固原62年降水量變化情況分析

鄭東生，鄭曉輝，溫鎖忠

（1.中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室，寧夏銀川750002；2.寧夏氣象防災減災重點實驗室，寧夏銀川750002；3.固原市氣象局，寧夏固原756000；4.中國氣象局氣象干部培訓學院，北京100081）

固原市位于我國黃土高原的西北邊緣，寧夏回族自治區(qū)南部的六盤山地區(qū)，在氣候區(qū)劃上屬于黃土高原暖溫帶半干旱氣候區(qū)，是典型的大陸性氣候[1]。境內(nèi)以六盤山脈為南北脊柱，將全市分為東西兩壁，地勢呈南高北低，其境內(nèi)溝壑縱橫，梁峁交錯，十年九旱，大部分農(nóng)田為山地，水土流失嚴重[2]。由于自然地理環(huán)境所致，水利灌溉條件有限，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠自然降水。因此，分析降水量的變化情況對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展有一定的指導作用。

1 資料來源

文中分析資料來源于固原國家氣象站1957年到2018年的逐年、逐月降水量觀測統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2 資料分析

2.1 年降水量分析

據(jù)統(tǒng)計，固原1957—2018年的年平均降水量為457.9 mm。62年中有28年年降水量大于多年平均值，有34年年降水量小于多年平均值。大于平均值的年份主要集中在1958—1968年、1977—1985年和2013—2018年這3個時段。小于多年平均值的年份主要集中在1969—1976年和1995—2012年這2個時段，其中1995—2012年出現(xiàn)了將近長達17年的少雨年，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境治理造成了一定的不利影響。

從固原降水量年變化圖中看出，固原年降水量最多的5個年份分別為1964年的766.4 mm、1961年的732.4 mm、2013年的706.2 mm、2018年的659.2 mm及1966年的619.2 mm。年降水量最少的5個年份分別為1982年的282.1 mm、1972年的290.5 mm、1991年的313.9 mm、1986年的320.1 mm及1999年的327.9 mm。降水量最多年份與最少年份相差達484.3 mm（見圖1）。

圖1 1957—2018年固原年降水量變化

2.2 月降水量分析

從固原月平均降水量統(tǒng)計表和月平均降水量圖中得出（見表1、圖2），固原降水量主要集中在7月、8月和9月，其中8月份降水量最多，為107.8 mm，次多月份7月份為92.9 mm，9月份為68.8 mm。降水量最少的月份為1月、2月和12月，其中12月份最少，為1.9 mm，1月份為3.1 mm，2月份為4.6 mm，最多月份與最少月份降水量相差達105.9 mm。

圖2 1957—2018年固原月平均降水量

2.3 季降水量分析

季降水量分析采用氣象學上四季劃分，即3—5月份為春季，6—8月份為夏季，9—11月份為秋季，12月至翌年2月份為冬季。

從表2可以看出，固原春季降水量所占比為17.6%，夏季降水量所占比為56.4%，秋季降水量所占比為23.9%，冬季降水量所占比為2.1%。夏季降水量所占比最多，冬季降水量所占比最少。固原氣候決定種植一年一熟作物，從夏作物播種到秋作物收獲期基本上包含了3—9月份，春季降水量所占比偏少，影響制約著夏、秋作物的播種出苗情況。而夏季降水所占比最高，夏季正是作物生長成熟期，也是作物需水的關鍵時期。

