文縣），分布趨勢(shì)自東南向西北由盆地、河谷向高原、高山逐漸遞減。河西走廊地形平坦，年平均氣溫5.4～9.9 ℃。祁連山區(qū)地形復(fù)雜，氣溫垂直變化較大，氣溫等值線大致與地形等高線平行，海拔3 000 m以下地區(qū)年平均氣溫為0.3～7.2 ℃;海拔3 000 m以上地區(qū)年平均氣溫在0 ℃以下。隴中地處黃土高原，氣候涼爽，溫度宜人，年平均氣溫為4.0～10.4 ℃。隴東地處黃土高原，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷熱，氣候溫和，年平均氣溫為7.8～10.3 ℃。隴南緯度偏南，高山、河川、盆地相間，氣候溫暖、山川秀麗，年平均氣溫為9.1～15.1 ℃。甘南高原是青藏高原東部邊緣，山地起伏，氣候嚴(yán)寒，年平均氣溫1.8～13.4 ℃。

2.1.2 最高、最低溫度。甘肅省年平均最高氣溫在5.7 ℃（烏鞘嶺）～19.9 ℃（文縣），由東南向西北遞減，并隨海拔的升高而降低。河西走廊年平均最高氣溫為12～16 ℃;隴中和隴東為14～16 ℃;隴南為16～18 ℃，是全省最高地區(qū);祁連山區(qū)和甘南高原年平均最高氣溫分別為8～10和10～14 ℃，是全省最低地區(qū)。甘肅省年平均最低氣溫在-4.6（烏鞘嶺）～10.8 ℃（文縣），自由東南向西北遞減，并隨海拔的升高而迅速降低。河西走廊年平均最低氣溫0 ℃左右;隴中和隴為2～6 ℃;隴南為6～10 ℃，是全省最高的地區(qū);祁連山區(qū)和甘南高原年平均最低氣溫為-6～0 ℃，是全省最低地區(qū)。

2.1.3 季平均氣溫。從表1可以看出，近58年甘肅省各季平均氣溫分布趨勢(shì)與年平均氣溫大致相似，冬季平均氣溫最低，夏季平均氣溫最高，春季平均氣溫高于秋季。

2.1.3.1 冬季（12月—翌年2月）。全省處在蒙古冷高壓控制之下，氣候嚴(yán)寒，各地為全年最冷季節(jié)，全省冬季平均氣溫為-11～6 ℃。河西走廊冬季平均氣溫為-11～-6 ℃，祁連山區(qū)在-8 ℃以下，是全省氣溫最低、最寒冷地區(qū);隴中冬季平均氣溫為-6～-2 ℃，隴東為-6～0 ℃，隴南北部為-2～0 ℃，隴南南部為0～6 ℃，是全省冬季最溫暖地區(qū);甘南高原冬季平均氣溫為-8～0 ℃，是全省第2個(gè)冬季最冷的地區(qū)。

2.1.3.2 春季（3—5月）。春季是由冬季向夏季過(guò)渡季節(jié)。太陽(yáng)輻射變化大，冷、暖氣團(tuán)交綏頻繁，天氣陰晴不定、時(shí)冷時(shí)暖，日氣溫升、降幅度大。全省春季平均氣溫為0～16 ℃;河西走廊為6～12 ℃，祁連山區(qū)0～6 ℃，隴中4～12 ℃，隴東為10 ℃左右，隴南為10～16 ℃。

2.1.3.3 夏季（6—8月）。夏季是一年中最熱的季節(jié)。氣溫日變化幅度較大，晝熱夜涼，全省夏季平均氣溫為10～25 ℃;河西走廊為17～25 ℃，祁連山區(qū)11～18 ℃，隴中14～22 ℃，隴東19～22 ℃，隴南18～25 ℃，甘南高原為10～16 ℃。

2.1.3.4 秋季（9—11月）。秋季是夏季向冬季過(guò)渡的季節(jié)。太陽(yáng)輻射日漸減弱，地面散熱較快，冷空氣勢(shì)力迅速加強(qiáng)，各地降溫較快。全省秋季平均氣溫為0～15 ℃;河西走廊為5～9 ℃，祁連山區(qū)0～6 ℃，隴中為4～10 ℃，隴東7～11 ℃，隴南10～15 ℃，甘南高原2～8 ℃。

