1970—2019年潜江市气候变化特征分析

刘蔚 杜燕妮 徐琼芳 何锐

摘要    根据潜江市1970—2019年的逐年平均气温、降水、日照等气象资料，对潜江市近50年的气候变化特征进行了统计分析。结果表明，近50年来，潜江市年平均气温上升趋势明显，其中春、秋季增温更为明显;年降水量年际波动大，总体呈小幅上升趋势，四季降水差异明显且波动大，春、夏2季降水量随年份有增加的趋势，而秋、冬2季降水量随年份减少;年日照时数以及四季日照时数随年份小幅减少。此外，通过分析气候变化对农业生产的影响，提出了一些应对措施，以期为当地农业生产提供气候方面的科学指导。

关键词    气候;变化特征;农业生产;影响;湖北潜江;1970—2019年

中图分类号    P463.3        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）20-0174-03                                                开放科学（资源服务）标识码（OSID）

潜江市地处南北气流交汇带，位于江汉平原中部，属北亚热带季风性湿润气候区，气候宜人，雨量充沛，热量丰富，无霜期长，气候条件适宜多种农作物生长发育。近年来，在气候变暖的背景下，潜江市旱涝、大风等极端灾害性天气频发，高温热害、夏秋连旱造成的灾害严重，区域性强降水引发的渍涝灾害也较重[1-2]。在气候变化背景下，光、热、水资源不匹配是限制资源利用率的主要因素。本文通过对1970—2019年潜江市气温、降水和日照的气候资料进行统计分析，找出近50年来气候变化的主要特点和规律，确定其对农业生产的利弊影响，以期为农业生产提供天气气候方面的科学依据。

1    资料与方法

采用常规统计方法、线性趋势分析方法，选用1970—2019年潜江市平均气温、降水量、日照时数等气象资料作为研究对象，对气温、降水量、日照时数的年变化规律以及四季变化规律作出分析。季节划分标准为春季3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月、冬季12月至次年2月[3]。

2    结果与分析

2.1    气温变化特征分析

2.1.1    气温年际变化特征分析。从图1可以看出，潜江市近50年平均气温呈波动上升的趋势，特别是20世纪80年代中期至90年代末期气温上升最为明显。1970—2019年潜江市年平均气温为16.6 ℃，且气温上升分段情况明显，1995年以前逐年平均气温基本低于16.6 ℃，而1995年以后逐年平均气温基本高于16.6 ℃。近50年年平均气温上升近1.6 ℃，年平均气温最高为17.8 ℃，出现在1998年;最低为15.5 ℃，出现在1984年，二者相差2.3 ℃。对近50年来的年平均气温进行线性拟合，得到拟合方程：Y=0.032 5X+15.812。由拟合方程可知，近50年潜江市年平均气温以0.032 5 ℃/a的速率上升，且其线性趋势方程通过了0.05水平的显著性检验。

2.1.2    气温季节变化特征分析。由表1可知，1970—2019年50年的四季平均温度均呈上升趋势，四季的气候倾向率分别为0.483、0.223、0.338、0.285 ℃/10 a，且均通过0.05水平的相关性检验，说明全年各个季节增温趋势明显，而春、秋2季增温幅度比较大，夏、冬2季增温幅度相对较小。

2.2    降水变化特征分析

2.2.1    降水年际变化特征分析。从图2可以看出，潜江市近50年降水量总体呈小幅上升趋势，气候倾向率为14.706 mm/10 a，但年际变化波动较大。20世纪80年代初期和末期、90年代初期和末期及21世纪初期属于降水较多的时期，20世纪70年代、80年代中期、90年代后期和21世纪00年代中期则为少雨期，降水量在平均值（1 137.5 mm）以下的年份多于在平均值以上的年份。潜江市近50年年降水量最大值为1 741.3 mm，出现在1980年，年降水量最小值为754.7 mm，出现在1984年，二者相差986.6 mm，相差值基本接近50年降水平均值，说明降水年际波动极大。对近50年来的降水量进行线性拟合，得到拟合方程：Y=1.47 06X+1 137.5。

2.2.2    降水季節变化特征分析。从图3可看出，降水量具有明显的季节变化。春、夏2季降水量随年份增加有增加趋势，而秋、冬2季降水量随年份增加有减少的趋势，四季的气候倾向率分别为5.0、21.6、-12.2、-0.03 mm/10 a。夏季降水量的增多趋势明显，对全年降水量增多趋势贡献最大，其次是春季降水有小幅增长趋势，秋季降水量减少趋势最为明显，而冬季降水量基本呈相对稳定趋势。总体而言，全年降水量仍然有小幅上升趋势，夏季降水量增多对其贡献量最大，抵消了秋季降水减少的作用，但各个季节降水量波动性仍然较大。

