文山州干旱时空演变特征分析.pdf

第 卷第 期 年 月云 南 地 理 环 境 研 究 收稿日期:修订日期:.基金项目:云南省气象局 年科研项目“文山州干旱灾害精细区划与预报预测研究”()作者简介:王 郦()女(壮族)云南省文山市人 高级工程师 研究方向为天气气候通信作者:高月忠()男 云南省鹤庆县人 高级工程师 硕士 研究方向为天气气候文山州干旱时空演变特征分析王 郦 张 蕾 高月忠(文山州气象局 云南 文山 大理州气象局 云南 大理)摘要:利用 年近 年区域自动站和国家气象站共 个站点的历年气象要素资料 计算各站点逐日综合气象干旱指数()从而分析文山州干旱的时空演变特征 计算结果显示:()文山州每个月都会出现不同程度的轻旱和中旱 重旱较少 没出现过特旱()文山州轻旱最显著的是 月 其次是 月和 月 月几乎全州所有站点都出现过轻旱 且轻旱日数最多的站点都在半个月以上()文山州轻旱的季节性特点是:秋季轻旱日数最多 分布面积最广 最明显的是文山市、砚山县和麻栗坡县 其次冬季各站点轻旱日数比秋季少三分之一 有的甚至少一半左右 春季更少 最少的是夏季 中旱与轻旱情况一样 四季中也是秋季中旱日数最多 分布面积最广 最明显的是丘北县、广南县、砚山县、西畴县 夏季中旱面积次之 春季和冬季中旱面积相当 只是冬季中旱日数略多于春季()大部分站点年均干旱日数达 天 达 天以上的只有两个站 天以下的有 个站()综合气象干旱指数()的最小值(即干旱最强)达到重旱的有 站次 出现在富宁县的木央镇达到中旱的有 站次 全州各县(市)都有分布()这 年中 旱灾较为严重的是文山市北部、砚山县西部和南部、丘北县西南部、广南县西北部和东南部、富宁县南部关键词:文山州 干旱 气象灾害 防灾减灾中图分类号:文献标识码:文章编号:()旱灾是中国主要的自然灾害之一 作为影响农业生产和经济发展的自然灾害之一 引起了国内外学者的广泛关注 研究表明 全球极端干旱面积正在扩大 严重地影响了社会经济的发展据统计 全球每年因干旱造成的经济损失高达 亿美元 云南省主要处于南亚季风控制区 其气候基本表现为旱季和湿季的显著特征 由于季风活动变化性较大 云南及其附近地区是中国干旱发生最为频繁的地区之一 例如 年、年夏季大旱、年大旱 其中 年大旱是近 年冬季中最为严重的干旱 该年冬季云南省是中国干旱情况最为严重的地区 旱灾造成全省农业直接经济损失已达近 亿元 同时 云南旱灾还造成全省森林火灾高发高危态势 在 年的大旱中 文山州也是受灾特别严重的地区之一 这次旱情文山州从 年 月持续到 年 月 持续的严重旱灾 使河水断流、水库干枯、农田干裂、庄稼歉收、工厂限电 全州上百万名群众和数十万头大牲畜的饮水困难 经济建设受到巨大损失 干旱是文山州的主要气象灾害之一 每年都不同程度的发生 且各个季节都会时有发生 但是干旱灾害强度各地每年都有不同 大家对干旱成因分析研究较多 而对干旱时空演变特征关注较少 也没有从历史的角度进行干旱频率的分析 尤其是没有从空间、时间整体上分析干旱因此 本文重点分析了文山州干旱的时空演变特征 为全面理解文山州干旱特征提供事实依据 以便更科学合理地认识文山州干旱的特征规律 为因云南地理环境研究第 卷地制宜地制定抗旱防旱措施提供科学依据干旱指数是表征某一地区干旱程度的标准 是旱情描述的数值表达 起着量度、对比和综合分析旱情的作用 是加强干旱监测、预测、预警和进一步开展旱灾研究的基础 对比研究各种气象干旱指标 目前 各 