临夏地区干旱特征及干湿气候区划

孙磊+杨振鑫+文慧+马哈志热

摘要 通过对临夏地区干旱特征分析，根据干燥度的变化确定临夏州干湿气候分布特征，绘制临夏州干湿气候分布区划图，结果表明：临夏地区干旱的气候类型按季节可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱，春末夏初旱出现的几率为13%～87%；其中，永靖县大部区域和东乡县北部地方出现春末夏初旱的几率最高，达87%；和政县出现的几率最低，为13%。出现干旱年份占68%，无旱年份占32%，出现区域性干旱几率多达60%；局部干旱的几率为27%，全州出现干旱的几率仅为13%；春旱和春末初夏旱出现的几率高，强度大；春旱几率达45%，初夏旱几率达30%，春旱和初夏旱是影响临夏地区夏秋作物产量的主导因素；临夏州干湿气候分布区划图总体上与临夏地区干旱气候特征分布相对应，永靖县大部区域和东乡县北部地方为干旱区；东乡县东北部的车家湾乡是临夏州的特旱区。

关键词 干旱；特征；干湿气候区划；甘肃临夏

中图分类号 P469 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）21-0197-02

临夏州地处青藏高原和黄土高原的过渡地带边坡区域，地势呈西南部高、东北部低于西南部而高于中部的倾斜盆地，境内地形复杂、梁峁沟谷相间、自然环境较差、生态环境脆弱；境内自然灾害种类多，发生频率高，涉及范围广，影响程度深，是全省气象灾害最严重的地区之一。特别是近年来由于气候变化引发的干旱、暴雨、冰雹、寒潮等极端天气事件频繁发生，严重威胁着农业增产增收和农村经济的发展，全州每年因气象灾害造成的经济损失占GDP的5%～6%。干旱是影响临夏州经济建设的主要自然灾害，是制约农业发展的主要原因，也是影响粮食产量的主要因素[1]，每年因干旱造成的经济损失巨大，据统计，全州干旱发生几率高达30%～65%。本文利用临夏州6个气象观测站40多年气候观测资料，根据气象干旱等级标准，通过对临夏地区干旱气候特征分析，根据干燥度的变化确定临夏州干湿气候分布特征，借助于ArcGIS软件[2]，绘制临夏州干湿气候分布区划图，为临夏地区农业气象灾害防御和为农服务工作提供参考依据。

1 资料与方法

临夏州介于34°57′～36°12′N，102°41′～103°40′E之间，总面积8 169 km2，海拔高度为1 563～4 636 m；境内地形复杂，相对海拔高度差大，具有大陆性、季风和山地气候的特点，气候地域性差异悬殊。本文利用临夏州6个气象观测站1968—2010年气候观测资料，依据地面气象观测规范[3]规定的日期为分界标准，采用数理统计方法对降水数据统计整理，根据气象干旱等级标准，通过对临夏地区干旱气候特征分析，根据干燥度的变化确定临夏州干湿气候分布特征，借助于ArcGIS软件[2]，绘制临夏州干湿气候分布区划图。

2 结果与分析

2.1 干旱发生几率及气候类型

2.1.1 干旱的发生几率。干旱是指长时间降水偏少，造成空气干燥、土壤缺水、水源枯竭，影响农作物和牲畜正常生长发育而减产的现象[4]。根据气象干旱等级国标GB/T 20481—2006，干旱几率与年降水量的多寡成反相关关系，经计算相关系数为-0.912，信度<0.01，干旱几率可用下述表达：

P=148.8-0.208 58R

其中，P为干旱几率（%），R为年降水量。

2.1.2 干旱的气候类型。临夏州一年四季均可发生干旱，按季节可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱等类型。

春旱标准：4—5月连续2个旬降雨量偏少50%或以上，旱段（2场有效降水的间隔日期，下同）≥15 d。临夏地区出现春旱的几率为40%～60%，平均2年一遇；临夏州区域性春旱平均4年发生1次。春季是临夏地区冬麦、春小麦、大秋作物和蔬菜等各类农作物出苗的关键时期，所以春旱对农作物生长发育影响较大。

