金昌市氣候特征及氣象災害風險分析

黃建文　韓露露　劉騰姣

摘要 利用1991—2016年金昌市氣象觀測資料，采用統(tǒng)計分析方法對其進行統(tǒng)計分析，研究該市氣候特征及農業(yè)氣象災害風險。結果表明，金昌國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)光能資源豐富，年均日照時數(shù)為2 745.4 h；溫度適宜，年平均溫度為9.5 ℃，四季分明，3個不同特征氣候區(qū)氣溫垂直變化差異大；降水稀少，年平均降水量122.3 mm，主要降雨集中在7—8月，12月降雨量最少；影響金昌國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)建設的氣象災害主要有干旱、大風、沙塵暴、暴雨、冰雹、連陰雨等。

關鍵詞 金昌國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)；氣候特征；氣象災害

中圖分類號 S42 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）27-0163-03

Analysis on Climate Characteristics and Meteorological Disaster Risk in Jinchang City

HUANG Jianwen，HAN Lulu， LIU Tengjiao

（Jinchang City Meteorological Bureau， Jinchang， Gansu 737100）

Abstract Based on the observation data of Jinchang City from 1991 to 2016，statistical analysis method was used to study the climatic characteristics of the city and the risk of agricultural meteorological disasters. The results showed that Jinchang National Economic and Technological Development Zone was rich in light energy resources， the average annual sunshine hours was 2 745.4 h/a；the temperature was suitable， the annual average temperature was 9.5 ℃，and the four seasons were distinct. The vertical changes in temperature in the three different characteristic climate regions were large；precipitation was scarce， the average annual rainfall was 122.3 mm，the main rainfall was concentrated in JulyAugust， and the rainfall was the lowest in December；the main meteorological disasters affecting the construction of Jinchang National Economic and Technological Development Zone include drought， strong winds， dust storms， heavy rain， hail and continuous rain.

Key words Jinchang National Economic and Technological Development Zone；Climate characteristics；Meteorological disaster

作者簡介 黃建文（1971—），男，河南固始人，高級工程師，從事氣象服務和防災減災研究。

收稿日期 2018-06-09

甘肅省金昌市為古絲綢之路重要節(jié)點城市和河西走廊主要城市之一，自古以來自然條件較為嚴酷，是全國110個重點缺水城市和13個資源型缺水城市之一，也是我國西部地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境比較脆弱的地區(qū)。金昌緣礦興企、因企設市，因盛產(chǎn)鎳被譽為“祖國的鎳都”。2015年，金昌市被中央文明委評選為全國文明城市。金昌天氣氣候區(qū)域性特征明顯，對工農業(yè)發(fā)展、生態(tài)文明建設及其相關園區(qū)規(guī)劃建設具有直接影響[1-2]。筆者分析了1991—2016年金昌市主要天氣氣候特點，全面考慮氣候的有利和不利條件，從風險的角度討論氣象災害對農作物產(chǎn)業(yè)的影響，為金昌市農業(yè)生產(chǎn)部門、市政規(guī)劃部門、旅游開發(fā)部門提供氣象決策服務依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

金昌市地處河西走廊東段，北依巴丹吉林沙漠，南靠祁連山國家生態(tài)保護區(qū)，境內地形高度差達3 000 m以上，形成了平川氣候區(qū)、淺山氣候區(qū)和高山氣候區(qū)等3個不同特征氣候區(qū)，受地形與海拔影響降水時空分布不均，氣溫溫和，但晝夜溫差懸殊，光照充足，四季特點鮮明，生態(tài)環(huán)境資源極具特色。

1.2 資料來源

所用資料來源于金昌市氣象局的氣象月報表，選取金昌市氣象臺觀測站1991—2016年、永昌縣氣象臺觀測站1981—2013年各月的溫度、降水量、日照時數(shù)、氣壓和風等資料進行統(tǒng)計分析。季節(jié)劃分為冬季（12月—次年2月）、春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）。

