張家口市壩上地區(qū)近30 年氣象干旱特征分析

陳寶剛 申領(lǐng)艷 栗淑芳 康少輝 黃鵬程 張蒲修 閆鳳岐*

（1 張家口市鄉(xiāng)村振興促進(jìn)中心 河北 張家口 075000； 2 張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河北 張家口 075000；3 張家口市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊(duì) 河北 張家口 075000）

干旱是目前世界范圍內(nèi)最為復(fù)雜的自然災(zāi)害之一。隨著全球變暖的逐漸加劇，干旱已成為我國乃至世界上許多國家的主要自然災(zāi)害之一，對(duì)蔬菜的正常生長、生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。

張家口市位于半干旱地區(qū)，壩上地區(qū)有4 縣，分別為沽源、張北、尚義、康保縣。海拔高度在1 400~1 600 m，屬于典型的大陸季風(fēng)高原氣候，一年四季分明，春季干燥，多風(fēng)沙；夏季炎熱短促，降水集中；秋季晴朗，冷暖適中；冬季漫長。壩上蔬菜生長季是4~10 月份，降水距平百分率能直觀反映降水異常引起的干旱，因此，在干旱監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)中得到廣泛的應(yīng)用。目前針對(duì)張家口市壩上地區(qū)氣象干旱的頻繁發(fā)生和長期持續(xù)，不但給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成水資源短缺、生態(tài)與環(huán)境惡化等不利影響。本研究利用降水距平百分率，對(duì)張家口市壩上地區(qū)近30 年逐月降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行干旱災(zāi)害變化特征分析，為以后的抗旱防災(zāi)工作和氣候特征提供氣象依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源。本文選取張家口市壩上4 個(gè)縣氣象觀測(cè)站1989~2018 年的逐年、逐月降水量資料，氣候平均值為1989~2018 年31 年的平均值。

1.2 研究方法

1.2.1 降水距平百分率(Pa)指數(shù)計(jì)算。降水量距平百分率(Pa)指某地某時(shí)期的降水量與同期多年平均降水量相比的百分率，計(jì)算公式：公式中：Pa—某時(shí)段降水量距平百分率，%；pˉ—某時(shí)段降水量，單位為mm；—常年同期多年平均降水量，單位為mm。

1.2.2 常年同期多年平均降水量計(jì)算。常年同期多年平均降水量計(jì)算公式：公式中：n—研究的年數(shù)；— 某時(shí)段第i 年降水量，單位為mm。

1.3 分析方法。利用GB/T20481-2017 國家標(biāo)準(zhǔn)《氣象干旱等級(jí)》和張家口市的實(shí)際情況劃分干旱等級(jí)(見表1)。

表1 降水量距平百分率劃分的干旱等級(jí)

2 結(jié)果與分析

2.1 降水特征分析

2.1.1 年降水變化特征。從圖1 可以看出，張家口市壩上地區(qū)1989~2018 年間的降水量呈現(xiàn)出總降水量一般在890~2 000 mm，年平均降雨量為1 416.45 mm。其中全年最大降水量達(dá)到了1 901 mm，出現(xiàn)在1995年，全年降水量最少的是893.5 mm，出現(xiàn)在2009 年。極差為1 007.5 mm。

圖1 1989~2018 年張家口市壩上地區(qū)年降水量變化

2.1.2 月降水變化特征。分析多年平均降水在壩上4個(gè)縣及不同地貌地形條件下的空間分布特征，由圖2可知，多年平均降水量中尚義＞沽源＞張北＞康保。由圖3 可知，4 月份多年平均降水為271.1mm，7 月份多年平均降水為3 223 mm。由此得出，壩上4 縣月降水量變化明顯，一般集中在6~9 月份。

圖2 1989~2018 年張家口市壩上地區(qū)降水空間分布

圖3 張家口市壩上地區(qū)月多年平均降水量變化規(guī)律分析

2.2 干旱年際變化特征。由圖4 可知1989~2008 年張家口市壩上4 個(gè)縣降水距平百分率變化情況。由于受到季風(fēng)和大氣環(huán)流的影響，張家口各地級(jí)市降水年際分布不均，使得壩上4 個(gè)縣多次發(fā)生了不同程度的干旱。由圖4 可知，1989~2008 年間共出現(xiàn)了15 次干旱事件，平均2 年1 次干旱，干旱年份有1989 年、1993年、1997年、1999 年、2000 年、2001 年、2002 年、2005年、2006年、2007 年、2009 年、2011 年、2014 年、2015 年、2017 年。其中2005 年、2014 年為輕旱；2001 年、2017 年為中旱；1989 年、1993 年、1999年、2000 年、2002 年、2006 年為重旱；1997 年、2007 年、2009 年、2011 年、2015 年為特旱。30 年發(fā)生干旱15 次，頻率為50%，其中輕旱發(fā)生的頻率為6.67%，中旱發(fā)生的頻率為6.67%，重旱發(fā)生的頻率為20%，特旱發(fā)生的頻率為16.67%。30 年中有15 年各站點(diǎn)均發(fā)生不同程度的干旱，其中重旱發(fā)生的頻率較高，特旱次之，輕旱和中旱發(fā)生的頻率較低。

圖4 1989~2018 年張家口市壩上地區(qū)降水距平百分率

3 結(jié)論與討論

本文利用張家口市壩上地區(qū)1989~2008 年降水資料，采用降水距平百分率分析法分析張家口市壩上地區(qū)30 年降水變化特征，主要結(jié)論如下：

3.1 1989~2018 年，30 年之間發(fā)生干旱15 次，頻率為50%，發(fā)生輕旱2 次，中旱2 次，重旱6 次，特旱5 次。

3.2 降水量的年內(nèi)分配很不均勻，年降水集中在6~9 月份，多年平均連續(xù)6~9 月的降水量為2 183.5 mm，其中7 月份多年平均降水為3 223 mm。

3.3 只考慮降水量指標(biāo)對(duì)干旱的影響，選取降水距平百分率干旱指標(biāo)過于單一，而且降水?dāng)?shù)據(jù)的時(shí)間尺度不長，研究的精確度有待提高，這些不足需要進(jìn)一步完善，以期為干旱監(jiān)測(cè)提供更加客觀合理的方法。