固原62年降水量变化情况分析

郑东生，郑晓辉，温锁忠

（1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏银川750002；2.宁夏气象防灾减灾重点实验室，宁夏银川750002；3.固原市气象局，宁夏固原756000；4.中国气象局气象干部培训学院，北京100081）

固原市位于我国黄土高原的西北边缘，宁夏回族自治区南部的六盘山地区，在气候区划上属于黄土高原暖温带半干旱气候区，是典型的大陆性气候[1]。境内以六盘山脉为南北脊柱，将全市分为东西两壁，地势呈南高北低，其境内沟壑纵横，梁峁交错，十年九旱，大部分农田为山地，水土流失严重[2]。由于自然地理环境所致，水利灌溉条件有限，农业生产主要依靠自然降水。因此，分析降水量的变化情况对当地农业生产和经济发展有一定的指导作用。

1 资料来源

文中分析资料来源于固原国家气象站1957年到2018年的逐年、逐月降水量观测统计数据。

2 资料分析

2.1 年降水量分析

据统计，固原1957—2018年的年平均降水量为457.9 mm。62年中有28年年降水量大于多年平均值，有34年年降水量小于多年平均值。大于平均值的年份主要集中在1958—1968年、1977—1985年和2013—2018年这3个时段。小于多年平均值的年份主要集中在1969—1976年和1995—2012年这2个时段，其中1995—2012年出现了将近长达17年的少雨年，给农业生产和生态环境治理造成了一定的不利影响。

从固原降水量年变化图中看出，固原年降水量最多的5个年份分别为1964年的766.4 mm、1961年的732.4 mm、2013年的706.2 mm、2018年的659.2 mm及1966年的619.2 mm。年降水量最少的5个年份分别为1982年的282.1 mm、1972年的290.5 mm、1991年的313.9 mm、1986年的320.1 mm及1999年的327.9 mm。降水量最多年份与最少年份相差达484.3 mm（见图1）。

图1 1957—2018年固原年降水量变化

2.2 月降水量分析

从固原月平均降水量统计表和月平均降水量图中得出（见表1、图2），固原降水量主要集中在7月、8月和9月，其中8月份降水量最多，为107.8 mm，次多月份7月份为92.9 mm，9月份为68.8 mm。降水量最少的月份为1月、2月和12月，其中12月份最少，为1.9 mm，1月份为3.1 mm，2月份为4.6 mm，最多月份与最少月份降水量相差达105.9 mm。

图2 1957—2018年固原月平均降水量

2.3 季降水量分析

季降水量分析采用气象学上四季划分，即3—5月份为春季，6—8月份为夏季，9—11月份为秋季，12月至翌年2月份为冬季。

从表2可以看出，固原春季降水量所占比为17.6%，夏季降水量所占比为56.4%，秋季降水量所占比为23.9%，冬季降水量所占比为2.1%。夏季降水量所占比最多，冬季降水量所占比最少。固原气候决定种植一年一熟作物，从夏作物播种到秋作物收获期基本上包含了3—9月份，春季降水量所占比偏少，影响制约着夏、秋作物的播种出苗情况。而夏季降水所占比最高，夏季正是作物生长成熟期，也是作物需水的关键时期。