2.2 降水

2.2.1 降水量空間分布特征。

2.2.1.1 年降水量。從圖2可以看出，全省年平均降水量空間分布大致是從東南向西北遞減，東南多，西北少，中部有個(gè)相對(duì)少雨帶。全省平均年降水量為40～750 mm。甘肅省東南部的康縣平均年降水量為750.8 mm，西北部的敦煌平均年降水量?jī)H39.9 mm，兩地相差710.9 mm。河西地區(qū)平均年降水量大都在200 mm以下，并以東南的200 mm左右向西北的40 mm左右減少;降水量等值線分布大致與祁連山脈走向平行;該區(qū)是全省降水量最少地區(qū)，也是全國(guó)最干旱地區(qū)之一。但是在河西分布著石羊河、黑河、疏勒河三大內(nèi)陸河水系，這些河流大部分源于祁連山，由于不僅有冰川融水補(bǔ)給，而且有降水補(bǔ)給，兩者之間起著調(diào)節(jié)補(bǔ)償作用，因而使該地區(qū)的河流在豐水年并不很豐，枯水年并不很枯，水量穩(wěn)定，蘊(yùn)藏著豐富的水能資源。綜上所述，河西走廊降水量是全省最少地區(qū)，但由于內(nèi)陸河徑流量穩(wěn)定，加之地下水豐富，因此對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)很有利。

隴中地區(qū)平均年降水量在200～600 mm，等值線一致向南彎曲，自景泰經(jīng)安定到隴西為一由北向南的相對(duì)少雨帶，此少雨帶與青藏高原邊緣的走向一致，它是整個(gè)青藏高原外圍相對(duì)少雨帶的組成部分，降水量為180～300 mm。在少雨帶的西南面有個(gè)相對(duì)多雨區(qū)，降水量為300～593 mm（和政）;隴南地區(qū)和甘南高原，平均年降水量在500～750 mm，是甘肅省降水量最多地區(qū)。隴南地區(qū)和甘南高原之間也有一個(gè)由北向南的相對(duì)少雨帶，平均年降水量大都在450 mm左右，這個(gè)少雨帶北側(cè)與隴中地區(qū)的相對(duì)少雨帶相連接，即由隴西經(jīng)武山、禮縣、武都到文縣。隴東地區(qū)年平均降水量大都在400～600 mm，并從東南向西北減少，其中鎮(zhèn)原至華池一線的南部為500～600 mm，該區(qū)也是甘肅省降水量比較多的地區(qū)，西北部少于500 mm。

2.2.1.2 季降水量。從甘肅省各地各季降水量（表2）分析看出，冬季，甘肅省地面受蒙古冷高壓影響，上空為北支西風(fēng)急流控制，故雨雪極為稀少，氣候干燥，降水量為2～26 mm。河西走廊5 mm左右;祁連山區(qū)5～12 mm;隴中3～15 mm，渭源最多達(dá)15 mm，黃河谷地最少，僅3 mm左右;隴東9～20 mm;隴南大多為12～26 mm，白龍江谷地5 mm左右;甘南高原6～14 mm。

春季，是大氣環(huán)流轉(zhuǎn)換季節(jié)，蒙古高壓勢(shì)力減弱退縮，甘肅省位于其東南部，高空仍在北支西風(fēng)急流控制之下，但偏南暖濕氣流在西風(fēng)槽前可達(dá)甘肅東部。降水比冬季增多，降水量在9～160 mm。河西走廊西部大都在10～20 mm，中部和東部30 mm左右;祁連山區(qū)50 mm左右;隴中地區(qū)，蘭州以北在30～50 mm，蘭州以南為60～120 mm;隴東為80～110 mm;隴南為90～160 mm;甘南高原100～140 mm。其中自景泰經(jīng)安定、禮縣、武都直到文縣，為一個(gè)由北向南伸展的相對(duì)少雨帶（干舌）。

