蘇尼特草原雪災(zāi)時(shí)空分布特征

摘 要：利用1961—2018年蘇尼特左旗、蘇尼特右旗和二連浩特市基本氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)和平均牧草高度數(shù)據(jù)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20482—2017《牧區(qū)雪災(zāi)等級(jí)》，對(duì)蘇尼特草原雪災(zāi)進(jìn)行時(shí)空分析。結(jié)果表明：（1）1961—2018年，蘇尼特草原雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)雖呈整體增長(zhǎng)趨勢(shì)，但不明顯，增速為0.004 0次/a；然而2004—2018年近15年間，雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)呈減少趨勢(shì)，減速為0.021 4次/a。（2）1961—2018年，蘇尼特草原東部雪災(zāi)發(fā)生頻次較高，西部和北部雪災(zāi)發(fā)生頻次較低；2004—2018年近15年間，雪災(zāi)主要發(fā)生于東部的蘇尼特左旗，并且重災(zāi)和特大災(zāi)多發(fā)地均是蘇尼特左旗。

關(guān)鍵詞：蘇尼特草原；雪災(zāi)頻次；時(shí)空分布特征

牧區(qū)雪災(zāi)是指因大范圍積雪掩埋草地植被且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)家畜正常行走和采食造成影響，導(dǎo)致家畜大量掉膘和死亡的一種氣象災(zāi)害。作為草原牧區(qū)面臨的重要?dú)庀鬄?zāi)害之一，雪災(zāi)嚴(yán)重阻礙了以畜牧業(yè)為主體的草原牧區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)還對(duì)牧區(qū)人畜安全造成了威脅[1-2]。

蘇尼特草原地處內(nèi)蒙古中西部、錫林郭勒草原西部，是內(nèi)蒙古主要草原之一。草原下墊面多為沙漠、戈壁，是典型的荒漠化草原。境內(nèi)無(wú)長(zhǎng)年河流，降水少，冬季（11月至次年2月）歷年平均降雪量為蘇尼特左旗8.3 mm、蘇尼特右旗9.8 mm、二連浩特市5.6 mm。雖然歷年平均降雪量少，但是也有一些年份牧區(qū)人畜受到了降雪的影響。另外，由于該區(qū)域氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)少、歷年平均牧草高度數(shù)據(jù)代替歷年實(shí)際數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)源，研究結(jié)論不足以完全反映該區(qū)域雪災(zāi)時(shí)空分布特征，有待進(jìn)一步研究[3-4]。

本研究利用蘇尼特草原區(qū)域內(nèi)3個(gè)基本氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并分析蘇尼特草原雪災(zāi)等級(jí)，揭示蘇尼特草原歷年雪災(zāi)時(shí)空分布特征。

1 " 資料與研究方法

1.1 "基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本研究所用數(shù)據(jù)包括1961—2018年蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市基本氣象站逐日降雪量數(shù)據(jù)、積雪深度數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感逐日監(jiān)測(cè)積雪覆蓋面積、連續(xù)積雪日數(shù)和平均牧草高度數(shù)據(jù)。

1.2 "研究方法

依據(jù)GB/T 20482—2017《牧區(qū)雪災(zāi)等級(jí)》（見(jiàn)表1）[5]，計(jì)算歷年蘇尼特草原積雪掩埋牧草程度、積雪持續(xù)日數(shù)和積雪面積比，劃分輕災(zāi)、重災(zāi)、特大災(zāi)3種雪災(zāi)等級(jí)，分析蘇尼特草原雪災(zāi)時(shí)空分布特征。

1.3 "指標(biāo)計(jì)算方法

（1）積雪掩埋牧草程度（%）=積雪深度/牧草高度×100%。積雪深度數(shù)據(jù)來(lái)源：利用衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)與地面監(jiān)測(cè)資料，以數(shù)據(jù)同化方法獲取蘇尼特地區(qū)雪深數(shù)據(jù)。

（2）積雪持續(xù)日數(shù)的計(jì)算需滿足表1雪災(zāi)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)條件。

（3）積雪面積比計(jì)算方法：利用中分辨率成像光譜儀（Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS）衛(wèi)星數(shù)據(jù)，計(jì)算歸一化積雪指數(shù)（Normalized Difference Snow Index，NDSI）提取積雪覆蓋地區(qū)面積，得到以旗縣為單位計(jì)算的積雪覆蓋面積分?jǐn)?shù)（%）[6-8]。

2 " 1961—2018年蘇尼特草原雪災(zāi)時(shí)空分布特征

2.1 "1961—2018年蘇尼特草原雪災(zāi)時(shí)間分布特征

對(duì)1961—2018年蘇尼特草原雪災(zāi)進(jìn)行時(shí)間分布分析可知，1961—2018年的58年間，蘇尼特草原共有28年發(fā)生雪災(zāi)。其中，1961—1970年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)為4次，1971—1980年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)為3次，1981—1990年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)為5次，1991—2000年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)為7次，2001—2010年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)為5次，2011—2018年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)為4次，可見(jiàn)雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但不明顯，增速為0.004次/a。1967、1977、1985、1992、1993、1999、2002、2009年8年雪災(zāi)范圍較大，蘇尼特左旗、蘇尼特右旗和二連浩特市均發(fā)生了雪災(zāi)；其余20年雪災(zāi)范圍較小。按雪災(zāi)等級(jí)劃分，蘇尼特草原輕災(zāi)共發(fā)生12次，2009年輕災(zāi)范圍最大，蘇尼特左旗、蘇尼特右旗和二連浩特市均發(fā)生了輕災(zāi)；重災(zāi)共發(fā)生7次，其中，1986年和2002年重災(zāi)范圍較大；特大災(zāi)共發(fā)生9次，其中，1977年特大雪災(zāi)范圍最大（見(jiàn)圖1）。

