1970—2019年潛江市氣候變化特征分析

劉蔚 杜燕妮 徐瓊芳 何銳

摘要 ? ?根據(jù)潛江市1970—2019年的逐年平均氣溫、降水、日照等氣象資料，對潛江市近50年的氣候變化特征進(jìn)行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，近50年來，潛江市年平均氣溫上升趨勢明顯，其中春、秋季增溫更為明顯;年降水量年際波動大，總體呈小幅上升趨勢，四季降水差異明顯且波動大，春、夏2季降水量隨年份有增加的趨勢，而秋、冬2季降水量隨年份減少;年日照時數(shù)以及四季日照時數(shù)隨年份小幅減少。此外，通過分析氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，提出了一些應(yīng)對措施，以期為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣候方面的科學(xué)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 ? ?氣候;變化特征;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);影響;湖北潛江;1970—2019年

中圖分類號 ? ?P463.3 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）20-0174-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

潛江市地處南北氣流交匯帶，位于江漢平原中部，屬北亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，氣候宜人，雨量充沛，熱量豐富，無霜期長，氣候條件適宜多種農(nóng)作物生長發(fā)育。近年來，在氣候變暖的背景下，潛江市旱澇、大風(fēng)等極端災(zāi)害性天氣頻發(fā)，高溫?zé)岷?、夏秋連旱造成的災(zāi)害嚴(yán)重，區(qū)域性強(qiáng)降水引發(fā)的漬澇災(zāi)害也較重[1-2]。在氣候變化背景下，光、熱、水資源不匹配是限制資源利用率的主要因素。本文通過對1970—2019年潛江市氣溫、降水和日照的氣候資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出近50年來氣候變化的主要特點和規(guī)律，確定其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的利弊影響，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供天氣氣候方面的科學(xué)依據(jù)。

1 ? ?資料與方法

采用常規(guī)統(tǒng)計方法、線性趨勢分析方法，選用1970—2019年潛江市平均氣溫、降水量、日照時數(shù)等氣象資料作為研究對象，對氣溫、降水量、日照時數(shù)的年變化規(guī)律以及四季變化規(guī)律作出分析。季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)為春季3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月、冬季12月至次年2月[3]。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?氣溫變化特征分析

2.1.1 ? ?氣溫年際變化特征分析。從圖1可以看出，潛江市近50年平均氣溫呈波動上升的趨勢，特別是20世紀(jì)80年代中期至90年代末期氣溫上升最為明顯。1970—2019年潛江市年平均氣溫為16.6 ℃，且氣溫上升分段情況明顯，1995年以前逐年平均氣溫基本低于16.6 ℃，而1995年以后逐年平均氣溫基本高于16.6 ℃。近50年年平均氣溫上升近1.6 ℃，年平均氣溫最高為17.8 ℃，出現(xiàn)在1998年;最低為15.5 ℃，出現(xiàn)在1984年，二者相差2.3 ℃。對近50年來的年平均氣溫進(jìn)行線性擬合，得到擬合方程：Y=0.032 5X+15.812。由擬合方程可知，近50年潛江市年平均氣溫以0.032 5 ℃/a的速率上升，且其線性趨勢方程通過了0.05水平的顯著性檢驗。

2.1.2 ? ?氣溫季節(jié)變化特征分析。由表1可知，1970—2019年50年的四季平均溫度均呈上升趨勢，四季的氣候傾向率分別為0.483、0.223、0.338、0.285 ℃/10 a，且均通過0.05水平的相關(guān)性檢驗，說明全年各個季節(jié)增溫趨勢明顯，而春、秋2季增溫幅度比較大，夏、冬2季增溫幅度相對較小。

2.2 ? ?降水變化特征分析

2.2.1 ? ?降水年際變化特征分析。從圖2可以看出，潛江市近50年降水量總體呈小幅上升趨勢，氣候傾向率為14.706 mm/10 a，但年際變化波動較大。20世紀(jì)80年代初期和末期、90年代初期和末期及21世紀(jì)初期屬于降水較多的時期，20世紀(jì)70年代、80年代中期、90年代后期和21世紀(jì)00年代中期則為少雨期，降水量在平均值（1 137.5 mm）以下的年份多于在平均值以上的年份。潛江市近50年年降水量最大值為1 741.3 mm，出現(xiàn)在1980年，年降水量最小值為754.7 mm，出現(xiàn)在1984年，二者相差986.6 mm，相差值基本接近50年降水平均值，說明降水年際波動極大。對近50年來的降水量進(jìn)行線性擬合，得到擬合方程：Y=1.47 06X+1 137.5。

2.2.2 ? ?降水季節(jié)變化特征分析。從圖3可看出，降水量具有明顯的季節(jié)變化。春、夏2季降水量隨年份增加有增加趨勢，而秋、冬2季降水量隨年份增加有減少的趨勢，四季的氣候傾向率分別為5.0、21.6、-12.2、-0.03 mm/10 a。夏季降水量的增多趨勢明顯，對全年降水量增多趨勢貢獻(xiàn)最大，其次是春季降水有小幅增長趨勢，秋季降水量減少趨勢最為明顯，而冬季降水量基本呈相對穩(wěn)定趨勢?？傮w而言，全年降水量仍然有小幅上升趨勢，夏季降水量增多對其貢獻(xiàn)量最大，抵消了秋季降水減少的作用，但各個季節(jié)降水量波動性仍然較大。