夏季，蒙古高壓已退至西伯利亞北部，亞洲大陸為熱低壓控制，甘肅位于其東北部，盛行偏南及偏東風(fēng)。高空北支西風(fēng)急流在向北撤退過(guò)程中，高空西風(fēng)勢(shì)力較弱，副熱帶高壓已向北推進(jìn)，高壓西惻的偏南暖濕氣流與西北侵入的冷空氣相遇，導(dǎo)致了降水量的顯著增多，成為降水量最多的季節(jié)。全省夏季降水量在20～360 mm。河西走廊的西北部在50 mm 以下，中部和東部在50～150 mm;祁連山區(qū)為150～240 mm;隴中地區(qū)，蘭州以北130 mm左右，蘭州以南大都為200～300 mm;隴東為220～320 mm;隴南為210～360 mm，其中以康縣為最多，在350 mm以上;甘南高原為210～330 mm。其中自景泰經(jīng)安定、禮縣、武都直到文縣的由北向南的相對(duì)少雨帶（干舌）比春季更為明顯，其降水量在100～250 mm。夏季雖然是一年中的多雨季節(jié)，尤其是7、8月份達(dá)到最盛，但由于副熱帶高壓的影響，在甘肅省隴東和隴中地區(qū)7月下旬至8月中旬容易形成干旱，即通常所說(shuō)的伏旱。

秋季，冷空氣活躍，降水仍然較多，降水量在5～200 mm。河西走廊西部在5～15 mm，中部和東部為15～40 mm;祁連山區(qū)為20～85 mm;隴中地區(qū)，蘭州以北為40～70 mm，蘭州以南90～130 mm;其中臨夏、和政為一相對(duì)多雨區(qū)，為130 mm左右;隴東為90～160 mm;隴南為100～200 mm，其中徽縣、康縣一帶為200 mm左右;甘南高原100～140 mm。自景泰經(jīng)禮縣到文縣的相對(duì)少雨帶仍明顯存在，其降水量在40～130 mm。這一時(shí)期，甘肅省的偏南地區(qū)處于副熱帶高壓的邊緣地帶，北方冷空氣已明顯增強(qiáng)，不時(shí)南下的冷空氣與北上的暖濕氣流交匯，往往有陰雨連綿的現(xiàn)象，尤其是9月連陰雨天氣更多。

2.2.2 降水日數(shù)空間分布特征。從圖3可以看出，甘肅省年降水（日降水量≥0.1 mm）日數(shù)的空間分布與年降水量基本一致，自東南向西北減少，在自景泰經(jīng)定西到隴西、天水、武都、文縣為一個(gè)由北向南伸展相對(duì)少雨日帶，降水日數(shù)一般為60～100 d。河西走廊和祁連山西、中段年降水日數(shù)為20～60 d，是全省降水日數(shù)最少的地區(qū)，也是全國(guó)最少的地區(qū);隴中、隴東、隴南和祁連山區(qū)東段為80～120 d;甘南高原為120～150 d，是全省降水日數(shù)最多的地區(qū)。

2.2.3 大雨及以上降水日數(shù)空間分布特征。從圖4可以看出，甘肅省年大雨（日降水量在25.0～49.9 mm）日數(shù)的空間分布自東南向西北減少，河西走廊和祁連山區(qū)為1 d左右，是全省最少的地區(qū)。隴中、隴東北部至隴南西北部為2 d左右。隴東南部至隴南東南部為3～5 d，是全省最多的地區(qū)。

暴雨（日降水量≥50 mm）河西幾乎沒(méi)有出現(xiàn)，河?xùn)|大部地區(qū)平均不到1 d，正寧和康縣分別平均為1和1.2 d。暴雨出現(xiàn)頻率比較高的地區(qū)在隴東南部至隴南東南部，降水比較多的地區(qū)暴雨出現(xiàn)頻率比較高。

甘肅省區(qū)域性（1 d中出現(xiàn)暴雨站數(shù)≥3站）暴雨次數(shù)多年平均3次，1957—1960年是偏少時(shí)期，1961—1981年是偏多時(shí)期，1982—2004年又轉(zhuǎn)為區(qū)域性暴雨次數(shù)偏少時(shí)期。

