臨夏地區干旱特征及干濕氣候區劃

孫磊+楊振鑫+文慧+馬哈志熱

摘要 通過對臨夏地區干旱特征分析，根據干燥度的變化確定臨夏州干濕氣候分布特征，繪制臨夏州干濕氣候分布區劃圖，結果表明：臨夏地區干旱的氣候類型按季節可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱，春末夏初旱出現的幾率為13%～87%；其中，永靖縣大部區域和東鄉縣北部地方出現春末夏初旱的幾率最高，達87%；和政縣出現的幾率最低，為13%。出現干旱年份占68%，無旱年份占32%，出現區域性干旱幾率多達60%；局部干旱的幾率為27%，全州出現干旱的幾率僅為13%；春旱和春末初夏旱出現的幾率高，強度大；春旱幾率達45%，初夏旱幾率達30%，春旱和初夏旱是影響臨夏地區夏秋作物產量的主導因素；臨夏州干濕氣候分布區劃圖總體上與臨夏地區干旱氣候特征分布相對應，永靖縣大部區域和東鄉縣北部地方為干旱區；東鄉縣東北部的車家灣鄉是臨夏州的特旱區。

關鍵詞 干旱；特征；干濕氣候區劃；甘肅臨夏

中圖分類號 P469 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）21-0197-02

臨夏州地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶邊坡區域，地勢呈西南部高、東北部低于西南部而高于中部的傾斜盆地，境內地形復雜、梁峁溝谷相間、自然環境較差、生態環境脆弱；境內自然災害種類多，發生頻率高，涉及范圍廣，影響程度深，是全省氣象災害最嚴重的地區之一。特別是近年來由于氣候變化引發的干旱、暴雨、冰雹、寒潮等極端天氣事件頻繁發生，嚴重威脅著農業增產增收和農村經濟的發展，全州每年因氣象災害造成的經濟損失占GDP的5%～6%。干旱是影響臨夏州經濟建設的主要自然災害，是制約農業發展的主要原因，也是影響糧食產量的主要因素[1]，每年因干旱造成的經濟損失巨大，據統計，全州干旱發生幾率高達30%～65%。本文利用臨夏州6個氣象觀測站40多年氣候觀測資料，根據氣象干旱等級標準，通過對臨夏地區干旱氣候特征分析，根據干燥度的變化確定臨夏州干濕氣候分布特征，借助于ArcGIS軟件[2]，繪制臨夏州干濕氣候分布區劃圖，為臨夏地區農業氣象災害防御和為農服務工作提供參考依據。

1 資料與方法

臨夏州介于34°57′～36°12′N，102°41′～103°40′E之間，總面積8 169 km2，海拔高度為1 563～4 636 m；境內地形復雜，相對海拔高度差大，具有大陸性、季風和山地氣候的特點，氣候地域性差異懸殊。本文利用臨夏州6個氣象觀測站1968—2010年氣候觀測資料，依據地面氣象觀測規范[3]規定的日期為分界標準，采用數理統計方法對降水數據統計整理，根據氣象干旱等級標準，通過對臨夏地區干旱氣候特征分析，根據干燥度的變化確定臨夏州干濕氣候分布特征，借助于ArcGIS軟件[2]，繪制臨夏州干濕氣候分布區劃圖。

2 結果與分析

2.1 干旱發生幾率及氣候類型

2.1.1 干旱的發生幾率。干旱是指長時間降水偏少，造成空氣干燥、土壤缺水、水源枯竭，影響農作物和牲畜正常生長發育而減產的現象[4]。根據氣象干旱等級國標GB/T 20481—2006，干旱幾率與年降水量的多寡成反相關關系，經計算相關系數為-0.912，信度<0.01，干旱幾率可用下述表達：

P=148.8-0.208 58R

其中，P為干旱幾率（%），R為年降水量。

2.1.2 干旱的氣候類型。臨夏州一年四季均可發生干旱，按季節可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱等類型。

春旱標準：4—5月連續2個旬降雨量偏少50%或以上，旱段（2場有效降水的間隔日期，下同）≥15 d。臨夏地區出現春旱的幾率為40%～60%，平均2年一遇；臨夏州區域性春旱平均4年發生1次。春季是臨夏地區冬麥、春小麥、大秋作物和蔬菜等各類農作物出苗的關鍵時期，所以春旱對農作物生長發育影響較大。

