2021年石嘴山市氣候條件及主要氣候事件分析

李榮　薛佩珍　李曉虹　陳彥虎

摘要 根據(jù)石嘴山市2021年逐日氣象資料，通過數(shù)理統(tǒng)計分析法和GIS插值分析方法對石嘴山市基本氣候特征及主要天氣氣候事件進(jìn)行分析評價。結(jié)果表明：2021年石嘴山氣溫正常略偏高，降水偏少，大風(fēng)、沙塵天氣偏多，靜穩(wěn)天氣日數(shù)偏少。該市2021年出現(xiàn)1月、2月“冷暖兩重天”；春季降水異常多，3月降水創(chuàng)歷史新高；首場透雨破3月日降水量極值；沙塵兩次暴擊；夏季降水異常少，氣象干旱嚴(yán)重；連續(xù)高溫日數(shù)突破歷史極值等極端天氣氣候事件，對人民生命財產(chǎn)安全、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等造成了一定影響。

關(guān)鍵詞 石嘴山；氣候條件；氣候事件

中圖分類號：P463.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）06–0067-03

氣候變化會對自然生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的最新氣候報告，在未來幾十年里全球所有地區(qū)都將面臨氣候變化加劇的考驗，極端天氣將變得更加頻繁[1]。全球氣候變化主要表現(xiàn)在氣溫波動、降雨的時空分布和強(qiáng)度的變化[2]。近幾十年來，圍繞氣候變化及其影響，相關(guān)學(xué)者開展了大量的研究。潘志華等[3]探討了氣候變化影響鏈的形成機(jī)制，并提出應(yīng)對途徑。郭建

平[4]、謝立勇等[5]研究了全球氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。楊建明[6]研究了全球氣候變化對旅游業(yè)發(fā)展的影響。方建等[7]研究了氣候變化對洪水災(zāi)害的影響。韓會慶等[8]分析了氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。近年來，針對石嘴山氣候變化的研究也不少[9-10]。此處主要分析了2021年石嘴山市氣候條件及極端天氣氣候事件，以減輕不利氣象條件對當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)、經(jīng)濟(jì)社會的影響，為趨利避害統(tǒng)籌利用氣候資源、提高應(yīng)對極端氣候事件的防御能力、采取有力的保障措施等提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

石嘴山市位居黃河中游上段、寧夏回族自治區(qū)北部，東西寬約88.8 km，南北長119.5 km，東臨鄂爾多斯臺地，西踞銀川平原北部，地理坐標(biāo)為105°58′E～106°39′E，38°21′N～39°25′N，海拔高度1 090～3 475.9 m，按地形地貌可分為賀蘭山山地、賀蘭山東麓洪積扇沖積平原、黃河沖積平原和鄂爾多斯臺地4種類型。該區(qū)域?qū)僦袦貛Ц珊禋夂騾^(qū)和季風(fēng)氣候區(qū)西緣，氣候敏感，生態(tài)環(huán)境脆弱，地形復(fù)雜，降水量少，處于干旱半干旱地區(qū)，屬于典型的溫帶大陸性氣候，全年日照充足，降水量集中，蒸發(fā)強(qiáng)烈，氣候干燥，晝夜溫差大，無霜期短，夏熱而短促，春暖而多風(fēng)，秋涼而短早，冬寒而漫長。

1.2 數(shù)據(jù)處理

采用的數(shù)據(jù)包括：石嘴山市5個國家氣象站和142個自動氣象站2021年逐日氣溫、降水等氣象要素觀測數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)均通過質(zhì)量控制，運用數(shù)理統(tǒng)計分析法和GIS插值分析方法，對石嘴山市2021年的氣候變化特征和主要氣候事件進(jìn)行分析。氣候標(biāo)準(zhǔn)值采用1991—2020年的平均值。