1981—2010年甘肅各地暴雨總?cè)諗?shù)年變化基本上呈雙峰型，各地暴雨出現(xiàn)在4—9月。即5月以后迅速增多，峰值大多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)在7月，少數(shù)地區(qū)出現(xiàn)在8月，8月以后迅速減少（圖5）。甘肅暴雨最早出現(xiàn)在2003年4月1日（慶陽(yáng)市）;最晚結(jié)束于2002年10月18日（天水市武山縣）。日降水量最大的站點(diǎn)是涇川縣，為184.2 mm（2010年7月23日），日降水量最小的站點(diǎn)是寧縣，為100.7 mm（1992年8月12日）。

2.2.4 地形對(duì)降水的影響。

2.2.4.1 山脈對(duì)降水的影響。

甘肅境內(nèi)地形復(fù)雜，在山體的不同坡向造成降水分布差異十分明顯。在山地迎風(fēng)坡，氣流被迫抬升，促使一部分水汽凝結(jié)，形成多雨區(qū)。當(dāng)氣流翻越山脊到達(dá)背風(fēng)坡時(shí)，空氣中水汽含量大減，更因空氣下沉增溫，變得干燥，形成少雨區(qū)或雨影區(qū)。因此，與盛行風(fēng)向垂直的高大山脈兩側(cè)的年雨量往往相差十分懸殊。如相鄰的武都和康縣，直線距離60 km左右，因康縣位居?xùn)|南氣流迎風(fēng)面的山地東側(cè)，年降水量為750.8 mm，武都則位于背風(fēng)面的山地西側(cè)的白龍江河谷中，年降水量為460.7 mm，兩地相差290.1 mm。又如六盤(pán)山地，其走向與東南暖濕氣流的方向大致垂直，六盤(pán)山東側(cè)是東南氣流的迎風(fēng)面，如位于東側(cè)的崆峒，年降水量為480.5 mm;六盤(pán)山西側(cè)是東南氣流的背風(fēng)面，如位于其西側(cè)的靜寧，年降水量為414.1 mm。在同一海拔，東、西兩側(cè)年降水量相差60～70 mm。這種由于地形作用引起的降水分布差異在祁連山地也很明顯。東段和中段的北麓是西南氣流的背風(fēng)面，如東段北麓的古浪年降水量為352.3 mm;中段北麓的肅南年降水量為267.0 mm。祁連山地西段北麓是西北氣流的迎風(fēng)面，如北麓的肅北年降水量為152.4 mm，南麓的冷湖（青海?。?5.4 mm，兩地相差137.0 mm。由此可見(jiàn)，地形對(duì)降水分布的影響是十分明顯的。

2.2.4.2 海拔對(duì)降水的影響。

甘肅省大部分山區(qū)年降水量隨海拔升高而遞增。氣候濕潤(rùn)地區(qū)，降水量垂直遞增率大;氣候干燥地區(qū)，降水垂直遞增率小。山體迎風(fēng)面降水垂直遞增率大于背風(fēng)面。祁連山區(qū)年降水量與海拔關(guān)系十分密切，祁連山東段降水更大[16]，海拔在1 300～2 800 m降水量呈遞增狀態(tài)，垂直遞增率為34.4 mm/100 m，在海拔2 800 m左右出現(xiàn)降水高峰，海拔在2 800 m以上降水呈遞減狀態(tài)，垂直遞減率為49.1 mm/100 m（表3）。

隴南康縣境內(nèi)萬(wàn)家大梁北麓山區(qū)，年降水量隨海拔升高而遞增，垂直遞增率為42.4 mm/100 m。其南麓山區(qū)，在海拔1 100 m以下，年降水量隨海拔升高而減少，其垂直遞減率為52.7 mm/100 m;在海拔1 100 m以上，年降水量又隨海拔升高而增加，其垂直遞增率為42.4 mm/100 m（表3）;隴東的六盤(pán)山區(qū)，年降水量垂直分布特征亦較明顯，六盤(pán)山東麓是東南氣流的迎風(fēng)面，年降水量垂直遞增率為30 mm/100 m，六盤(pán)山西麓是東南氣流的背風(fēng)面，年降水量遞增率為15 mm/100 m，六盤(pán)山迎風(fēng)面年降水量遞增率是背風(fēng)面的2倍;隴中地區(qū)從山間盆地至山頂?shù)慕邓看笾露茧S海拔升高而遞增。通渭至華家?guī)X年降水量垂直遞增率為11 mm/100 m;蘭州至阿干鎮(zhèn)年降水量垂直遞增率為31 mm/100 m。