表1 1957—2018年固原月平均降水量统计

表2 1957—2018年固原四季降水量及所占比例

2.4 各年代降水变化分析

图3 是近60年来固原站年均降水量（折线）以及各季节降水量偏差（柱状）的年代变化情况。从年代划分分析（固原站20世纪50年代的3年资料合并到60年代分析），固原市年平均降水量呈现明显的先下降后上升趋势。其中，20世纪60年代年降水量达到509.2 mm，随后呈下降趋势，到21世纪初下降到近408.3 mm，为有气象记录以来降水最少的年代。到21世纪10年代降水迅速增加，达到511.5 mm的年均降水量（见表3）。各季节平均降水量的变化也反映出不同的变化趋势，春季的降水在20世纪变化相对平缓，在21世纪初呈现明显的偏少，偏少于春季平均值三成，21世纪10年代又呈现明显的偏多。夏季和秋季的降水变化与年均降水量呈现相似的变化规律，也表明夏秋两季的降水对全年降水量的变化起主导作用，但这两个季节的降水变化幅度也有不同，20世纪60年代秋季降水偏多的幅度要大于夏季降水，而20世纪80年代秋季降水偏少的幅度也大于夏季降水。冬季的降水与其他季节明显不同，在近60年呈明显上升趋势，从20世纪60年代偏少于冬季平均值三到四成上升到21世纪10年代偏多于平均值三成。所以，20世纪60年代年均降水偏多与春夏秋三季降水整体偏多有关，虽然冬季降水偏少，但是由于冬季降水量占全年降水的比例较低（2.1%），影响较小。20世纪70年代至20世纪80年代年均降水偏少与夏秋冬三季降水整体偏少有关。21世纪初年均降水偏少与春夏秋三季降水整体偏少有关，而21世纪10年代年均降水偏多与四个季节整体降水偏多有关。

表3 1957—2018年固原各年代降水量统计

图3 1957—2018年固原降水年代变化

3 固原降水特征

固原62年平均降水量为457.9 mm，最多年份为766.4mm，最少年份为282.1 mm，最多降水量与最少降水量年差值为484.3mm。季降水量以夏季为最多，占全年的56.4%，冬季最少，占全年的2.1%。月降水量以8月份为最多，占全年降水量的23.5%，7月份为次多月份，占全年降水量的20.3%，12月份最少，只占全年降水量的0.4%。年代变化呈现先减少后增加的趋势，其中以21世纪20年代为降水最多的年代，20世纪60年代为降水次多年代；21世纪初和20世纪80年代为有气象记录以来的2个少雨年代。特别是从2012年后持续进入降水偏多年份，基本上和近年来西北地区大部进入偏暖偏湿年代的趋势相吻合。

4 农业生产建议

4.1 固原地域内作物播种情况

固原地域内夏收作物主要种植有冬小麦、春小麦、胡麻及豌豆等，除冬小麦外，固原夏收作物的播种期一般在3月中旬到4月上旬，3月、4月的降水量变化情况整个影响着当年夏收作物的播种及出苗情况。而5—6月份正是夏收作物生长成熟的关键期，此两月的降水情况决定着夏收作物的产量情况。秋收作物主要种植有马铃薯、玉米、荞麦、莜麦及谷子等，马铃薯和玉米的播种期一般从4月中旬开始到5月上旬；荞麦及谷子的播种期一般从5月中旬开始到6月上旬结束。由于秋作物的播种期偏后1个多月，因此5—6月份的降水影响着秋作物的播种及出苗情况。

4.2 生产建议

从固原多年的降水情况统计分析，固原3月份的多年平均降水量为11.1 mm，4月份为25.2 mm，不能满足春播作物的需水要求。60多年来3月份最少月份降水量为0 mm，4月份最少月份降水量为3.3 mm，对夏收作物的播种及出苗直接造成影响。而7—8月份为固原降水量最多的2个月份，两月的降水总量为200.7 mm，占全年降水量的43.8%，7月份是固原夏作物的成熟收获期，7—8月份也正是秋作物的生长期。依据固原多年的降水特征情况分析得出，固原的降水能够满足秋收作物的生长需求，夏收作物由于受春季降水因素的制约，遇到春季降水偏少年份将直接造成夏收作物的减产。因此，做好春季降水趋势的预测及土壤墒情的监测工作，为生产决策部门进行种植结构调整做好科学指导。当春季降水偏少时，建议农业部门压缩夏粮作物的播种面积，增加秋粮作物的播种面积。同时，利用固原秋季降水正常，秋季土壤墒情较好的有利条件，大力推广秋覆膜的覆盖保墒工作，避害趋利，因地制宜，科学利用气候条件，夺得农业生产的丰收。