近50年晉北地區氣象干旱事件分析研究

李睿 羅煥梅

摘 要 本文基于綜合氣象干旱指數（CI），利用區域性極端事件客觀識別法，對1972-2018年晉北地區區域性氣象干旱事件進行了識別，確定了該方法中相應的參數組并識別得到41次晉北地區區域性氣象干旱事件，并對排名前10位的事件與文件記載情況逐一進行對比檢驗，結果表明該方法對晉北地區區域性氣象干旱具有良好的識別能力。41次干旱事件分為3次極端事件、6次重度事件，12次中等事件和20次輕度事件，其中2008年10月1日至2009年6月15日秋冬春連旱是晉北地區強度最強的干旱事件。分析表明，晉北地區區域性氣象干旱事件的持續時間一般為16-125d，最長可達258d;干旱事件具有較明顯的季節特征，3-6月和9-11月是事件的兩個高發時段。近50年晉北地區區域性干旱事件頻次、累計綜合強度總體呈上升趨勢，其主要原因可能是降水量減少所致，同時氣溫顯著升高也起到了明顯的推動作用。

關鍵詞：近50年;晉北地區;區域性氣象干旱事件;朔州氣象干旱事件

本文首先依據區域性極端事件客觀識別法，對晉北地區近50年區域性干旱事件進行客觀識別研究，將“區域性極端事件客觀識別方法”應用于晉北地區區域性氣象干旱事件的識別，對近50年來晉北地區區域性氣象干旱事件進行識別和分析，明顯反映出事件在歷史的排位。

一、研究區域概況

晉北地區位于山西省北部，黃土高原東北，是中國北方農牧交錯帶的組成部分之一，是山西省主要的農作區及畜牧區，其行政區劃涉及山西的大同、朔州、忻州三個地級市。研究區域內地形復雜，西北部為黃土丘陵區，東部為盆地區，平均海拔900～1800 m。晉北屬于溫帶半干旱氣候，年日照時數2400～2960 h，年平均氣溫4.2～9.8℃，年平均降水量360～460 mm，降水主要集中在夏秋季的6—9月，占全年降水量的70%～80%。大部分地區為雨養農業，種植制度為一年一熟。

二、資料和方法

（一）資料

研究所用資料包括逐日降水量、逐日平均氣溫和綜合干旱氣象指數（CI）資料。逐日降水量、逐日平均氣溫資料為山西省氣象信息中心提供的1972年1月1日至2018年12月31日經質量經驗的晉北地區28個臺站資料。通過綜合氣象干旱指數的計算公式，利用前期平均氣溫、降水量資料滾動計算了逐日綜合氣象干旱指數（CI）資料。

（二）方法

（1）CI指數

綜合氣象干旱指數CI由張強等（2006）建立，利用近30天（相當月尺度）和近90天（相當季尺度）降水量標準化降水指數，以及近30天相對濕潤指數進行綜合而得，通過計算公式利用前期氣溫、降水量可計算出每天的CI。

（2）區域性極端事件客觀識別法

極端天氣氣候事件通常具有一定的影響范圍和持續時間，即是區域性極端事件。Ren等（2012）發展了一種區域性極端事件客觀識別方法，該方思路清晰：提出“糖葫蘆串”模型，并借助該模型的思路，將逐日影響范圍合理地“串”成一串從而構成一個完整的區域性事件。該客觀識別法包括5個技術步驟：單點（站）逐日指數選定、逐日自然異常帶分離、事件的時間連續性識別、區域性事件指標體系和區域性事件的極端性識別。其中，逐日自然異常帶分離和事件的時間連續性識別是該方法的兩個關鍵技術;區域性事件指標體系是針對區域性事件的特點專門提出的，包括5個單一指數：極端強度、累計強度、累計面積、最大影響面積和持續時間，以及一個綜合指數。本文基于CI指數采用該方法法識別晉北地區區域性干旱事件，OITREE法計算原理詳見Ren等（2012年），參數賦值表略。

三、識別效果檢驗

由OITREE方法識別得到晉北地區41次區域性氣象干旱事件，分為3次極端事件、6次重度事件，12 次中等事件和 20次輕度事件。綜合指數排在前兩位的事件分別為：（1）2008年10月1日至2009年6月15日朔州大旱，持續時間長達258 d，涉及全區，歷經秋冬春季形成三季連旱。（2）1972年1月1日至7月6日，干旱事件持續了187d，是晉北地區第二強的干旱事件。針對OITREE識別得到的綜合指數排名前10位的干旱事件與文獻記載情況做了對比。3次極端事件在相關文件中全部都有記載，結果與實際吻合，干旱發生的時段也吻合。可見，OITREE方法對晉北地區區域性氣象干旱事件表現出了良好的識別能力。

進一步分析表明，晉北地區區域性氣象干旱事件的持續時間一般為16-125 d，最長可達258 d;干旱事件具有較明顯的季節特征，3-6月和9-11月是事件的兩個高發時段。

針對過去50年晉北地區區域性干旱事件增多增強的發展趨勢，分析了晉北地區氣象干旱與氣溫之間的關系，表明近50年晉北地區年平均氣溫呈顯著上升趨勢。近50年晉北地區區域性干旱事件頻次、累計綜合強度總體呈上升趨勢。近50年晉北地區區域性氣象干旱事件增多增強的主要原因可能是降水量減少所致，同時氣溫顯著升高也起到了明顯的推動作用。

四、結論與討論

（一）1972-2018年晉北地區共發生了41次區域性氣象干旱事件，包括3次極端事件、6次重度事件，12次中等事件和 20次輕度事件，其中2008年10月1日至2009年6月15日秋冬春連旱是晉北地區強度最強的干旱事件，干旱影響了整個晉北地區。

（二）晉北地區區域性氣象干旱事件的持續時間一般為16-125 d，最長可達258 d;干旱事件具有較明顯的季節特征，3-6月和9-11月是事件的兩個高發時段。

（三）近50年晉北地區區域性干旱事件頻次、累計綜合強度總體呈上升趨勢。近50年晉北地區區域性氣象干旱事件增多增強的主要原因可能是降水量減少所致，同時氣溫顯著升高也起到了明顯的推動作用。

本文應用區域性極端事件客觀識別法對晉北地區區域性氣象干旱事件進行了初步分析，毋庸置疑，對晉北地區區域性氣象干旱事件進行成因診斷，增強對干旱成因機制的理解正是未來工作中需要進一步加強的內容，深入研究干旱的成因機制對旱災頻發的晉北地區提高防災抗災能力和預測水平具有重要意義。

參考文獻

[1]安莉娟.近50年華北區域性氣象干旱事件的特征分析，氣象，2014，40（9）：1098-1105.

[2]張強，鄒旭愷，肖風勁，等.氣象干旱等級GB/T20481-2006.中華人民共和國國家標準.北京：中國標準出版社，2006：1-17.