2.3    日照时数变化特征分析

2.3.1    日照时数年际变化特征分析。由图4可以看出，近50年来潜江市年日照时数呈减少趋势，气候倾向率为-16.91 h/10 a，相关系数为0.523，通过了0.05水平的显著性检验。其中1989年总日照时数仅为1 158.5 h，为近50年最低值，除此单点值以外，年日照时数波动较小，基本在线性值附近上下波动。

2.3.2    日照时数变化特征分析。对近50年来的四季日照时数进行线性拟合，结果显示，四季日照时数均随年份增加呈减少趋势，气候倾向率分别为-1.93、-27.56、-20.09、-17.2 h/10 a，均通过0.05水平的显著性检验，且夏、秋、冬3季日照时数随年份减少趋势相对更明显，春季减幅较弱。

3    结论与讨论

3.1    结论

整体而言，近50年潜江市年平均气温及四季平均气温呈上升趋势，气候变暖趋势明显;年日照时数以及四季日照时数均呈减少趋势;在降水量小幅上升的同时年际波动较大，季节差异大，其中夏季降水呈明显增多趋势，而秋季降水呈明显减少趋勢，对秋季干旱加重影响较大，且不同年份和季节旱涝变化也较大。

3.2    讨论

3.2.1    气候变化对农业生产的影响。潜江市近50年气温整体呈现上升趋势，而且降水年际变化比较大，时空分布不均匀，气候变化对农业生产有利有弊。一方面，气候变暖使积温增加，使无霜期延长，农作物生长季热量资源普遍增加，减少了低温冷害减产的发生概率，冬小麦和油菜等冬作物越冬死亡率大幅降低。另一方面，气候变暖使作物生长发育加快、生长期普遍缩短，使农田地力下降，导致干物质积累和籽粒产量减少。如灌浆期高温少雨天气对夏玉米灌浆成熟有一定的影响，可能造成高温逼熟、百粒重下降、产量降低。气候变暖之后，潜江市近几年旱涝、大风等极端灾害性天气频发，降水的季节性变化波动比较大，时空分布不均匀，使农业生产的不稳定性增加，对农业生产的危害程度加重[4-5]。2019年潜江市出现了近60年来最严重的伏秋高温连旱，7月18日至11月23日潜江市降水量较历史同期相比偏少60%～70%，为1961年以来历史第二少，平均温度为1961年以来最高。降水少、温度高、蒸发大，旱灾造成全市农业直接经济损失达4 115万元。

3.2.2    农业生产应对措施。一是改善作物品种、调整产业结构。在未来气候暖干化的背景下，增强品种的抗逆性可以有效提高作物气候生产潜力。可以利用气候变暖使积温增加、热量条件变好、生育期延长、低温冷害冻害减轻等有利条件，适当调整农林作物种植结构，培育优良品种，扩大晚熟品种的种植面积。潜江市江河湖泊比较多，长江径流遍布，可以发挥其水资源优势，开展虾稻共作模式，减少旱情对水稻产量的影响[6]。二是加强农业气象灾害预报预警服务。气象部门应该加强农业气象灾害的预警预报工作，在重大灾害性天气来临之前及时为农业大户等提供相关预警预报服务，多渠道多方式发布服务产品以及相关消息[7-8]，尽可能减少农业气象灾害的影响。三是加强水资源利用、提高作物抗旱性。在农业产业结构调整以及作物布局时，要注意选用抗旱性较强的作物品种，同时多采用喷灌以及滴灌等作物浇灌技术，显著提高水资源的利用率[9-10]。

4    参考文献

[1] 贺程程，周霞，杨峰，等.江汉平原气候变化及其对农业生态的影响与对策[J].气象科技进展，2018，8（5）：116-119.

[2] 申晓晴.周口市近50年气候变化特征及对农业生产的影响[J].农业灾害研究，2017（8）：30-32.

[3] 郭建平.气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J].应用气象学报，2015（1）：1-11.

[4] 万磊.气候变化对潜江市小麦生育期及产量的影响[J].乡村科技，2017（20）：82-84.

[5] 郭建平.气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J].应用气象学报，2015，26（1）：1-11.

[6] 钟章奇，王铮，夏海斌，等.全球气候变化下中国农业生产潜力的空间演变[J].自然资源学报，2015，30（12）：2018-2032.

[7] 谢立勇，李悦，徐玉秀，等.气候变化对农业生产与粮食安全影响的新认知[J].气候变化研究进展，2014，10（4）：235-239.

[8] 王遵娅，丁一汇，何金海，等.近50年来中国气候变化特征的再分析[J].气象学报，2004（2）：228-236.

[9] 贺晋云，张明军，王鹏，等.近50年西南地区极端干旱气候变化特征[J].地理学报，2011（9）：1179-1190.

[10] 刘庆生.浙江省水资源利用效率研究[J].水利经济，2010（2）：28-30.