貴德縣氣象干旱特征分析

王寶蓮

0 引言

干旱災(zāi)害是我國最主要的自然災(zāi)害之一。干旱的頻繁發(fā)生和長期持續(xù)，不僅會給社會經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失，還會引起農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、水資源短缺、土地荒漠化和生態(tài)環(huán)境惡化等諸多不利影響。IPCC第四次評估報(bào)告指出，在所有的氣象災(zāi)害中，旱澇所造成的損失占到一半以上。我國西北地區(qū)東部位于青藏高原東北側(cè)，大部分地區(qū)處于干旱半干旱氣候區(qū)，降水量的地區(qū)分布很不均勻，自東南向西北迅速減少，干旱是該區(qū)域最常見、影響范圍最廣的氣象災(zāi)害。青海省地處青藏高原東北部，全省屬于高原大陸性氣候，是全球同緯度最干旱的地區(qū)之一，同時這里受西風(fēng)帶氣候、高原季風(fēng)和東亞季風(fēng)氣候影響，降水變率大，干旱頻率高，是我國氣候變化的敏感區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)。王鵬祥等[1]對1960-2003近44年來我國西北地區(qū)干濕特征進(jìn)行了分析，得出整個西北地區(qū)及其西風(fēng)帶氣候區(qū)、高原氣候區(qū)年干濕特征呈較為顯著的變濕趨勢。王希娟等[2]研究了青海春季降水的氣候變化特征及其對春旱的影響，認(rèn)為1961-2003年間青海高原大部分地區(qū)春季降水量的總趨勢是增加的，春季降水干、濕交替的特征非常明顯。近年來，對于貴德縣的氣候變化方面的相關(guān)研究已有不少報(bào)道[3]，但利用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）分析貴德地區(qū)干旱規(guī)律的文章較少。本文利用貴德縣1961—2017年近57年氣象資料，計(jì)算貴德地區(qū)年、季度、月尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（以下稱SPI指數(shù)），分析貴德地區(qū)干旱變化特征，為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及資料來源

1.1 研究區(qū)概況

貴德縣屬于青海東部農(nóng)業(yè)區(qū)，總面積3504平方千米，轄4鎮(zhèn)3鄉(xiāng)，119個行政村，總?cè)丝?0.6萬人，其中農(nóng)業(yè)人口8.63萬人，占總?cè)丝诘?1.5%，耕地面積19.22萬畝。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)為主，畜牧業(yè)占相當(dāng)比重，并輔之輕工業(yè)。主要農(nóng)產(chǎn)品有：小麥、油菜、蔬菜、果品等，是青海省糧食和蔬菜的重要生產(chǎn)基地。

貴德屬高原大陸性氣候，光照時間長，太陽輻射強(qiáng)。春季干旱多風(fēng)，夏季短促涼爽，秋季陰濕多雨，冬季漫長干燥，氣溫日差較大。縣城地區(qū)年平均氣溫為 7.6℃。年平均降水量250～559毫米，無霜期166天，作物生長期223天。由于貴德地形地勢和高原大陸性氣候等因素，氣象災(zāi)害種類多、強(qiáng)度大、頻率高，是我省氣象災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。主要?dú)庀鬄?zāi)害有干旱、冰雹、洪澇、霜凍、大風(fēng)、雷電等。貴德地區(qū)是青海省的主要農(nóng)業(yè)區(qū)。由于遠(yuǎn)離海洋，深居內(nèi)陸，降水少且時空分布不均勻，蒸發(fā)量大，氣候?qū)俑珊蛋敫珊祬^(qū)。在農(nóng)作物生長期內(nèi)經(jīng)常發(fā)生干旱，其中春旱出現(xiàn)頻率，在夏旱和春夏旱相連也時有發(fā)生。

1.2 資料來源

資料取自貴德縣氣象局1961—2017年觀測的逐日降水資料，計(jì)算貴德地區(qū)年、季、月尺度的SPI指數(shù)值，建立年、季、月尺度的SPI指數(shù)序列。