圖1 "1961—2018年蘇尼特草原輕災(zāi)、重災(zāi)、特大災(zāi)、雪災(zāi)范圍趨勢(shì)

2.2 "1961—2018年蘇尼特草原雪災(zāi)空間分布特征

1961—2018年蘇尼特草原各種雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)如圖2所示。從圖2（a）可以看出，1961—2018年間，東部蘇尼特左旗雪災(zāi)發(fā)生頻次（26次）較高，西部和北部雪災(zāi)發(fā)生頻次（分別為11次、16次）較低。從圖2（b）、2（c）、2（d）雪災(zāi)等級(jí)空間分布來(lái)看，輕災(zāi)空間分布與雪災(zāi)發(fā)生總頻次分布略有不同。輕災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多的是二連浩特市，為14次；蘇尼特左旗次之，為11次；蘇尼特右旗最少，為9次。重災(zāi)和特大災(zāi)的空間分布與雪災(zāi)發(fā)生總頻次空間分布一致，重災(zāi)和特大災(zāi)發(fā)生頻次較高的仍是蘇尼特左旗，分別為7次、8次；蘇尼特右旗和二連浩特市重災(zāi)以及特大災(zāi)發(fā)生次數(shù)都只有1次。

3 " 2004—2018年（近15年）蘇尼特草原雪災(zāi)時(shí)空分布特征

3.1 "近15年蘇尼特草原雪災(zāi)時(shí)間分布特征

利用2004—2018年蘇尼特左旗、蘇尼特右旗及二連浩特市基本氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)與牧草高度數(shù)據(jù)計(jì)算積雪掩埋牧草程度和積雪持續(xù)日數(shù)，得出2004—2018年15年間，蘇尼特草原共有8年發(fā)生雪災(zāi)，分別是2005、2006、2009、2010、2011、2012、2014、2015年，雪災(zāi)次數(shù)呈減少趨勢(shì)，減速為0.021 4次/a。2005、2011、2012、2015年發(fā)生特大雪災(zāi)，2014年發(fā)生重災(zāi)，2006、2009、2010年發(fā)生輕災(zāi)，其余年份無(wú)雪災(zāi)，其中，2006年和2009年雪災(zāi)范圍較大。從雪災(zāi)等級(jí)分析來(lái)看，2006年和2009年是輕災(zāi)且范圍較大，而重災(zāi)和特大雪災(zāi)范圍較?。ㄒ?jiàn)圖3）。

從雪災(zāi)發(fā)生月份角度分析，蘇尼特地區(qū)的雪災(zāi)多發(fā)生在11月、1月，其中，11月發(fā)生4次雪災(zāi)，1月發(fā)生3次雪災(zāi)。特大雪災(zāi)年雪災(zāi)起始時(shí)間均在11月，并且基本上持續(xù)到次年2月，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；重災(zāi)和輕災(zāi)的起始時(shí)間基本在1月，一般持續(xù)到2月（見(jiàn)表2）。

3.2 "近15年蘇尼特草原雪災(zāi)空間分布特征

近15年蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市3個(gè)站點(diǎn)遭受雪災(zāi)的次數(shù)不完全相同。2004—2018年間，蘇尼特草原雪災(zāi)主要分布在蘇尼特左旗，占雪災(zāi)總次數(shù)的58.33%；蘇尼特右旗和二連浩特市雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)基本相同。蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市輕災(zāi)發(fā)生次數(shù)基本一致；重災(zāi)和特大災(zāi)發(fā)生頻次較高的仍是蘇尼特左旗，近15年重災(zāi)發(fā)生次數(shù)為1次、特大災(zāi)發(fā)生次數(shù)為4次；蘇尼特右旗和二連浩特市近15年未發(fā)生重災(zāi)和特大雪災(zāi)。

4 " 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20482—2017《牧區(qū)雪災(zāi)等級(jí)》，計(jì)算蘇尼特草原歷年積雪掩埋牧草程度及積雪持續(xù)日數(shù)，分析蘇尼特草原歷年雪災(zāi)時(shí)空分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）在時(shí)間變化上，蘇尼特草原1961—2018年雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)雖整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但不明顯，增速為0.004 0次/a。2004—2018年近15年間，蘇尼特草原雪災(zāi)發(fā)生次數(shù)呈減少趨勢(shì)，減速為0.021 4次/a。從雪災(zāi)發(fā)生月份分析，特大雪災(zāi)年雪災(zāi)起始時(shí)間均在11月，并且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，而重災(zāi)和輕災(zāi)起止時(shí)間基本在1月至2月。

（2）在空間變化上，1961—2018年，蘇尼特草原東部雪災(zāi)發(fā)生頻次較高，西部和北部雪災(zāi)發(fā)生頻次較低。輕災(zāi)空間分布與雪災(zāi)發(fā)生總頻次分布略有不同；重災(zāi)和特大災(zāi)的空間分布與雪災(zāi)發(fā)生總頻次空間分布基本一致，重災(zāi)和特大災(zāi)多發(fā)地仍是蘇尼特左旗。2004—2018近15年來(lái)，蘇尼特草原雪災(zāi)主要還是分布在蘇尼特左旗。從雪災(zāi)等級(jí)空間分布來(lái)看，蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市輕災(zāi)發(fā)生次數(shù)基本一致；重災(zāi)和特大災(zāi)發(fā)生頻次較高的仍是蘇尼特左旗；而蘇尼特右旗和二連浩特市近15年未發(fā)生重災(zāi)和特大雪災(zāi)。

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