春末夏初旱标准：5—6月内连续2个旬降水量偏少50%或以上，旱段≥35 d。春末夏初期间是临夏州大部分地方小麦抽穗、扬花、灌浆和大秋作物拔节时期，各种作物需水较多，一旦发生干旱，作物的正常生长发育就会受到严重威胁。据统计，临夏州春末夏初旱出现的几率为13%～87%，其中以永靖县大部和东乡县北部几率最高，达87%；其次是临夏市、广河县出现几率达53%～56%；康乐、东乡、临夏县出现的几率为20%～30%；和政县的几率最低，仅为13%。

伏旱标准：7月中旬至8月中旬有1个旬降水量偏少50%或以上，旱段≥15 d。伏旱影響大秋作物的生长和复种作物的播种、出苗；据统计，临夏地区发生伏旱的几率为37%～67%，平均2～3年一遇。

秋旱标准：9月中旬至10月中旬连续2个旬降水量偏少50%或以上，旱段≥20 d。8月下旬至9月是秋田作物产量形成期，农作物需水量较多，一旦发生干旱，就会直接影响秋田作物的灌浆成熟，引起植株早衰，造成减产。据统计临夏州地区发生秋旱的几率为7%～33%。

2.2 干旱的气候变化特征

2.2.1 干旱的年际分布特征。根据图1临夏地区历年干旱发生次数变化情况可知，临夏州出现干旱年份占68%，无旱年份占32%，即多数年份干旱，少数年份不旱。从干旱范围看，临夏地区出现区域性干旱几率高达60%；局部干旱的几率为27%，全州出现干旱的几率仅为13%；从地域分布状况看，永靖县大部区域、东乡县北部及东北部地方出现干旱的几率大，而且强度较强，容易出现夏、伏连旱；干旱几率较小的地区强度也较弱，如和政县未出现重旱。

2.2.2 季节性干旱发生几率。临夏地区出现季节性干旱的几率较高，旱情损失较重。在各季节时段干旱中，春旱和春末初夏旱出现的几率高，强度大；春旱发生几率达45%，初夏旱发生几率为30%，并且春季和初夏容易发生重旱；伏旱和秋旱出现较少，发生的几率分别为20%和10%。春旱和初夏旱是影响临夏地区夏秋作物产量的主要因素。

2.2.3 季节性干旱特征。临夏地区出现季节性干旱的特征明显，一年四季均可发生干旱，在3—10月农作物生长期均有可能发生，有的春旱在上年的冬季出现，甚至在秋季就出现，干旱可持续4～5个月；一年中出现1～2个的一般旱段和2～3个的重旱段约占干旱总数的35%，半干旱占45%。有的春旱可持续到6—7月，出现秋、冬旱和春连旱、冬春连旱、春夏连旱等。夏旱通常又称“伏旱”，单纯的伏旱对农作物影响较轻，但与春旱或秋旱相连，出现春旱连伏旱或伏旱连秋旱时对农作物的影响比较重。

2.3 干湿气候分布区划

2.3.1 干燥度变化。一般在农业气候分析中采用干燥度来评价各地区的气候干湿程度，按照甘肃省河东地区气候标准，干燥度计算公式：

式中，K为干燥度，ΣT≥0 ℃为≥0 ℃期间的活动积温，0.22和0.18分别为系数；由于地表蒸发力难以直接测得，故用ΣT ≥0 ℃代替蒸发力，R为≥0 ℃期间的降水量，采用该公式计算的结果与临夏地区干燥度的实际情况符合。同时，利用临夏、和政、康乐、广河等站干燥度与海拔高度的关系，经回归计算，求出回归方程：

K=9.597·exp（-0.001 126H）

K=1.0，说明水分收支基本平衡；K>1.0，说明水分不足；K<1.0，说明水分有余。干燥度分级标准如下：干燥度<1.0为湿润区，干燥度1.00～1.49为半湿润区，干燥度1.50～1.99为半干燥区，干燥度2.0～3.0为干燥区，干燥度>3.0为特干燥区。

