黑龍江省近30a干旱發(fā)生規(guī)律及趨勢分析

張劍俠，孫彥坤，王晨軼，紀仰慧

（1東北農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱 150030；3.黑龍江省氣象科學研究所，黑龍江哈爾濱 150030）

黑龍江省近30a干旱發(fā)生規(guī)律及趨勢分析

張劍俠1,2，孫彥坤1，王晨軼3，紀仰慧3

（1東北農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱 150030；3.黑龍江省氣象科學研究所，黑龍江哈爾濱 150030）

采用干旱指數(shù)法分析黑龍江省1976～2005年干旱發(fā)生規(guī)律的研究，將常規(guī)的年干旱指數(shù)計算應用到月指數(shù)計算中，很好的解釋了年降水量不少卻仍有干旱發(fā)生的現(xiàn)象，揭示干旱的發(fā)生規(guī)律和趨勢。

干旱指數(shù)；規(guī)律；趨勢

1 引言

黑龍江省地處中緯度歐亞大陸東岸，屬大陸性季風氣候。降水主要集中在夏季，春季降水較少，有“十年九春旱”之稱，加之近些年主要降水集中月份出現(xiàn)持續(xù)高溫少雨天氣，導致干旱范圍的擴大與干旱化程度的加重。雖然處在半干旱半濕潤地區(qū)，但常規(guī)的分析方法是以年干旱指標來分析干旱程度和規(guī)律性，卻不能反映干旱的實際情況。各年分析結果顯示，干旱發(fā)生率不高，但實際發(fā)生在春季、夏季或秋季的干旱已嚴重影響到生活、生產(chǎn)和生態(tài)的發(fā)展。以月和季度為時段分析干旱的現(xiàn)狀及規(guī)律性，能夠更加真實地揭示干旱的規(guī)律性及發(fā)生趨勢，對認識干旱、防御干旱具有重要作用。

2 資料和方法

2.1 資料來源

文中采用黑龍江省80個氣象站1976～2005年逐月降水、逐月蒸發(fā)、逐年降水、逐年蒸發(fā)兩個氣候要素4種數(shù)據(jù)的觀測資料以及農(nóng)業(yè)氣象災害統(tǒng)計資料。

2.2 分析方法

不同學科對干旱的定義不盡相同，從氣象角度出發(fā)，我們定義氣象干旱是指降水和蒸發(fā)不平衡造成的異常水分短缺現(xiàn)象；從農(nóng)業(yè)的角度出發(fā)，農(nóng)業(yè)干旱是指由土壤水和作物需水不平衡造成的異常水分短缺現(xiàn)象；綜合多種干旱來看，氣象干旱是最基本的類型，無不起源于它，正是由于降水的異常短缺才導致了一系列不同領域?qū)λ枨蟮亩倘?，形成不同類型的干旱。在此采用如下的干旱指?shù)分析干旱程度：

式中：r為干旱指數(shù)；EP為年蒸發(fā)能力（ram），采用布迪科公式用E的觀測值估算EP=K·E，其中K為折算系數(shù)，目前我國多數(shù)地區(qū)取用K=0.9；P為年降水量（mm）。

3 結果與分析

3.1 干旱規(guī)律分析

近些年來，雖然年降水量相對來說比較穩(wěn)定，基本在450～550 mm，甚至有的年份降水量超過600 mm，但干旱的發(fā)生頻率卻有所增加，春旱尤為明顯，主要是因為降水時間分布不均，降水集中的月份高溫少雨的概率增加，造成夏旱的形成，因此分析年干旱指數(shù)不能很精確的確定干旱的發(fā)生。通過分別計算各月的干旱指數(shù)，將干旱年精確到干旱月詳細的分析干旱的發(fā)生，解決了年降水量不少，但仍有干旱發(fā)生的矛盾。用月蒸發(fā)量與月降水量比值計算出r值，當r＞7時定義為干旱月（見表1），利用黑龍江省80個氣象站的1976～2005年逐月降水和蒸發(fā)資料，計算出各月的r值，應用到各月來評定干旱程度。通過對照實際發(fā)生干旱，通過計算得到的干旱準確率超過95%，可見此法計算的干旱指數(shù)應用到各月來確定干旱發(fā)生的程度較為合理。

表1 氣候干濕分布與干旱指數(shù)關系表

3.2 干旱的主要特點

用全省80個站的逐年蒸發(fā)和逐年降水資料，計算1976～2005年共30 a的干旱指數(shù)r值，計算出的r值范圍在2～4之間，說明黑龍江省屬于半濕潤半干旱地區(qū)。用全省80個站的逐月蒸發(fā)和降水資料，計算1975～2005年共31 a中1～12月的干旱指數(shù)r值，得出黑龍江省的西南部及中部個別市縣干旱次數(shù)較多，超過100次；其余大部分市縣干旱次數(shù)在50～100次，極少市縣干旱次數(shù)低于50次，如圖1所示。計算1976～2005年共30 a中3～10月的干旱指數(shù)r值，確定r＞7時為干旱月，得出全省春季（3～5月）發(fā)生干旱的頻率比較高，真可謂是“十年九春旱”；由于夏季是降水較集中的時段，因此干旱的頻率相對較低，但有間歇出現(xiàn)的規(guī)律（見表2）。并且表現(xiàn)出由東向西干旱次數(shù)逐漸增多并交替出現(xiàn)，西南部干旱次數(shù)最多。根據(jù)干旱次數(shù)將其進行區(qū)域劃分，得到3個干旱程度區(qū)，I區(qū)干旱次數(shù)為70次以上，Ⅱ區(qū)干旱次數(shù)在40～70次之間，Ⅲ區(qū)干旱次數(shù)小于40次，如圖2所示。

