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气象信息专报(2020年第44期)

发表日期: 2020-09-11 作者:
来源: 沙坡头区气象局

沙坡头区生态保护与高质量发展气象条件分析及对策建议

摘要:沙坡头区位于中卫北部宁夏西部,地处黄河前套之首,南依黄土高原北端,北接腾格里沙漠,中部黄河冲积平原,大陆性气候特征十分典型,在我国气候区划中属中温带干旱半干旱区,气温较高,降水偏少。近年来沙坡头区气候出现暖湿化趋势,但不足以改变基本气候状态,气候极端化加剧,高温日数增多,强降水日数略有增加,干旱日数总体减少,低温日数、沙尘天气、冰雹频次下降。未来沙坡头区平均气温总体呈现上升趋势,年降水量总体呈弱的增多趋势,年际波动大。建议加强生态环境保护,构筑西部生态安全屏障;优化农业、新能源产业结构,深化脱贫攻坚,全面建成小康社会;统筹旅游资源保护和开发;加强气候变化监测与气候规律研究,提高预报预测预警水平和气象防灾减灾能力。

一、沙坡头区气候背景

沙坡头区为典型的大陆性气候,属于干旱区(图1),光照充足,太阳辐射强,蒸发强烈。年平均日照达2925.41小时,属太阳能富集地区;年平均气温为9.1℃;平均年降水量188.1mm,远少于全国平均(632.0mm),是全区降水最少的县区之一,降水主要集中在5~9月,平均降水量154.3mm,约占年降水量的82%。最多的2019年年降水量为270.3mm,是最少年2005年56.8mm的4.8倍。

                                                         图1  沙坡头区气候区划


二、沙坡头区生态保护与可持续发展气象条件变化特征

1.气候呈现变暖化趋势

随着全球气候变暖,沙坡头区呈现显著的升温趋势(图2),年平均气温每10年上升0.38℃,升温速率高于全国(0.24℃/10a)及全球(0.12℃/10a)平均,自1987年以来,大部分年份气温偏高。

图 2 沙坡头区每10年平均气温变化

年降水量没有显著的升降变化趋势(图3),但2010年以来年平均降水量205.4mm,气候呈现暖湿化趋势,但大部地区仍然处在干旱或半干旱气候范围。目前的变湿趋势只是量的变化,不足以改变基本气候状态,在可预期的时间内也不可能变为温暖湿润气候。

另外,降水变化具有明显的波动性和不确定性,即使在变暖变湿的趋势中也会有少雨干旱的年份或低温寒冷的年份,并且目前这种变湿趋势能够持续多久和维持在什么样的范围也还很难下定论。

 

图 3 沙坡头区年降水量变化

2.强降水日数略有增加,气象干旱日数总体减少

1961年以来中雨(日降水量≥10mm)日数和大雨(日降水量≥25mm)日数无明显变化趋势;2010年以来连续10年大雨数偏多,尤其近三年(图4)。大部地区降水强度(年降水量除以降水量≥0.1mm的日数)呈增加趋势(图5)。

4   中雨、大雨降水日数逐年变化

5. 沙坡头区降水强度变化趋势(mm/d/10a

   图6 干旱强度变化趋势  图 7 重旱强度变化趋势图  图8 特旱强度变化趋势

自2005年以来,干旱日数,重旱日数、特旱日数均呈减少趋势,北部地区干旱强度和重旱强度呈加重趋势,灌区加重幅度较大;特旱强度灌区呈加重趋势,其他大部地区呈减弱趋势(图6、图7、图8)。

3.高温日数增多,低温日数减少

随着气温升高,高温(日最高气温≧35℃)日数明显增多,沙坡头区高温日数每10年约增加0.4天,2000年之后,高温日数明显增多,且年际变率增大(图 9)。

图9 沙坡头区高温日数逐年变化

而低温冷冻事件频次呈现明显减少趋势,日最低气温≤-15℃的日数每10年减少3.8天(图 10);春季和秋季霜冻日数每10年分别减少0.42天和0.26天,春季霜冻日数减少趋势大于秋季。

