保定地區極端降雨空間變化特征及對農業生產的影響分析

孫景瑜 孫小諾 董澤亮 韓翔洋

（1石家莊市藁城區氣象局 河北 藁城 052160；2保定市氣象局 河北 保定 071000；3辛集市氣象局 河北 辛集 052360）

關鍵字：極端降雨；皮爾遜相關系數；Kriging插值

中國作為土地面積比較遼闊的國家，自然條件也比較復雜，自然災害的發生嚴重威脅著人們正常的生產生活，其中主要包括氣候和降雨量，表現最為顯著。在全球氣候逐漸變暖的事實面前[1]，農業生產也因氣候和降水量的變化受到了影響。

近年來，世界各地區的極端降雨現象增減趨勢逐漸發生了變化[2]，我國極端降雨的時空分布和變化趨勢日趨增多[3～4]。就我國大范圍來說，中國極端降雨量的時空差異較大。保定地區位于38°10′N～40°N′，113°40′E～116°20′E之間，地處華北平原北部，境內山地、平原和濕地三大地貌共存，山清水秀，土地肥沃，旅游資源豐富。

在氣候日趨變暖的大背景下，多種地貌的保定地區的氣候隨之發生了改變[5～6]，單就極端降雨空間變化而論，尚無文獻研究。因此，本文利用保定11個氣象站的逐日降雨觀測數據，分析了1980～2018年保定地區極端降雨時空分布特征，以期為保定地區的氣象預報以及防災減災工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源。采用河北省氣象信息中心提供的保定地區11個氣象觀測站(表1)1980～2018年逐日降水數據。

表1 保定地區站點經緯度及海拔高度

1.2 研究方法。根據相關文獻研究結論，本文的極端降雨閾值設定為單站近39年來降雨量升序排序時第95百分位的數值，極端降雨日數為大于該降雨閾值出現的天數。統計方法采用皮爾遜相關系數，空間插值采用最優內插法Kriging插值。

2 結果與分析

2.1 對保定地區1980～2018年的極端降雨量進行Kriging法空間插值。由圖1可以很明顯看到，保定地區的極端降雨量分布北部多、南部少，在蠡縣周邊存在一個低值中心，等值線在該縣附近彎曲較大。

圖1 1980～2018年保定地區極端降雨空間分布圖(單位：mm)

2.2 對保定地區1980～2018年的極端降雨日數進行Kriging法空間插值。由圖2可以看到，極端降雨日數西部多東部少，在定州和蠡縣附近存在兩個低值中心。

圖2 1980～2018年保定地區極端降雨日數空間分布圖(單位：d)

2.3 對保定地區1980～2018年的極端降雨占年總降雨量的貢獻率進行Kriging法空間插值。由圖3可以看出，極端降雨占年總降雨量的貢獻率在曲陽存在一個高值中心，在定州和蠡縣各存在一個低值中心。

圖3 1980～2018年保定地區極端降雨占年總降雨量貢獻率空間分布圖(單位：%)

3 結論與討論

降水量變化對農業生產的影響有利有弊。就季節變化而言，春季溫度快速回升，但是雨水不足且大風天氣居多，導致春旱的發生頻率大大增加，春播農作物無法及時播種，部分農作物雖然能夠及時播種，但無法正常出苗[7]。夏季溫度較高且降雨量充沛，導致暴雨洪澇、大風等災害頻發，對夏玉米的正常生長極為不利。秋季降水量變化趨勢最為顯著，導致秋旱時有發生，然而這一階段的溫度和積溫較高，能夠為農作物的正常生長發育提供充足的熱量條件。冬季氣溫呈升高趨勢，有利于種植結構的調整[8]，同時為農業病蟲害越冬創造了十分有利的條件，導致害蟲的成活率顯著增加，不僅導致病蟲害泛濫，還對農作物的品質與產量產生嚴重影響。

通過以上分析可見，保定地區極端降雨量東、西、南、北各個方向的降雨量都或多或少，但總降雨量的貢獻率，在曲陽周邊存在一個高值中心，在定州和蠡縣周邊各存在一個低值中心。