地 使 用 最 多 的 是 降 水 距 平 百 分 率()、标准化降水指数()以及综合气象干旱指数()等 种指数 干旱是由于降水长期亏缺和近期亏缺综合效应累加的结果 其中气象干旱综合指数()(以下简称为“指数”)较全面的综合考虑了 内的有效降水(权重累计降水)、内蒸散(相对湿润度)以及季度尺度()降水和近半年尺度()降水的综合影响 该指数考虑了业务服务的需求 增加了季节调节系数 适用于作物生长季逐日气象干旱的监测和评估 鉴于此 本文用 指数对文山干旱开展时空演变的研究 研究区概况文山壮族苗族自治州位于云南省东南部 地处 自然资源十分丰富 北回归线横贯文山州而过 全州 的地区属于亚热带季风气候 的地区属于温带季风气候 干湿季明显 由于文山州地形地貌较为复杂 海拔高度悬殊 相对高度差较大 致使州内天气气候多变 降水分布不均 在大气候背景下 文山州具有立体和局地小气候的多样性 多种作物在文山州都有种植适宜或较适宜区 除产玉米、稻谷和豆类等粮食作物外 还盛产三七、八角、草果、油桐、辣椒、烟叶、茶叶、花生等农特产品和经济作物 为典型的农业大州 农业人口占总人口的 资料与方法 资料从中国气象局的气象大数据云平台“天擎”下载文山州 年气象要素资料 筛选出比较稳定的区域自动站(注:文山州区域自动站从 年后才相对稳定 但是在这几年中不时有增减 因此在此选取近 年比较稳定的 个站点)和 个国家气象站共计 个站点的历年气象要素资料 方法()应用气象干旱综合指数()的计算公式 计算出各站点逐日 指数气象干旱综合指数()的计算公式为:()式中:为气象干旱综合指数 为近 相对湿润度指数 为近 标准化降水指数为近 标准化降水指数 为近 天标准化权重降水指数、为相对应指数的权 重 系 数 为 为 季 节 调 节 系 统(见/附录)表 为中国气象局给出的 等级划分表 干旱等级表 干旱指数特旱重旱中旱轻旱无旱 ()根据计算出的 指数分析文山州干旱的时空分布特征 计算分析按照/气象干旱等级 标准 计算并统计了 年这 年的干旱特征 发现每个月都会出现不同程度的轻旱和中旱重旱较少 没出现过特旱 轻旱分布特征 轻旱日数逐月分布特征按标准统计了 年逐月平均轻旱日数发现 这 年中:月份各乡镇平均轻旱日数最多的达 轻旱达 以上的有 个站点 月份轻旱日数最多的达 轻旱达 以上的有 个点 月份各乡镇轻旱日数最多的达 轻旱达第 期王 郦等:文山州干旱时空演变特征分析 以上的有 个站点 月和 月各乡镇轻旱日数最多的分别是 和 轻旱达到 以上的都仅有一个站点 月、月、月各乡镇轻旱日数最多的分别达 、轻旱均没有超过 的站点 月各乡镇轻旱日数最多的达 轻旱达到 以上的有 站 月各乡镇轻旱日数最多的达 轻旱达 以上站点有 站 月和 月份各地轻旱日数最多的分别达 和 轻旱达 以上的站点为 站和 站可以看出 达到轻旱标准的站点最多的是 月 其次是 月和 月 月几乎所有站点都出现过轻旱 且轻旱日数最多的站点都在半个月以上 月和 月仅有三分之一的站点出现轻旱 轻旱日数最多的站点也仅出现 左右 月几乎不会出现轻旱 月和 月少数站点会出现轻旱 且出现最多的都不到 春、夏、秋、冬 轻旱日数分布特征 根据统计结果 春季(月)平均轻旱日数最多的有 平均轻旱日数达到 以上的有 个站点 分布在文山东南部和西部、西畴西南部、马关西部和南部、砚山南部、麻栗坡中部、丘北西北部、广南北部等地 夏季(月)平均轻旱日数最多的有 平均轻旱日数达 以上的有 个站点 