第二节 气候与气候资源(1 / 1)

宁夏地理 张春来 2382 字 20天前

一、气候

(一)气候特征

宁夏深居中国西北内陆,远离海洋,处于东部季风区域和西北干旱区域的过渡地带,以麻黄山北缘—青龙山、罗山南麓—李旺—关桥—干盐池一线为界,南部黄土丘陵和六盘山区为温带半干旱区和温带半湿润区,北部属温带干旱区。

宁夏冬季受蒙古高压控制,正当冷空气南下之要冲,夏季处在东南季风西行末梢,形成典型的大陆性气候。主要气候特点为:四季分明,冬寒长、夏热短、春暖快、秋凉早;干旱少雨,日照充足,蒸发强烈,风大沙多;地域差异明显,南凉北暖,南湿北干。

1.气温

宁夏各地年平均气温介于5℃~9℃,呈北高南低分布(图2-5)。兴仁、麻黄山及固原在7℃以下,其他地区在7℃以上,中宁、大武口分别是9.5℃和9.9℃,为全区最高。冬季严寒、夏季炎热,各地气温7月最高,平均为16.9℃~24.7℃,1月最低,平均为-9.3℃~-6.5℃,气温年较差大,达22℃~34℃,日较差为9℃~16℃。贺兰山与六盘山是宁夏的两个低温中心,年平均气温分别为-0.8℃和1℃。

图2-5 宁夏年平均气温/℃、年平均降水量/mm、年平均蒸发量/mm分布图

2.降水

宁夏各地年平均降水量介于167~677mm,北少南多,差异明显。北部银川平原和卫宁平原200mm左右,中部盐池、同心一带200~300mm,南部黄土丘陵区300~600mm,六盘山地区600mm以上。六盘山和贺兰山年降水量分别为677mm和430mm,是宁夏南、北多雨中心。

降水季节分配很不均匀,夏秋多,冬春少,降水相对集中。春季降水仅占年降水量的12%~21%;夏季是一年中降水次数最多、降水量最大、局部洪涝发生最频繁的季节,降水占年降水量的51%~65%;秋季降水量略多于春季,约占年降水量的16%~23%;冬季最少,大多数地区不超过年降水量的3%。

各地的降水曲线都呈单峰形,进入6月,降水量迅速增大,9月以后,降水量急剧减少。降水量最大值一般出现于7月下旬至8月上旬,中、北部地区这一时段内的降水量占年降水量的30%左右,南部地区占年降水量的25%左右。月平均降水量最小值一般出现在12月,占全年降水量的0.5%以下。降水的年际变化也很大,多雨年降水量是少雨年降水量的2~6倍,降水变差系数0.2~0.46,由南向北增大。

3.蒸发

宁夏各地年平均蒸发量1312~2204mm,同心、韦州、石炭井最大,超过2200mm;西吉、隆德、泾源较小,为1336.4~1432.3mm。蒸发量夏季最大,占年蒸发量的44%~50%;冬季蒸发量最小,只占年蒸发量的4%~8%。

由于降水量少,蒸发量大,全区干燥度普遍较高,大陆性气候特征明显。干燥度一般由南向北递增,同心以北地区为3.3~4.7,固原地区为1~2。

4.风

宁夏各地年平均风速为2~7m/s,贺兰山、六盘山是宁夏年平均风速最大的地区,年平均风速分别为7m/s和5.8m/s;其次是麻黄山,年平均风速为4m/s;贺兰山东侧的银川、永宁、贺兰、大武口、平罗,六盘山西侧的隆德、西吉等地,受山体的屏障作用影响,是宁夏年平均风速最小的地区,为2m/s左右。

全年大风日数(极大风速≥17m/s,或者风力≥8级的天数)以贺兰山和六盘山最多,在100d以上,其他地区为4~46d之间。春季各地大风日数最多,冬夏次之,秋季最少。平均风速最大的月份是4月,最小的月份是9月或10月。

