內(nèi)蒙古東南部地區(qū)惡劣氣候事件特點(diǎn)及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響研究

文章編號(hào)：1674-6139（2025）07-0055-05

中圖分類號(hào)：X171文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Study on Characteristics of Adverse Climate Events in Southeast Region of Inner Mongolia and Their Impact on Ecological Environment

Wu Wenqi

（TongliaoMeteorological Bureau，TongliaoO28OOO，China）

Abstract：ThispaperanalyzedthecharacteristicsofsevereweathereventsinTongliaoCity，whichislocatedinthesoutheasterne gionoferMongoliaandtheirimpactoteologicalnviroentFromtheperspectivesoflimateelementchangetrends，lite states，extreeeaeddallraecis，dtdo othermethodstoanalzetheirchangecharacteristics.TheresultsshowthattheindexofextremetemperatureinTongliaoCityshowsanncreasingtrendhetrendofclimatewarmingisobvious，hichleadstomorepromnentextremeprecipitationandrainsto.Tefluctuationofextremelowtmperaturesisorebvious，andtheakeningtrendofetremepreciitationintesityisoreproouncedaat ofextremesnowfalleincreaseintemperatureandprecipitationhasledtonimprovementinvegeatiocoverageinheeaandthe overall ecologicalenvironmentisshowingatrendofimprovement（withadiffrenceofmorethan1inindicatorchanges）.

Keywords：TongliaoCity；adverseweatherconditions；ecologicalenvironment；changingcharacteristics；extremeprecipitation

前言

能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日漸凸顯使得清潔能源得以快速發(fā)展，而大氣成分、水汽以及氣候變化等也會(huì)對(duì)太陽(yáng)能資源造成影響[1]。內(nèi)蒙古地區(qū)因沙漠面積大、日照時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，具備光伏發(fā)電的基本條件，但沙塵等惡劣天氣條件的干擾使得清潔能源發(fā)電的投入成本較高，且維護(hù)難度較大。惡劣氣候事件所致氣象指標(biāo)異常會(huì)引發(fā)一系列滯后反應(yīng)或連鎖反應(yīng)，破壞生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)平衡狀態(tài)。同時(shí)，不確定極端天氣也會(huì)對(duì)能源需求和系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施造成較大壓力，使其安全穩(wěn)定運(yùn)行受到極大挑戰(zhàn)[，3]李薇等學(xué)者針對(duì)氣候變化對(duì)區(qū)域風(fēng)能的影響特點(diǎn)，提出通過(guò)聚類分析對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)風(fēng)速及風(fēng)能資源進(jìn)行評(píng)估[4]。何超依據(jù)極端氣候指標(biāo)變化特征，借助線性趨勢(shì)方法和固定效應(yīng)模型分析對(duì)油茶氣候產(chǎn)量的影響[5]。當(dāng)前對(duì)于惡劣氣候事件的影響分析多集中在大范圍區(qū)域內(nèi)，而較少對(duì)局部地區(qū)進(jìn)行定量定性分析。同時(shí)，氣象因子的變化使得內(nèi)蒙古地區(qū)太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在較多的不確定性，且近年來(lái)風(fēng)速降低情況也為風(fēng)能這類清潔能源的利用帶來(lái)了較大挑戰(zhàn)。因此，對(duì)內(nèi)蒙古東南部地區(qū)進(jìn)行惡劣氣候事件特點(diǎn)分析，并探究對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，能更好地為生態(tài)防治思路整理及能源開(kāi)發(fā)利用提供參考。

資料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

通遼市坐落于內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部，位于北緯42^°14^′37^′′～45^°59^′24^′′ ，東經(jīng) 119^°14^′28^′′～123^°42^′30^′′ 通遼東臨吉林省，南接遼寧省，西與赤峰市、錫林郭勒盟毗鄰，南北長(zhǎng) 418km ，東西寬 370km ，總面積達(dá)到59 535km² 。通遼市氣候?yàn)闇貛Т箨懶詺夂?，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥[6-7]。通遼地區(qū)地形、氣候復(fù)雜多變，如洪澇、沙塵暴、冰雹、龍卷風(fēng)等氣象災(zāi)害事件頻發(fā)，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。通遼市地處科爾沁沙地腹地，土地沙化問(wèn)題較為嚴(yán)重，據(jù)荒漠化監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，通遼市沙化土地已占到監(jiān)測(cè)面積的 30% 以上。通遼市礦產(chǎn)資源豐富，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，該市工業(yè)企業(yè)的排污總量在全區(qū)中占據(jù)比重較大，且煤炭消耗量和廢水排放量等呈現(xiàn)出逐年增加趨勢(shì)，治理成效有待提升。

