保定地區(qū)極端降雨空間變化特征及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響分析

孫景瑜 孫小諾 董澤亮 韓翔洋

（1石家莊市藁城區(qū)氣象局 河北 藁城 052160；2保定市氣象局 河北 保定 071000；3辛集市氣象局 河北 辛集 052360）

關(guān)鍵字：極端降雨；皮爾遜相關(guān)系數(shù)；Kriging插值

中國作為土地面積比較遼闊的國家，自然條件也比較復(fù)雜，自然災(zāi)害的發(fā)生嚴(yán)重威脅著人們正常的生產(chǎn)生活，其中主要包括氣候和降雨量，表現(xiàn)最為顯著。在全球氣候逐漸變暖的事實(shí)面前[1]，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也因氣候和降水量的變化受到了影響。

近年來，世界各地區(qū)的極端降雨現(xiàn)象增減趨勢(shì)逐漸發(fā)生了變化[2]，我國極端降雨的時(shí)空分布和變化趨勢(shì)日趨增多[3～4]。就我國大范圍來說，中國極端降雨量的時(shí)空差異較大。保定地區(qū)位于38°10′N～40°N′，113°40′E～116°20′E之間，地處華北平原北部，境內(nèi)山地、平原和濕地三大地貌共存，山清水秀，土地肥沃，旅游資源豐富。

在氣候日趨變暖的大背景下，多種地貌的保定地區(qū)的氣候隨之發(fā)生了改變[5～6]，單就極端降雨空間變化而論，尚無文獻(xiàn)研究。因此，本文利用保定11個(gè)氣象站的逐日降雨觀測數(shù)據(jù)，分析了1980～2018年保定地區(qū)極端降雨時(shí)空分布特征，以期為保定地區(qū)的氣象預(yù)報(bào)以及防災(zāi)減災(zāi)工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源。采用河北省氣象信息中心提供的保定地區(qū)11個(gè)氣象觀測站(表1)1980～2018年逐日降水?dāng)?shù)據(jù)。

表1 保定地區(qū)站點(diǎn)經(jīng)緯度及海拔高度

1.2 研究方法。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)論，本文的極端降雨閾值設(shè)定為單站近39年來降雨量升序排序時(shí)第95百分位的數(shù)值，極端降雨日數(shù)為大于該降雨閾值出現(xiàn)的天數(shù)。統(tǒng)計(jì)方法采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)，空間插值采用最優(yōu)內(nèi)插法Kriging插值。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)保定地區(qū)1980～2018年的極端降雨量進(jìn)行Kriging法空間插值。由圖1可以很明顯看到，保定地區(qū)的極端降雨量分布北部多、南部少，在蠡縣周邊存在一個(gè)低值中心，等值線在該縣附近彎曲較大。

圖1 1980～2018年保定地區(qū)極端降雨空間分布圖(單位：mm)

2.2 對(duì)保定地區(qū)1980～2018年的極端降雨日數(shù)進(jìn)行Kriging法空間插值。由圖2可以看到，極端降雨日數(shù)西部多東部少，在定州和蠡縣附近存在兩個(gè)低值中心。

圖2 1980～2018年保定地區(qū)極端降雨日數(shù)空間分布圖(單位：d)

2.3 對(duì)保定地區(qū)1980～2018年的極端降雨占年總降雨量的貢獻(xiàn)率進(jìn)行Kriging法空間插值。由圖3可以看出，極端降雨占年總降雨量的貢獻(xiàn)率在曲陽存在一個(gè)高值中心，在定州和蠡縣各存在一個(gè)低值中心。

圖3 1980～2018年保定地區(qū)極端降雨占年總降雨量貢獻(xiàn)率空間分布圖(單位：%)

3 結(jié)論與討論

降水量變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響有利有弊。就季節(jié)變化而言，春季溫度快速回升，但是雨水不足且大風(fēng)天氣居多，導(dǎo)致春旱的發(fā)生頻率大大增加，春播農(nóng)作物無法及時(shí)播種，部分農(nóng)作物雖然能夠及時(shí)播種，但無法正常出苗[7]。夏季溫度較高且降雨量充沛，導(dǎo)致暴雨洪澇、大風(fēng)等災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)夏玉米的正常生長極為不利。秋季降水量變化趨勢(shì)最為顯著，導(dǎo)致秋旱時(shí)有發(fā)生，然而這一階段的溫度和積溫較高，能夠?yàn)檗r(nóng)作物的正常生長發(fā)育提供充足的熱量條件。冬季氣溫呈升高趨勢(shì)，有利于種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整[8]，同時(shí)為農(nóng)業(yè)病蟲害越冬創(chuàng)造了十分有利的條件，導(dǎo)致害蟲的成活率顯著增加，不僅導(dǎo)致病蟲害泛濫，還對(duì)農(nóng)作物的品質(zhì)與產(chǎn)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

通過以上分析可見，保定地區(qū)極端降雨量東、西、南、北各個(gè)方向的降雨量都或多或少，但總降雨量的貢獻(xiàn)率，在曲陽周邊存在一個(gè)高值中心，在定州和蠡縣周邊各存在一個(gè)低值中心。