2021年石嘴山市气候条件及主要气候事件分析

李荣　薛佩珍　李晓虹　陈彦虎

摘要 根据石嘴山市2021年逐日气象资料，通过数理统计分析法和GIS插值分析方法对石嘴山市基本气候特征及主要天气气候事件进行分析评价。结果表明：2021年石嘴山气温正常略偏高，降水偏少，大风、沙尘天气偏多，静稳天气日数偏少。该市2021年出现1月、2月“冷暖两重天”；春季降水异常多，3月降水创历史新高；首场透雨破3月日降水量极值；沙尘两次暴击；夏季降水异常少，气象干旱严重；连续高温日数突破历史极值等极端天气气候事件，对人民生命财产安全、农牧业生产和生态环境等造成了一定影响。

关键词 石嘴山；气候条件；气候事件

中图分类号：P463.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）06–0067-03

气候变化会对自然生态和社会经济产生深远的影响。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的最新气候报告，在未来几十年里全球所有地区都将面临气候变化加剧的考验，极端天气将变得更加频繁[1]。全球气候变化主要表现在气温波动、降雨的时空分布和强度的变化[2]。近几十年来，围绕气候变化及其影响，相关学者开展了大量的研究。潘志华等[3]探讨了气候变化影响链的形成机制，并提出应对途径。郭建

平[4]、谢立勇等[5]研究了全球气候变化对中国农业生产的影响。杨建明[6]研究了全球气候变化对旅游业发展的影响。方建等[7]研究了气候变化对洪水灾害的影响。韩会庆等[8]分析了气候变化对生态系统服务的影响。近年来，针对石嘴山气候变化的研究也不少[9-10]。此处主要分析了2021年石嘴山市气候条件及极端天气气候事件，以减轻不利气象条件对当地自然生态、经济社会的影响，为趋利避害统筹利用气候资源、提高应对极端气候事件的防御能力、采取有力的保障措施等提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

石嘴山市位居黄河中游上段、宁夏回族自治区北部，东西宽约88.8 km，南北长119.5 km，东临鄂尔多斯台地，西踞银川平原北部，地理坐标为105°58′E～106°39′E，38°21′N～39°25′N，海拔高度1 090～3 475.9 m，按地形地貌可分为贺兰山山地、贺兰山东麓洪积扇冲积平原、黄河冲积平原和鄂尔多斯台地4种类型。該区域属中温带干旱气候区和季风气候区西缘，气候敏感，生态环境脆弱，地形复杂，降水量少，处于干旱半干旱地区，属于典型的温带大陆性气候，全年日照充足，降水量集中，蒸发强烈，气候干燥，昼夜温差大，无霜期短，夏热而短促，春暖而多风，秋凉而短早，冬寒而漫长。

1.2 数据处理

采用的数据包括：石嘴山市5个国家气象站和142个自动气象站2021年逐日气温、降水等气象要素观测数据，气象数据均通过质量控制，运用数理统计分析法和GIS插值分析方法，对石嘴山市2021年的气候变化特征和主要气候事件进行分析。气候标准值采用1991—2020年的平均值。

2 2021年气候概况

2.1 气温

2021年全市平均气温为10.6 ℃，较常年同期偏高1.0 ℃，比2020年偏高1.0 ℃。其中，石炭井、大武口、惠农、平罗、陶乐平均气温分别为9.9、10.6、11.4、10.3、和10.7 ℃，分别较常年同期偏高1.2、0.5、1.5、0.6和1.3 ℃（表1）。平均气温空间分布高值区位于大武口、惠农一带，低值区位于贺兰山东麓沿山和黄河东岸平罗、陶乐地区（图1）。2021年全市平均最高气温为18.0 ℃，为历史同期第1高值；全市平均最低气温为

4.1 ℃，其中惠农为1981年以来同期最高值，石炭井和陶乐为第2高值。

2.2 降水

2021年全市平均降水量为129.7 mm，较常年同期偏少27.7%，比2020年偏少31.0%，为2012年以来最少的一年。石炭井、大武口、惠农、平罗、陶乐降水量分别为153.9、116.1、118.1、120.3和140.2 mm，较常年同期偏少17.7%、32.7%、31.9%、34.4%和21.7%（表2）。全市降水量空间分布高值区位于贺兰山东麓沿山一带和陶乐地区，低值区位于大武口至沙湖一带地区（图2）。降水量季节间波动大，其中冬、夏季明显偏少，春、秋季偏多。冬、夏季全市平均降水量分别为0.5、30.0 mm，较常年同期偏少87%和73%；春、秋季平均降水量分别为61.1、38.2 mm，较常年同期偏多128%和0.8%。

2.3 大风和沙尘日数

2021年全市平均大风日数为20.6 d，较常年同期偏多0.7 d，比2020年大风日数偏多4.4 d。其中，石炭井、平罗大风日数分别为42、20 d，较常年同期偏多18.1和7.5 d；大武口、惠农、陶乐大风日数分别为10、26、5 d，较常年同期分别偏少8.7、10.9、2.5 d（表3）。