分布在广南东南部、富宁东部、麻栗坡北部 秋季(月)平均轻旱日数最多的有 平均轻旱日数达 以上的有 个站点 覆盖了全州所有乡镇 干旱日数最多的出现在丘北北部和南部、砚山西部和南部、文山中部以北及南部地区、广南北部和南部、富宁西南部、麻栗坡大部地区、马关西南角等地 分布面积最多的是砚山、文山和麻栗坡 冬季(月次年 月)平均轻旱日数最多的有 平均轻旱日数达 以上的有 站 覆盖了全州所有乡镇 干旱日数最多的分布在丘北、砚山、广南、富宁(图)总体来说 秋季轻旱日数最多 分布面积最广 最明显的是文山、砚山和麻栗坡 其次冬季各站点轻旱日数比秋季少三分之一 有的甚至少一半左右 夏季轻旱日数最少图 春()、夏()、秋()、冬()不同季节 值达轻旱标准的平均日数分布(单位:)()()()()(:)云南地理环境研究第 卷 中旱分布特征 中旱日数逐月分布特征统计了 年逐月平均中旱日数发现这 年中:平均中旱日数在 以上的有 月、月、月、月、月、月、月 平均中旱日数最多的是 月 达 出现在文山西南部 月、月、月平均中旱日数为 多、不足 月 月平均中旱日数不足 统计结果显示 文山州各乡镇出现中旱的日数都较少 春、夏、秋、冬 中旱日数分布特征 根据统计结果 春季(月)平均中旱日数最多的有 (马关都龙)平均中旱日数达 以上的有 个站 主要分布在广南、西畴、马关、麻栗坡交界处 以及富宁南部等地 夏季(月)平均中旱日数最多的有 (富宁阿用)平均中旱日数达 以上的有 个站主要分布在砚山东部、西畴西南部、马关南部、麻栗坡南部、丘北南部、广南南部、富宁北部和西南部 秋季(月)平均中旱日数最多的有 (西畴兴街和广南南屏)平均中旱日数达 以上的有 站 分布在西畴南部和北部、广南南部和北部、麻栗坡东北部和南部、丘北北部和西部、砚山南部和西部、文山西北部和南部、富宁北部和西南部、马关西南部和北部等地 冬季(月次年 月)平均中旱日数最多的有 (广南底圩)平均中旱日数达 以上的有 站 分布在广南北部和南部、麻栗坡北部、富宁北部、马关南部等地跟轻旱情况一样 四季中也是秋季中旱日数最多 分布面积最广 最明显的是丘北、广南、砚山、西畴 夏季中旱面积次之 春季和冬季中旱面积相当 只是冬季中旱日数略多于春季 年这 年中各乡镇 值达到干旱的总日数 这 年中 文山州各乡镇 值达到干旱的日数最多的是麻栗镇 达到 年均 其次是富宁的木央镇 达到 年均 以上的就只有麻栗坡的麻栗镇和富宁的木央 的有 个站 分布在文山、砚 山、西 畴、麻 栗 坡、丘 北、广 南 等 县(市)的有 站 县(市)都分布得有 的有 站 也是分布在全州 县(市)的有 站 分布在文山、砚山、马关、丘北和广南 是最多的 近 的站点年均都出现了 的干旱 出现干旱日数较多的乡镇分布在广南、富宁、麻栗坡、砚山等 个县(图 左)图 文山州 年各乡镇 值达到干旱的总日数分布(左)(单位:)和 年各乡镇 最小值分布(右)()(:)()逐月最小值分布特征从逐月统计出来的 最小值来看 值最小的出现在 月份 也就是干旱最重的时候是出现在 月 为 其次是 月、月、月、月、月 都是 以下 月、月都是 至 最大的是 月 为 个站点中 第 期王 郦等:文山州干旱时空演变特征分析月份曾经有 个站点达到中旱 是达到中旱最多的月份 月份次之 有 个站曾经达到中旱再次是 月 有 站曾经达到中旱 月、月、月、月都较少(表)表 逐月 最小值及不同级别干旱站数 要素 