包頭市氣候年景特征分析

趙怡卿

摘要 氣候年景是一年氣候狀況的綜合表征，主要由氣溫、降水描述，指數反映實際氣候偏離氣候平均水平的程度，指數計算方法由《氣候年景評估方法》（GB/T 33670—2017）定義。結果表明：1980—2022年包頭市氣候年景指數在研究時段呈現波動上升趨勢，不同等級氣候年景隨時間的變化大致呈對稱分布。氣溫年景指數、降水年景指數、氣候年景指數在研究時段均未出現明顯突變。年平均氣溫在1997年前后出現突變，突變后氣溫增速變緩。

關鍵詞 氣候年景；氣溫年景；降水年景

中圖分類號：P467 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of Climate annual status Characteristics in Baotou City

Zhao Yi-qing （Baotou Meteorological Bureau of Inner Mongolia Autonomous Region， Baotou， Inner Mongolia 014030）

Abstract Annual climate status is a comprehensive representation of annual climate conditions， mainly described by temperature and precipitation. The index reflects the degree to which the actual climate deviates from the average climate level. The index calculation method is defined by the “Assessment Method for Annual climate status “（GB/T 33670—2017）. The results show that the annual climate index of Baotou City from 1980 to 2022 showed a fluctuating upward trend during the research period， and the changes of annual climate status at different levels over time were roughly symmetrically distributed. The annual temperature index， annual precipitation index， and annual climate index did not show significant changes during the study period. The annual average temperature experienced a sudden change around 1997， and after the change， the temperature growth rate slowed down.

Key words Annual climate status; Annual temperature status; Annual precipitation status

氣候年景是一年氣候狀況的綜合表征，主要通過評價年內基本氣象參數（平均值、離散程度等）給出氣候總體評價，是研究氣候和氣候變化對各敏感行業影響評估的基礎，也是當前防災減災、決策服務的需求。中國氣象局在2017年頒布了《氣候年景評估方法》（GB/T 33670—2017），明確了氣候年景的定量評估方法，避免了之前很多地方以災害損失定氣候年景而導致評估結果年際間可比性較差的弊端[1]。在國標的基礎上，多地對評估標準進行了補充完善，例如：貴州省氣象部門在年景指數中增加了日照指數的權重，并增加了干旱、暴雨、凝凍、秋綿雨等多種災害年景的評估方法；福建省建立了低溫、高溫、雨澇、干旱等不同年景的評價指標并構建了模型；湖南省引入綜合干旱、洪澇年景對氣候年景評估結果進行訂正；青海省、吉林省甚至頒布了針對牧業和玉米作物的氣候年景評估方法[2-6]。

截至目前，內蒙古尚未對氣候年景評估方法的國標進行本地化修訂。但氣候年景關乎糧食產量、工業生產、生活旅游等社會經濟的多方面，了解氣候年景的演變趨勢進行年際間的對比具有現實意義。基于此，依據氣候年景評估方法的國家標準對包頭市歷史氣候年景進行分析計算，以此了解國標下的年景變化特征和特殊年份的年景評估結果。

1 資料與方法

1.1 資料

利用包頭市7個國家氣象站1980—2022年逐旬、逐年平均氣溫、降水資料，計算氣溫年景指數、降水年景指數和氣候年景指數。取1980—2010年平均值作為氣候平均值。

1.2 方法

1.2.1 氣溫年景指數和等級劃分 氣溫年景指數是反映年內氣溫偏離氣候平均值的程度指標。

國標定義的計算公式為：

（1）

在式（1）中，It為氣溫年景指數，Tij為第j站第i旬平均氣溫，Tij為第j站第i旬平均氣溫的氣候平均值，σij為第j站第i旬平均氣溫的標準差，N為區域內參加統計的站數。氣溫年景指數根據百分位閾值法劃分為弱、偏弱、中等、偏強、強共5個等級（表1）。

1.2.2 降水年景指數及等級劃分 降水年景指數是反映年內降水偏離氣候平均值的程度指標。

計算公式為：

（2）

式（2）中，Ip為降水年景指數，（SPI30）ij為第j站第i旬30 d標準化降水指數，計算方法參見《氣象干旱等級》（GB/T 20481—2018），N為區域內參加統計的站數[7]。降水年景指數根據百分位閾值法劃分為好、較好、一般、較差、差共5個等級。

1.2.3 氣候年景指數及等級劃分 氣候年景指數是反映氣候年景指標。

計算公式為：

Ic=It+3×Ip（3）

式（3）中，Ic為氣候年景指數。氣候年景指數根據百分位閾值法劃分為好、較好、一般、較差、差共5個等級。

1.2.4 百分位數計算 百分位數計算采用經驗公式如下：

（p）=（1-γ）Xj+γXj+1（4）

式（4）中，p為百分位，（p）為p百分

位對應的百分位數，Xj為升序排列后的樣

本序列的第j個值，j=int（p×n+（1+p）/3），

n為樣本長度，r=p×n+（1+p）/3，j為p、n的函數。

2 結果與分析

2.1 氣溫年景分析

1980—2022年包頭市年平均氣溫為3.6 ℃（1984年）～6.9 ℃（2017年）（圖1），多年平均氣溫5.6 ℃；年平均氣溫呈波動上升趨勢，氣候傾向率為0.45 ℃/10年。年平均氣溫累計距平曲線顯示在1997年前后出現突變，突變前年平均氣溫4.9 ℃，突變后平均氣溫6.1 ℃，突變前后平均氣溫上升了1.2 ℃；突變前氣溫趨勢傾向率0.6 ℃/10年，突變后氣溫趨勢傾向率為0.11 ℃/10年，即增速放緩。