2.3 冰雹

2.3.1 冰雹的空間分布特征。

冰雹是甘肅夏季常見(jiàn)的氣象災(zāi)害之一，也是我國(guó)冰雹較多的地區(qū)之一。甘肅省地處青藏高原、植被稀少，地面裸露，加上山高谷深，地形復(fù)雜，氣溫差異大，局部地區(qū)容易形成強(qiáng)烈上升氣流，因此冰雹容易形成。

從圖6和表4可以看出，甘肅省冰雹日數(shù)總體呈東北—西南走向，西北少、西南多，高原和山區(qū)多，河谷、盆地和沙漠少。甘南高原和祁連山區(qū)東段是冰雹較多地區(qū)，年平均冰雹日數(shù)3～6 d，其中瑪曲年平均冰雹日數(shù)最多，為6 d，這個(gè)多雹區(qū)是西藏高原中部多冰雹區(qū)向東延伸的部分，是全國(guó)第2個(gè)多雹區(qū)。臨夏州、定西市及隴東六盤(pán)山區(qū)是甘肅省第2個(gè)多冰雹地區(qū)，年平均冰雹日數(shù)1～3 d。河西走廊、隴中北部、隴東大部和隴南冰雹較少，年平均冰雹日數(shù)不到1 d。

2.3.2 地形對(duì)冰雹的影響。

2.3.2.1 海拔對(duì)冰雹的影響。

冰雹空間分布受海拔影響十分明顯，多雹區(qū)都在高原和高山。在同一緯度帶上，年平均冰雹日數(shù)隨海拔升高而增多[17]。如景泰地處河西走廊東段平坦地帶，海拔最低，年雹日僅為0.5 d;烏鞘嶺位于祁連山東段，海拔較高，年冰雹日數(shù)比同緯度的景泰明顯增多（表5）。

在地勢(shì)高、地形復(fù)雜的山區(qū)，一次冷空氣過(guò)后，殘余的冷空氣堆積在山谷，形成高壓區(qū)，山脊或向陽(yáng)山坡白天由于加熱快，形成相對(duì)低壓區(qū)，于是就引起山谷風(fēng)，氣流向上輻合，容易發(fā)生對(duì)流，在水汽比較充足的條件下，故山區(qū)常在冷鋒后降雹。世界上主要多雹區(qū)均與高大山脈的影響有關(guān)。我國(guó)的青藏高原、天山、祁連山、六盤(pán)山、賀蘭山、五臺(tái)山、大小興安嶺、長(zhǎng)白山等多雹區(qū)均為海拔較高、地形復(fù)雜的山區(qū)。

2.3.2.2 山脈不同坡向?qū)Ρ⒌挠绊憽?/p>

冰雹分布不僅與海拔有關(guān)，還與山脈走向和不同坡向有關(guān)。多雹中心一般位于東西走向山脈的南坡、南北走向山脈的東坡[9]。甘肅與青海交界的祁連山，其南坡的冰雹日數(shù)比北坡多。而秦嶺西段北坡比南坡多，東段南坡比北坡多，由于秦嶺西段北坡是西北氣流的迎風(fēng)坡，山脈對(duì)氣流的抬升作用而容易造成降雹;秦嶺的東段南坡是東南氣流的迎風(fēng)坡，因而南坡多于北坡。由北向南走向的六盤(pán)山，西坡的冰雹日數(shù)比東坡多。有些山脈受背風(fēng)坡的影響，在山區(qū)生成的降雹系統(tǒng)隨高空風(fēng)向東移，故山脈的東坡降雹頻數(shù)往往較西坡大。如甘肅隴東的子午嶺（西坡的高莊為0.8 d，東坡的太白為1.9 d）、通渭縣的華家?guī)X南段（西坡的渭陽(yáng)為2.2 d，東坡的什川為5.9 d）和六盤(pán)山南段（西坡的清水為0.7 d，東坡的華亭為1.2 d），東坡的冰雹日數(shù)均比西坡多（表6）。