2.3 ? ?日照時數(shù)變化特征分析

2.3.1 ? ?日照時數(shù)年際變化特征分析。由圖4可以看出，近50年來潛江市年日照時數(shù)呈減少趨勢，氣候傾向率為-16.91 h/10 a，相關(guān)系數(shù)為0.523，通過了0.05水平的顯著性檢驗。其中1989年總?cè)照諘r數(shù)僅為1 158.5 h，為近50年最低值，除此單點值以外，年日照時數(shù)波動較小，基本在線性值附近上下波動。

2.3.2 ? ?日照時數(shù)變化特征分析。對近50年來的四季日照時數(shù)進(jìn)行線性擬合，結(jié)果顯示，四季日照時數(shù)均隨年份增加呈減少趨勢，氣候傾向率分別為-1.93、-27.56、-20.09、-17.2 h/10 a，均通過0.05水平的顯著性檢驗，且夏、秋、冬3季日照時數(shù)隨年份減少趨勢相對更明顯，春季減幅較弱。

3 ? ?結(jié)論與討論

3.1 ? ?結(jié)論

整體而言，近50年潛江市年平均氣溫及四季平均氣溫呈上升趨勢，氣候變暖趨勢明顯;年日照時數(shù)以及四季日照時數(shù)均呈減少趨勢;在降水量小幅上升的同時年際波動較大，季節(jié)差異大，其中夏季降水呈明顯增多趨勢，而秋季降水呈明顯減少趨勢，對秋季干旱加重影響較大，且不同年份和季節(jié)旱澇變化也較大。

3.2 ? ?討論

3.2.1 ? ?氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。潛江市近50年氣溫整體呈現(xiàn)上升趨勢，而且降水年際變化比較大，時空分布不均勻，氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利有弊。一方面，氣候變暖使積溫增加，使無霜期延長，農(nóng)作物生長季熱量資源普遍增加，減少了低溫冷害減產(chǎn)的發(fā)生概率，冬小麥和油菜等冬作物越冬死亡率大幅降低。另一方面，氣候變暖使作物生長發(fā)育加快、生長期普遍縮短，使農(nóng)田地力下降，導(dǎo)致干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量減少。如灌漿期高溫少雨天氣對夏玉米灌漿成熟有一定的影響，可能造成高溫逼熟、百粒重下降、產(chǎn)量降低。氣候變暖之后，潛江市近幾年旱澇、大風(fēng)等極端災(zāi)害性天氣頻發(fā)，降水的季節(jié)性變化波動比較大，時空分布不均勻，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害程度加重[4-5]。2019年潛江市出現(xiàn)了近60年來最嚴(yán)重的伏秋高溫連旱，7月18日至11月23日潛江市降水量較歷史同期相比偏少60%～70%，為1961年以來歷史第二少，平均溫度為1961年以來最高。降水少、溫度高、蒸發(fā)大，旱災(zāi)造成全市農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4 115萬元。

3.2.2 ? ?農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對措施。一是改善作物品種、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在未來氣候暖干化的背景下，增強(qiáng)品種的抗逆性可以有效提高作物氣候生產(chǎn)潛力?？梢岳脷夂蜃兣狗e溫增加、熱量條件變好、生育期延長、低溫冷害凍害減輕等有利條件，適當(dāng)調(diào)整農(nóng)林作物種植結(jié)構(gòu)，培育優(yōu)良品種，擴(kuò)大晚熟品種的種植面積。潛江市江河湖泊比較多，長江徑流遍布，可以發(fā)揮其水資源優(yōu)勢，開展蝦稻共作模式，減少旱情對水稻產(chǎn)量的影響[6]。二是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警服務(wù)。氣象部門應(yīng)該加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報工作，在重大災(zāi)害性天氣來臨之前及時為農(nóng)業(yè)大戶等提供相關(guān)預(yù)警預(yù)報服務(wù)，多渠道多方式發(fā)布服務(wù)產(chǎn)品以及相關(guān)消息[7-8]，盡可能減少農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的影響。三是加強(qiáng)水資源利用、提高作物抗旱性。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及作物布局時，要注意選用抗旱性較強(qiáng)的作物品種，同時多采用噴灌以及滴灌等作物澆灌技術(shù)，顯著提高水資源的利用率[9-10]。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 賀程程，周霞，楊峰，等.江漢平原氣候變化及其對農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響與對策[J].氣象科技進(jìn)展，2018，8（5）：116-119.

[2] 申曉晴.周口市近50年氣候變化特征及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2017（8）：30-32.

[3] 郭建平.氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響研究進(jìn)展[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2015（1）：1-11.

[4] 萬磊.氣候變化對潛江市小麥生育期及產(chǎn)量的影響[J].鄉(xiāng)村科技，2017（20）：82-84.

[5] 郭建平.氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響研究進(jìn)展[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2015，26（1）：1-11.

[6] 鐘章奇，王錚，夏海斌，等.全球氣候變化下中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的空間演變[J].自然資源學(xué)報，2015，30（12）：2018-2032.

[7] 謝立勇，李悅，徐玉秀，等.氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食安全影響的新認(rèn)知[J].氣候變化研究進(jìn)展，2014，10（4）：235-239.

[8] 王遵婭，丁一匯，何金海，等.近50年來中國氣候變化特征的再分析[J].氣象學(xué)報，2004（2）：228-236.

[9] 賀晉云，張明軍，王鵬，等.近50年西南地區(qū)極端干旱氣候變化特征[J].地理學(xué)報，2011（9）：1179-1190.

[10] 劉慶生.浙江省水資源利用效率研究[J].水利經(jīng)濟(jì)，2010（2）：28-30.