2 研究方法

2.1 SPI指數(shù)及其旱澇等級劃分

2.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel2003軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 年尺度干旱特征

基于貴德站的降水資料，計(jì)算了其年標(biāo)準(zhǔn)化干旱指數(shù)，并統(tǒng)計(jì)了貴德地區(qū)發(fā)生年干旱的頻率。圖1為貴德地區(qū)1961—2017年的12個月尺度的降水量分析結(jié)果，在1961—2017年近57年的SPI指數(shù)中，貴德地區(qū)共發(fā)生干旱15次，其中：特旱1次，重旱3次，中旱8次，輕旱3次。以12個月為尺度的干旱頻率為26.3%，表明貴德地區(qū)是干旱較頻發(fā)地區(qū)。貴德連續(xù)2年發(fā)生干旱的次數(shù)為2次，其中1965、1966年連續(xù)2年為重旱;1995、1996年分別為輕旱和中旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生干旱的次數(shù)僅有1次，為2000—2002年，分別發(fā)生特旱、輕旱和重旱。從干旱強(qiáng)度來看，貴德地區(qū)1961—2017年近57年的干旱強(qiáng)度在0.02～2.57之間，平均干旱強(qiáng)度為0.79。

3.2 貴德地區(qū)季節(jié)性干旱特征

3.2.1 春季干旱特征

圖2為1961—2017年近57年貴德地區(qū)春季干旱指數(shù)，由圖2可見，1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生春季干旱15次，其中：特旱2次，重旱2次，中旱4次，輕旱7次。春季干旱頻率為26.3%，與年干旱變化一致。春季輕旱頻率為12.3%，中旱頻率為7.0%，重量和特旱頻率均為3.5%，春季特旱發(fā)生頻率為4季最多。貴德連續(xù)2年發(fā)生春季干旱的次數(shù)為2次，分別為1975—1976年、1996—1997年，其中1975—1976年分別為輕旱和中旱，1996—1997年分別為特旱和輕旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生春季干旱的次數(shù)僅有1次，為1999—200年，分別發(fā)生輕旱、特旱和輕旱。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的春季干旱強(qiáng)度在0.0～3.1之間，平均干旱強(qiáng)度為0.80。干旱類型包括特旱、重旱、中旱、輕旱和無旱。在1966—1970年、1972—1974年、1977—1979年、1986—1988年、1990—1994年、2002—2014年期間未發(fā)生春旱。其中2002—2017年16年中僅發(fā)生一次干旱（2015年，中旱），表明春旱發(fā)生次數(shù)隨年際的延長減少。

3.2.2 夏季干旱特征

圖3為1961—2017年近57年貴德地區(qū)夏季干旱指數(shù)，由圖3可見，1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生夏季干旱14次，其中：特旱1次，重旱5次，中旱1次，輕旱7次。夏季干旱頻率為24.6%，小于年和春季干旱變化。夏季輕旱頻率為12.3%，中旱頻率為1.8%，重量頻率為8.8%，特旱頻率均為1.8%。貴德連續(xù)2年發(fā)生夏季干旱的次數(shù)為2次，分別為1965—1966年、1968—1969年，其中1965—1966年分別為重旱和特旱，1968—1969年均為輕旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生夏季干旱的次數(shù)為1次，為2000—2002年，分別發(fā)生重旱、輕旱和重旱。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的夏季干旱強(qiáng)度在0.0～2.4之間，平均干旱強(qiáng)度為0.80，干旱類型包括特旱、重旱、中旱、輕旱和無旱。在1983—1997年15年中未發(fā)生干旱。1983年之前共發(fā)生干旱8次，1997年以后共發(fā)生干旱6次。

