近62年银川气温和降水变化对农业的影响

近62年银川气温和降水变化对农业的影响杜雅仙;康扬眉【摘要】选用银川市1951-2012年的1月和7月平均气温、1月最低气温、7月最高气温、》32工持续天数和5~9月降水总量等数据利用MicrosoftExcel统计分析方法、线性倾向估计法和距平分析法对银川市气温和降水的长期变化进行了分析.通过分析银川市近62年气温降水的变化,认识了银川市极端天气事件的变化趋势,阐述了银川市极端天气事件的影响,同时也对银川市积极适应气候变化,调整各种生产生活活动提供参考依据,特别是对该地区的农业生产具有明显的指导作用.期刊名称】《农业研究与应用》年(卷),期】2017(000)004【总页数】6页(P67-72)【关键词】极端天气变化;气温;降水;影响【作者】杜雅仙;康扬眉【作者单位】宁夏大学资源环境学院,银川750021;宁夏大学资源环境学院,银川750021【正文语种】中文地球气候，自从其诞生以来就时刻在发生着变化。人们目前更关注全球气候变化，形成了气候热。20世纪以来，随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，人为活动产生的温室气体排放量急剧增加，使得地表温度不断上升。IPCC在第4次评估报告中指出，全球气候在近百年来正经历着一次显著变化即全球气候变暖:近100年地球表面平均温度上升了0.74工，近50年的线性增温速率为0.13°C/10年［1］。与全球气候变化相比，中国地表与全球的变暖趋势基本上是相一致的。极端气温是评判冷暖的重要指标［2］，它包含了夏季的炎热和冬季的寒冷，其反常的气候变化不仅仅会引发农业气象灾害，而且也会对人类的生存和人类的居住环境产生一定程度的影响。大量的研究已经表明，极端天气事件所造成的经济损失是非常巨大的［2-5］。气温的升高直接影响温度极端值的变化，导致高温干旱和暴雨洪涝等极端气候事件的频率加快且强度加剧［1］。因此，极端天气事件逐渐成为公众的关注点。未来的气候变化不仅可能加剧我国一些地区水资源短缺、土地荒漠化，还可能导致极端天气事件频繁发生，从而影响粮食生产，危及人体健康，直接影响中国经济社会和生态环境的可持续发展。在这样的大背景之下，宁夏的天气气候发生了诸多的变化。宁夏深居内陆，大陆性气候特征十分典型。为了深化对银川市天气系统的认识，减少或消除有关天气变化尚存的不确定性，增强对银川市气候变化和极端天气事件的预防能力，文章对近62年最冷月和最热月平均气温、极端气温以及降水的变化进行了研究，总结了近62年极端气温、降水的变化特征及规律，对预测未来的极端天气事件、指导本地农业生产、提高防灾减灾能力、促进当地持续稳定发展具有重要参考意义［6-9］。银川市深居西北内陆平原，地域范围在东经105。49'~106。，北纬37。29'~38。53‘。属典型的大陆性季风气候，冬季较严寒，夏季较炎热，春季升温较快，秋季降温较早，少雨干旱，光照充足，蒸发量大，风沙天气多，昼夜温差较大。银川市年平均气温约8.3C,夏季最高气温可达36C以上，但时间一般都不长。最冷月平均气温在-7C以下，极端低温在-23C以下。银川市的年降水量不多，一般在140-210mm,雨季多集中在6~9月。地形整体上开阔平坦，西部和南部地势较高，北部和东部的地势较低，由西南向东北逐渐倾斜，平均海拔在1010~1150m。选用银川市气象站的1951年-2012年的气温（1月最低气温、7月最高气温、1月7月的月平均气温、》32工持续天数）、降水数据分析银川市1951年-2012年62年来最冷月和最热月气温、雨季降水的变化特征及规律。利用MicrosoftExceI作图统计方法、线性倾向估计法，结合距平分析法研究银川市1月、7月平均气温、1月最低气温、7月最高气温、》32工持续天数、5~9月降水总量的长期变化，并预测其未来变化趋势。银川市1月平均气温的年变化特征由图1可知，近62年银川市1月平均气温总体呈上升趋势，但气温变化波动明显，气温变化倾向率为0.452oC/10a。从数值上来看，银川市1月平均气温主要分布在-6°C~12°C,平均气温的最高值出现在2002年，值为-4.277C。最低值出现在1955年，值为-14.219C。近62年来银川市1月的平均气温上升了3.2C左右。从距平上来看，银川市近62年来1月平均气温的平均值为-8.195C。其中，1984年以前，气温大部分为负距平，之后逐渐转为正距平，即在20世纪80年代中期，银川市1月平均气温发生了明显的突变变化。在1955年，温度负距平达-6.02C,从90年代开始，银川市1月平均气温明显升高，正距平达1.65C,在2011年，温度正距平高达2.43C，为显著偏高。