1981—2019 年夏季呼伦贝尔牙克石市旱涝急转时空演变特征

2023-10-09徐智

安徽农学通报 2023年15期

徐智

（呼伦贝尔市气象局，内蒙古呼伦贝尔 021008）

近些年来，极端气候事件频发，极大地影响了农业生产和粮食安全，在一定程度上威胁着人们的生命财产安全[1]。其中，干旱和洪涝是对农业生产影响最大，也是造成损失最严重的气象灾害之一。在我国，干旱是最为常见的自然灾害之一，受全球气候变暖的影响，我国区域性干旱事件发生的频次、影响的时间较20 世纪呈现出上升的趋势[2-3]。彭克强[4]研究指出，1978—2006 年间，我国农作物受到旱涝灾影响的面积和成灾面积均超过65%，这一数据充分说明我国农业深受旱涝灾害的影响。近些年国内学者在分析干旱特征时发现，旱涝急转天气是伴随性发生的，并不是单一存在的，有些年份在春季前期呈现出干旱的特征，夏季会转为洪涝，或者在春季出现洪涝特征，到夏季降水偏少时展现出干旱的特征。这一旱涝急转现象对于农业生产具有极大的影响。

目前，对于旱涝急转的研究已经取得了丰硕的成果，但是其研究大多集中在我国长江流域地区，而针对东北地区旱涝急转的研究则相对较少。吴志伟等[5]利用夏季（5—9月）逐月降水资料分析了我国长江中下游区域的旱涝急转现象，指出旱涝急转与大气环流的相关关系。沈柏竹等[6]利用格点降水数据探讨了我国长江流域6月份的旱涝急转现象。王文等[7]利用CI指数和SPEI指数对我国长江中下游地区的旱涝急转现象进行了研究。以上研究均以我国长江流域为研究区，而涉及东北地区的旱涝急转天气的研究则较少。

呼伦贝尔市位于内蒙古自治区的东部，牙克石市地处呼伦贝尔市的中心区域，其气候变化特征极具代表性。属于寒温带大陆性气候，夏秋季节存在旱涝交替、旱涝并存的现象，这对于农作物生产的影响较大。鉴于此，本文以呼伦贝尔牙克石市为研究区，探讨1981—2019年夏季旱涝急转的时间变化特征，并依据各年份旱涝急转指数值，总结出旱涝急转特征年。研究选取的旱涝急转特征年，主要是选取全域均发生旱涝急转预报年份，以此来分析其空间分布特征。由此得出的结论可为发生旱涝急转天气现象预报提供科学依据，也可为今后的农牧业气象服务提供数据参考。

1 研究区概况

呼伦贝尔市位于内蒙古自治区东部，牙克石市是呼伦贝尔市的县级市，位于呼伦贝尔市中部，地处大兴安岭山脉中脊中段，属于寒温带大陆性气候。地势中高两侧低，地貌复杂多样，年平均降水量在388.7～477.9 mm，降雨主要集中在5—8月。干旱和洪涝灾害是牙克石市最主要的自然灾害类型，尤其受旱灾的影响最为突出[7]。

2 资料与方法

2.1 数据来源

研究所用数据为中国气象科学数据共享网提供的牙克石市3个国家观测站1981—2019年5—8月逐月降水量数据。其中，图里河站位于牙克石地区北部，牙克石站位于牙克石地区中部，博克图站位于牙克石地区南部。

2.2 研究方法

本研究采用刘宇峰等[8]提出的旱涝急转指数（DFAI）进行呼伦贝尔牙克石市旱涝演变特征分析。以5—8 月降水量计算旱涝急转指数，将牙克石市每个气象观测站5—6 月和7—8 月的降水量进行标准差标准化处理，然后利用DFAI 值计算，其公式为：

式中，R78为7—8月标准化降水量；R56为5—6月标准化降水量；R78-R56为旱涝急转的强度；为旱涝急转强度项。根据降水距平百分位法与IDFA值的对应关系，得出IDFA指数旱涝强度等级。根据旱涝急转的研究[2-7]对IDFA旱涝急转指数值范围进行定义，当旱涝急转指数数值大于1.0 时表示由旱转涝，旱涝急转指数值越大，旱涝急转现象越明显；当旱涝急转指数值在-1.0～1.0，属于正常值范围；当旱涝急转指数值小于-1.0 时表示由涝转旱，旱涝急转指数值越小，涝转旱现象越明显。

3 牙克石市旱涝急转时空演变特征

3.1 牙克石市1981—2019年旱涝急转时间演变特征

根据旱涝急转指数值（IDFA）的技术方法，综合计算分析了1981—2019年图里河、牙克石、博克图IDFA指数值的变化情况，其结果见表1。对于全域旱涝急转指数年5—8 月的降水量进行分析，其结果见表2。

表1 1981—2019年牙克石市IDFA指数值

表2 1983年牙克石市5—8月降水量单位：mm

由表1 可知，在1983、1985、1997、2005、2008、2016 和2019 年均有旱涝急转或涝旱急转的情况发生。其中，1983、1985、1997 和2019 年均为旱转涝，2005、2008和2016年为涝转旱年。该结果与本地旱涝灾害发生年的数据相一致[8]，说明旱涝急转指数值分析结果具有一定的可信度。由表2 可知，图里河、牙克石、博克图3站1983年5、6月的降水量观测值较低，在7、8月的降水量大幅增加。其中，图里河5、6 月降水量的月平均值为34.3 mm，7、8 月降水量的月平均值为157.3 mm；牙克石5、6 月降水量的月平均值为52.4 mm，7、8 月降水量的月平均值为129.6 mm；博克图5、6 月月降水量的月平均值为38.5 mm，7、8 月月降水量的月平均值为176.2 mm。图里河7、8 月降水量比5、6 月降水量增长123 mm，牙克石7、8月降水量比5、6月降水量增长77.2 mm，博克图7、8月降水量比5、6月降水量增长137.7 mm，其前后2 月的降水量月值得到了大幅增长，发生了典型的旱涝急转，这与旱涝急转指数计算值得出的结果相符。

3.2 牙克石市1983年旱涝急转空间演变特征

1983 年牙克石地区全域旱涝急转指数均大于1.00，说明均发生了旱涝急转现象，故选取该年为旱涝急转典型年，对其空间分布特征进行分析。根据1981—2019 年旱涝急转指数分析结果，通过空间插值的方式得到旱涝急转结果，牙克石市北部地区的旱涝急转指数值要高于南部地区。其原因是牙克石地区特殊的地形特点影响。大兴安岭山脉自牙克石中部穿肠而过，使得南部地区的水汽输送到北部地区需要越过大兴安岭山脉，部分水汽被阻挡无法越过山脉，致使北部地区的前期干旱情况要重于南部地区。而到了7 月份，大气动力条件和水汽条件均较好，使得牙克石地区的降水丰富，旱转涝现象明显。地形因素对于牙克石的旱涝急转指数的研究影响较为明显。但是对于其他未出现全域性旱涝急转现象的区域，由于其大气环流动力条件不同，表现也不同。今后仍需进一步深入研究呼伦贝尔市全域或内蒙古全域旱涝急转指数值，结合大气环流形式变化和气候特征变化等进行研究。