抚顺市农业气候资源诊断分析

抚顺市农业气候资源诊断分析

气候因素对人类社会的发展有显著影响，尤其是对农业生产的影响。农业与气象密切相关,粮食生产高度依赖于天气气候条件,光、温、水、气、风等气象要素不仅是粮食生产过程中的物质资源和能量来源,同时也是作物的生长生存环境。气候变暖是全球气候变化的主要特征,已成为国内外学者普遍关注的热点问题之一。根据IPCC第四次评估报告,过去100年全球地表温度上升了0.74℃,近50年的温度升高趋势为过去100年的2倍。气候变化使气象灾害呈现“提早、增多、加重”的趋势,对粮食生产的重大负面影响日益显现,已对粮食安全构成严重威胁。因此必须高度重视农业气象保障体系建设,为辽宁省粮食生产提供气象保障。在全球气候变化背景下,我国东北地区气候资源和农业气候资源也发生了相应改变。近30年来,辽宁省降水量出现减少的趋势,趋势并不剧烈,但季节性明显,秋季降水减少的贡献最大,与降水有密切关系的蒸发潜力和降水蒸发差的变化趋势并不明显,不存在突变现象;太阳辐射与日照时数变化趋势一致,在1982年发生突变,并一直呈下降趋势,太阳辐射量和日照时数的减少主要表现为夏季的欠缺;辽宁总体的农业气候变化存在以降水、日照减少为主要特点的暖干化趋势,这种趋势在秋季表现得更为明显。笔者利用章党、清原、新宾3个气象站1971～2007年气候资料,采用线性气候倾向率方法,对抚顺地区年和春、夏、秋、冬四季的光、水等主要农业气候资源要素进行了诊断分析。1数据和方法1.1资料与气候要素以抚顺市气象局章党、清原、新宾3个气象站1971～2007年气候资料为研究依据,其中各站的日照时数、降水等资料为主要气候要素。季节划分为春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)、冬季(12月～次年2月),夏半年(4～10月)、冬半年(11月～次年3月)。1.2农业气候资源趋势变化分析利用抚顺地区3个气象站37年气候资料做数据统计分析,农业气候资源趋势变化分析使用线性气候倾向率方法,并对抚顺地区的光能、水分等主要气候资源要素进行诊断分析,主要讨论其变化趋势、阶段性、突变性等变化特征。1.3光照百分率的计算方法Presooff太阳总辐射计算公式为:Rg=Ra(a+bnN)Rg=Ra(a+bnΝ),式中,Rg为太阳总辐射,J/cm2;Ra为天文太阳辐射常数;n为气象站日照观测计测得的日照时数,N为某站当地某个时期的天文昼长,以可照时数表示;实际日照时数除以可照时数再乘以100%便是日照百分率,也就是公式中的n的百分率,即日照百分率;a、b为待定系数,荷兰科学家M.R.Rietvela研究提出了a、b值的公式:a=0.10+0.24nNa=0.10+0.24nΝ、b=0.38+0.08(nN)−1b=0.38+0.08(nΝ)-1,式中,n代表日照百分率,以小数形式参加计算;N代表某个地区的可照时数,J/cm2。2结果与分析2.1抚顺区光能资源变化特征2.1.1太阳总辐射的州际分布经计算,1971～2007年章党县平均每年的太阳总辐射资源为129.8J/cm2,清原县为126.0J/cm2,新宾县为121.6J/cm2,抚顺地区平均为125.8J/cm2,可见章党县最多,新宾县最少。由表1可见,抚顺地区太阳总辐射夏季最多,地区平均为40.8J/cm2,春季次之,冬季最少,为17.7J/cm2。章党县太阳总辐射最多,全年总和为127.8J/cm2,清原县次之,新宾县最少,总和为119.1J/cm2。抚顺地区太阳总辐射西部比东部多,夏季和春季更多。抚顺地区太阳总辐射夏季和春季占全年总辐射最大,分别是33.01%和31.83%,冬季太阳总辐射还不到夏季和春季的一半,为14.32%。抚顺地区温暖季节即夏半年(4～10月)太阳总辐射占全年总辐射的72.14%,而冬半年(11月～次年3月)太阳总辐射仅占全年太阳总辐射的27.86%(表1),说明农业可利用光能资源还是比较可观的。作物生长季(4～9月)太阳总辐射平均在67.0J/cm2左右,其中,4～5月约占35.23%,6～7月约占35.15%,8～9月约占29.58%(表2)。2.1.2女性劳动战时和地域分布1971～2007年抚顺地区实际日照时数变化趋势与太阳总辐射变化趋势是一样的,即逐渐减少的。全市平均日照时数线性倾向率是-23.2h/10a(图1)。从年代际变化来看,20世纪70年代全市平均日照时数距平为2.0h,80年代全市平均日照时数距平为35.1h,到了90年代全市平均日照时数距平为23.1h,2001年后全市平均日照时数距平已下降至-85.8h。从地域分布上看,章党日照时数线性倾向率为2.3h/10a、清原-16.0h/10a、新宾-55.8h/10a,可见抚顺西部地区日照时数略有增加,东部山区日照时数呈明显减少变化趋势。由图2可知,1971～2007年抚顺地区日照时数的年际变化存在明显的季节差异,近37年抚顺春、夏、冬季日照时数变化趋势与年日照时数变化规律一致,均呈减少趋势,仅秋季日照时数略有增加的趋势,但各季变化情况不同,夏、春季减少趋势大些,冬季日照时数减少幅度很微弱,春、夏、秋、冬季的日照线性倾向率分别为-9.7、-15.2、1.5、-3.0h/10a。2.2恢复区域内的水资源变化2.2.1降雨量2.2.1.降水年际变化抚顺37年年降水量为530.67～1151.87mm,存在明显的阶段性变化和地域分布特征,各地年降水量的分布是章党786.10mm、清原770.80mm、新宾759.10mm。1971～2007年抚顺各地年平均降水量随时间呈减少趋势,降水线性倾向率为-17.37mm/10a(图3)。1971～1977年为降水偏多期,1978～1984年为偏少期,1985～2007年为波动期,降水年际间变化较大。其中,1995年为历年降水最多年份,全市平均为1151.87mm;1978年降水最少为530.63mm,两年相差621.24mm;特别是1985年以后,降水变化幅度加大,大涝的年份增加,如1985、1986、1995年是洪涝年。2.2.1.清原、新宾线性倾向率近37年抚顺地区降水量的60%～70%多集中在高温、作物需水量最大的夏季。全年降水倾向率各地区均为负值,降水量均呈减少趋势;章党、清原、新宾的线性倾向率分别为-23.50、-11.72、-16.89mm/10a。年降水总量的减少主要来自于秋季降水量大幅度减少的贡献,秋季降水线性倾向率为-5.88mm/10a,春季次之,夏季和冬季降水量反而稍有增加趋势(图4)。2.2.2变化特征近37年抚顺各地年蒸发潜力章党、清原、新宾分别为1422.2、1144.9、1070.2mm(图5),四季中夏季蒸发潜力最大,冬季最小,春季大于秋季。全年蒸发潜力的月变化呈单峰型,5月份达最大,12、1月为最小。3暖干化趋势、降水出现变化(1)近37年来,抚顺总体的农业气候变化存在以降水、日照减少为主要特