另外，從蘭州區(qū)域氣候中心和蘭州中心臺(tái)業(yè)務(wù)工作平臺(tái)的冰雹路徑來(lái)看，向東南開(kāi)口的喇叭口盆地和谷地，其西北方均有較高的山峰，西邊窄而高，東邊低而開(kāi)闊。由于谷地的輻射增溫，產(chǎn)生強(qiáng)烈對(duì)流，再加上夏季西風(fēng)氣流引導(dǎo)作用，特別有利于降雹系統(tǒng)生成，也是多雹中心，并且降大雹的頻率比較大。如甘肅通渭縣華家?guī)X為2.4 d就是這種情況。天?？h的毛毛山、通渭縣的華家?guī)X和六盤(pán)山等山脈的背風(fēng)坡均有2條順山脈走向的多雹帶和少雹帶交替出現(xiàn)。這與越過(guò)山脈氣流激發(fā)出的背風(fēng)波有關(guān)，因此在波峰處促進(jìn)對(duì)流活動(dòng)，形成多雹帶。祁連山系的冷龍嶺、拉脊山和臨夏縣的太子山脈北坡自山脊至山麓降雹很少，而在其北側(cè)25～30 km處則有一條多雹帶，其成因可能與近地面濕靜力溫度日變化的非絕熱鋒生有關(guān)。

2.4 沙塵暴

2.4.1 沙塵暴的空間分布特征。

甘肅河西走廊瀕臨沙漠、戈壁，氣候干燥，地表植被稀少，沙塵暴日數(shù)為全國(guó)最多的地區(qū)之一[18]。全省年沙塵暴日數(shù)為1～18 d，其中三面與沙漠為鄰的民勤縣年沙塵暴日數(shù)達(dá)到18 d。隴中和隴東大部為1 d左右;隴南和甘南高原，氣候比較濕潤(rùn)，大多數(shù)地區(qū)平均不到1 d，是全省沙塵暴最少的地區(qū)，其中只有瑪曲縣可達(dá)1.4 d（圖7）。

2.4.2 各季沙塵暴日數(shù)。從表7可以看出，甘肅省沙塵暴春季最多，夏季多于冬季，秋季最少。河西與全省一致，但河?xùn)|地區(qū)是春季最多，冬季多于夏季，秋季最少。由于隴南南部和甘南高原東南部植被相對(duì)較好，緯度偏南，冷空氣影響勢(shì)力弱，基本上不出現(xiàn)沙塵暴天氣。

春季沙塵暴日數(shù)最多，全省平均沙塵暴日數(shù)0.76 d，變化范圍為0～9 d。河西為1～9 d，大部分地區(qū)為1～4 d，是全省春季沙塵暴日數(shù)最多地區(qū);河?xùn)|大多地區(qū)為0～4 d，隴中、隴東和甘南高原大部為0～1 d，個(gè)別地區(qū)為1～4 d;隴南和甘南高原大部為1 d左右，是全省日數(shù)最少地區(qū)。

夏季沙塵暴日數(shù)比春季明顯減少，全省平均日數(shù)0.28 d，變化范圍為0～5 d。河西大多地區(qū)為1～3 d，是全省最多地區(qū);河?xùn)|大部分地區(qū)為0～2 d。河?xùn)|大多地區(qū)為1 d左右，隴中、隴東<1 d;隴南只有個(gè)別地區(qū)沙塵暴日數(shù)<1 d，大部地區(qū)很少出現(xiàn)沙塵暴，是全省日數(shù)最少地區(qū)。

秋季沙塵暴日數(shù)是最少的季節(jié)。全省平均日數(shù)0.08 d，變化范圍為0～1.5 d。河西為0～1.5 d，是全省日數(shù)最多地區(qū);河?xùn)|個(gè)別地區(qū)為1 d左右，隴南、甘南高原、隴東和隴中大部分地區(qū)未出現(xiàn)沙塵暴，是全省日數(shù)最少地區(qū)。