2 2021年氣候概況

2.1 氣溫

2021年全市平均氣溫為10.6 ℃，較常年同期偏高1.0 ℃，比2020年偏高1.0 ℃。其中，石炭井、大武口、惠農(nóng)、平羅、陶樂平均氣溫分別為9.9、10.6、11.4、10.3、和10.7 ℃，分別較常年同期偏高1.2、0.5、1.5、0.6和1.3 ℃（表1）。平均氣溫空間分布高值區(qū)位于大武口、惠農(nóng)一帶，低值區(qū)位于賀蘭山東麓沿山和黃河?xùn)|岸平羅、陶樂地區(qū)（圖1）。2021年全市平均最高氣溫為18.0 ℃，為歷史同期第1高值；全市平均最低氣溫為

4.1 ℃，其中惠農(nóng)為1981年以來同期最高值，石炭井和陶樂為第2高值。

2.2 降水

2021年全市平均降水量為129.7 mm，較常年同期偏少27.7%，比2020年偏少31.0%，為2012年以來最少的一年。石炭井、大武口、惠農(nóng)、平羅、陶樂降水量分別為153.9、116.1、118.1、120.3和140.2 mm，較常年同期偏少17.7%、32.7%、31.9%、34.4%和21.7%（表2）。全市降水量空間分布高值區(qū)位于賀蘭山東麓沿山一帶和陶樂地區(qū)，低值區(qū)位于大武口至沙湖一帶地區(qū)（圖2）。降水量季節(jié)間波動大，其中冬、夏季明顯偏少，春、秋季偏多。冬、夏季全市平均降水量分別為0.5、30.0 mm，較常年同期偏少87%和73%；春、秋季平均降水量分別為61.1、38.2 mm，較常年同期偏多128%和0.8%。

2.3 大風(fēng)和沙塵日數(shù)

2021年全市平均大風(fēng)日數(shù)為20.6 d，較常年同期偏多0.7 d，比2020年大風(fēng)日數(shù)偏多4.4 d。其中，石炭井、平羅大風(fēng)日數(shù)分別為42、20 d，較常年同期偏多18.1和7.5 d；大武口、惠農(nóng)、陶樂大風(fēng)日數(shù)分別為10、26、5 d，較常年同期分別偏少8.7、10.9、2.5 d（表3）。

2021年全市平均沙塵日數(shù)為23.2 d，較常年同期偏多9.9 d，比2020年沙塵日數(shù)偏多14 d。其中，平羅沙塵日數(shù)為25 d，較常年同期偏少0.1 d，石炭井、大武口、惠農(nóng)、陶樂沙塵日數(shù)分別為30、16、31、14 d，分別較常年同期偏多22.3、3.6、19.8和3.7 d。春季（3—5月）各站沙塵日數(shù)為9～24 d，占到全年沙塵日數(shù)的45.2%～81.3%（表3）。

2.4 霾日數(shù)

2021年全市平均霾日數(shù)13 d，較近5年平均偏少12.9 d。其中，石炭井、大武口、惠農(nóng)、平羅、陶樂霾日數(shù)分別為3、16、22、14、10 d。2015—2020年全市各地霾日數(shù)呈明顯的增加趨勢，2021年大幅減少（圖3）。

2.5 靜穩(wěn)天氣

靜穩(wěn)天氣通常指近地面風(fēng)速?。ǘx為日最大風(fēng)速＜3 m/s）、大氣穩(wěn)定的一種低層大氣特征。2021年1月全市各地日最大風(fēng)速＜3 m/s的日數(shù)平均為5.6 d，較常年同期偏少2.6 d，比2020年少7.6 d，其中大武口為13 d，較常年同期偏多1 d，其余各地偏少1～8 d；2021年12月全市各地日最大風(fēng)速＜3 m/s的日數(shù)平均為9.8 d，較常年同期偏多1.8 d，比2020年少3.6 d（表4）。12月靜穩(wěn)天氣較多，地面風(fēng)速小，大氣層結(jié)穩(wěn)定，氣象條件不利于污染物稀釋和擴(kuò)散。