2021年全市平均沙尘日数为23.2 d，较常年同期偏多9.9 d，比2020年沙尘日数偏多14 d。其中，平罗沙尘日数为25 d，较常年同期偏少0.1 d，石炭井、大武口、惠农、陶乐沙尘日数分别为30、16、31、14 d，分别较常年同期偏多22.3、3.6、19.8和3.7 d。春季（3—5月）各站沙尘日数为9～24 d，占到全年沙尘日数的45.2%～81.3%（表3）。

2.4 霾日数

2021年全市平均霾日数13 d，较近5年平均偏少12.9 d。其中，石炭井、大武口、惠农、平罗、陶乐霾日数分别为3、16、22、14、10 d。2015—2020年全市各地霾日数呈明显的增加趋势，2021年大幅减少（图3）。

2.5 静稳天气

静稳天气通常指近地面风速小（定义为日最大风速＜3 m/s）、大气稳定的一种低层大气特征。2021年1月全市各地日最大风速＜3 m/s的日数平均为5.6 d，较常年同期偏少2.6 d，比2020年少7.6 d，其中大武口为13 d，较常年同期偏多1 d，其余各地偏少1～8 d；2021年12月全市各地日最大风速＜3 m/s的日数平均为9.8 d，较常年同期偏多1.8 d，比2020年少3.6 d（表4）。12月静稳天气较多，地面风速小，大气层结稳定，气象条件不利于污染物稀释和扩散。

3 2021年石嘴山市主要天气气候事件

2021年，全年气候异常多变，各地不同程度地出现了异常天气气候事件及气象灾害。年内气象灾害主要以暴雨、大风、沙尘、持续高温、阶段性低温灾害等为主，对人民生命财产安全、农牧业生产和生态环境等造成了一定影响。

3.1 1、2月“冷暖两重天”

2021年冬季，经历前冬“极寒”向后冬“极暖”的迅速转变，前冬部分地区破最冷纪录，而后冬气温创新高。1月7日清晨，全市出现了极寒天气，各地最低气温在-27.1～-23.4 ℃，其中大武口、石炭井最低气温分别为-27.1、-25.7 ℃，突破历史极值。2月全市多站平均气温、极端最高气温均创历史新高：石炭井、大武口、惠农、陶乐平均气温较常年同期分别偏高5.5、4.4、5.4、4.6 ℃，均创1981年以来历史新高；平罗平均气温为0.9 ℃，较常年同期偏高3.9 ℃，为1981年以来第2高值；大武口、惠农、平罗、陶乐极端最高气温分别为19.7、18.7、19.5和19.6 ℃，四站均突破历史同期极值。石嘴山市1、2月出现“冷暖两重天”。

3.2 “3·15”“3·28”沙尘2次暴击

2021年3月15—17日，全市各地出现能见度小于500 m的强沙尘暴，最小能见度仅为166 m，出现在沙湖，其中3月15日范围最大、强度最强。此次强沙尘暴为2002年以来强度最强、范围最大的一次沙尘暴，其范围、强度仅弱于1983年4月27—28日、1984年4月25—30日和2001年4月8—10日发生的特强沙尘暴（能见度小于50 m），与1982年5月4日、1993年5月6日相当。

3月28日，全市大部地区再次出现沙尘暴，能见度为600～1 000 m，最低能见度出现在惠农，为635 m，其影响范围和强度为2002年以来仅次于今年“3·15”的沙尘暴。

3.3 首场透雨破3月日降水量极值

3月31日全市出现明显降水，平均降水量为33.9 mm，各地降水量为22.6～39.2 mm，大部地区出现10 mm以上透雨；其中累計降水量超过30.0 mm的站点有65个，累计降水量超过50.0 mm的站点有15个，创3月日降水量极值。此次降水范围大、强度强，历史罕见：如此大范围的透雨过程出现时间为石嘴山1991年以来最早；为1981年以来最早的区域性大雨过程。

3.4 春季（3—5月）降水异常多，其中3月降水创历史新高

2021年春季全市各地累计降雨量为51.6 （大武口）～70.2 mm（陶乐），较常年同期偏多105.7％（石炭井）～146.2％（平罗）。其中，石炭井为2000年以来春季累计降水量最多的城市区，大武口、惠农、平罗均为2000年以来第2多值，陶乐为第3多值。

3月全市平均降水量为37.8 mm，较常年同期偏多9.2倍。其中石炭井、大武口、惠农、平罗、陶乐累计降水量分别较常年同期偏多6.1、8.2、11.6、10.1、9.9倍，均为1961年以来历史同期第1多值。

3.5 4月平均气温日较差创1961年以来新低

2021年4月全市平均最高气温为16.8 ℃，较常年同期偏低2.5 ℃，为2011年以来最低值；全市平均最低气温为5.7 ℃，偏高1.1 ℃。由于最高气温异常偏低，最低气温偏高，全市气温平均日较差为11.1 ℃，较常年偏低3.7 ℃，创1961年以来新低，各地气温日较差为9.6～12.0 ℃，偏低3.0～4.2 ℃，除大武口为第2低值，其他各地均创新低。