2.3.2 干湿分布区划。利用临夏地区6个气象观测站及周边气象台站历年的降水资料，计算降水距平百分率作为干旱指标，以年干燥度（K<1.0、1.0≤K<1.99、K≥2.0）分级，结合年降水量和天然植被指标，划为干旱、半干旱、半湿润、湿润4个区域，如表1所示。

根据上述干湿分布区划指标，结合临夏地区土壤储水性和年降水量分布特征，借助于ArcGIS软件，绘制临夏州干湿气候分布区划图（图2）。由图可见，位于临夏州的康乐县、和政县、广河县西南部、临夏县南部、积石山县南部、东乡县境内的百合、关卜乡K值在1.0以下，为湿润区；积石山县、临夏县、和政县、广河县和康乐县南部地区拔海高度在2 600 m以上的区域K值在0.5以下，为特湿润区；广河县大部、东乡县中南部、临夏市、临夏县北部、积石山北部、永靖县西南角和东部的关山K值为1.00～1.49之间，为半湿润区；东乡县境内的果园、高山、大岭、河滩等乡镇及临夏县刘家峡水库沿岸、永靖县境内的红泉、杨塔、陈井等乡镇K值在1.50～1.99之间，为半干旱区；东乡县北部、永靖县的北部、中部和东南部大片地区K值在2.0以上，为干旱区；东乡县的车家湾K值超过3.0以上，是临夏州的特旱区。

2.4 干湿气候分布检验

通过临夏地区近5年干旱造成的灾害损失统计表明，临夏州干湿气候分布区划图总体上与干旱特征分布相对应。2010年临夏州出现区域性春末夏初旱，东乡、永靖、广河县境内出现重旱，干旱导致农作物受旱面积3 001.5 hm2，因旱不能播种4 802.4 hm2，因旱缺墒面积24 478.9 hm2。2013年临夏州境内出现冬春连旱现象，自2012年入冬以来，由于有效降水偏少、气温偏高，全州范围内出现持续旱情，致使永靖、东乡县大部分地方和广河、和政、积石山、临夏县北部地区118个乡镇22个村57.9万人受灾，23.81万人、5.48万头牲畜饮水发生困难，冬小麦、冬油菜等农作物受旱面积达24 800 hm2，春播地因旱缺墒面积达42 500 hm2。这些干旱发生区域主要位于干湿气候区划图中的干旱区和半干旱区。因此，临夏州干湿气候分布风险区划具有明显的应用效果。

3 结论

通过对临夏地区干旱特征分析，确定临夏州干湿气候分布特征，绘制临夏州干湿气候分布区划图，主要结论如下：

（1）临夏地区干旱的气候类型按季节可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱，春末夏初旱出现的几率为13%～87%；其中，永靖县大部区域和东乡县北部地方出现春末夏初旱的幾率最高，达87%；和政县出现的几率最低，为13%。

（2）临夏地区出现干旱年份占68%，无旱年份占32%，出现区域性干旱几率多达60%；局部干旱的几率为27%，全州出现干旱的几率仅为13%；

（3）在各季节时段干旱中，春旱和春末初夏旱出现的几率高，强度大；春旱几率达45%，初夏旱几率达30%，春旱和初夏旱是影响临夏地区夏秋作物产量的主导因素。

（4）临夏州干湿状态分布区划图总体上与临夏地区干旱气候特征分布相对应，永靖县大部区域和东乡县北部地方为干旱区；东乡县东北部的车家湾乡是临夏州的特旱区。

4 参考文献

[1] 杨先荣，黄成秀，贾效忠，等.甘肃中部农业干旱灾害分析[J].甘肃农业，2004（9）：24-27.

[2] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003：2-3.

[3] 苏军锋，肖志强，魏邦宪，等.基于GIS的甘肃省陇南市暴雨灾害风险区划[J].干旱气象，2012，30（4）：650-655.

[4] 郭江勇，李栋梁，崔凤英，等.甘肃河东春旱的气候特征分析及预测模型[J].干旱气象，2001，12（4）：34-37.