同心以北地区全年主导风向以偏北风为主,以南地区东南风居多。冬季大部分地区以偏北风为主,同心、隆德以东以南风为主,泾源以西风为主。春季,同心以北地区仍以西北风或偏北风居多,但偏南风开始增多,同心以南地区以东南风为主,六盘山则多西南风。夏季,各地均以东南风为主。秋季,各地风向类似于冬季。

(二)历史时期气候变化

宁夏历史时期气候变化的研究成果,主要集中在对北部贺兰山和银川平原地区的研究中。汪一鸣将一万年以来该区气候变化划分为以下七个阶段[13]。

1.公元前8000年至公元前6100年

一万年以来,属于第四纪时期最新的一段时期,即全新世,也是人类文明出现和大发展的时期。随着末次盛冰期的结束,气温开始升高,降水增加。但以公元前8000年为界,银川平原一度由温凉半干旱气候渐变为偏冷干气候。距今8500年时,西北地区大部,气温快速上升,植被生长转盛。贺兰山区气温上升,冰川消退。

2.公元前6100年至公元前4200年

银川平原全新世气候适宜期为公元前6100年至公元前1000年,其中又以公元前6100年至公元前4200年为最适期。从公元前6100年开始进入升温期,降水量变化不大,干旱程度逐步加大。气温回升有利于人类活动,新石器时代文化遗址遍布广大地区。贺兰山区进入相对高温期,年平均气温比现代约高3.5℃~4℃,降水减少,出现偏温干气候,公元前5000年至公元前4000年期间山火(森林火灾)频发。南部于公元前5000年后气温迅速上升,进入有利于原始农业发展的温暖期。

3.公元前4200年至公元前1000年

气候和环境变化幅度大,频率高。银川平原于公元前3900年前后出现极端干旱期,年平均气温与今日相同或略高,降水量不足100mm,导致水体收缩,荒漠化范围扩大,流沙扩展,为全新世最干旱时期;公元前2500年以后,转向温润,年平均气温低于现代,为全新世最湿润期;公元前1200年时趋于凉干,年降水量降至100多毫米,气温逐渐下降,低温值分别出现于公元前2000年和公元前1100年。贺兰山区以公元前4000年为转折点,降水增加;公元前2200年左右,气温急降,出现全新世最寒冷期,为典型冷湿期;由贺兰山现存冰缘地貌可知,公元前1500年前后为寒冷期,当时海拔2750~3050m高度范围,年平均气温为-1.5℃左右;公元前2000年以后出现约300年冷干期,导致黄土丘陵区齐家文化衰退解体,农业文化界线南移。其后气温又持续上升,经历较长温暖期,南部年平均气温高于当代2℃~3℃。

4.公元前1000年至公元初

自公元前1000年以后,气候变化幅度减小,波动性增强,气温变化在现今温度水平±2℃~±3℃范围内,降水变幅在现今降水水平±25~±50mm范围内。公元前1200年至公元前900年,气温急降,自然环境发生重大变化,称为新冰期前期。但寒冷期持续时间不长,春秋时开始变暖,秦汉时农业环境更为适宜,温暖湿润。贺兰山区于公元前500年以后,气温呈波动性回升,水分呈波动性下降,即趋向于现代温带半湿润山地气候,其间公元前100年前后山火严重,一度气候暖干。

5.公元初至12世纪

东汉、魏晋南北朝时期,今宁夏地区和整个西北都处于温暖期向寒冷期的重大转折阶段,自然灾害频发。公元155年之后,年平均气温大致低于当今水平1℃,直到公元589年为止,是为新冰期后期。隋唐时气温上升,年平均气温较今高0.5℃~1℃,称小温暖期。10世纪后期~12世纪,气候较为凉干,旱灾频发,贺兰山地则冷湿。这次寒冷期为公元初以来气温最低时期,今宁夏北部地区公元1101—1200年寒冷期年平均气温比现代低1.5℃~2℃或更多。