3.6 夏季降水异常少，气象干旱严重

2021年夏季（6—8月），全市各地累积降水量为11.8（平罗）～65.41 mm（石炭井），较常年同期偏少45.0％（石炭井）～89.7％（平罗），其中大武口、惠农、平罗夏季降水量均为1981年以来同期最少的一年。降水异常偏少，导致气象干旱严重。

3.7 7月连续高温日数突破历史极值2021年7月全市各地连续出现

35 ℃及以上高温天气2～9 d，其中大武口≥35 ℃高温最长连续日数为9 d，突破历史极值；石炭井≥35 ℃高温最长连续日数为2 d，为历史同期第2高值；惠农、平罗≥35 ℃高温最长连续日数分别为3 d、4 d，为历史同期第3高值；陶乐≥35 ℃高温最长连续日数为3 d，为历史同期第4高值。

4 结论

根据分析结果，2021年石嘴山市气温正常略偏高，降水偏少，且季节分布不均，主要表现为冬、夏季异常偏少，春、秋季明显偏多，大风、沙尘天气偏多，霾日数较少，静稳天气日数有所减少。

2021年石嘴山市主要出现1月2月“冷暖两重天”；春季降水异常偏多，3月降水创历史新高；首场透雨破3月日降水量极值；沙尘2次暴击；夏季降水异常少，气象干旱严重；连续高温日数突破历史极值等极端天气气候事件。

2021年石嘴山市气象灾害主要以暴雨、大风、沙尘、持续高温、阶段性低温灾害等为主，对人民生命财产安全、农牧业生产和生态环境等造成了一定影响。

参考文献

[1] 赵树云，孔铃涵，张华，等.IPCC AR6对地球气候系统中反馈机制的新认识[J].大气科学学报，2021，44（6）：805-817.

[2] 丁一汇，任国玉，石广玉，等.气候变化国家评估报告（Ⅰ）：中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展， 2006（1）：3-8，50.

[3] 潘志华，黄娜，郑大玮.气候变化影响链的形成机制及其应对[J].中国农业气象，2021，42（12）：985-997.

[4] 郭建平.气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J].应用气象学报，2015，26 （1）：1-11.

[5] 谢立勇，李悦，徐玉秀，等.气候变化对农业生产与粮食安全影响的新认知[J].气候变化研究进展，2014，10（4）：235-239.

[6] 杨建明.全球气候变化对旅游业发展影响研究综述[J].地理科学进展，2010，29 （8）：997-1004.

[7] 方建，杜鹃，徐伟，等.气候变化对洪水灾害影响研究进展[J].地球科学进展， 2014，29（9）：1085-1093.

[8] 韩会庆，张娇艳，马庚，等.气候变化对生态系统服务影响的研究进展[J].南京林业大学学报（自然科学版），2018，42 （2）：184-190.

[9] 李荣，陈彦虎，李春艳，等.石嘴山市2018年气候特点及其影响评价[J].宁夏工程技术，2020，19（1）：5-9，12.

[10] 李晓虹，李荣，陈彦虎，等.石嘴山市2020年气候特征及极端天气分析[J].宁夏工程技术，2021，20（3）：198-203.

责任编辑：黄艳飞

Analysis of Climatic Conditions and Main Climatic Events in Shizuishan City in 2021

Li Rong et al（Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract Based on the daily meteorological data of Shizuishan city in 2021， this paper analyzed and evaluated the basic climatic characteristics and major weather and climate events of Shizuishan city through mathematical statistics analysis and GIS interpolation analysis method. The results indicated that：In 2021， the temperature of Shizuishan city is slightly higher than normal， the precipitation was less than the same period of the year， the wind and dust weather was more than the same period of the year， the number of haze days was less than the same period of the year， and the number of static and stable weather days was less than the same period of the year. The main weather and climate events included： cold and warm weather in January and February; Spring rainfall was unusually heavy， and march precipitation reached a record high. The first rainstorm broke the extreme value of daily precipitation in March; Extremely severe sandstorm weather twice; Summer precipitation was unusually low and meteorological drought was serious;The number of consecutive high temperature days broke the historical extreme value. These extreme weather and climate events have had a certain impact on the safety of peoples lives and property， agricultural and animal husbandry production and the ecological environment.

Key words Shizuishan; Climate Conditions; Climate event

基金項目 宁夏自然科学基金“气候变化对宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄生态种植气候适宜区的影响”（2022AAC03762）。

作者简介 李荣（1985—），女，甘肃武威人，工程师，主要从事气象服务和应用气象研究。*通信作者：陈彦虎（1969—），男，宁夏平罗人，高级工程师，主要从事应用气象与农业气象研究，E-mail：nxchenyh@163.com。

收稿日期 2023-03-03