3.2.3 秋季干旱特征

圖4為1961—2017年近57年貴德地區(qū)秋季干旱指數(shù)，由圖4可見，1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生秋季干旱18次，其中：特旱1次，重旱4次，中旱4次，輕旱9次。秋季干旱頻率為31.6%，大于年、春季和夏季干旱頻率。秋季輕旱頻率為15.8%，中旱頻率為7.0%，重旱頻率為7.0%，特旱頻率均為1.8%。貴德連續(xù)2年發(fā)生秋季干旱的次數(shù)為2次，分別為1979—1980年、1986—1987年，其中1979、1980年分別為輕旱和中旱，1986、1987年分別為重旱和輕旱。貴德地區(qū)連續(xù)3年發(fā)生秋季干旱的次數(shù)為2次，分別為1996—1998年和2002—2004年。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的秋季干旱強(qiáng)度在0.0～2.3之間，平均干旱強(qiáng)度為0.80。在2005—2014年10年中未發(fā)生干旱。

3.2.4 冬季干旱特征

圖5為1961—2017年近57年貴德地區(qū)冬季干旱指數(shù)，由圖5可見，1961—2017年近57年貴德地區(qū)共發(fā)生冬季干旱17次，其中：重旱9次，中旱3次，輕旱5次。冬季干旱頻率為29.8%，小于秋季干旱頻率，但大于年、春季和夏季干旱頻率。冬季輕旱頻率為8.8%，中旱頻率為5.3%，重旱頻率為15.8%，重旱發(fā)生頻率居4個季度之首，冬季未發(fā)生特旱。貴德連續(xù)2年和3年發(fā)生冬季干旱的次數(shù)均為2次。貴德地區(qū)1961—2017年近57年的冬季干旱強(qiáng)度在0.0～2.2之間，平均干旱強(qiáng)度為0.80。在1969—1978年10年中未發(fā)生干旱。

3.3 貴德地區(qū)月干旱特征

根據(jù)1個月尺度的貴德地區(qū)SPI計(jì)算結(jié)果，見表2。可知，在1961—2017年近57年間，貴德地區(qū)每年各月均發(fā)生干旱，其中冬季各月只發(fā)生輕旱，占50%左右。3月和11月出現(xiàn)輕旱和中旱，11月中旱頻率高達(dá)33.3%。4月至10月份均不不同級別的干旱發(fā)生，其中4月重旱頻率最高（7.0%），5月份特旱頻率最高（5.3%），輕旱頻率在8.8%～22.8%之間，6月最低，4月最高。

1961—2017年近57年間共有684個月，有261個月發(fā)生不同程度干旱，干旱頻率為38.2%，其中輕旱占23.8%，中旱占9.9%，重旱占2.8%，特旱占1.6%。

4 結(jié)論

本文運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI計(jì)算分析了貴德地區(qū)1961—2017年的干旱指數(shù)，并對貴德地區(qū)年、季和月尺度干旱特征進(jìn)行了分析，取得了以下結(jié)論：

（1）在1961—2017年間，貴德地區(qū)發(fā)生干旱的次數(shù)較多，干旱頻率為38.2%。

（2）四季發(fā)生干旱的頻率不同，這主要是受四個季節(jié)降雨分布影響造成，春季干旱頻率為26.3%，春季特旱發(fā)生頻率為4季最多。夏季干旱頻率為24.6%，秋季干旱頻率為31.6%。，冬季干旱頻率為29.8%，重旱發(fā)生頻率居4個季度之首，冬季未發(fā)生特旱。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)適合于貴德地區(qū)的干旱評價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鵬祥，何金海，鄭有飛，等.近44年來我國西北地區(qū)干濕特征分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2007，18（6）：769-775.

[2]王希娟，唐紅玉.青海春季降水的氣候變化特征及其對春旱的影響[J].氣象，2006，32（5）：42-45.

[3] 趙金忠，趙年武，趙恒和，等.貴德縣近50年氣候變化及對冬小麥生產(chǎn)潛力的影響[J].水土保持研究，2012，19（4）：260-264.