银川市7月平均气温的年变化特征由图2可以看到，近62年银川市7月平均气温整体呈上升趋势，平均气温变化幅度较大，气温变化倾向率为0.236C/10a。从数值上来看，银川市1月平均气温主要分布在22°C~25°C,平均气温的最高值出现在2000年，值为25.745C。最低值出现在1979年，值为21.468C。62年来银川市7月的平均气温上升了1.3C左右。从距平上来看，银川市近62年来7月平均气温的平均值为23.627C。其中，1996年以前，气温大部分为负距平，之后逐渐转为正距平，即在20世纪90年代中期，银川市7月平均气温发生了明显的变化。在1979年，温度负距平达-2.16工，从21世纪初开始，银川市7月平均气温明显升高，在2000年和2010年温度正距平都高达2.FC,为显著偏高。相较于1月平均气温而言，7月平均气温增温幅度较小。2.2.1银川市1月最低气温的年变化特征从图3可以发现，近62年银川市1月最低气温在-30.6~14.1°C,整体上呈上升趋势，气温变化倾向率为0.754C/10年。20世纪50年代初期至50年代中期振荡下降，50年代中期至80年代中期变化趋势平缓，80年代后期至21世纪初叶振荡加剧。62年中多数年份（52/62）的1月最低气温在-22.7~15.4C,其次是-24.7~23.2°C的（6/62），只有3年在-26°C以下，分别是1955年、1971年和1989年，有1年在-14.5°C以上，是2002年。最低值出现在1955年，为-30.6C;较低值出现在1971年、1989年、1951年。从距平上来看，银川市近62年来1月最低气温的平均值为-20.108C。在20世纪80年代初期，银川市1月最低气温发生了明显的变化。在1955年，温度负距平达到了-10.49C,从80年代中期开始，银川市1月最低气温明显升高，正距平达3.01C,2002年，温度正距平高达6.01C,显著高于平均值。1月最低气温的距平差值最大可达16.5C,存在明显的年际振荡。银川市7月最高气温的年变化特征从图4中可以看到，近62年银川市7月最高气温在32~39°C,整体上呈现升温趋势，但波动很微弱，气温变化倾向率为0.219C/10年。62年中多数年份（56/62）7月最高气温值在33~37°C,只有4年在33C以下（不包含33C）,分别为1963年、1968年、1979年和1989年，2年在38C以上（不包含38C）,分别为1953年和2000年。银川市7月最高气温的最高值出现在1953年和2000年，均为39C；1960年、2001年、2005年、2008年、2010年、2011年出现次高值37°C。最低值出现在1963年、1968年、1979年和1989年，为32°C。从距平上来看，银川市近62年来7月最高气温的平均值为34.726°C。其中，在20世纪90年代末期，银川市7月最高气温发生了明显的变化。在1963年、1968年、1979年和1989年，温度负距平达-2.73°C,从90年代末期开始，银川市7月最高气温明显升高，正距平达1.27C,在2000年，温度正距平高达4.27C,为显著偏高。与1月最低气温的变化相比，7月最高气温的年际振荡不明显。2.2.3银川市＞32C持续天数的年变化特征从图5可以发现，银川市＞32C持续天数呈延长趋势。由近62年银川市＞32C持续天数序列的距平可知，银川市近62年来＞32C持续天数的平均值为16.7d,1989年出现了距平的最小值,＞32C持续天数为1d,近62年银川市＞32C持续天数于1997年发生了变化，变化后较变化前＞32C持续天数延长了13d。一个地区降水量的多寡主要取决于影响该地区的大气环流［10］。宁夏多年的平均降水量为262mm,冬半年受从西伯利亚来的冬季风的影响，10月至翌年4月的降水量仅仅占了全年降水量的19.4%；夏半年受印度季风、东亚季风和西伯利亚季风的共同影响，5~9月的降水量占全年的80.6%。从表1可以看到，银川市近62年来年平均降水量为155.43mm,5~9月的降水量有明显的年际变化：通过各个年代的距平值,可以看到20世纪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世纪初为少雨带。从各个相连年代的比较来看,从50年代到60年代为显著的减少趋势,而在70年代则是显著上升,80年代到21世纪初为显著的减少趋势。1981年至2012年的32年（为150.8mm）较1951年至1980年的30年平均降水量（为160.37mm）减少了19.57mm，说明在全球变化的大环境下,银川市雨季降水量有减少的趋势。