图10 低温(日最低气温≤-15℃)日数逐年变化

4.大风天气增加,沙尘天气减少,冰雹频次下降

大风天气略有增加(图11、图12),每10年增加1.0天。

图11 大风日数逐年变化

年沙尘日数下降趋势明显,每10年减少12天。

图12 沙尘天气日数逐年变化

沙坡头区冰雹天气发生频次较少,平均出现次数0.2天/年,1961年以来冰雹出现累计日数最多的为2.0天(1967年和1997年),近年来冰雹出现频次下降,但无明显的减少趋势(图13),每10年减少0.04天。

图13 冰雹日数逐年变化

5.作物生长期间热量资源增加

沙坡头区热量资源由北向南递减,灌区、山区稳定通过0℃的积温的平均值分别为3935.5℃·d、3349.0℃·d(图 14)。灌区、山区稳定通过10℃的积温分别为3383.9 ℃·d 、2712.1℃·d(图 15)。

 图 14 稳定通过 0℃的积温分布(℃·d)     图 15 稳定通过 10℃的积温分布(℃·d)

随着气候变暖,热量资源增加,沙坡头区≥0℃积温增加幅度每10年分别为90.5℃。≥10℃积温灌区、山区增加的幅度每10年分别为94.5℃(图17)。

图16 作物生育期内稳定通过 0℃的积温年变化

图17 作物生育期内稳定通过 10℃的积温年变化

三、未来气候变化情景预估

根据区域气候模式的预估结果,未来50年沙坡头区年平均气温总体呈现上升趋势(图18),其中冬季、秋季升温最为明显,其次是夏季,而春季升幅相对最小;年降水量总体呈弱的增多趋势,年际波动大(图19);其中春季、秋季、冬季降水呈现增多趋势,夏季呈现减少趋势。

图18 沙坡头区21世纪平均气温距平变化预估

(基准年:1986—2005年)

图19 沙坡头区21世纪降水距平百分率变化预估

  (基准年:1986—2005年)

四、对策建议

1.抓住气候变化趋势,加强生态环境保护,构筑生态安全屏障。切实加强空中云水资源的合理开发应用。加大生态环境保护力度,促进形成区域生态环境良性耦合的自然环境系统,使人与自然和谐、经济社会与资源环境可持续协调发展。

2.优化农业、新能源产业结构,深化脱贫攻坚,全面建成小康社会。针对暖湿化趋势,及时进行精细化农业气候区划,调整作物品种,优化农业产业结构,提高农业产量和品质,推进特色农业发展之路;发挥沙坡头区风、光、水等清洁能源的区域优势,推进区域绿色发展,打赢脱贫攻坚战,全面建成小康社会。

3.统筹旅游资源保护和开发,沙坡头区兼具西北风光之雄奇与江南景色之秀美。因此建议充分利用好气候资源优势,加大旅游气候资源优势宣传力度,增强全域旅游影响力。

4.加强气候变化监测与气候规律研究,提高预报预测预警水平和气象防灾减灾能力。虽然从温度降水变化特征来看,沙坡头区呈现暖化趋势,但成因和时间尺度尚需进一步研究。另外,虽然霜冻等低温事件频次减少,但随着气候变暖,作物生育期提前,春季霜冻潜在风险加大;秋冬季节风力小、降水少,又是采暖期,人为污染物排放增多,逆温的出现使大气变得更加稳定,进一步抑制了污染物的垂直和水平扩散,降低了大气的自洁能力,导致近年来雾和霾日数增多;近年来灌区气象干旱强度有加重趋势,对黄河水利用造成压力,也对灌区生态环境造成不利影响;另外灌区降水强度也呈增加趋势,山洪等地质灾害风险加大,因此要加强气候变化监测与气候规律研究,提高预报预测水平,增强应对气候变化能力,尽最大可能的为建设沙坡头区黄河流域生态环境保护和高质量发展先行区提供技术服务。


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