近62年銀川氣溫和降水變化對農(nóng)業(yè)的影響

近62年銀川氣溫和降水變化對農(nóng)業(yè)的影響杜雅仙;康揚眉【摘要】選用銀川市1951-2012年的1月和7月平均氣溫、1月最低氣溫、7月最高氣溫、》32工持續(xù)天數(shù)和5~9月降水總量等數(shù)據(jù)利用MicrosoftExcel統(tǒng)計分析方法、線性傾向估計法和距平分析法對銀川市氣溫和降水的長期變化進行了分析.通過分析銀川市近62年氣溫降水的變化,認識了銀川市極端天氣事件的變化趨勢,闡述了銀川市極端天氣事件的影響,同時也對銀川市積極適應氣候變化,調整各種生產(chǎn)生活活動提供參考依據(jù),特別是對該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有明顯的指導作用.期刊名稱】《農(nóng)業(yè)研究與應用》年(卷),期】2017(000)004【總頁數(shù)】6頁(P67-72)【關鍵詞】極端天氣變化;氣溫;降水;影響【作者】杜雅仙;康揚眉【作者單位】寧夏大學資源環(huán)境學院,銀川750021;寧夏大學資源環(huán)境學院,銀川750021【正文語種】中文地球氣候，自從其誕生以來就時刻在發(fā)生著變化。人們目前更關注全球氣候變化，形成了氣候熱。20世紀以來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人為活動產(chǎn)生的溫室氣體排放量急劇增加，使得地表溫度不斷上升。IPCC在第4次評估報告中指出，全球氣候在近百年來正經(jīng)歷著一次顯著變化即全球氣候變暖:近100年地球表面平均溫度上升了0.74工，近50年的線性增溫速率為0.13°C/10年［1］。與全球氣候變化相比，中國地表與全球的變暖趨勢基本上是相一致的。極端氣溫是評判冷暖的重要指標［2］，它包含了夏季的炎熱和冬季的寒冷，其反常的氣候變化不僅僅會引發(fā)農(nóng)業(yè)氣象災害，而且也會對人類的生存和人類的居住環(huán)境產(chǎn)生一定程度的影響。大量的研究已經(jīng)表明，極端天氣事件所造成的經(jīng)濟損失是非常巨大的［2-5］。氣溫的升高直接影響溫度極端值的變化，導致高溫干旱和暴雨洪澇等極端氣候事件的頻率加快且強度加劇［1］。因此，極端天氣事件逐漸成為公眾的關注點。未來的氣候變化不僅可能加劇我國一些地區(qū)水資源短缺、土地荒漠化，還可能導致極端天氣事件頻繁發(fā)生，從而影響糧食生產(chǎn)，危及人體健康，直接影響中國經(jīng)濟社會和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在這樣的大背景之下，寧夏的天氣氣候發(fā)生了諸多的變化。寧夏深居內(nèi)陸，大陸性氣候特征十分典型。為了深化對銀川市天氣系統(tǒng)的認識，減少或消除有關天氣變化尚存的不確定性，增強對銀川市氣候變化和極端天氣事件的預防能力，文章對近62年最冷月和最熱月平均氣溫、極端氣溫以及降水的變化進行了研究，總結了近62年極端氣溫、降水的變化特征及規(guī)律，對預測未來的極端天氣事件、指導本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高防災減災能力、促進當?shù)爻掷m(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要參考意義［6-9］。銀川市深居西北內(nèi)陸平原，地域范圍在東經(jīng)105。49'~106。，北緯37。29'~38。53‘。屬典型的大陸性季風氣候，冬季較嚴寒，夏季較炎熱，春季升溫較快，秋季降溫較早，少雨干旱，光照充足，蒸發(fā)量大，風沙天氣多，晝夜溫差較大。銀川市年平均氣溫約8.3C,夏季最高氣溫可達36C以上，但時間一般都不長。最冷月平均氣溫在-7C以下，極端低溫在-23C以下。銀川市的年降水量不多，一般在140-210mm,雨季多集中在6~9月。地形整體上開闊平坦，西部和南部地勢較高，北部和東部的地勢較低，由西南向東北逐漸傾斜，平均海拔在1010~1150m。