王 備,高文明,龍 俐

(1.貴州省山地環(huán)境氣候研究所,貴州 貴陽 5200005;2.貴州省白云區(qū)氣象局,貴州 白云 5200005;3貴州省氣候中心,貴州 貴陽 550002)

黔西南州越冬作物生長季氣象干旱特征分析

王 備1,高文明2,龍 俐3

(1.貴州省山地環(huán)境氣候研究所,貴州 貴陽 5200005;2.貴州省白云區(qū)氣象局,貴州 白云 5200005;3貴州省氣候中心,貴州 貴陽 550002)

利用黔西南州 1961—2010年月降水和氣溫資料,通過對該區(qū)域歷年降水量和蒸散量的變化,越冬作物生長季內(nèi)相對濕潤度指數(shù)的變化趨勢以及氣象干旱發(fā)生的頻次等研究和分析表明:近 50 a來,黔西南州氣象干旱的發(fā)生次數(shù)增多,強度增大;11月處于越冬作物的播種期和幼苗生長期,作物耐旱水平低,因此更應(yīng)該采取積極、有效的措施加強該時段的農(nóng)業(yè)抗旱。

黔西南州;氣象干旱;相對濕潤度指數(shù)

1 背景分析

氣象干旱是指某時段由于蒸發(fā)量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺現(xiàn)象[1]。氣象條件影響著作物的分布、生長發(fā)育、產(chǎn)量及其品質(zhì)。長時期降水偏少,會造成空氣干燥、土壤缺水、水源枯竭、農(nóng)作物生長發(fā)育受抑,導(dǎo)致明顯減產(chǎn),甚至顆粒無收的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害[2]。

黔西南州地處貴州高原南部,南鄰廣西省,西鄰云南省,屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,年均溫 13.6～19.1℃,年降水量 1 253.1～1 577.2 mm,年均日照時數(shù) 1 436～1 648.6 h,無霜期 281～348 d[3],越冬作物主要為小麥和油菜,作物生長季為 11月一次年 4月。該區(qū)域喀斯特地貌較為集中,加上農(nóng)業(yè)水利設(shè)施配套較差,一旦自然降水嚴重不足,作物的生長和產(chǎn)量就會受到影響。因此,有效地對氣象干旱的發(fā)生、發(fā)展和變化情況進行監(jiān)測,有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中及時有效的采取抗旱措施,合理利用有限的水資源。

2 計算方法及干旱等級劃分

2.1 計算方法

該研究的氣象資料來源于黔西南州月平均氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù),資料時間序列為 1961—2010年。目前國內(nèi)外研究氣象干旱的指數(shù)較多,如降水距平百分率、相對濕潤度指數(shù)、標準化降水指數(shù)、帕默爾干旱指數(shù)、綜合氣象干旱指數(shù) (CI)等。但在對作物生長季節(jié)月尺度的干旱監(jiān)測評估中,相對濕潤度指數(shù)的表現(xiàn)效果較好。相對濕潤度是表征某時段降水量與蒸發(fā)量之間平衡狀況的指標之一。考慮了水分收支中降水量和蒸發(fā)量這兩個重要的參數(shù),能夠更加客觀真實地反映干旱的發(fā)生強度[1,4-5]。按照氣象干旱等級國家標準 (GB/T 20481——2006),相對濕潤度指數(shù)的計算公式為:

式中,M為相對濕潤度指數(shù);P為某時段的降水量;PE為某時段的可能蒸散量 (mm/月),用桑斯威特 (ThornthwaiteMethod)計算。Ti為月平均氣溫(℃),H為年熱量指數(shù),A為常數(shù)。當(dāng) T≤0℃時,H=0,PE=0。

2.2 干旱等級

評價干旱的時間尺度有日、周、旬、月、季、年等,針對作物生長發(fā)育來說,月尺度的表征較好。

表 1 相對濕潤度指數(shù)氣象干旱等級劃分

3 結(jié)果與分析

3.1 可能蒸散量和降水量的變化分析

近 50 a來,從黔西南州越冬作物生長季各月同期降水量 (y)和可能蒸散量 (Y)隨時間 (x)變化的規(guī)律 (表 2)可以看出,在氣候變暖的大背景下,黔西南州呈現(xiàn)緩慢增溫的趨勢[6],降水量的減少,可能蒸散量的數(shù)值在逐漸增大,區(qū)域階段性干旱發(fā)生的可能性也將明顯增加。

表 2 黔西南州降水量和可能蒸散量變化趨勢方程

3.2 相對濕潤度指數(shù)變化分析

通過計算 1961—2010年黔西南州 11月—次年4月的相對濕潤度指數(shù),以表 1作為劃分標準,可以得出,近 50 a來,黔西南州越冬作物作物生長季內(nèi),氣象干旱出現(xiàn)頻率最大的為 3月,最小的為 1月 (表3)。從相對濕潤度指數(shù)的變化趨勢來看,11月、12月、1月、2月、4月均呈減小趨勢,其中 11月的減小趨勢相對較大,說明在近 50 a中,11月份黔西南州遭受氣象干旱的威脅越來越大 (圖 1)。

表 3 1961—2010年黔西南州越冬作物生長季各月干旱類型及頻次

3.3 生長季干旱變化趨勢分析

圖 2 黔西南州越冬作物生長季輕旱 (左)、中旱 (右)以上等級干旱次數(shù)

統(tǒng)計 1961—2010年間黔西南州越冬作物生長季內(nèi)各月的相對濕潤度指數(shù)分別達到輕旱以上 (M≤ -0.40)和中旱以上 (M ≤ -0.65)的次數(shù)可以看出 (圖 2),近 50 a來,黔西南州越冬作物生長季內(nèi),無論是輕度以上氣象干旱,還是中度以上氣象干旱,發(fā)生的次數(shù)都呈增加趨勢,其間最多只有連續(xù) 2 a未出現(xiàn)輕度以上氣象干旱,基本接近一年一旱,中旱以上的氣象干旱發(fā)生的頻次明顯增多。受氣候變化的影響,黔西南州 2009年 7月開始,出現(xiàn)了夏秋連旱,疊加冬旱的極端氣候事件,此次干旱持續(xù)時間長、發(fā)生的強度大、波及范圍廣。

4 結(jié)論與討論

①近 50 a來,黔西南州氣象干旱的發(fā)生呈現(xiàn)次數(shù)增多,強度增大的趨勢。

②在計算相對濕潤度指數(shù)時,只考慮到了降水和溫度,沒有考慮氣象因素以外例如土壤質(zhì)地、作物的耐旱程度等的不同,因此得到干旱情況與實際有些差異。

③可能蒸散量的增加和降水量的減少,導(dǎo)致了11、12、1、2、和 4月的相對濕潤度指數(shù)呈減小趨勢 ,干旱發(fā)生的可能性增大。特別是 11月正處于越冬作物的播種期和幼苗生長期,作物耐旱水平低,因此更應(yīng)該采取積極、有效的措施加強該時段的農(nóng)業(yè)抗旱。

④黔西南州具有土層薄、坡度大,下切侵蝕強,保水差等典型喀斯特特征,再加上近年來氣候變化顯著,氣候變暖、降水偏少,造成干旱頻次明顯增多,而且影響的時間較長、范圍較大,對人們生產(chǎn)和生活造成一定的危害,希望通過研究為該區(qū)域今后的農(nóng)業(yè)抗旱工作提供一定的科學(xué)參考。

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1003-6598(2011)01-0018-03

2010-09-09

王備 (1983-),男,助工,主要從事農(nóng)業(yè)氣象工作。