冬季沙塵暴日數(shù)比秋季多。全省平均日數(shù)0.68 d，變化范圍為0～3.1 d。河西為1.0～3.1 d，民勤是全省日數(shù)最多地區(qū);河?xùn)|大部分地區(qū)<1 d，是全省日數(shù)最少地區(qū)。

3 甘肅主要?dú)夂蚝蜑?zāi)害性天氣要素的時(shí)間變化特征

3.1 氣溫的年際變化

從圖8a可以看出，1960—2017年甘肅省年平均氣溫呈明顯波動(dòng)上升趨勢(shì)，平均升幅為0.29 ℃/10 a。1997年之前甘肅省年平均氣溫低于常年值，之后氣溫出現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，年平均氣溫持續(xù)高于常年值。1967、1976和1984年平均氣溫為6.8 ℃，為1960年以來(lái)最冷年。2017年甘肅省平均氣溫為9.0 ℃，較常年偏高0.9 ℃，為1960年以來(lái)第六高值年（其中2016年為最高值年）。

1960—2017年甘肅省年平均最高氣溫呈明顯的上升趨勢(shì)，平均升幅為0.33 ℃/10 a（圖8b），高于年平均最低氣溫的上升速率。1997年之前甘肅省年平均最高氣溫變化相對(duì)穩(wěn)定，之后呈明顯的上升趨勢(shì)。1967年平均最高氣溫為13.0 ℃，為1960年以來(lái)最低值年。2017年甘肅省年平均最高氣溫16.0 ℃，較常年偏高1.0 ℃，為1960年以來(lái)第七高值年（其中2016年為最高值年）。

1960—2017年甘肅省年平均最低氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，平均升幅為0.31 ℃/10 a（圖8c），高于年平均氣溫的上升速率。1997年之前最低氣溫上升較緩，而之后升溫明顯加快。1967和1976年平均最低氣溫均為1.5 ℃，為1960年以來(lái)最低值年;2006年為3.8 ℃，較常年同期偏高1.1 ℃，為1960年以來(lái)最高值年。2017年甘肅省年平均最低氣溫為3.6 ℃，較常年偏高0.9 ℃，為1960年以來(lái)第五高值年。

總體上來(lái)看，平均最高、最低溫度與年平均溫度同步上升，兩者的上升趨勢(shì)均大于平均溫度，最高溫度的上升幅度最大。

3.2 降水的年際變化

從圖9可以看出，1960—2017年甘肅省年降水量總體呈減少趨勢(shì)，在1993年之前降水總體偏多，之后降水偏少，2011年以來(lái)降水接近常年或偏多;1967年降水量為520.4 mm，為1960年以來(lái)最多雨年;1997年為304.1 mm，為1960年以來(lái)最少雨年。河西年平均降水量總體呈增加趨勢(shì)，1990年之前降水總體偏少，之后降水呈波動(dòng)式增加，2010年后增加的幅度較大。河?xùn)|年平均降水量總體呈減少趨勢(shì)，1993年之前降水總體偏多，之后降水偏少，2011—2014年降水偏多，近4年波動(dòng)比較大。2017年，甘肅省年平均降水量為451.6 mm，較常年略偏多12%，為2004年以來(lái)次多雨年（2013年最多，為480.7 mm）;河西年平均降水量為183.7 mm，偏多16%，為近5年最多雨年;河?xùn)|為535.0 mm，偏多12%，為近4年最多雨年。甘肅河西降水量較少，屬于干旱半干旱地區(qū)。河?xùn)|地區(qū)降水量較多，屬于半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，從甘肅河西和河?xùn)|2個(gè)地區(qū)的降水變化趨勢(shì)來(lái)看，兩者呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)，可見(jiàn)甘肅氣候變化之復(fù)雜，近58年來(lái)河西地區(qū)年降水量多年平均增加了10.0 mm左右，河?xùn)|減少了50.0 mm。

從圖10可以看出，1960—2017年甘肅省平均年雨日呈增加趨勢(shì)，增幅為0.4 d/10 a;1967年平均年雨日為109.6 d，為1960年以來(lái)最多年;1962年為75.5 d，為1960年以來(lái)最少年;2017年甘肅省平均年雨日為93.0 d，較常年偏多1.0 d。