1.2通遼市惡劣氣候發(fā)生情況

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年-2023年通遼市惡劣事件發(fā)生次數(shù)較多，其中暴雨天氣多集中在夏季（6-8月），短時(shí)強(qiáng)降水特征明顯，偶爾會(huì)受北上臺(tái)風(fēng)影響出現(xiàn)區(qū)域性暴雨天氣。極端降水情況多集中于夏季，極端日降水情況遠(yuǎn)超過(guò)歷史極值情況。短時(shí)強(qiáng)降水情況偶伴有冰雹，最大冰雹直徑可達(dá)1.5cm ，上述惡劣氣候事件帶來(lái)了嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失。見(jiàn)表1中2023年通遼市極端月氣溫事件。

通遼市2023年極端月氣溫?cái)?shù)據(jù)均突破或達(dá)到1961年以來(lái)歷史同期極值或次極值，且表1各氣象站的平均氣溫之間的變化相差不大。

1.3 數(shù)據(jù)處理

依據(jù)通遼市惡劣氣候資料，選取惡劣氣候事件的兩大主要表現(xiàn)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行表示，包括極端溫度指數(shù)和極端降水指數(shù)。隨后借助氣候傾向率對(duì)指標(biāo)進(jìn)行趨勢(shì)分析，建立起對(duì)應(yīng)的線性方程，見(jiàn)式（1）。

式（1）中， x_i 表示待研究年份的氣候指標(biāo)， t_i 為所在年份， a 為氣候傾向率 （C（mm）/10a） 。同時(shí)Mann－Kendal非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和趨勢(shì)系數(shù)法對(duì)指標(biāo)變化趨勢(shì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，計(jì)算公式見(jiàn)式（2）。

式（2）中， d_k 為氣候序列構(gòu)造的統(tǒng)計(jì)量， r_i 為秩序列， n 為時(shí)間序列的長(zhǎng)度， UF_k 為定義統(tǒng)計(jì)量， k 為序列數(shù)。趨勢(shì)系數(shù)能對(duì)影響氣候變化的要素指標(biāo)進(jìn)行時(shí)間序列變化特征分析，當(dāng)趨勢(shì)系數(shù)值大于零，表示增溫情況，小于0則表示降溫情況。其中變差系數(shù)可用于衡量氣象要素離散平均狀態(tài)的程度，表示如式（3）。

態(tài)環(huán)境指標(biāo)選取時(shí)，借助主成分分析進(jìn)行變量數(shù)據(jù)分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)特征數(shù)據(jù)的篩選，以累積方差貢獻(xiàn)率大于 80% 作為篩選標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果分析

檢驗(yàn)通遼市資料數(shù)據(jù)（2013年－2023年）氣溫突變，兩條曲線的交叉位置為突變點(diǎn)。同時(shí)對(duì)通遼地區(qū)逐年平均氣溫和降水情況進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1（a）顯示，該地區(qū)年平均氣溫呈現(xiàn)出不規(guī)則變動(dòng)情況，以突變時(shí)間（2019年）為節(jié)點(diǎn)，前后呈現(xiàn)出緩慢增溫以及快速增溫態(tài)勢(shì)。圖1（b）中，通遼地區(qū)降水量曲線變化波動(dòng)明顯，且多項(xiàng)式降水量曲線波動(dòng)較為平滑，近似呈現(xiàn)出先增加后減少的周期變化。在2019年之后，該地區(qū)的降水情況無(wú)明顯特別下降情況。原因可能在于，該地區(qū)由于地理區(qū)域的特殊性和脆弱性，生態(tài)系統(tǒng)在2019年的降水量有所減少。隨后對(duì)該地區(qū)惡劣氣候事件演變特征進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2中，通遼地區(qū)的極端氣溫指數(shù)情況均呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，增長(zhǎng)率均在1.5以上，最大變化率幅度達(dá)到了 3.8% （暖日）。其中暖夜的數(shù)值變化也較為明顯，在突變前后的變化率分別為 3.33% 和-0.47% ，表明該地區(qū)夜晚氣溫增加情況較為明顯。