从图6中可以看到，降水量高值年份是1961年的287.9mm，接下来是2002年的257.3mm、1992年的248.5mm和1959年的239mm,1965年的30.4mm、降水总量最少。1965年降水总量发生减少,1971年、1981年以及2005年都有连续几年的少雨期，总降水量呈现减少的趋势。近62年来银川市5~9月的降水总量降低了15mm左右。从距平上来看，近62年来银川市5~9月降水总量的平均值为155.43mm。其中，1984年以前，正负距平之间波动频繁、振荡幅度大，之后逐渐接近0,即在20世纪80年代中期，银川市5~9月的降水总量发生了明显的变化。1965年，降水总量负距平达-125mm,1959年、1961年和1992年，距平值都超过了80mm,20世纪90年代和21世纪初则基本正常。由于银川市的气温和降水在1951-2012年发生了显著的变化，这必将会影响到该地区的农业生产。如前所述，银川市近62年来的1月和7月平均气温、1月最低气温、7月最高气温和＞32^持续天数都呈上升趋势,5-9月的总降水量存在下降趋势，这种变化的影响主要有以下几方面。（1） 随着气温的不断升高，水分蒸发量逐渐加大，降水量减少，进一步加剧了银川市的干旱化水平［11］，宁夏春旱在近些年发生的频率呈增多趋势，干旱的持续时间较往年加长，干旱的程度也进一步加重，导致银川地区农作物成熟期的变化，即各种作物品种的熟性逐渐由早熟向中晚熟的方向发展［12-13］。（2） 气温升高，但降水量减少，让银川市农耕区的病虫害越发严重。全球气温升高特别是冬季温度的升高使很多农作物的病虫害增加。冬季的气候变暖导致农田水分蒸发过快，使农作物安全过冬受到影响，并且降低了冬病虫的死亡率，冬病虫的存活的数量大大提升，病虫的危害大大增强；同时提前了农作物害虫的迁入期、延长了病虫害对农作物的危害期，这直接造成农药施用量加大了20%以上，甚至可能更多［14-15］。造成的更严重的危害是多种作物的迁飞型害虫分布更广、危害更大、防治更加难了［16］。另一方面，温度升高后，一些受温度限制害虫的活动范围就会扩大，气温升高后，某些病虫的分布区域可能更加广阔，温室效应使一些病虫害发生的起始时间较原来大大提前，使多世代害虫繁殖代数大大增加，一年中病虫害对农作物危害时间的延长，对农业生产的危害更大。（3）造成银川市水资源供需矛盾日益突出。银川市的水资源总量有限，随着人口、经济和社会的发展，城乡人民生活用水以及农业、工业、生态等领域的用水量将会不断的增加，这些都将进一步加剧水资源短缺的矛盾。（4）极端天气事件频次增多，灾害所导致的损失进一步加重［17］。沙尘暴和霜冻发生的频次越来越多，进入本世纪后发生频次虽然有所减少，但冻害程度进一步加重了。从而使极端气候灾害更加严重，生态环境更加脆弱［18-19］。特别在近些年来，银川市的水资源、农作物产量、国民经济等受极端天气事件的影响也愈发明显气象与国民经济建设以及人民生活关系密切，在自然灾害所造成的损失中，宁夏气象灾害造成的直接经济损失占自然灾害损失的80%以上。（5）气温升高对银川市区的影响会越来越显著。高温天气天数的增多，人们的生活工作环境受高温影响不再舒适，大量改善这种环境的人工制冷设备畅销市场，如空调，冰箱等，这些制冷设备的使用，将增加城市夏季电力消耗，城市热岛效应必然增强，城市的大气污染将会进一步加重［20］。总之，全球变暖带来的影响非常广泛、极其复杂和深远，涉及到地球上的每一个物种和生命群体。目前，全球变暖是如何影响生命系统，以及其影响程度等问题尚不知晓。因此，重视和加强气象灾害的监测、预测和评估是十分重要的，建立气象灾害监测预警基地，研究防御对策;建立具有较好的物理基础、较强的监测和预测能力、有效的服务功能的气象灾害综合业务服务系统，积极应对可能出现的情况是十分必要的。相关文献】[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]李红英，高振荣，王胜，等•近60a河西走廊极端气温的变化特征分析[J]•干旱区地理,2015，38(1):1-9.[4]杨志刚，杜军，林志强.1961-2012年西藏色林错流域极端气温事件变化趋势[J]•生态学报，2015，35(3):613-621.[5]王琼，张明军，王圣杰，等.1962-2011年长江流域极端气温事件分析[J].地理学报，2013,68(5):611-625.[6]吴艳飞，徐羽，徐刚.安徽省粮食作物单产影响因子及气象灾害损失风险评估[J].中国农业大学学报，2016，21(5):115-121.[7]张冠胜.极端气候因素对中国农业经济的影响[J].乡村科技，2016(15):94-95.[8]刘起勇.加强极端气候风险评估和管理保护我国人群健康和安全[J].环境与健康杂志，2015(4