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陕 西气象 文章编号：１００６－４３５４（２００７）０２—００３６—０３ 陕西降水量跃变特征及对粮食作物生产的影响 高 蓓，张树誉，景毅刚，颜胜安 （陕西省农业遥感信息中心，西安７１００１４） 摘 要：利用陕西９６个台站１９６１—２０ＯＯ年的降水量资料，采用Ｊｏｎｅｓ网格面积加权平均法和气候 跃变的统计检测方法，重点分析降水量的变化特征，得出到陕西降水量近４０ ａ变化的一些特征，同 时分析了降水量变化对粮食作物生产的影响。得结论：（１）陕西年降水量波动略有减少，自２０世 纪９Ｏ年代以后冬季降水量略有增加，尤其是关中西部冬季增加明显；春、秋季降水量减少明显； 夏季降水量波动减少，但不明显 （２）年降水量存在以１ ９８４年为跃变点，这次跃变比全国晚６～ ８ ａ，比西北地区提前２ ａ。（３）降水量的变化对粮食作物的影响是利大于弊。 关键词：降水量变化；降水量跃变；粮食生产 中图分类号：Ｐ４６７，Ｓ１６２．５ 文献标识码：Ａ 全球气候变暖导致降水量的变化，降水量的 气候变暖的背景下，对陕西的降水量变化做全面 变化与生态环境及生态安全密切相关，对水资源、 的分析，得出近４０ ａ陕西降水量变化特征，同时 农业和生态系统产生深远影响。降水量始终是气 分析陕西降水量变化对粮食作物生产的影响。 候变化的研究重点。 １ 资料 王绍武等Ｉ１ 和丁一汇等Ｉ２ 研究表明，我国西 资料来源于陕西９６个气象台站１９６１—２ＯＯＯ 北地区的气候变化与全球气候变化基本一致，目 年地面基本气象观测资料，选用１９７１～２ＯＯＯ年气 前仍属于暖期。林学椿等＿＿３ 用滑动ｔ检验的方法 象要素平均值为气候平均值；按照陕西自然环境和 研究了海平面气压、北太平洋海水表面温度以及 气候差异，将陕西分为陕南、关中和陕北三个区域； 中国降水和气温等资料的气候跃变，指出全国气 四季划分为春季（３—５月），夏季（６～８月），秋 候跃变发生于１９８０年。于淑秋等Ｉ４］用近５０ ａ的 季（９—１１月），冬季（１２月一次年２月）。 降水和气温资料研究指出：西北地区气候在１９８６ 资料的预处理，首先剔除资料长度不够的站， 年前后发生了一次明显的跃变，这次跃变比全国 将资料长度不足４０ ａ的站点剔除，剩余８Ｏ个站 的气候跃变晚６～８ ａ，跃变前后平均气温上升了 点用于本文分析研究。其次，若某站出现缺测，用 ０．５１。Ｃ，年降水量增加了５．２ 。施雅风等Ｉ５ 提 内插法进行插值。 出，我国西北气候可能从２Ｏ世纪的暖干向暖湿转 ２ 方法 型。左洪超等Ｉ６ 利用观测资料序列和同期ＮＣＥＰ／ 对区域降水量的年、季距平值，采用Ｊｏｎｅｓ网 ＮＣＡＲ再分析资料研究指出：５０ ａ来，全国平均 格面积加权平均法Ⅲ。首先将陕西按经纬度划分为 气温变化趋势与全球平均气温变化趋势一致，西 １．５。×１．５。的２１个格子，分别将每个格子里所有 北地区中部是增温最快、范围最广的地区，西北 站点的逐年、逐季距平值进行算术平均得到每个格 干旱地区降水量明显增加，同时，冬季降水普遍 子的逐年、逐季距平值。然后用公式（１）对所需 增多；秋季大部分地区降水量趋于减少。 区域进行面积加权平均，得到该区域逐年、逐季距 用陕西１９６１—２ＯＯＯ年的降水量资料，在全球 平值。 收稿日期：２００６—１０—０８ 作者简介：高蓓（１９７８－），女，江苏连云港人，学士，助理工程师，主要从事农业气象、生态环境研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com