6.13世纪至19世纪

元代冷暖变化频率大。明初转向显著的凉干气候,开始了现代小冰期,直到19世纪为止。明清两代,旱灾频繁且严重。就温度变化看,现代小冰期一般分为3个冷期和3个暖期,第一冷期1420—1520年,第一暖期1521—1570年;第二冷期1571—1680年(最冷期),银川平原均为干旱期,第二暖期1681—1770年,暖干、暖湿与正常气候交替,18世纪中叶一度暖湿;第三冷期1771—1890年,冷湿,第三暖期1891—1980年为趋向干旱的暖干与暖湿交替气候。由贺兰山现存冰缘地貌可知,1620—1720年为晚全新世冰缘早期,海拔2750m以上年平均气温低于-1.5℃。1840—1890年为晚全新世冰缘晚期,海拔2750m处平均气温在0℃左右。据历史文献记载的银川地区旱涝资料,可分11个干湿期,18世纪以后涝年和偏涝年增多,但干旱年份并未减少,旱涝年份交替出现,正常年份显著减少。又据贺兰山树木年轮资料,贺兰山区干湿交替出现,存在3年、9年、22年周期,与宁夏500年旱涝史料的周期相同。清末,贺兰山曾发生11次以上山火,都与1873—1895年、1896—1913年气候暖干有关。

7.20世纪

进入近代变暖期,气温总趋势转暖,降水变化总趋势不明显,干旱程度加大。据近40年银川气象记录,从气温看,20世纪50至60年代为低温期,70年代为正常期,80年代为高温期。从降水看,1951—1957年为少雨期,1958—1964年为多雨期,1965—1975年为少雨期,1976—1979年为多雨期,1980年以后为少雨期。统计分析表明,旱涝年份均有逐渐增加的趋势,这是气候干湿变化日益加剧引起的。

二、气候资源

(一)光热资源

宁夏海拔较高,阴雨天气少,大气透明度好,辐射强度高,日照时间长。年平均太阳总辐射量为5000×106~6100×106J/m2,年日照时数2200~3100h,日照百分率50%~70%,是我国日照时间长,日照百分率较高,云量较少的地区之一。

宁夏中部、北部地区,光能资源丰富。年太阳辐射总量5700×106~6100×106J/m2,年日照时数3000h左右,年平均气温8℃~9℃,≥0℃积温3700℃左右,≥5℃积温3500℃左右,≥10℃积温3200℃~3300℃,平均无霜期150~195d。

宁夏南部地区年太阳辐射总量一般为5000×106~5700×106J/m2,年日照时数2200~2700h,年平均气温5℃~8℃,≥0℃积温2550℃~3100℃,≥5℃积温2540℃~2900℃,≥10℃积温1900℃~2400℃,平均无霜期127~155d。

(二)降水资源

宁夏降水资源稀少,且年际、季节分配不均,雨热同季,降水量的70%集中在6~9月,此时正值农作物生长旺季,降水能够充分被植物吸收利用。由于降水强度较大,年降水日少,连续无降水日多,极容易造成山洪和干旱灾害。宁夏的年降水量为167~647mm,由南向北递减,贺兰山、六盘山地区因海拔高形成两个多雨中心,其中六盘山地区在600mm以上,黄土丘陵地区为300~600mm,中部同心、盐池为200~300mm,北部平原区为200mm左右。

(三)风能资源

宁夏属于风能资源较丰富的地区。除个别山地、山峰、谷口等少数地区外,大部分地区年平均风速小于3m/s,有效风速(3~20m/s)累积时数3000~4000h,有效风能密度在60W/m2以下,一般不超过40W/m2,年平均有效风能在200kW·h/m2以下,部分地区不足100kW·h/m2。

按照年平均有效风能密度大于60W/m2,有效风速年累积时数大于5000h为风能资源丰富区的标准;年平均有效风能密度40~60W/m2,有效风速年累积时数4000~5000h为风能资源较丰富区的标准;年平均有效风能密度20~40W/m2,有效风速年累积时数3000~4000h为风能资源可利用区的标准;年平均有效风能密度小于20W/m2,有效风速年累积时数小于3000h为风能资源贫乏区的标准,贺兰山、六盘山、麻黄山、韦州地区属风能资源丰富区,海原、原州、彭阳、泾源4县、区及石嘴山市东北部属风能资源较丰富区,银川市各区县和西吉、隆德2县属风能资源贫乏区,其余地区属风能资源可利用区。