選用銀川市氣象站的1951年-2012年的氣溫（1月最低氣溫、7月最高氣溫、1月7月的月平均氣溫、》32工持續(xù)天數(shù)）、降水數(shù)據(jù)分析銀川市1951年-2012年62年來最冷月和最熱月氣溫、雨季降水的變化特征及規(guī)律。利用MicrosoftExceI作圖統(tǒng)計方法、線性傾向估計法，結合距平分析法研究銀川市1月、7月平均氣溫、1月最低氣溫、7月最高氣溫、》32工持續(xù)天數(shù)、5~9月降水總量的長期變化，并預測其未來變化趨勢。銀川市1月平均氣溫的年變化特征由圖1可知，近62年銀川市1月平均氣溫總體呈上升趨勢，但氣溫變化波動明顯，氣溫變化傾向率為0.452oC/10a。從數(shù)值上來看，銀川市1月平均氣溫主要分布在-6°C~12°C,平均氣溫的最高值出現(xiàn)在2002年，值為-4.277C。最低值出現(xiàn)在1955年，值為-14.219C。近62年來銀川市1月的平均氣溫上升了3.2C左右。從距平上來看，銀川市近62年來1月平均氣溫的平均值為-8.195C。其中，1984年以前，氣溫大部分為負距平，之后逐漸轉為正距平，即在20世紀80年代中期，銀川市1月平均氣溫發(fā)生了明顯的突變變化。在1955年，溫度負距平達-6.02C,從90年代開始，銀川市1月平均氣溫明顯升高，正距平達1.65C,在2011年，溫度正距平高達2.43C，為顯著偏高。銀川市7月平均氣溫的年變化特征由圖2可以看到，近62年銀川市7月平均氣溫整體呈上升趨勢，平均氣溫變化幅度較大，氣溫變化傾向率為0.236C/10a。從數(shù)值上來看，銀川市1月平均氣溫主要分布在22°C~25°C,平均氣溫的最高值出現(xiàn)在2000年，值為25.745C。最低值出現(xiàn)在1979年，值為21.468C。62年來銀川市7月的平均氣溫上升了1.3C左右。從距平上來看，銀川市近62年來7月平均氣溫的平均值為23.627C。其中，1996年以前，氣溫大部分為負距平，之后逐漸轉為正距平，即在20世紀90年代中期，銀川市7月平均氣溫發(fā)生了明顯的變化。在1979年，溫度負距平達-2.16工，從21世紀初開始，銀川市7月平均氣溫明顯升高，在2000年和2010年溫度正距平都高達2.FC,為顯著偏高。相較于1月平均氣溫而言，7月平均氣溫增溫幅度較小。2.2.1銀川市1月最低氣溫的年變化特征從圖3可以發(fā)現(xiàn)，近62年銀川市1月最低氣溫在-30.6~14.1°C,整體上呈上升趨勢，氣溫變化傾向率為0.754C/10年。20世紀50年代初期至50年代中期振蕩下降，50年代中期至80年代中期變化趨勢平緩，80年代后期至21世紀初葉振蕩加劇。62年中多數(shù)年份（52/62）的1月最低氣溫在-22.7~15.4C,其次是-24.7~23.2°C的（6/62），只有3年在-26°C以下，分別是1955年、1971年和1989年，有1年在-14.5°C以上，是2002年。最低值出現(xiàn)在1955年，為-30.6C;較低值出現(xiàn)在1971年、1989年、1951年。從距平上來看，銀川市近62年來1月最低氣溫的平均值為-20.108C。在20世紀80年代初期，銀川市1月最低氣溫發(fā)生了明顯的變化。在1955年，溫度負距平達到了-10.49C,從80年代中期開始，銀川市1月最低氣溫明顯升高，正距平達3.01C,2002年，溫度正距平高達6.01C,顯著高于平均值。1月最低氣溫的距平差值最大可達16.5C,存在明顯的年際振蕩。銀川市7月最高氣溫的年變化特征從圖4中可以看到，近62年銀川市7月最高氣溫在32~39°C,整體上呈現(xiàn)升溫趨勢，但波動很微弱，氣溫變化傾向率為0.219C/10年。62年中多數(shù)年份（56/62）7月最高氣溫值在33~37°C,只有4年在33C以下（不包含33C）,分別為1963年、1968年、1979年和1989年，2年在38C以上（不包含38C）,分別為1953年和2000年。銀川市7月最高氣溫的最高值出現(xiàn)在1953年和2000年，均為39C；1960年、2001年、2005年、2008年、2010年、2011年出現(xiàn)次高值37°C。最低值出現(xiàn)在1963年、1968年、1979年和1989年，為32°C。從距平上來看，銀川市近62年來7月最高氣溫的平均值為34.726°C。