3 2021年石嘴山市主要天氣氣候事件

2021年，全年氣候異常多變，各地不同程度地出現(xiàn)了異常天氣氣候事件及氣象災(zāi)害。年內(nèi)氣象災(zāi)害主要以暴雨、大風(fēng)、沙塵、持續(xù)高溫、階段性低溫災(zāi)害等為主，對人民生命財產(chǎn)安全、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等造成了一定影響。

3.1 1、2月“冷暖兩重天”

2021年冬季，經(jīng)歷前冬“極寒”向后冬“極暖”的迅速轉(zhuǎn)變，前冬部分地區(qū)破最冷紀(jì)錄，而后冬氣溫創(chuàng)新高。1月7日清晨，全市出現(xiàn)了極寒天氣，各地最低氣溫在-27.1～-23.4 ℃，其中大武口、石炭井最低氣溫分別為-27.1、-25.7 ℃，突破歷史極值。2月全市多站平均氣溫、極端最高氣溫均創(chuàng)歷史新高：石炭井、大武口、惠農(nóng)、陶樂平均氣溫較常年同期分別偏高5.5、4.4、5.4、4.6 ℃，均創(chuàng)1981年以來歷史新高；平羅平均氣溫為0.9 ℃，較常年同期偏高3.9 ℃，為1981年以來第2高值；大武口、惠農(nóng)、平羅、陶樂極端最高氣溫分別為19.7、18.7、19.5和19.6 ℃，四站均突破歷史同期極值。石嘴山市1、2月出現(xiàn)“冷暖兩重天”。

3.2 “3·15”“3·28”沙塵2次暴擊

2021年3月15—17日，全市各地出現(xiàn)能見度小于500 m的強(qiáng)沙塵暴，最小能見度僅為166 m，出現(xiàn)在沙湖，其中3月15日范圍最大、強(qiáng)度最強(qiáng)。此次強(qiáng)沙塵暴為2002年以來強(qiáng)度最強(qiáng)、范圍最大的一次沙塵暴，其范圍、強(qiáng)度僅弱于1983年4月27—28日、1984年4月25—30日和2001年4月8—10日發(fā)生的特強(qiáng)沙塵暴（能見度小于50 m），與1982年5月4日、1993年5月6日相當(dāng)。

3月28日，全市大部地區(qū)再次出現(xiàn)沙塵暴，能見度為600～1 000 m，最低能見度出現(xiàn)在惠農(nóng)，為635 m，其影響范圍和強(qiáng)度為2002年以來僅次于今年“3·15”的沙塵暴。

3.3 首場透雨破3月日降水量極值

3月31日全市出現(xiàn)明顯降水，平均降水量為33.9 mm，各地降水量為22.6～39.2 mm，大部地區(qū)出現(xiàn)10 mm以上透雨；其中累計降水量超過30.0 mm的站點有65個，累計降水量超過50.0 mm的站點有15個，創(chuàng)3月日降水量極值。此次降水范圍大、強(qiáng)度強(qiáng)，歷史罕見：如此大范圍的透雨過程出現(xiàn)時間為石嘴山1991年以來最早；為1981年以來最早的區(qū)域性大雨過程。

3.4 春季（3—5月）降水異常多，其中3月降水創(chuàng)歷史新高

2021年春季全市各地累計降雨量為51.6 （大武口）～70.2 mm（陶樂），較常年同期偏多105.7％（石炭井）～146.2％（平羅）。其中，石炭井為2000年以來春季累計降水量最多的城市區(qū)，大武口、惠農(nóng)、平羅均為2000年以來第2多值，陶樂為第3多值。

3月全市平均降水量為37.8 mm，較常年同期偏多9.2倍。其中石炭井、大武口、惠農(nóng)、平羅、陶樂累計降水量分別較常年同期偏多6.1、8.2、11.6、10.1、9.9倍，均為1961年以來歷史同期第1多值。

3.5 4月平均氣溫日較差創(chuàng)1961年以來新低

2021年4月全市平均最高氣溫為16.8 ℃，較常年同期偏低2.5 ℃，為2011年以來最低值；全市平均最低氣溫為5.7 ℃，偏高1.1 ℃。由于最高氣溫異常偏低，最低氣溫偏高，全市氣溫平均日較差為11.1 ℃，較常年偏低3.7 ℃，創(chuàng)1961年以來新低，各地氣溫日較差為9.6～12.0 ℃，偏低3.0～4.2 ℃，除大武口為第2低值，其他各地均創(chuàng)新低。