表1 1957—2018年固原月平均降水量統(tǒng)計

表2 1957—2018年固原四季降水量及所占比例

2.4 各年代降水變化分析

圖3 是近60年來固原站年均降水量（折線）以及各季節(jié)降水量偏差（柱狀）的年代變化情況。從年代劃分分析（固原站20世紀50年代的3年資料合并到60年代分析），固原市年平均降水量呈現(xiàn)明顯的先下降后上升趨勢。其中，20世紀60年代年降水量達到509.2 mm，隨后呈下降趨勢，到21世紀初下降到近408.3 mm，為有氣象記錄以來降水最少的年代。到21世紀10年代降水迅速增加，達到511.5 mm的年均降水量（見表3）。各季節(jié)平均降水量的變化也反映出不同的變化趨勢，春季的降水在20世紀變化相對平緩，在21世紀初呈現(xiàn)明顯的偏少，偏少于春季平均值三成，21世紀10年代又呈現(xiàn)明顯的偏多。夏季和秋季的降水變化與年均降水量呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律，也表明夏秋兩季的降水對全年降水量的變化起主導作用，但這兩個季節(jié)的降水變化幅度也有不同，20世紀60年代秋季降水偏多的幅度要大于夏季降水，而20世紀80年代秋季降水偏少的幅度也大于夏季降水。冬季的降水與其他季節(jié)明顯不同，在近60年呈明顯上升趨勢，從20世紀60年代偏少于冬季平均值三到四成上升到21世紀10年代偏多于平均值三成。所以，20世紀60年代年均降水偏多與春夏秋三季降水整體偏多有關，雖然冬季降水偏少，但是由于冬季降水量占全年降水的比例較低（2.1%），影響較小。20世紀70年代至20世紀80年代年均降水偏少與夏秋冬三季降水整體偏少有關。21世紀初年均降水偏少與春夏秋三季降水整體偏少有關，而21世紀10年代年均降水偏多與四個季節(jié)整體降水偏多有關。

表3 1957—2018年固原各年代降水量統(tǒng)計

圖3 1957—2018年固原降水年代變化

3 固原降水特征

固原62年平均降水量為457.9 mm，最多年份為766.4mm，最少年份為282.1 mm，最多降水量與最少降水量年差值為484.3mm。季降水量以夏季為最多，占全年的56.4%，冬季最少，占全年的2.1%。月降水量以8月份為最多，占全年降水量的23.5%，7月份為次多月份，占全年降水量的20.3%，12月份最少，只占全年降水量的0.4%。年代變化呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，其中以21世紀20年代為降水最多的年代，20世紀60年代為降水次多年代；21世紀初和20世紀80年代為有氣象記錄以來的2個少雨年代。特別是從2012年后持續(xù)進入降水偏多年份，基本上和近年來西北地區(qū)大部進入偏暖偏濕年代的趨勢相吻合。

4 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建議

4.1 固原地域內(nèi)作物播種情況

固原地域內(nèi)夏收作物主要種植有冬小麥、春小麥、胡麻及豌豆等，除冬小麥外，固原夏收作物的播種期一般在3月中旬到4月上旬，3月、4月的降水量變化情況整個影響著當年夏收作物的播種及出苗情況。而5—6月份正是夏收作物生長成熟的關鍵期，此兩月的降水情況決定著夏收作物的產(chǎn)量情況。秋收作物主要種植有馬鈴薯、玉米、蕎麥、莜麥及谷子等，馬鈴薯和玉米的播種期一般從4月中旬開始到5月上旬；蕎麥及谷子的播種期一般從5月中旬開始到6月上旬結束。由于秋作物的播種期偏后1個多月，因此5—6月份的降水影響著秋作物的播種及出苗情況。

4.2 生產(chǎn)建議

從固原多年的降水情況統(tǒng)計分析，固原3月份的多年平均降水量為11.1 mm，4月份為25.2 mm，不能滿足春播作物的需水要求。60多年來3月份最少月份降水量為0 mm，4月份最少月份降水量為3.3 mm，對夏收作物的播種及出苗直接造成影響。而7—8月份為固原降水量最多的2個月份，兩月的降水總量為200.7 mm，占全年降水量的43.8%，7月份是固原夏作物的成熟收獲期，7—8月份也正是秋作物的生長期。依據(jù)固原多年的降水特征情況分析得出，固原的降水能夠滿足秋收作物的生長需求，夏收作物由于受春季降水因素的制約，遇到春季降水偏少年份將直接造成夏收作物的減產(chǎn)。因此，做好春季降水趨勢的預測及土壤墑情的監(jiān)測工作，為生產(chǎn)決策部門進行種植結構調整做好科學指導。當春季降水偏少時，建議農(nóng)業(yè)部門壓縮夏糧作物的播種面積，增加秋糧作物的播種面積。同時，利用固原秋季降水正常，秋季土壤墑情較好的有利條件，大力推廣秋覆膜的覆蓋保墑工作，避害趨利，因地制宜，科學利用氣候條件，奪得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的豐收。