其中，在20世紀90年代末期，銀川市7月最高氣溫發(fā)生了明顯的變化。在1963年、1968年、1979年和1989年，溫度負距平達-2.73°C,從90年代末期開始，銀川市7月最高氣溫明顯升高，正距平達1.27C,在2000年，溫度正距平高達4.27C,為顯著偏高。與1月最低氣溫的變化相比，7月最高氣溫的年際振蕩不明顯。2.2.3銀川市＞32C持續(xù)天數(shù)的年變化特征從圖5可以發(fā)現(xiàn)，銀川市＞32C持續(xù)天數(shù)呈延長趨勢。由近62年銀川市＞32C持續(xù)天數(shù)序列的距平可知，銀川市近62年來＞32C持續(xù)天數(shù)的平均值為16.7d,1989年出現(xiàn)了距平的最小值,＞32C持續(xù)天數(shù)為1d,近62年銀川市＞32C持續(xù)天數(shù)于1997年發(fā)生了變化，變化后較變化前＞32C持續(xù)天數(shù)延長了13d。一個地區(qū)降水量的多寡主要取決于影響該地區(qū)的大氣環(huán)流［10］。寧夏多年的平均降水量為262mm,冬半年受從西伯利亞來的冬季風的影響，10月至翌年4月的降水量僅僅占了全年降水量的19.4%；夏半年受印度季風、東亞季風和西伯利亞季風的共同影響，5~9月的降水量占全年的80.6%。從表1可以看到，銀川市近62年來年平均降水量為155.43mm,5~9月的降水量有明顯的年際變化：通過各個年代的距平值,可以看到20世紀50年代和70年代降水量正常偏多,60年代降水量正常,80年代至21世紀初為少雨帶。從各個相連年代的比較來看,從50年代到60年代為顯著的減少趨勢,而在70年代則是顯著上升,80年代到21世紀初為顯著的減少趨勢。1981年至2012年的32年（為150.8mm）較1951年至1980年的30年平均降水量（為160.37mm）減少了19.57mm，說明在全球變化的大環(huán)境下,銀川市雨季降水量有減少的趨勢。從圖6中可以看到，降水量高值年份是1961年的287.9mm，接下來是2002年的257.3mm、1992年的248.5mm和1959年的239mm,1965年的30.4mm、降水總量最少。1965年降水總量發(fā)生減少,1971年、1981年以及2005年都有連續(xù)幾年的少雨期，總降水量呈現(xiàn)減少的趨勢。近62年來銀川市5~9月的降水總量降低了15mm左右。從距平上來看，近62年來銀川市5~9月降水總量的平均值為155.43mm。其中，1984年以前，正負距平之間波動頻繁、振蕩幅度大，之后逐漸接近0,即在20世紀80年代中期，銀川市5~9月的降水總量發(fā)生了明顯的變化。1965年，降水總量負距平達-125mm,1959年、1961年和1992年，距平值都超過了80mm,20世紀90年代和21世紀初則基本正常。由于銀川市的氣溫和降水在1951-2012年發(fā)生了顯著的變化，這必將會影響到該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。如前所述，銀川市近62年來的1月和7月平均氣溫、1月最低氣溫、7月最高氣溫和＞32^持續(xù)天數(shù)都呈上升趨勢,5-9月的總降水量存在下降趨勢，這種變化的影響主要有以下幾方面。（1） 隨著氣溫的不斷升高，水分蒸發(fā)量逐漸加大，降水量減少，進一步加劇了銀川市的干旱化水平［11］，寧夏春旱在近些年發(fā)生的頻率呈增多趨勢，干旱的持續(xù)時間較往年加長，干旱的程度也進一步加重，導致銀川地區(qū)農(nóng)作物成熟期的變化，即各種作物品種的熟性逐漸由早熟向中晚熟的方向發(fā)展［12-13］。（2） 氣溫升高，但降水量減少，讓銀川市農(nóng)耕區(qū)的病蟲害越發(fā)嚴重。全球氣溫升高特別是冬季溫度的升高使很多農(nóng)作物的病蟲害增加。冬季的氣候變暖導致農(nóng)田水分蒸發(fā)過快，使農(nóng)作物安全過冬受到影響，并且降低了冬病蟲的死亡率，冬病蟲的存活的數(shù)量大大提升，病蟲的危害大大增強；同時提前了農(nóng)作物害蟲的遷入期、延長了病蟲害對農(nóng)作物的危害期，這直接造成農(nóng)藥施用量加大了20%以上，甚至可能更多［14-15］。造成的更嚴重的危害是多種作物的遷飛型害蟲分布更廣、危害更大、防治更加難了［16］。