3.6 夏季降水異常少，氣象干旱嚴(yán)重

2021年夏季（6—8月），全市各地累積降水量為11.8（平羅）～65.41 mm（石炭井），較常年同期偏少45.0％（石炭井）～89.7％（平羅），其中大武口、惠農(nóng)、平羅夏季降水量均為1981年以來同期最少的一年。降水異常偏少，導(dǎo)致氣象干旱嚴(yán)重。

3.7 7月連續(xù)高溫日數(shù)突破歷史極值2021年7月全市各地連續(xù)出現(xiàn)

35 ℃及以上高溫天氣2～9 d，其中大武口≥35 ℃高溫最長連續(xù)日數(shù)為9 d，突破歷史極值；石炭井≥35 ℃高溫最長連續(xù)日數(shù)為2 d，為歷史同期第2高值；惠農(nóng)、平羅≥35 ℃高溫最長連續(xù)日數(shù)分別為3 d、4 d，為歷史同期第3高值；陶樂≥35 ℃高溫最長連續(xù)日數(shù)為3 d，為歷史同期第4高值。

4 結(jié)論

根據(jù)分析結(jié)果，2021年石嘴山市氣溫正常略偏高，降水偏少，且季節(jié)分布不均，主要表現(xiàn)為冬、夏季異常偏少，春、秋季明顯偏多，大風(fēng)、沙塵天氣偏多，霾日數(shù)較少，靜穩(wěn)天氣日數(shù)有所減少。

2021年石嘴山市主要出現(xiàn)1月2月“冷暖兩重天”；春季降水異常偏多，3月降水創(chuàng)歷史新高；首場透雨破3月日降水量極值；沙塵2次暴擊；夏季降水異常少，氣象干旱嚴(yán)重；連續(xù)高溫日數(shù)突破歷史極值等極端天氣氣候事件。

2021年石嘴山市氣象災(zāi)害主要以暴雨、大風(fēng)、沙塵、持續(xù)高溫、階段性低溫災(zāi)害等為主，對人民生命財產(chǎn)安全、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等造成了一定影響。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of Climatic Conditions and Main Climatic Events in Shizuishan City in 2021

Li Rong et al（Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract Based on the daily meteorological data of Shizuishan city in 2021， this paper analyzed and evaluated the basic climatic characteristics and major weather and climate events of Shizuishan city through mathematical statistics analysis and GIS interpolation analysis method. The results indicated that：In 2021， the temperature of Shizuishan city is slightly higher than normal， the precipitation was less than the same period of the year， the wind and dust weather was more than the same period of the year， the number of haze days was less than the same period of the year， and the number of static and stable weather days was less than the same period of the year. The main weather and climate events included： cold and warm weather in January and February; Spring rainfall was unusually heavy， and march precipitation reached a record high. The first rainstorm broke the extreme value of daily precipitation in March; Extremely severe sandstorm weather twice; Summer precipitation was unusually low and meteorological drought was serious;The number of consecutive high temperature days broke the historical extreme value. These extreme weather and climate events have had a certain impact on the safety of peoples lives and property， agricultural and animal husbandry production and the ecological environment.

Key words Shizuishan; Climate Conditions; Climate event

基金項目 寧夏自然科學(xué)基金“氣候變化對寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄生態(tài)種植氣候適宜區(qū)的影響”（2022AAC03762）。

作者簡介 李榮（1985—），女，甘肅武威人，工程師，主要從事氣象服務(wù)和應(yīng)用氣象研究。*通信作者：陳彥虎（1969—），男，寧夏平羅人，高級工程師，主要從事應(yīng)用氣象與農(nóng)業(yè)氣象研究，E-mail：nxchenyh@163.com。

收稿日期 2023-03-03