單璐璐 董海濤 譚麗靜

摘要 利用丹東地區(qū)氣象觀測(cè)站1954—2016年逐月降水量、蒸發(fā)量等資料，采用K干旱指數(shù)劃分干旱等級(jí)、監(jiān)測(cè)干旱狀況，并檢驗(yàn)在實(shí)際監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果。結(jié)果表明，與實(shí)際的旱情比較，K干旱指數(shù)在丹東地區(qū)干旱監(jiān)測(cè)中有較好的監(jiān)測(cè)效果。

關(guān)鍵詞 K干旱指標(biāo)；降水量；蒸發(fā)量；干旱監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào) S16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）25-0193-03

Abstract Based on the data of monthly precipitation and evaporation in Dandong area from 1954 to 2016 ， the K drought index was used to divide the drought grade， monitor the drought condition， and the effect of the application in the actual monitoring was tested. The results showed that K drought index had better monitoring effect in drought monitoring in Dandong area compared with the actual drought.

Key words K drought index；Precipitation；Evaporation；Drought monitoring

干旱是一種重要的氣象災(zāi)害，其影響范圍和程度常被視為各種氣象災(zāi)害之首。干旱是一種正常的氣候現(xiàn)象，是一種長(zhǎng)時(shí)間的累積過(guò)程，我國(guó)在全球氣候變暖的大環(huán)境下干旱的主要特點(diǎn)是分布面積大、發(fā)生率高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、時(shí)空分布不均勻等[1]，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響尤其嚴(yán)重[2]，未來(lái)50年受全球變化影響最大的地區(qū)可能是農(nóng)村[3]。干旱是制約丹東地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)因素，對(duì)干旱的有效監(jiān)測(cè)，盡可能地減少干旱災(zāi)害所帶來(lái)的損失，對(duì)丹東地區(qū)具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

遼寧省丹東地區(qū)地處中朝邊境、鴨綠江西岸，位于遼寧省東南部，北依長(zhǎng)白山，南臨黃海，東隔鴨綠江與朝鮮民主主義共和國(guó)相望。地勢(shì)由東北向西南逐漸降低，可劃分為北部中低山區(qū)、南部丘陵區(qū)、南緣沿海平原區(qū)3類規(guī)模較大的地貌單元。丹東地區(qū)氣候溫寒適度，冬少嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，四季分明，但由于依山傍海的地理位置，南北氣候差異較大，南部屬半大陸、半海洋性氣候，北部屬大陸性氣候，丹東地區(qū)復(fù)雜的地理特征使之發(fā)生干旱的可能性增大。目前，在世界范圍內(nèi)使用的干旱指標(biāo)較多，并且各具特點(diǎn)、互有優(yōu)勢(shì)[4-8]。筆者根據(jù)丹東特有的地理特征，利用K干旱指數(shù)劃分干旱等級(jí)、監(jiān)測(cè)干旱狀況，并檢驗(yàn)在實(shí)際監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果，為更好地開展干旱監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

所用資料為丹東地區(qū)2個(gè)氣象觀測(cè)站（丹東站、寬甸站）1954—2016年逐月的降水量、蒸發(fā)量、平均氣溫氣候要素資料，以及丹東市水利局干旱災(zāi)情資料。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱變化

2.1.1 干旱程度。

從圖1可以看出，K干旱頻率的分布形態(tài)，丹東由大到小的排列為重旱、中旱、輕旱、濕潤(rùn)、適宜，寬甸由大到小的排列為重旱、中旱、輕旱、適宜、濕潤(rùn)。756個(gè)月份中，丹東K干旱指數(shù)表明有超過(guò)66.77%的月份都出現(xiàn)不同程度的干旱，約50.00%是重旱，其中重旱發(fā)生的頻率為37.04%，輕旱以上干旱頻率為80.56%；寬甸K干旱指數(shù)表明有超過(guò)66.77%的月份都出現(xiàn)不同程度的干旱，重旱、中旱所占比例較重，其中重旱發(fā)生的頻率為30.69%，輕旱以上干旱頻率為79.23%。

從圖2可以看出，利用丹東、寬甸1954—2016年共756個(gè)月K干旱指數(shù)分析了輕旱以上干旱在1年中各個(gè)月份的發(fā)生頻率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，K干旱指數(shù)計(jì)算的各月變化幅度較小，最大分別出現(xiàn)在4—7和10—12月，各月的干旱頻率變化幅度較大。從圖3可以看出，丹東在秋、冬季發(fā)生干旱頻率較大，為26%；寬甸在秋季發(fā)生干旱頻率較大，為26%。

2.1.2 四季干旱指數(shù)。

從圖4可以看出，近63年丹東地區(qū)春季、夏季K干旱指數(shù)呈上升趨勢(shì)；秋季、冬季K干旱指數(shù)呈下降趨勢(shì)。

2.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)況對(duì)比分析

為分析K干旱指數(shù)在丹東地區(qū)典型干旱年份的表現(xiàn)情況，將計(jì)算得到的K干旱指數(shù)按劃分標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成干旱等級(jí)，列出K干旱指數(shù)計(jì)算的干旱等級(jí)，并與丹東市水利局干旱災(zāi)情資料（實(shí)況）進(jìn)行比較（表2）。從監(jiān)測(cè)結(jié)果和實(shí)況的比較來(lái)看，效果比較理想?，F(xiàn)選取2008、2015年分別進(jìn)行對(duì)比分析。