2 氣候資源

2.1 氣溫與地溫

北部金昌市區(qū)年平均氣溫為9.5 ℃，其中最熱月7月，平均氣溫為24.3 ℃；最冷月1月，平均氣溫為 -7.2 ℃；氣溫年較差達31.5 ℃，多年極端最高氣溫為42.4 ℃，極端最低氣溫為-28.3 ℃；南部永昌縣年平均氣溫為5.4 ℃，極端最高氣溫為35.1 ℃，極端最低氣溫為-25.3 ℃。無霜期金昌市區(qū)為187 d，永昌縣為135 d。一年四季溫度的季節(jié)變化明顯（圖1），氣溫垂直變化差異大，隨地形海拔的不斷增高，由北向南依次降低。

地溫隨地形的垂直變化呈現(xiàn)出類似于氣溫垂直變化“北高南低”的規(guī)律，金昌市區(qū)地面0 cm平均溫度為12.4 ℃，平均最高溫度為34.3 ℃，平均最低溫度為-0.3 ℃，極端最高溫度為680 ℃，極端最低溫度為-32.7 ℃；5、10、15、20 cm深度平均溫度分別為11.3、11.5、12.1、12.0 ℃。永昌縣地面0 cm平均溫度為7.9 ℃，平均最高溫度為31.0 ℃，平均最低溫度為-4.3 ℃，極端最高溫度為68.0 ℃，極端最低溫度為-34.5 ℃。5、10、15、20 cm深度平均溫度分別為9.2、8.1、81、8.1 ℃。金昌市區(qū)最大凍土深度為92 cm，永昌縣最大凍土深度為159 cm。

2.2 降水

金昌市降水由北向南依次增多。市區(qū)年平均降水量為122.3 mm，降水集中在6—9月。

2.3 光照條件

太陽輻射量從北向南依次減小。北部年總輻射量579.3 kJ/cm2，中部573.8 kJ/cm2，南部山區(qū)477.7 kJ/cm2。全年平均日照時數(shù)從北向南依次減少，全年平均日照時數(shù)北部2 991.7 h、中部2 959.0 h、南部2 285.5 h。年日照百分率北部、中部均為67%，南部為53%，光照條件較好。

2.4 氣壓與風

氣壓隨海拔增高由北向南依次減小。市區(qū)年平均氣壓為849.0 hPa，極端最高氣壓為871.0 hPa，極端最低氣壓為827.6 hPa。永昌縣年平均氣壓為802.1 hPa，極端最高氣壓為816.7 hPa，極端最低氣壓為782.4 hPa。

金昌市區(qū)盛行北西北風和西北風，全年除6、7月份西北風頻率最高外，其他月份北西北風頻率最高；年平均風速24 m/s，10 min平均最大風速為25.3 m/s，瞬間極大風速為34.0 m/s；年平均大風日數(shù)32.4 d。永昌縣盛行西風，年平均風速3.0 m/s，10 min平均最大風速為20.0 m/s，瞬間極大風速為28.0 m/s；年平均大風日數(shù)25 d。

3 四季氣候特征

3.1 冬季

中亞和新疆脊建立且穩(wěn)定、蒙古冷高壓加強，金昌處在新疆脊前西北氣流和蒙古冷高壓控制下，天氣晴好少云，氣溫較低[4]。只有在天氣環(huán)流發(fā)生調整變化時，才帶來大風降溫和降雪天氣。

3.2 春季

因太陽輻射逐漸增強、冬季里控制北方地區(qū)的蒙古冷高壓減弱，而南方副熱帶高壓開始緩慢北移。西風帶槽脊開始活躍，形成冷熱空氣交替頻繁，由于地面增熱快，地表裸露，便造成大風沙塵天氣頻繁和冷熱交替出現(xiàn)的天氣特點[5]。