1980—2022年氣溫年景指數為18.3（1988年）～42.4（1998年）（圖2），多年平均值28.3；氣溫年景指數呈波動增強的趨勢，氣候傾向率為1.0/10年，M-K突變檢驗顯示未有明顯的突變點（圖3）。采用1981—2020年作為氣候標準期，計算第10、30、70、90百分位閾值分別為21.9、25.8、30.2、34.7。

按照氣溫年景的等級劃分方法，1980—2022年氣溫年景為弱等級的有4年，偏弱年份8年，中等年份18年，偏強年份10年，強年份3年，分別占總年份的9.3%、18.6%、41.9%、23.3%、7%。

2.2 降水年景分析

1980—2022年包頭市平均降水量為162.6 mm（2005年）～428.9 mm（2003年）（圖4），多年平均降水量274.4 mm；年降水量呈波動增加趨勢，氣候傾向率4.6 mm/10年。

1980—2022年降水年景指數為27.4（2009年）～43.7（2003年）（圖5），多年平均值33.3，降水年景指數為波動增強趨勢，氣候傾向率為0.51/10年，M-K突變檢驗顯示未有明顯的突變點（圖6）。采用1981—2020年作為氣候標準期，計算第10、30、70、90百分位閾值分別為29.7、32.1、34.7、37.1。1980—2022年，降水年景為弱等級的有6年、偏弱年份9年、中等年份16年、偏強年份9年、強年份3年，分別占到總年份的14.0%、20.9%、37.2%、20.9%、7.0%。

2.3 氣候年景分析

1980—2022年氣候年景指數為111.9（2009年）～156.8（2003年）（圖7），多年平均值128.3，指數變化趨勢為波動增強，氣候傾向率為2.52/10年，M-K突變檢驗顯示研究時段未有明顯的突變點（圖8）。采用1981—2020年作為氣候標準期，計算第10、30、70、90百分位閾值分別為114.7、120.9、133.6、143.8。1980—2022年，氣候年景為好等級的有5年、較好年份9年、一般年份16年、較差年份9年、年份4年，分別占總年份的11.6%、20.9%、37.2%、20.9%、9.3%。

經計算，差等級的氣候年景包括了1998、2003、2008和2015年，調查災情可知：2015年達茂旗發生嚴重干旱，全旗有52 420人受災，37 600 hm2農作物成災，經濟損失約1 212萬元；2003、2008年土右旗、達茂旗均發生了嚴重洪澇災害；1998年土右旗發生洪澇。已知較差年景的災情有：2018年，土右旗、固陽縣發生洪澇災害；2012年土右旗發生旱，22 632人受災，2 266.2 hm2作物成災。1982、1999、2001、2005、2009年達茂旗都出現干旱，上述年份的氣候年景為好或較好等級，分析其原因可能是階段干旱后出現了有效降水緩和旱情，也可能是全市平均的氣候年景指數影響了個別地區的指數表達。

3 結論

1980—2022年氣溫年景指數、降水年景指數、氣候年景指數隨時間的變化趨勢表現出不同程度的波動增強，各指數在不同等級年份大致呈對稱分布，各指數在研究時段內也未出現明顯的突變點。年平均氣溫、年降水量在研究時段內氣候傾向率均呈升高趨勢，年平均氣溫在1997年前后出現突變。在已知的氣象災害損失中，災損較重時，氣候年景指數可能并不高。鄒燕等[8]也認為氣象災害事件的經濟損失和社會影響，除了與事件強度有關，還與事件發生的時間、地點，以及所在地的社會經濟狀況有關。因此，氣候年景狀況與氣象災害損失大小不一致的情況可能存在。

參考文獻

[1] 鹿翠華，張美玲，苑文華，等.棗莊地區氣候年景特征分析[J].農業災害研究， 2022，12（7）：105-107.

[2] 馮敏玉，胡萍，吳風雨.2019年南昌地區氣候年景分析[J].天津農業科學，2020， 26（8）：72-76.

[3] 曹永強，齊靜威，王菲，等.遼寧省春玉米全育期的氣候適宜度及年景評估[J].地理科學，2020，40（7）：1210-1220.

[4] 伍紅雨，鄒燕，郭堯.廣東氣候年景的客觀定量化評估[J].大氣科學學報，2020， 43（3）：516-524.

[5] 陳仁清.密度和氣候年景對林下仿野生栽培金線蓮生長的影響[J].安徽農學通報，2019，25（5）：26-28，50.

[6] 王曉敏.河南縣2017年氣候變化對牧草生長發育的影響[J].農家參謀，2019（1）： 123.

[7] 徐敏，江蘇省農業氣候年景預測技術研究.江蘇省，江蘇省氣象服務中心，2018 -06-15.

[8] 鄒燕，伍紅雨，林昕，等.氣候年景定量化評價方法[J].氣象學報，2019，77（6）： 1124-1133.