1960—2017年甘肅省年累計(jì)暴雨站日數(shù)呈弱增加趨勢(shì)，增幅為0.1 d/10 a;2013年暴雨站日數(shù)為60 d，為1960年以來(lái)最多年;1974和1994年均為5 d，為1960年以來(lái)最少年;2017年甘肅省年累計(jì)暴雨站日數(shù)為33 d，較常年偏多13 d。

3.3 冰雹日數(shù)的年際變化

從圖11可以看出，冰雹經(jīng)常發(fā)生在春夏秋3個(gè)季節(jié)，1960—2017年甘肅省冰雹日數(shù)呈顯著減少趨勢(shì)，減幅為0.3 d/10 a，尤以20世紀(jì)80年代后期減少趨勢(shì)更為明顯。2017年甘肅省平均年冰雹日數(shù)為0.6 d，較常年偏少0.7 d。全省區(qū)域平均年冰雹日數(shù)有明顯的年際變化，1951—1955年為冰雹比常年偏多時(shí)期，1957—1963年為相對(duì)偏少時(shí)期，1964—1990年又為偏多時(shí)期，1991年以來(lái)為持續(xù)偏少時(shí)期。1973和1977年是近58年來(lái)冰雹最多的年份，1954、1976、1977、1979年是冰雹次多年。近10年年平均冰雹次數(shù)平穩(wěn)維持在0.5 d。

3.4 沙塵暴日數(shù)的年際變化

從圖12可以看出，1960—2017年甘肅省沙塵暴日數(shù)均呈顯著減少趨勢(shì)，平均減幅為0.9 d/10 a，20世紀(jì)60年代至80年代后期沙塵暴日數(shù)持續(xù)偏多，之后以減少為主。2017年甘肅省未出現(xiàn)沙塵暴天氣。

4 結(jié)論與討論

甘肅地形復(fù)雜、緯度跨度大，氣候特征局地性特征明顯。從目前的研究成果來(lái)看，基本上都是利用常規(guī)氣象觀測(cè)站資料，結(jié)論大部分都相似。雖然氣象部門(mén)已經(jīng)建立起了較密集的區(qū)域氣象自動(dòng)觀測(cè)站，但目前僅用在災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)方面，隨著區(qū)域自動(dòng)站資料的不斷積累和完善，利用包含區(qū)域站資料反映出的局地氣候及災(zāi)害性天氣的特征會(huì)更加豐富。該研究的特點(diǎn)是利用最新資料分析甘肅氣候主要特征及變化趨勢(shì)，主要結(jié)論如下：

（1）甘肅省氣溫空間分布差異較大，分布趨勢(shì)自東南向西北由盆地、河谷向高原、高山逐漸遞減。全省年平均降水量空間分布特征大致是從東南向西北遞減，東南多，西北少，中部有個(gè)相對(duì)少雨帶。河西幾乎沒(méi)有暴雨，河?xùn)|大部地區(qū)平均不到1 d。暴雨主要出現(xiàn)在隴東南部至隴南東南部。

（2）冰雹遍布全省各地，與當(dāng)?shù)氐暮０?、地形、氣候等有著密切的關(guān)系。冰雹隨著海拔升高而增多，高原、山區(qū)多于平川區(qū)，氣候冷濕的地區(qū)多于氣候溫暖、干燥的地區(qū)。甘肅河西地區(qū)為全國(guó)最多的沙塵暴多發(fā)地之一，特別是民勤縣最多。

（3）從主要?dú)夂蚣盀?zāi)害性要素的時(shí)間變化特征來(lái)看，1960—2017年甘肅省年平均氣溫呈明顯的上升趨勢(shì)，特別是在1997年之后上升幅度更加明顯;年降水量總體呈減少趨勢(shì)，平均年雨日呈增加趨勢(shì)，暴雨日數(shù)也呈弱增加趨勢(shì)，降水量的變化趨勢(shì)河?xùn)|呈下降趨勢(shì)，河西為上升趨勢(shì);冰雹和沙塵暴日數(shù)呈顯著減少趨勢(shì)。

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