春末夏初旱標準：5—6月內連續2個旬降水量偏少50%或以上，旱段≥35 d。春末夏初期間是臨夏州大部分地方小麥抽穗、揚花、灌漿和大秋作物拔節時期，各種作物需水較多，一旦發生干旱，作物的正常生長發育就會受到嚴重威脅。據統計，臨夏州春末夏初旱出現的幾率為13%～87%，其中以永靖縣大部和東鄉縣北部幾率最高，達87%；其次是臨夏市、廣河縣出現幾率達53%～56%；康樂、東鄉、臨夏縣出現的幾率為20%～30%；和政縣的幾率最低，僅為13%。

伏旱標準：7月中旬至8月中旬有1個旬降水量偏少50%或以上，旱段≥15 d。伏旱影響大秋作物的生長和復種作物的播種、出苗；據統計，臨夏地區發生伏旱的幾率為37%～67%，平均2～3年一遇。

秋旱標準：9月中旬至10月中旬連續2個旬降水量偏少50%或以上，旱段≥20 d。8月下旬至9月是秋田作物產量形成期，農作物需水量較多，一旦發生干旱，就會直接影響秋田作物的灌漿成熟，引起植株早衰，造成減產。據統計臨夏州地區發生秋旱的幾率為7%～33%。

2.2 干旱的氣候變化特征

2.2.1 干旱的年際分布特征。根據圖1臨夏地區歷年干旱發生次數變化情況可知，臨夏州出現干旱年份占68%，無旱年份占32%，即多數年份干旱，少數年份不旱。從干旱范圍看，臨夏地區出現區域性干旱幾率高達60%；局部干旱的幾率為27%，全州出現干旱的幾率僅為13%；從地域分布狀況看，永靖縣大部區域、東鄉縣北部及東北部地方出現干旱的幾率大，而且強度較強，容易出現夏、伏連旱；干旱幾率較小的地區強度也較弱，如和政縣未出現重旱。

2.2.2 季節性干旱發生幾率。臨夏地區出現季節性干旱的幾率較高，旱情損失較重。在各季節時段干旱中，春旱和春末初夏旱出現的幾率高，強度大；春旱發生幾率達45%，初夏旱發生幾率為30%，并且春季和初夏容易發生重旱；伏旱和秋旱出現較少，發生的幾率分別為20%和10%。春旱和初夏旱是影響臨夏地區夏秋作物產量的主要因素。

2.2.3 季節性干旱特征。臨夏地區出現季節性干旱的特征明顯，一年四季均可發生干旱，在3—10月農作物生長期均有可能發生，有的春旱在上年的冬季出現，甚至在秋季就出現，干旱可持續4～5個月；一年中出現1～2個的一般旱段和2～3個的重旱段約占干旱總數的35%，半干旱占45%。有的春旱可持續到6—7月，出現秋、冬旱和春連旱、冬春連旱、春夏連旱等。夏旱通常又稱“伏旱”，單純的伏旱對農作物影響較輕，但與春旱或秋旱相連，出現春旱連伏旱或伏旱連秋旱時對農作物的影響比較重。

2.3 干濕氣候分布區劃

2.3.1 干燥度變化。一般在農業氣候分析中采用干燥度來評價各地區的氣候干濕程度，按照甘肅省河東地區氣候標準，干燥度計算公式：

式中，K為干燥度，ΣT≥0 ℃為≥0 ℃期間的活動積溫，0.22和0.18分別為系數；由于地表蒸發力難以直接測得，故用ΣT ≥0 ℃代替蒸發力，R為≥0 ℃期間的降水量，采用該公式計算的結果與臨夏地區干燥度的實際情況符合。同時，利用臨夏、和政、康樂、廣河等站干燥度與海拔高度的關系，經回歸計算，求出回歸方程：

K=9.597·exp（-0.001 126H）

K=1.0，說明水分收支基本平衡；K>1.0，說明水分不足；K<1.0，說明水分有余。干燥度分級標準如下：干燥度<1.0為濕潤區，干燥度1.00～1.49為半濕潤區，干燥度1.50～1.99為半干燥區，干燥度2.0～3.0為干燥區，干燥度>3.0為特干燥區。