另一方面，溫度升高后，一些受溫度限制害蟲的活動范圍就會擴大，氣溫升高后，某些病蟲的分布區(qū)域可能更加廣闊，溫室效應使一些病蟲害發(fā)生的起始時間較原來大大提前，使多世代害蟲繁殖代數(shù)大大增加，一年中病蟲害對農(nóng)作物危害時間的延長，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害更大。（3）造成銀川市水資源供需矛盾日益突出。銀川市的水資源總量有限，隨著人口、經(jīng)濟和社會的發(fā)展，城鄉(xiāng)人民生活用水以及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)等領域的用水量將會不斷的增加，這些都將進一步加劇水資源短缺的矛盾。（4）極端天氣事件頻次增多，災害所導致的損失進一步加重［17］。沙塵暴和霜凍發(fā)生的頻次越來越多，進入本世紀后發(fā)生頻次雖然有所減少，但凍害程度進一步加重了。從而使極端氣候災害更加嚴重，生態(tài)環(huán)境更加脆弱［18-19］。特別在近些年來，銀川市的水資源、農(nóng)作物產(chǎn)量、國民經(jīng)濟等受極端天氣事件的影響也愈發(fā)明顯氣象與國民經(jīng)濟建設以及人民生活關系密切，在自然災害所造成的損失中，寧夏氣象災害造成的直接經(jīng)濟損失占自然災害損失的80%以上。（5）氣溫升高對銀川市區(qū)的影響會越來越顯著。高溫天氣天數(shù)的增多，人們的生活工作環(huán)境受高溫影響不再舒適，大量改善這種環(huán)境的人工制冷設備暢銷市場，如空調，冰箱等，這些制冷設備的使用，將增加城市夏季電力消耗，城市熱島效應必然增強，城市的大氣污染將會進一步加重［20］?？傊?，全球變暖帶來的影響非常廣泛、極其復雜和深遠，涉及到地球上的每一個物種和生命群體。目前，全球變暖是如何影響生命系統(tǒng)，以及其影響程度等問題尚不知曉。因此，重視和加強氣象災害的監(jiān)測、預測和評估是十分重要的，建立氣象災害監(jiān)測預警基地，研究防御對策;建立具有較好的物理基礎、較強的監(jiān)測和預測能力、有效的服務功能的氣象災害綜合業(yè)務服務系統(tǒng)，積極應對可能出現(xiàn)的情況是十分必要的。相關文獻】[1]IPCC.SummaryforPolicymakersofClimateChange2007:thephysicalsciencebasis.ContributionofWorkingGroupltotheFourthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange[M].Cambridge，UK:CambridgeUniversityPress，2007:65-79.[2]ChangnonSA，RogerA，PielkJr，etal.Humanfactorsex-plaintheincreasedlossesfromweatherandclimaeextremes[J].BulletinoftheAmericanMathematicalSociety，2000，81(3):437-442.[3]李紅英，高振榮，王勝，等?近60a河西走廊極端氣溫的變化特征分析[J]?干旱區(qū)地理,2015，38(1):1-9.[4]楊志剛，杜軍，林志強.1961-2012年西藏色林錯流域極端氣溫事件變化趨勢[J]?生態(tài)學報，2015，35(3):613-621.[5]王瓊，張明軍，王圣杰，等.1962-2011年長江流域極端氣溫事件分析[J].地理學報，2013,68(5):611-625.[6]吳艷飛，徐羽，徐剛.安徽省糧食作物單產(chǎn)影響因子及氣象災害損失風險評估[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2016，21(5):115-121.[7]張冠勝.極端氣候因素對中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的影響[J].鄉(xiāng)村科技，2016(15):94-95.[8]劉起勇.加強極端氣候風險評估和管理保護我國人群健康和安全[J].環(huán)境與健康雜志，2015(4