K干旱指數(shù)對(duì)丹東地區(qū)2008年春季（3—5月）干旱監(jiān)測(cè)結(jié)果（圖5a）顯示，丹東為輕旱，寬甸為中旱。實(shí)況是：入春后，丹東市連續(xù)50多天沒(méi)有形成有效降雨。3—5月上旬丹東市大部分地區(qū)出現(xiàn)不同程度的旱情。春旱造成丹東市旱地缺墑面積達(dá)166.67萬(wàn)hm2，共涉及2個(gè)縣、市（區(qū)）的6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，主要分布在丹東市元寶區(qū)的金山鎮(zhèn)；因旱飲水困難人數(shù)達(dá)1.42萬(wàn)人，因旱飲水困難大牲畜達(dá)0.717萬(wàn)頭，共涉及5個(gè)縣、市（區(qū)）的24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。因地下水位下降，飲水井、電井出水不足或干涸數(shù)量達(dá)192眼。3月以來(lái)，丹東地區(qū)降水量偏少1～3成，平均氣溫偏高0.7～1.2 ℃（圖5b），4月份旱象露頭，其后未出現(xiàn)有效降水，旱情不斷發(fā)展。

K干旱指數(shù)對(duì)丹東地區(qū)2015年7—9月干旱監(jiān)測(cè)結(jié)果（圖6a）顯示，丹東為中旱，寬甸為重旱。實(shí)況是：輕旱6 726.67 hm2，中旱4 906.67 hm2，干枯1 820.00 hm2，全市8個(gè)縣（市、區(qū)）、31個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、70個(gè)村、0.47萬(wàn)人、0.201萬(wàn)頭大牲畜飲水困難，丹東市糧食因旱直接經(jīng)濟(jì)損失0.71億元。7—9月丹東地區(qū)降水量偏少4～5成，平均氣溫偏高0.1～0.5 ℃（圖6b）。

3 結(jié)論與討論

基于K干旱指數(shù)的定義和計(jì)算方法劃分了干旱等級(jí)，實(shí)現(xiàn)了K干旱指數(shù)在實(shí)際干旱監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。通過(guò)近63年來(lái)K干旱指數(shù)在丹東干旱監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，經(jīng)與實(shí)況對(duì)比分析，K干旱指數(shù)在丹東市的干旱監(jiān)測(cè)中有較好的效果。所以，可以初步認(rèn)為K干旱指數(shù)在業(yè)務(wù)中有一定的應(yīng)用前景。

與PDSI、Z指數(shù)、干燥度等[10]其他常用的干旱指數(shù)比較，K干旱指數(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)。例如PDSI綜合考慮了前期降水、水分供給和需求、實(shí)際蒸散量、潛在蒸散量等要素，計(jì)算復(fù)雜，并且還需要計(jì)算土壤水分平衡各分量及土壤上下兩層間水分的交換，由于與土壤水分有關(guān)的數(shù)據(jù)目前還存在比較大的誤差，因此不利于在實(shí)際業(yè)務(wù)中的使用；Z指數(shù)是對(duì)降水量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)化處理，用降水累積頻率分布來(lái)劃分干旱等級(jí)，但僅考慮了降水量對(duì)干旱程度的影響，因此有一定的局限性；干燥度對(duì)于了解區(qū)域的氣候類型很有幫助，但對(duì)于降水量差異大的地方則會(huì)有一定的局限性。終上所述，K干旱指數(shù)在干旱監(jiān)測(cè)中有較好的效果，主要有以下2個(gè)原因：①K干旱指數(shù)同時(shí)考慮了降水和蒸發(fā)的影響，這2個(gè)因素也是造成干旱的主要因素；并且K干旱指數(shù)計(jì)算過(guò)程中由于所含的變量少，由變量所帶來(lái)的計(jì)算誤差也就相應(yīng)減小。②K干旱指數(shù)是降水相對(duì)變率與蒸發(fā)相對(duì)變率的比值，這樣相當(dāng)于對(duì)干旱指數(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，消除了量綱不同的影響，使得干旱標(biāo)準(zhǔn)便于統(tǒng)一。

目前這些干旱指標(biāo)的研究多側(cè)重于干旱災(zāi)情的特征研究，不能反映干旱帶來(lái)的全部影響，缺乏從系統(tǒng)的角度綜合研究干旱對(duì)生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)的影響。在未來(lái)的干旱研究中，應(yīng)在分析干旱系統(tǒng)整體特征的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)干旱情景分析以及干旱風(fēng)險(xiǎn)管理和管理方法的相關(guān)研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 李茂松，李森，李育慧.中國(guó)近50年旱災(zāi)災(zāi)情分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2003，24（1）：7-10.

[2] 張強(qiáng)，高歌.我國(guó)近50年旱澇災(zāi)害時(shí)空變化及監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)[J].科技導(dǎo)報(bào)，2004（7）：21-24.

[3] 秦大河，丁一匯，王紹武，等.中國(guó)西部生態(tài)環(huán)境變化與對(duì)策建議[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2002，17（3）：314-319.

[4] 謝應(yīng)齊.關(guān)于干旱指標(biāo)的研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，1993（2）：55-62.

[5] HEIM R R Jr.A review of twentiethcentury drought indices used in the United States[J].American meteorological society，2002，83（8）：1149-1165.

[6] HEIM R R Jr，周躍武（譯），馮建英（譯）.美國(guó)20世紀(jì)干旱指數(shù)評(píng)述[J].干旱氣象，2006，24（1）：79-89.

[7] 姚玉璧，張存杰，鄧振鏞，等.氣象、農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)綜述[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（1）：185-189.

[8] 王勁松，郭江勇，周躍武，等.干旱指標(biāo)研究的進(jìn)展與展望[J].干旱區(qū)地理，2007，30（1）：60-65.

[9] 王勁松，任余龍，宋秀玲.K干旱指數(shù)在甘肅省干旱監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用[J].干旱氣象，2008，26（4）：75-79.

[10] 趙麗，馮寶平，張書花.國(guó)內(nèi)外干旱及干旱指標(biāo)研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：345-348.