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月最小值 无旱轻旱站数中旱站数重旱站数特旱站数 从 的计算结果可以看出 仅有 月出现过一次重旱 特旱没有出现过 中旱出现站点最多的是 月和 月 其次是 月 再次是 月 年这 年中 的最小值(即干旱最强)达到重旱的有 站 出现在富宁的木央镇 达到中旱的有 站 全州各县(市)都有分布 达到轻旱的有 站 分别出现在广南和丘北这 年中 旱灾较为严重的是文山北部、砚山西部和南部、丘北西南部、广南西北部和东南部、富宁南部(图 右)最小值分布与全州年均降雨量分布比较接近 最小值与年均降雨量对应比较好 与农业受灾情况对应也比相对比较好 结论与讨论 结论根据计算出来的 指数来看:()文山州每个月都会出现不同程度的轻旱和中旱 重旱较少 没出现过特旱()文山州轻旱最显著的是 月 其次是 月和 月 月几乎全州所有站点都出现过轻旱 且轻旱日数最多的站点都在半个月以上 月和 月有三分之一的站点会出现轻旱 每月轻旱日数最多的站点也仅有 天以上 月和 月少数站点会出现轻旱 月几乎不会出现轻旱()文山州轻旱的季节性特点是:秋季轻旱日数最多 分布面积最广 最明显的是文山市、砚山县和麻栗坡县 其次冬季各站点轻旱日数比秋季少三分之一 有的甚至少一半左右 春季更少 最少的是夏季()与轻旱情况一样 四季中也是秋季中旱日数最多 分布面积最广 最明显的是丘北、广南、砚山、西畴 夏季中旱面积次之 春季和冬季中旱面积相当 只是冬季中旱日数略多于春季()个站点中 大部分站点年均干旱日数达 达 以上的只有两个站 以下的有 个站()从 的计算结果可以看出 仅有 月出现过一次重旱 特旱没有出现过 中旱出现站点最多的是 月和 月 其次是 月 再次是 月()的最小值(即干旱最强)达到重旱的有 站次 出现在富宁的木央镇 达到中旱的有 站次 全州各县(市)都有分布()这 年中 旱灾较为严重的是文山北部、砚山西部和南部、丘北西南部、广南西北部和东南部、富宁南部 讨论根据公式计算出的 结果中没有出现过特旱 重旱情况都特少 大部分是中旱和轻旱 与实际干旱有出入 目前一直没分析出具体原因 但是 最小值分布与全州年均降雨量分布比较接近与年均降雨量对应比较好 与农业受灾情况对应也相对比较好 大部分科研工作者对干旱的研究都仅限于应用少数的国家气象观测站资料 站点均建设在县城 单个站点的资料不具有代表性 而对乡镇资料的研究很少 本文应用乡镇气象观测资料进行统计分析 精细研究了气象干旱分布特点 揭示了该地干旱灾害状况的地域差异性 同时 最小值分布也可以作为文山州精细化气象干旱区划来应用 可为当地因地制宜地制定抗旱防旱措施提供科学依据云南地理环境研究第 卷参考文献:国家防汛抗旱总指挥部办公室 水利部南京水文水资源研究所 中国水寒灾害.北京:中国水利水电出版社:.():.():邹旭恺 张强 近半个世纪我国干旱变化的初步研究.应用气象学报 ():吕爱民 董延军 贾春强 年云南干旱时空演变特征分析.广东水利水电 ():赵静 张继权 严登华 等 基于格网 的豫北地区干旱灾害风险区划.灾害学 ():舒贝妮 童绍玉 年滇中地区农业旱灾脆弱性的时空变化.云南地理环境研究 ():刘杨梅 黄英 王杰 云南省滇中地区气象干旱特征分析.安徽农业科学 ():文山州地方志编纂委员会办公室 文山州自然灾害实录.:史舟 王人潮 吴宏海 基于 的山区年均温分布模拟与制图.山地研究 ():():():()()():()()()()()():