高 蓓等：陕西降水量跃变特征及对粮食作物生产的影响 ３７ ．∑ｃ‘＿／Ｊ ｏｓ￣ｉＴ ＾ ＡＴ＾一三 —一 （１） ∑ＣＯＳ＃Ｉ ＝１ ＡＴ 第 个网格第ｋ年相对于１９７１—２Ｏ００ 年平均的距平值，ＡＴ ：某区域第ｋ年相对于 １９７１—２Ｏ００年平均的距平值，，２为格点数， 为第 个网格所在的纬度。 ３降水量的变化 ３．１年降水量变化 陕西年平均降水量６０７．３ ｍｍ，四季降水量 中，夏季最多达２８３．８ ｍｍ，占年平均年降水量的 ４６．７％，秋季次之为１７３．８ ｍｍ，占２８．６ ９／５；春季 为１３１．７ ｍｍ，占２１．７ ；冬季最少为１８．０ ｍｍ， 仅占年降水量的３．０％。 陕西年平均降水量距平的变化是波浪式下 降，跃变点是１９８４年。１９８４年以前年降水量以正 距平为主，平均距平百分率为５．４ ；１９８４年以 后以负距平为主，平均距平百分率为一８．８ ，跃 变后比跃变前年平均降水距平减少１４．２ 。年平 均降水量最大值出现在１９６４年，达８６８．６ ｍｍ， 最小值出现在１９９７年，为４１６．７ ｍｍ，两者相差 ４５１．９ ｍｍ；年际变化较大，陕西２０世纪６０年代 初至８０年代中期为多雨年份，降水量多，以后趋 于减少，其中１９８８－－２０００年为少雨年。除关中、 陕南西部雨量增加外，全省大部分地区年降水量 都在减少，但减少不足９．０ ，主要减少地区在陕 西东部，减少９．５ ～２Ｏ．０ ９／６。 陕西降水量的变化趋势分布具有明显的区域 特征。陕北降水量的变化是波浪式下降的，１９９５ 年为跃变点，１９９５年以前降水距平以正距平为 主，１９９５年以后以负距平为主，跃变前后，年降 水量百分率减少了１８．０ ９／５；关中、陕南的降水量 变化趋势相似，年降水量距平百分率曲线呈“二 峰”“二谷”，峰值分别在６０、８０年代，谷值在７０、 ９０年代。全省在２０世纪６０年代以正降水距平为 主，降水变化陕北增加幅度远高于关中和陕南；关 中、陕南在７０年代以负距平为主，变化幅度各区 相似，７０年代末到８０年代末以正距平为主，降水 开始增加，进入９０年代后以负距平为主，陕南减 少幅度远大于关中和陕北，这和西北地区的变化 趋势相似。 ３．２季降水量变化 陕西降水量变化，春、秋季降水量减少；冬 季降水量增加，夏季降水量减少，但趋势不明显； 陕南比陕北减少明显，西部夏秋季降水量增加比 东部明显。 陕西降水量集中在夏季，年变化趋势是波浪 式的下降，１９７９年和１９８８年是跃变点。１９７９年 前以负距平为主，降水距平百分率为一７．８％； １９７９—１９８８年以正距平为主，降水量距平百分率 为５．８ ；１９８８年后以负距平为主，跃变前后，降 水量距平百分率下降３．６％。尤其２０世纪９０年 代以后，关中西部、陕南西部降水量大幅减少。夏 季降水呈陕南东部增加，陕北减少的特征。 秋季降水量距平变化呈波浪式下降趋势， １９８６年为跃变点。从２０世纪６０年代初到８０年 代中期，为陕西秋季多雨期，降水距平以正距平 为主，跃变前多年平均降水距平为１３．７ ９／６；８Ｏ年 代中期以后，为秋季少雨期，降水量距平以负距 平为主，跃变后平均降水距平为一１９．２ ，跃变 后比跃变前降水量下降了３３．０ ９／５。秋季降水量减 少地区主要在绥德、清涧等地，降水量减少都在 ３０ 以上。 陕西春季降水量变化具有明显的年际变化特 点。６０年代以正距平为主，７０年代初到８０年代 中期以负距平为主，８０年代中期至９０年代初以 正距平为主，９０年代以负距平为主。１９６４年为近 ４０ ａ春季降水量最多年份。春季降水量增加最大 的是富县和宜君，达３Ｏ ｍｍ以上。 近４０ ａ陕西冬季降水呈弱上升趋势，但上升 幅度不大，正负距平交替出现，存在约３ ａ的振荡 周期，８０年代有所缓和。冬季最大降水量出现在 １９８９年为５０．１ ｍｍ。 总之，在全球增温的大背景下，陕西近１０多 年降水量略有下降。春季和秋季降水量减少明显， 夏季降水量略有减少，冬季降水量略有增加。 ４对粮食作物生产的影响 ４．１对冬小麦生产的影响 冬小麦在陕西的种植地区主要有陕南、关中 维普资讯 http://www.cqvip.com