3.3 夏季

副熱帶高壓明顯西伸北移、西南季風北上，使金昌進入了高溫多雨季節(jié)，汛期也即開始。各天氣環(huán)流在金昌上空配合條件很好時，也可造成大雨或暴雨及局地強雷雨天氣，如1987年6月11日金昌大暴雨，市區(qū)日降雨量為129.5 mm，造成重大洪澇災害。每年天氣系統(tǒng)的形成、進退遲早、強弱發(fā)展不同，便造成多雨年或干旱年，以及出現(xiàn)春末初夏干旱和夏旱等不同天氣狀況。年降水量主要集中在夏季是該季主要氣候特征，其降水量占全年降水量的60%，有“雨熱同季”之說，一次降水量在5.0 mm以上的天氣過程多出現(xiàn)在夏季，北部炎熱但時間短，南部較涼爽。

3.4 秋季

9月后，西太平洋副熱帶高壓開始減弱，東退南下，氣溫逐漸變涼，雨量減少，出現(xiàn)秋高氣爽天氣。10月后蒙古冷高壓建立，遇有冷空氣南下時，常伴有寒潮大風及降溫降雪天氣。有些年份，遇有副熱帶高壓東退南下偏遲時，也會給金昌造成秋雨連綿的連陰雨天氣。

4 分區(qū)氣候

金昌地形高差達3 000 m以上，且地形、地貌和植被均差異很大，便形成了3個不同特征氣候區(qū)，即溫和極干旱及溫涼干旱的平川氣候區(qū)、溫寒干旱的淺山氣候區(qū)、寒冷濕潤及高寒很濕潤的高山氣候區(qū)。

4.1 平川氣候區(qū)

主要包括金川區(qū)、清河等海拔在1 300～1 700 m的地域。年平均氣溫達6.5～9.3 ℃，最熱月（7月）平均氣溫為19.1～24.0 ℃，最冷月（1月）平均氣溫為-10.6～-6.8 ℃。年均無霜期達135～175 d，年均降水量達100～158 mm，年均日照時數(shù)達2 880 h以上，日照百分率為66%以上。主要天氣災害有干旱、大風沙暴、干熱風、霜凍和大到暴雨。

4.2 淺山氣候區(qū)

主要包括河西堡、北海子、焦家莊、東寨等海拔在1 700～2 500 m的地域。年平均氣溫在1.2～6.5 ℃，最熱月（7月）年均氣溫為14.3～19.0 ℃，最冷月（于1月）年均氣溫為-13.0～-8.3 ℃。年均無霜期達108～135 d，年均降水量為158～310 mm，年均日照時數(shù)為2 210～2 880 h，日照百分率為51%～66%。主要天氣災害有干旱、霜凍、低溫凍害、大風、連陰雨、局地暴雨山洪和冰雹。

4.3 高山氣候區(qū)

主要包括十五里大坂、鄂部大坂、獨山子、大黃山等海拔在2 500～4 000 m的南部山區(qū)。年平均氣溫低于1.2 ℃，最熱月（7月）年均氣溫低于14.0 ℃，最冷月（1月）年均氣溫低于-13.0 ℃。年均無霜期少于108 d，年均降水量大于310 mm，年均日照時數(shù)少于2 210 h，日照百分率小于51%。按氣候劃分季節(jié)標準該區(qū)域無夏季、冬季長達273 d，春秋季相連為93 d。降水日數(shù)多，雨量大，在7—8月多雷暴及強雷陣雨天氣。其鮮明的氣候特征是濕潤和寒冷，主要災害天氣是局地暴雨山洪和冰雹。

5 農業(yè)氣象災害風險分析

5.1 干旱

干旱是影響金昌工農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的主要自然災害之一。進入20世紀90年代，金昌干旱頻次增高，在1991年全市出現(xiàn)特大干旱，市區(qū)年降水量只有66.3 mm，為歷史最小值。1992—2000年出現(xiàn)特大干旱年3年，分別為1997、1999和2000年，大旱年2年，分別為1994和1995年，出現(xiàn)頻次高達60%，給金昌工農業(yè)生產(chǎn)帶來極大損失。