2.3.2 干濕分布區劃。利用臨夏地區6個氣象觀測站及周邊氣象臺站歷年的降水資料，計算降水距平百分率作為干旱指標，以年干燥度（K<1.0、1.0≤K<1.99、K≥2.0）分級，結合年降水量和天然植被指標，劃為干旱、半干旱、半濕潤、濕潤4個區域，如表1所示。

根據上述干濕分布區劃指標，結合臨夏地區土壤儲水性和年降水量分布特征，借助于ArcGIS軟件，繪制臨夏州干濕氣候分布區劃圖（圖2）。由圖可見，位于臨夏州的康樂縣、和政縣、廣河縣西南部、臨夏縣南部、積石山縣南部、東鄉縣境內的百合、關卜鄉K值在1.0以下，為濕潤區；積石山縣、臨夏縣、和政縣、廣河縣和康樂縣南部地區拔海高度在2 600 m以上的區域K值在0.5以下，為特濕潤區；廣河縣大部、東鄉縣中南部、臨夏市、臨夏縣北部、積石山北部、永靖縣西南角和東部的關山K值為1.00～1.49之間，為半濕潤區；東鄉縣境內的果園、高山、大嶺、河灘等鄉鎮及臨夏縣劉家峽水庫沿岸、永靖縣境內的紅泉、楊塔、陳井等鄉鎮K值在1.50～1.99之間，為半干旱區；東鄉縣北部、永靖縣的北部、中部和東南部大片地區K值在2.0以上，為干旱區；東鄉縣的車家灣K值超過3.0以上，是臨夏州的特旱區。

2.4 干濕氣候分布檢驗

通過臨夏地區近5年干旱造成的災害損失統計表明，臨夏州干濕氣候分布區劃圖總體上與干旱特征分布相對應。2010年臨夏州出現區域性春末夏初旱，東鄉、永靖、廣河縣境內出現重旱，干旱導致農作物受旱面積3 001.5 hm2，因旱不能播種4 802.4 hm2，因旱缺墑面積24 478.9 hm2。2013年臨夏州境內出現冬春連旱現象，自2012年入冬以來，由于有效降水偏少、氣溫偏高，全州范圍內出現持續旱情，致使永靖、東鄉縣大部分地方和廣河、和政、積石山、臨夏縣北部地區118個鄉鎮22個村57.9萬人受災，23.81萬人、5.48萬頭牲畜飲水發生困難，冬小麥、冬油菜等農作物受旱面積達24 800 hm2，春播地因旱缺墑面積達42 500 hm2。這些干旱發生區域主要位于干濕氣候區劃圖中的干旱區和半干旱區。因此，臨夏州干濕氣候分布風險區劃具有明顯的應用效果。

3 結論

通過對臨夏地區干旱特征分析，確定臨夏州干濕氣候分布特征，繪制臨夏州干濕氣候分布區劃圖，主要結論如下：

（1）臨夏地區干旱的氣候類型按季節可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱，春末夏初旱出現的幾率為13%～87%；其中，永靖縣大部區域和東鄉縣北部地方出現春末夏初旱的幾率最高，達87%；和政縣出現的幾率最低，為13%。

（2）臨夏地區出現干旱年份占68%，無旱年份占32%，出現區域性干旱幾率多達60%；局部干旱的幾率為27%，全州出現干旱的幾率僅為13%；

（3）在各季節時段干旱中，春旱和春末初夏旱出現的幾率高，強度大；春旱幾率達45%，初夏旱幾率達30%，春旱和初夏旱是影響臨夏地區夏秋作物產量的主導因素。

（4）臨夏州干濕狀態分布區劃圖總體上與臨夏地區干旱氣候特征分布相對應，永靖縣大部區域和東鄉縣北部地方為干旱區；東鄉縣東北部的車家灣鄉是臨夏州的特旱區。

4 參考文獻

[1] 楊先榮，黃成秀，賈效忠，等.甘肅中部農業干旱災害分析[J].甘肅農業，2004（9）：24-27.

[2] 中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003：2-3.

[3] 蘇軍鋒，肖志強，魏邦憲，等.基于GIS的甘肅省隴南市暴雨災害風險區劃[J].干旱氣象，2012，30（4）：650-655.

[4] 郭江勇，李棟梁，崔鳳英，等.甘肅河東春旱的氣候特征分析及預測模型[J].干旱氣象，2001，12（4）：34-37.