保定地区极端降雨空间变化特征及对农业生产的影响分析

孙景瑜 孙小诺 董泽亮 韩翔洋

（1石家庄市藁城区气象局 河北 藁城 052160；2保定市气象局 河北 保定 071000；3辛集市气象局 河北 辛集 052360）

关键字：极端降雨；皮尔逊相关系数；Kriging插值

中国作为土地面积比较辽阔的国家，自然条件也比较复杂，自然灾害的发生严重威胁着人们正常的生产生活，其中主要包括气候和降雨量，表现最为显著。在全球气候逐渐变暖的事实面前[1]，农业生产也因气候和降水量的变化受到了影响。

近年来，世界各地区的极端降雨现象增减趋势逐渐发生了变化[2]，我国极端降雨的时空分布和变化趋势日趋增多[3～4]。就我国大范围来说，中国极端降雨量的时空差异较大。保定地区位于38°10′N～40°N′，113°40′E～116°20′E之间，地处华北平原北部，境内山地、平原和湿地三大地貌共存，山清水秀，土地肥沃，旅游资源丰富。

在气候日趋变暖的大背景下，多种地貌的保定地区的气候随之发生了改变[5～6]，单就极端降雨空间变化而论，尚无文献研究。因此，本文利用保定11个气象站的逐日降雨观测数据，分析了1980～2018年保定地区极端降雨时空分布特征，以期为保定地区的气象预报以及防灾减灾工作提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料来源。采用河北省气象信息中心提供的保定地区11个气象观测站(表1)1980～2018年逐日降水数据。

表1 保定地区站点经纬度及海拔高度

1.2 研究方法。根据相关文献研究结论，本文的极端降雨阈值设定为单站近39年来降雨量升序排序时第95百分位的数值，极端降雨日数为大于该降雨阈值出现的天数。统计方法采用皮尔逊相关系数，空间插值采用最优内插法Kriging插值。

2 结果与分析

2.1 对保定地区1980～2018年的极端降雨量进行Kriging法空间插值。由图1可以很明显看到，保定地区的极端降雨量分布北部多、南部少，在蠡县周边存在一个低值中心，等值线在该县附近弯曲较大。

图1 1980～2018年保定地区极端降雨空间分布图(单位：mm)

2.2 对保定地区1980～2018年的极端降雨日数进行Kriging法空间插值。由图2可以看到，极端降雨日数西部多东部少，在定州和蠡县附近存在两个低值中心。

图2 1980～2018年保定地区极端降雨日数空间分布图(单位：d)

2.3 对保定地区1980～2018年的极端降雨占年总降雨量的贡献率进行Kriging法空间插值。由图3可以看出，极端降雨占年总降雨量的贡献率在曲阳存在一个高值中心，在定州和蠡县各存在一个低值中心。

图3 1980～2018年保定地区极端降雨占年总降雨量贡献率空间分布图(单位：%)

3 结论与讨论

降水量变化对农业生产的影响有利有弊。就季节变化而言，春季温度快速回升，但是雨水不足且大风天气居多，导致春旱的发生频率大大增加，春播农作物无法及时播种，部分农作物虽然能够及时播种，但无法正常出苗[7]。夏季温度较高且降雨量充沛，导致暴雨洪涝、大风等灾害频发，对夏玉米的正常生长极为不利。秋季降水量变化趋势最为显著，导致秋旱时有发生，然而这一阶段的温度和积温较高，能够为农作物的正常生长发育提供充足的热量条件。冬季气温呈升高趋势，有利于种植结构的调整[8]，同时为农业病虫害越冬创造了十分有利的条件，导致害虫的成活率显著增加，不仅导致病虫害泛滥，还对农作物的品质与产量产生严重影响。

通过以上分析可见，保定地区极端降雨量东、西、南、北各个方向的降雨量都或多或少，但总降雨量的贡献率，在曲阳周边存在一个高值中心，在定州和蠡县周边各存在一个低值中心。