臨汾市近30年地表濕潤指數變化分析

來源:用戶上傳      作者:

　　 【摘 要】本文利用1981~2010年臨汾市17個觀測站的氣象資料，根據中國氣象局下發的 《生態質量氣象評價規范》中計算濕潤指數的方法，對臨汾市地表濕潤指數的時空變化特征進行研究，以期較客觀地描述臨汾市地表濕潤狀況的演變規律及其區域特征，并為生態環境建設、水資源合理利用提供重要的科學依據。
　　 【關鍵詞】臨汾市 潛在蒸散量 濕潤指數
　　 一、資料與方法
　　 1.資料來源
　　 采用臨汾市所轄17個觀測站1981~2010年近30年的月平均氣溫（℃）、月降水量（mm）、月平均風速（m/s）、月平均氣壓（mb）和月平均相對濕度，進行各個站點地表濕潤指數的計算。
　　 2.計算方法
　　 濕潤指數（K）能較客觀地反映某一地區的水熱平衡狀況。
　　 式中，R為降水量，ET為潛在蒸散量。
　　 式中，i是月份的編號，Pi是月平均氣壓(mb),ti是月平均氣溫（℃），di是月的天數，Ui是在10~12m高度處觀測的月平均風速（m/s），Woi是在溫度為ti時的飽和水汽壓（mmHg），而hi是月平均相對濕度。
　　 月濕潤指數Ki= Ri/ETi，其中Ri是月降水量（mm）；季度濕潤指數K= Rs/(∑ETi)，其中Rs是季度降水量（mm），∑ETi是3個月潛在蒸散量之和；而年濕潤指數K= Ra /(∑ETi)，其中Ra是年降水量（mm），∑ETi是12個月潛在蒸散量之和。
　　 Ｋ<1時，表示大氣降水少于植被生理過程需水量;當Ｋ=1時,表示該區域大氣降水與植被生理需水達到平衡;當Ｋ>1時,表示大氣降水大于植被生理過程需水量，降水條件不成為當地植被生理需水的限制因子。
　　 二、結果與分析
　　 1.時間分布特征
　　 1.1年濕潤指數變化趨勢
　　 1981~2010年間，臨汾市濕潤指數總體上略有增加，但增加趨勢不明顯，經線性回歸法計算得出近30年濕潤指數趨勢傾向率，平均每10年增加0.033，而近10年呈下降趨勢，下降幅度為0.049/a，氣候呈干旱化趨勢，主要原因是近10年臨汾市降水量呈減少趨勢。臨汾市近30年平均濕潤指數為1.93，降水條件不是臨汾市植被生理需水的限制因子。近30年濕潤指數最大出現在2003年最高為3.73，對應2003年是近30年降水量最多的年份，年降水量為773.2mm，較常年偏多283.6mm，而濕潤指數最小值出現在1986年為0.92，對應1986年是降水量次少的年份，年降水量339.3mm，較常年偏少150.3mm，近30年中僅1986年濕潤指數小于1。與常年平均濕潤指數相比，有11年為正距平，19年為負距平，其中在3個連續時期，即1981~1984年、1986~1988年和1994~1997年，都為負距平，其他時期正負距平不等。
　　 1.2 月濕潤指數變化趨勢
　　 根據臨汾市近30年月濕潤指數的統計分析（見表1）可知，4~10月連續9個月的月濕潤指數均大于1，并且呈現拋物線型分布，這段時間恰好是植被和作物的生育期，降水條件大于植被生理需水量。月濕潤指數最大值出現在8月為5.08，7月次之為5.02，主要是7、8月是臨汾市降水量最多的月份，此時期也是農作物生理需水的關鍵期，可見降水可以滿足植被生理需水，最小值出現在12月為0.19，11~12月及1~3月雖然濕潤指數小于1，氣候相對干旱，但此期間對植被和作物的生長影響較小。
　　表1 1981~2010年各月平均濕潤指數
　　 2.空間分布特征
　　 根據1981~2010年臨汾市平均濕潤指數空間分布圖（圖略）分析：全市各縣市近30年平均濕潤指數在1.62～3.05之間，其中安澤最高，汾西最低，總的趨勢是從平川北部向南、向東、向西逐漸遞增，尤以東部山區最大、西部山區次之。臨汾市各縣市多年平均濕潤指數均大于1，表明大氣降水量大于植被生理過程需水量，就過去30年平均而言，水分不構成植被生長的限制因素。
　　 3.臨汾市濕潤指數變化的原因
　　 3.1降水量與潛在蒸散量的變化
　　 濕潤指數是一定時間內降水量與潛在蒸散量之比，降水量或潛在蒸散量的變化都會影響到濕潤指數的變化。1981~2010年間降水量與潛在蒸散量呈負相關，相關系數~0.26，降水量與潛在蒸散量均呈下降趨勢，由臨汾市1981~2010年降水量、潛在蒸散量與濕潤指數的年代際變化（圖略）分析，近30年降水量下降趨勢明顯大于潛在蒸散量，從年代際變化可以看出，1981~1990年間臨汾市降水量最多，潛在蒸散量也最大，1991~2000年間臨汾市降水量最小，潛在蒸散量也最小，2001~2010年降水量呈明顯下降趨勢，而潛在蒸散量呈顯著上升趨勢，導致近10年濕潤指數下降。
　　 3.2濕潤指數與其他氣象要素的相關性
　　 1981~2010年期間，臨汾市年平均氣溫以0.445℃/10a的速度線性顯著增加，年平均相對濕度則以0.622/10a的速度線性減少。由臨汾市各氣象要素與濕潤指數的相關性及線性趨勢傾向率（圖略）得出，臨汾市濕潤指數與降水量、平均相對濕度顯著正相關，與蒸散量、平均氣溫、平均風速顯著負相關，與平均氣壓不顯著相關。
　　 三、結論
　　 近30年臨汾市平均濕潤指數為1.93，降水條件不成為植被生理需水的限制因子，濕潤指數總體上略有增加，但增加趨勢不明顯，而近10年呈下降趨勢；分月看，月濕潤指數呈拋物線型分布，8月最大，7月次之；一年中夏季最濕潤，冬季最干燥；空間分布上，地域差異表現為從平川北部向南、向東、向西逐漸濕潤，尤以東部山區最濕潤、西部山區次之；濕潤指數與降水量、平均相對濕度顯著正相關，與蒸散量、平均氣溫、平均風速顯著負相關，與平均氣壓不顯著相關。
　　參考文獻：
　　[1] 中國氣象局.生態質量氣象評價規范(試行)[S].2007.
　　[2] 邢文淵，馬雷凱，肖繼東等.北疆地區地表濕潤指數變化分析[J].沙漠與綠洲氣象，2009，3(4)：9-12.
　　作者簡介：代淑媚（1980-），女，漢族，山西省太谷縣人，大學本科，工程師，通訊地址：山西省臨汾市鼓樓南大街235號，主要從事天氣預報服務研究。

轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/2/view-553011.htm