由于氣溫升高，可能導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)加快，植被生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，但也可能加劇干旱和土壤鹽堿化問(wèn)題。同時(shí)，冬季的溫暖可能減少冰雪覆蓋，影響水文循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的水分平衡。隨后對(duì)惡劣降水情況進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3中，極端降水情況的減少呈不規(guī)則波動(dòng)趨勢(shì)，其中極端降水量相關(guān)指標(biāo)變化明顯，極端降雪情況有所增加。極端降水量的變化率在突變前后的數(shù)值分別為 -1.43% 和 -12.33% 。變差系數(shù)結(jié)果表明，除極端降水量和一天最大降水量指標(biāo)外，其余指標(biāo)的突變后數(shù)據(jù)明顯小于突變前，數(shù)值差值幅度均在0.04以上，數(shù)值均不超過(guò)0.45。其中極端降雪的變化率變化明顯，氣候變暖后的極端降水情況有所改善，但仍存在局部強(qiáng)降水和暴雪情況。隨后對(duì)通遼地區(qū)生態(tài)環(huán)境的演變趨勢(shì)進(jìn)行分析，以科爾沁沙地選取某范圍作為示范區(qū)，并依據(jù)衛(wèi)星資料將該區(qū)域劃分為水域、固定沙地、流動(dòng)沙地等類型，結(jié)果見(jiàn)圖2。

如圖2所示，該示范區(qū)域的土地沙化情況較為明顯，除水域外，其他部分的圖斑數(shù)量均有所增加。其中固定沙地面積的數(shù)據(jù)有所增加，數(shù)值在2013年和2023年分別達(dá)到了 11 015.8037km² 和14826.7627km² 。固定沙地的增加有助于減少風(fēng)沙活動(dòng)，降低沙塵暴等惡劣氣候事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度。通過(guò)植被恢復(fù)和土壤固定，可以減少風(fēng)蝕作用，進(jìn)而改善區(qū)域氣候環(huán)境?？茽柷呱车仫L(fēng)能資源豐富，但在風(fēng)電發(fā)生過(guò)程中存在施工技術(shù)不合理、土地資源破壞嚴(yán)重等問(wèn)題，使得清潔能源的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在發(fā)揮上受到一定限制，故在今后必須更關(guān)注能源開(kāi)發(fā)與環(huán)境治理之間的關(guān)系。隨后對(duì)通遼市各旗縣生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行分析，選取通遼市資料2013年數(shù)據(jù)和2023年數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表3。

如表3所示，在早期，該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況植被覆蓋較差，整體表現(xiàn)出的干旱少雨情況較為明顯。但在土地退化指標(biāo)上，通遼市各旗縣數(shù)值要好于2023 年數(shù)據(jù)，其余生態(tài)環(huán)境指標(biāo)情況均有不同程度的改善，最大變化數(shù)值在10以上。氣候增溫使該地水網(wǎng)狀況有所改善，2023年較2013年，各區(qū)域數(shù)值差值幅度基本在1以上。但在后續(xù)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中，需注意氣候變暖帶來(lái)惡劣氣候情況。

3結(jié)論

基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)峻形勢(shì)，對(duì)內(nèi)蒙古東南部地區(qū)惡劣氣候事件特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)其與生態(tài)環(huán)境之間的影響關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明，通遼地區(qū)年平均氣溫以2019年為突變節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)出不規(guī)則變動(dòng)情況，且降水量曲線變化波動(dòng)明顯。通遼地區(qū)的極端氣溫指數(shù)情況均呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，增長(zhǎng)率均在1.5以上，最大變化率幅度達(dá)到了 3.8% （暖日），表示低溫事件指標(biāo)的減少態(tài)勢(shì)明顯。該地區(qū)極端降水量的變化率在突變前后的數(shù)值分別為 -1.43% 和-12.33% ，極端降雪的變化率變化明顯，但仍存在局部強(qiáng)降水和暴雪情況。在早期，該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況植被覆蓋較差，整體表現(xiàn)出的干旱少雨情況較為明顯，部分地區(qū)的荒漠化情況較為明顯。

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