大同市夏季气候变化特征及其对农业生产的影响

秦雅娟 李效珍 张勋

(大同市气象局，山西 大同 037010)

大同市位于山西省最北部,地理坐标为E112°34′～114° 33′,N39° 03′～40° 44′,占 地 总 面 积 约14112.56km2,境内地貌类型复杂多样,山地、丘陵、盆地、平川兼备,土石山区、丘陵区占总面积的79%。夏季(6—8 月) 雨日频繁,雨量大,是降水相对集中期,易出现局地洪涝、冰雹、阶段性干旱等灾害性天气。夏季平均降水量为239.5mm,占全年降水量的61%；伏天(7 月中旬—8 月上旬) 降水量为101.5mm,占全年降水量的26%；夏季平均气温为20.8℃,高温天气(日最高气温＞37℃) 少见,地面盛行偏东、偏南风。夏季农作物正处于旺盛生长季节,气温高低、降水多少以及日照多寡均对农作物生长有着很大影响,因此有必要对大同市近40a 夏季气候特征进行分析,以利于合理安排农业生产,达到趋利避害、增产增收的目的。

1 资料与方法

本文使用资料来源于大同市气象局资料档案室,起止时间为1981—2019 年,分析气象要素包括气温、降水、日照3 大部分,气候平均值为1981—2010 年均值。应用Excel、统计法、相关分析法,对大同市所辖8 县区的测站夏季气温、降水、日照进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 夏季气温变化趋势

由表1 可见,大同市各县区夏季气温变化总的趋势呈升高趋势[1-3],气候倾向率介于0.221～0.468℃·10a-1,除市区、广灵外,线性相关系数r 均通过P＜0.01 的显著性检验,广灵通过＜0.05 的显著性检验,其中阳高升温最明显。大同市39a 夏季平均气温为20.9℃,比历年同期(20.8℃) 值偏高0.1℃,最大值出现在2018 年为22.4℃,最小值出现在1982 年为19.4℃,由此可见,大同市夏季气温与全球气候变暖一致,呈明显的升高趋势。

表1 大同市1981—2019 年夏季气温变化气候倾向率、显著性检验

2.2 夏季气温年代际变化

从夏季气温年代际变化看(图略),大同市20 世纪80 年代夏季气温平均为20.2℃,20 世纪90 年代夏季气温平均为20.9℃,20 年代夏季气温平均为21.3℃,2011 年至今夏季气温平均为21.1℃；1981—2000 年大同市夏季气温呈升高趋势,升高速率为0.5℃·10a-1,2000 年代达到最大为21.3℃,2011 年至今较2000 年代的夏季气温略有下降。

2.3 夏季降水变化趋势

由表2 可见,大同市近40a 降水量变化总的趋势呈增加趋势,各县区除浑源县呈弱的减少趋势外,其余县区均呈增加趋势,增加的趋势不显著,未通过P＜0.05的显著性检验,见表2。但夏季降水变化总的趋势与全年降水变化趋势相反,除广灵县呈弱的增加趋势外,其余各县为一致的减少趋势,但减少趋势不显著,未通过P＜0.05 的显著性检验,同时说明夏季降水量对年降水量增长为负效应。

表2 大同市年降水量、夏季降水量变化气候倾向率、显著性检验

2.4 夏季降水年代际变化

从夏季降水年代际变化看(图略),总的趋势为减少趋势。大同市20 世纪80 年代夏季降水量平均为258.3mm,比历年均值 (239.5mm) 偏多18.8mm；20 世纪90 年代夏季降水量平均为245.2mm,比历年均值偏多5.7mm；2000 年代最少为215.0mm,比历年均值偏少 24.5mm；2011 年至今降水量为248.3mm,夏季降水量呈增加趋势,尤其是2016 年以来,连续4a 夏季降水量多于历年平均值,夏季降水减少2000 年代贡献最大。

2.5 夏季≥0.1mm、≥10mm 降水日数变化特征

大同市夏季≥0.1mm 降水日数变化总的趋势呈波动式减少趋势(图略),气候倾向率为-0.92d·10a-1,最大值出现在1988 年为46.5d,最小值出现在1999 年为27.6d。大同市夏季≥10mm 降水日数变化总的趋势呈减少趋势,气候倾向率为-0.15d·10a-1,最大值出现在1995 年为12.5d,最小值出现在1993 年为3.5d。

2.6 夏季日照时数变化趋势

由表3 可见,大同市近40a 夏季日照时数变化总的趋势呈减少趋势,其中市区、阳高为弱的增加趋势,增加不显著,未通过P＜0.05 的显著性检验,云州区、天镇、左云、灵丘减少趋势显著,通过P ＜0.01 或P＜0.05 的显著性检验。最大值出现在1996年为481.4h,比历年平均值偏多239.9h,

表3 大同市1981—2019 年日照时数、夏季日照时数变化气候倾向率、显著性检验

2.7 夏季日照时数年代际变化

从夏季日照时数年代际变化看(图略),总的趋势呈减少趋势。大同市20 世纪80 年代夏季日照时数为766.4h,较历年平均值偏多32.2h；20 世纪90 年代夏季日照时数为743.0h,较历年平均值偏多8.8h；2000 年代夏季日照时数为708.8h,较历年平均值偏少25.5h；2011 年至今夏季日照时数为717.1h,较历年平均值偏少17.1h。

3 结论与讨论

大同市夏季气温与全球气候变暖一致,呈升高趋势,其中,2000 年代升温明显；大同市夏季降水呈减少趋势,减少趋势不显著,未通过P ＜0.05 的显著性检验,2011 年以来有增加的趋势；夏季≥0.1mm 降水日数和≥10mm 降水日数均呈减少趋势；大同市夏季日照时数呈减少趋势,云州区、天镇、左云、灵丘四县区通过P ＜0.01 或P ＜0.05 的显著性检验,日照时数减少的原因并非是降水天气多引起的；夏季降水减少,说明大同夏季存在阶段性干旱,而6—8 月正是大秋作物需水关键时期,总降水量减少,尤其是≥10mm 有效降水日数的减少,不利于大秋作物生长及产量的形成[4,5]；气温高、降水少容易诱发作物各种病害和虫害的发生[6]。