陕 西 气象 和陕北南部。因种植面积广，各地冬小麦越冬期 气象条件差异很大。 了５．４ 。夏季降水量减少了３．６％；秋季降水量 减少３３．ｏＨ；春季降水量有约ｌＯ ａ周期的振荡； 冬季降水量变化年际间幅度较小。 ５．２在全球气候变暖的背景下，２０世纪９０年代 以来，陕西增温明显，降水量略有减少，但年降 水量分布均匀，对提高粮食作物产量有利；但使 冬季升温明显，使冬小麦的种植面积扩大，陕 北南部小麦种植界限向北推移，但由于冬季降水 量增加幅度不大，陕北灌溉条件不能满足冬小麦 生长要求的地方，仍然维持原来的种植区域。同 时全球变暖对冬小麦生产不利，减产的主要原因 暖性气象灾害和病虫害发生频率增大，应加强防 是高温造成小麦生育期缩短，尤其是灌浆期缩短， 光合产物积累减少，呼吸消耗增加，且冬小麦停 止生长期（１２—２月）和返青一抽穗期（２—４月） 降水量减少造成小麦减产。据分析，１９６１～１９９０ 年（３０ ａ）冬小麦减产年有６ ａ，其中２ ａ是降水 量多造成减产，４ ａ是干旱造成减产。 从冬小麦生长期气候资源变化看，生长期内 降水量变化不大，生长期平均气温略有升高，对 小麦光合作用、干物质的积累不利，也影响高产。 ４．２对夏玉米生产的影响 夏玉米是陕西的主要农作物，种植区域主要 集中在关中、陕北北部、陕南局部。近４０ ａ来夏 玉米生育期总降水量随年代变化有明显的下降趋 势，降水量减少变率为６．０ ｍｍ／ｌＯ ａ．从夏玉米 穗期开始降水量随发育阶段的持续而减少，而苗 期、穗期和成熟期，８０年代降水量多，９０年代少； 花期，８０年代较多，７０年代较少。在近４０ ａ中， 夏玉米生育期内苗期降水量较多，达１３５．３ ｍｍ； 成熟期次之，为１０４．８ ｍｍ；降水量较少的是穗 期，仅有６５．２ ｍｍ。 夏玉米的整个生长期，６月和８月是产量形 成的关键期。玉米播种期（６月）的降水量是产量 的基础。玉米孕穗抽雄一吐丝灌浆期（８月）对降 水量、气温极为敏感，最怕低温阴雨寡照。分析 １９６１—１９９０年（３０ ａ）陕西夏玉米减产年的气象 条件发现，陕西减产年有９ ａ，平均每４ ａ出现一 次，其中３ ａ是因６月少雨干旱造成的（主要出现 在２０世纪９０年代），６ ａ是因８月低温阴雨造成 的（出现在７０年代末一８０年代中期）。 ５ 结论 ５．１ 陕西年平均降水量在１９８４年前后发生跃 变，比全国年平均降水量跃变晚６～８ ａ，比西北 地区提前２ ａ。陕西年降水量跃变后比跃变前减少 灾减灾和病虫害的防治工作。 ５．３ 随着全球气候变暖，陕西降水量变率加大。 特别是２０世纪９０年代以后，冬小麦产量受降水 量影响，主要是１０月前后和次年２—４月的降水 量。而夏玉米产量主要受６月和８月前后降水量 的影响，７０年代末到８０年代中期主要受低温阴 雨寡照的影响，２０世纪９０年代以后主要受高温 干旱影响。 参考文献： Ｅ１３ 王绍武，叶瑾琳，龚道溢，等．近百年中国气温序 列的建立ＥＪ３．应用气象学报，１９９８，９（４）：３９２ ４Ｏ１． Ｅ２３ 丁一汇，王守荣．中国西北地区气候与生态环境概 论［Ｍ］．北京：气象出版社，２００１：７７—１５４． ［３］ 林学椿．７Ｏ年代末、８Ｏ年代初气候跃变及其影响． 东亚季风和中国暴雨［Ｍ］．北京：气象出版社， １９９８：２４０—２４９． ［４］ 于淑秋，林学椿，徐祥德．我国西北地区近５Ｏ年 降水和气温的变化［Ｊ］．气候与环境研究，２００３， ８（１）：９—１６． ［５］ 施雅风，沈永平，胡如骥．西北气候由暖干向暖湿 转型的信号、影响和前景初步探讨ＥＪ３．冰川冻土， ２００２，２４（２）：２１９—２２６． ［６］ 左洪超，吕世华，胡隐樵．中国近５Ｏ年气温及降 水量的变化趋势分析ＥＪ３．高原气象，２００４，２３ （２）：２３８—２４４． ［７］ 王遵娅，丁一汇，何金海，等．近５Ｏ年来中国气 候变化特征的再分析ＥＪ３．气象学报，２００４，６２ （３）：２２８—２３６． ［８］ 丁一汇，戴晓苏．中国近百年来的温度变化［Ｊ］． 气象，１９９４，２０（１２）：１９—２６． Ｅ９３ 黄文堂．近５Ｏ年福建气温、降水变化的统计特征 ［Ｊ］．气象，１９９４，２０（７）：１９—２５．