表2 1976～2005年干旱發(fā)生月份

圖1 1975～2005年共31 a中1～12月的各站干旱總次數(shù)分布圖

3.3 空間分布規(guī)律

如圖2所示，根據(jù)區(qū)域劃分結果分析，I區(qū)為干旱多發(fā)區(qū)，240個月中平均有88個干旱月，干旱發(fā)生率為36.7%；其次是Ⅱ區(qū)，干旱發(fā)生率為22.2%；Ⅲ區(qū)的干旱次數(shù)最少，干旱發(fā)生率為13.3%。從行政分區(qū)的角度劃分：齊齊哈爾大部地區(qū)與綏化大部地區(qū)為干旱多發(fā)區(qū)；黑河地區(qū)，哈爾濱西部，三江平原大部及牡丹江半山區(qū)干旱程度次之；漠河、呼瑪、撫遠、饒河、虎林干旱程度最低，屬于濕潤地區(qū)。

3.4 周期性變化

圖2 1975～2005年共30 a中3～10月的各站干旱總次數(shù)分布圖

通過對歷史實際干旱發(fā)生統(tǒng)計，由圖3可見1979年，干旱次數(shù)最多，依次為2001年、1982年、1989年與1979年比較相當，各年均超過280次；1988年干旱次數(shù)最少，為152次，可見全省30 a 80個站發(fā)生干旱的總次數(shù)都在150次以上。根據(jù)圖中給出的均值線分析，曲線波動頻率逐漸縮短，且振幅越來越短，可見干旱次數(shù)顯現(xiàn)增加的趨勢，干旱的周期性也逐漸縮短。

4 歷年旱災影響

圖3 歷年發(fā)生干旱次數(shù)

20世紀50年代黑龍江省旱情異常嚴重的土地面積為1萬hm2，1951～1988年的38 a中構成春早并造成作物顯著減產(chǎn)的有22 a,1949～1990年的41 a中，累計旱災減產(chǎn)糧食239億kg。1990年增加到22萬hm2。70年代全省易旱土地面積225萬hm2,1990年增加到400萬hm2。1982年全省大旱，耕地受災面積430.4萬hm2，糧食比上年減產(chǎn)20億kg。1990年以來，黑龍江省春夏持續(xù)高溫，燥熱無雨，干旱更加嚴重，西部連續(xù)13 a大旱，1993、1998、2000、2003年春季發(fā)生大旱，松花江哈爾濱段水位分別為111.97、111.62、111.41、110.07 m，特別是2000年春、夏兩季遇到百年來未遇大旱，降水量較歷史同期減少70%～80%，苗枯死，農(nóng)業(yè)損失慘重。其中拜泉縣未下一場雨，肇源縣降水量僅25 mm,全縣8.7萬hm2旱田，受災受旱面積413萬hm2，占耕地總面積的46%，其中嚴重干旱面積265.3萬hm2，主要集中在齊齊哈爾、大慶、哈爾濱、綏化各地區(qū)，全省有50多個市縣發(fā)生旱情。2001年，全省58個縣（市）,769個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度遭受旱災，面積達501萬hm2，嚴重受災235萬hm2，絕產(chǎn)101萬hm2。據(jù)統(tǒng)計，全省自1996～2000年因早減產(chǎn)糧食136億kg，直接經(jīng)濟損失163.6億元[1]。2003年，黑龍江省大氣環(huán)流出現(xiàn)異常，兩個多月幾乎滴水未下，自4月上旬開始，底墑較差的西部地區(qū)旱情加重，旱區(qū)迅速向中東部擴展，5月20日發(fā)展為全省性干旱[2],河流幾乎全部斷流。截止6月12日，松花江哈爾濱段水位下降為110.07 m，創(chuàng)歷史最低記錄，江上輪流全部斷航133 d[1]。2007年從6月中旬初開始，直至8月7日，58 d一直未出現(xiàn)全省性較大的降水天氣，使全省大部農(nóng)區(qū)先后出現(xiàn)不同程度的旱象。截止8月7日，全省總受旱面積為506萬hm2，其中重旱面積為187萬hm2。此外，旱災還減少工業(yè)、城鎮(zhèn)、農(nóng)村人畜等供水量。1975～1980年的嚴重旱災，使哈爾濱市10多萬居民處于等待夜來水狀態(tài)。同時，旱災還減少河道流量，影響環(huán)境用水和船運用水[2]。

5 結論

年干旱指數(shù)計算得出，黑龍江省屬于半濕潤半干旱地區(qū)；全年月干旱指數(shù)計算得出，黑龍江省的西南部及中部個別市縣干旱次數(shù)較多，超過100次；其余大部分市縣干旱次數(shù)在50～100次，極少市縣干旱次數(shù)低于50次；3～10月的干旱指數(shù)計算得出全省春季（3～5月）發(fā)生干旱的頻率比較高，可謂“十年九春旱”；夏季干旱的頻率相對較低，但有間歇出現(xiàn)的規(guī)律，并且表現(xiàn)出由東向西干旱次數(shù)逐漸增多并交替出現(xiàn)，西南部干旱次數(shù)最多。

從發(fā)生周期分析得出，近年來干旱次數(shù)顯現(xiàn)增加的趨勢，干旱的周期性也逐漸縮短。

[1]孟祥川.黑龍江省近50年干旱趨勢的年際變化[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學,2007（6）,37-39.

[2]閆平.2003年黑龍江省主要災害性天氣及其對作物生長發(fā)育和糧食產(chǎn)量的影響[J].黑龍江氣象,2004（1）,36-38.

S423

A

1002－252X（2010）01－0020－03

2009－10－6

張劍俠（1980-）,女,黑龍江省哈爾濱市人,東北農(nóng)業(yè)大學,在職碩士,工程師.