5.2 大風、沙塵暴

大風、沙塵暴天氣是金昌自然災害之一。氣象規(guī)定瞬間風速≥17.2 m/s、風力達8級或以上的風為災害性大風，在西北、華北地區(qū)大風往往帶來或吹起大量沙塵，使空氣非常混濁、天空昏黃、能見度低至1 km以下的沙塵暴天氣。大風、沙塵暴天氣會給工農業(yè)生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)造成損失，強大風沙塵暴天氣破壞性更大。

金昌市區(qū)大風沙塵暴天氣年年都有（1997年無沙塵暴）。1991—2016年市區(qū)共出現(xiàn)541個大風日，其中有115個沙塵暴日，平均每年出現(xiàn)大風日20.8個、沙塵暴日4.4個。大風主要集中在4—6月，占全年的50%；3和7—8月次之，占全年的27%；最多月為4月，占全年的18%。沙塵暴主要集中在3—6月，占全年的72%；最多月為6月，占全年的25%。然而，最強的大風、沙塵暴天氣一般出現(xiàn)在 4—5月。1981—2013年永昌縣區(qū)共出現(xiàn)669個大風日，其中有71個沙塵暴日，平均每年出現(xiàn)大風日為20.3個、沙塵暴日2.2個，沙塵暴明顯少于市區(qū)。大風主要集中在4—5月，占全年的35%；3、6和8月次之，3個月合計占全年的33%；出現(xiàn)最多為5月，占全年的20%。沙塵暴主要集中在3—5月，占全年的91%；最多月為4月，占全年的36%，6月—次年1月沒有沙塵暴天氣出現(xiàn)。

5.3 局地暴雨、冰雹

局地性的暴雨、冰雹天氣及造成的洪水也是金昌的一種自然災害，它給經(jīng)濟建設造成很大損失。統(tǒng)計1991—2016年市區(qū)氣象觀測資料發(fā)現(xiàn)，市區(qū)共出現(xiàn)日雨量≥15.0 mm的大雨日21個，其中暴雨日1次，年均0.8個大雨日，最大日雨量為37.1 mm；冰雹日出現(xiàn)2次，主要集中在6—8月，占全年的80%，5、9月占全年的20%，其余月未出現(xiàn)。1981—2013年永昌共出現(xiàn)大雨日14個，其中暴雨日2個，年均1.6個大雨日，最大日雨量為38.4 mm；冰雹日出現(xiàn)4個，主要集中在 6—8月，占全年的86%，9月占全年的14%，其余月未出現(xiàn)。

金昌雖然是一個內陸干旱地區(qū)，但局地暴雨、冰雹及其造成的洪水災害每年都有，尤以淺山區(qū)和高寒山區(qū)出現(xiàn)較多[6-7]。

5.4 連陰雨

連陰雨是指秋季7—9月份莊稼收獲期間連續(xù)3 d以上的陰雨天氣，它是金昌市的災害性天氣之一，可造成淺山區(qū)黃熟收割的小麥生芽霉爛變質。1992—2000年金昌市出現(xiàn)連陰雨天氣的年份有1995、1996、1997、2002、2003、2008、2010、2014年。

6 結論

通過對金昌市國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)的氣候特征進行統(tǒng)計分析，結果發(fā)現(xiàn)，金昌市國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)屬大陸性溫帶干旱氣候，且所處地區(qū)的地形、地貌和植被均差異很大，形成了3個不同特征氣候區(qū)；受地形與海拔影響降水時空分布不均，晝夜溫差懸殊，蒸發(fā)量大，光照充足；春季多大風、沙塵天氣，常有寒潮天氣發(fā)生；夏季溫度南北差異大，北部炎熱但時間短， 南部較涼爽，降水較多；秋季降溫迅速，時有連陰雨天氣發(fā)生；冬季無嚴寒、降雪稀少、空氣干燥；主要天氣災害干旱、大風、沙塵暴、暴雨、冰雹、連陰雨等，這些災害隨季節(jié)分布各有特點，對工農業(yè)生產(chǎn)具有一定參考意義[8]。

參考文獻

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