呼伦贝尔降水特征及干旱对生产生活的影响

刘凌峰

呼伦贝尔市气象局，内蒙古呼伦贝尔 021000

呼伦贝尔市位于内蒙古自治区，在内蒙古高原的东北部，大兴安岭横贯境内。其中，岭东为半湿润性气候，季风性气候特征显著，年降水量500～800 mm，岭西为半干旱性气候，大陆性气候特征明显，年降水量为300～500 mm。全市冬季寒冷降水少，夏季高温降水多，年温度差和日期温差较大。呼伦贝尔地区在地理位置上远离海洋，处于东亚季风影响边缘区域，同时受西风带环流影响，脆弱的生态环境对气候变化的响应度高。降水量是影响呼伦贝尔地区生态系统平衡和环境变化的重要因素，降水量变化对水文特征、土地荒漠化的进程和植被动态演变均会产生重要影响，有必要深入研究降水量变化的波动性及其时空特征的变化趋势。

1 呼伦贝尔的降水量特征

1.1 空间分布特征

呼伦贝尔市年均降水量在山地地区较高，平原地区较少，东南部和北部年均降水量较大，中西部和东部降水量较少。中东部最高年均降水量为548 mm，西部年均降水量未超过300 mm，可见年均降水量空间分布极不均匀，东西部降水量相差超过200 mm。这主要是由于呼伦贝尔地区海拔较高，大兴安岭以南北走向横亘在呼伦贝尔地区，受到山地阻挡，来自海洋的暖湿气流难以抵达岭西，局部水循环不活跃，西伯利亚冷空气经蒙古高原长驱直下，导致气候较为干旱[1]。

1.2 时间变化特征

1.2.1 年际变化特征 呼伦贝尔多年平均降水量为425.4 mm，年均降水量以-7.225 mm/10年的速度下降，年均降水日数达100～150 d。过去40年间，高于年均降水量平均值的年份有18个，低于降水量平均值年份有22个。最大年均降水量为629 mm，出现在1998年，是最小降水量290 mm的2.16倍。年均降水量变化趋势符合内蒙古高原降水量变化趋势和全国年均降水量总波动趋势。

1.2.2 季节变化特征 呼伦贝尔市东部春季降水量在50 mm以上，夏季部分地区降水量在200 mm以上，秋季降水量在70 mm以上，冬季大兴安岭地区降水量在10 mm以上。由表1可知，呼伦贝尔市夏季降水集中，降水量占全年降水量的72.5%，秋季次之，占全年降水量的15%，春季降水量占全年降水量的10.9%，冬季降水量仅占全年降水量2%。近40年间，呼伦贝尔地区夏、秋两季降水量呈现下降趋势，冬、春两季降水量呈增加趋势。由于冬、春两季降水量占全年降水的比例仅为12.5%，因此，该地区年均降水量呈现下降趋势。呼伦贝尔市7月降水量为月降水量最高的月份，达到100 mm以上，8月次之，达到96.5 mm，这2个月的降水量几乎达到了全年降水量的50%。7月有效降水日数最多，达到16 d，年均降水日数为70 d以上。

表1 呼伦贝尔市四季降水量资料

1.3 暴雨特征

设24 h降水量为x，则50 mm≤x＜100 mm为暴雨，100 mm≤x＜250 mm为大暴雨。区域性暴雨是指降水量超过50 mm且持续1 d，范围为1站或2站以上出现暴雨；局地暴雨定义为1站降水量超过50 mm且持续1 d；连续暴雨定义为降水超过2 d，又分为局地连续暴雨和区域性连续暴雨。呼伦贝尔市近40年局地性暴雨出现次数最多，其次是区域性暴雨，连续暴雨过程相对较少（表2）。

表2 1980—2020年呼伦贝尔市各类暴雨过程频次及分析

1.3.1 时间变化特征 呼伦贝尔市近40年较少出现大暴雨，总共出现9次，基本为局地大暴雨，没有连续大暴雨出现。由表2可知，呼伦贝尔市局地暴雨发生频次最高，占比80%以上，其次为区域性连续暴雨，占暴雨总次数的14.77%。较为典型的一次区域性暴雨出现在1988年8月，当时呼伦贝尔地区受到高空急流和副热带高压北抬的共同影响，有8个观测站出现了短时强降雨过程。连续局地暴雨出现了3次，最长1次持续3 d左右。区域性连续暴雨出现4次，最长1次持续5 d左右，此次强降水过程受到东北冷涡和暖湿切变的共同影响，莫旗和博克图还出现了大暴雨。以上数据表明呼伦贝尔市暴雨具有局地性强的特征。

1980—1998年暴雨相对多发期，表现为暴雨期出现的月份早，结束的月份晚，该时期内暴雨最早发生在5月，出现过2次暴雨，最晚9月结束，出现过5次暴雨。在随后的10年内，5月和9月均未出现暴雨。1980—1999年，暴雨雨量较多且变化波动不大，正距平年份居多；2000年以后，暴雨量显著下降。从月际变化角度看，呼伦贝尔暴雨一般自春末开始，在秋季结束，主要集中出现在夏季，冬季没有暴雨记录。暴雨时段集中于7月中上旬—8月上旬，7月下旬最高，8月上旬次之，7—8月暴雨出现频次占总暴雨日数的90%；暴雨出现最早的月份为5月中旬，最晚的月份为9月中旬（图1），分别出现在扎兰屯市和阿荣旗，这表明暴雨最早开始、最晚结束、暴雨最高值均出现在呼伦贝尔市大兴安岭区域和松嫩平原之间。由于呼伦贝尔市远离海洋，当副高西伸北抬时，西部的暖湿气流会输送至中高纬度内陆地区，为暴雨的出现提供了水汽条件和热力条件[2]。当中高纬度西风带存在低涡或低槽东移，叠加暖湿气流，便可导致呼伦贝尔市出现暴雨及以上级别的降雨天气。

图1 1980—2020年呼伦贝尔市5—9月各旬的暴雨次数

1.3.2 暴雨空间分布特征 呼伦贝尔地区的暴雨日数沿着大兴安岭山脉自东南向西北递减（图2）。大兴安岭以东地区的暴雨日数显著超过以西地区，暴雨频发地带就位于大兴安岭山脉向松嫩平原过渡的迎风坡，年均暴雨日数超过0.6 d，大兴安岭移动的呼伦贝尔高原年均暴雨日数最低，未超过0.2 d。巴彦托海站是年均暴雨日数最少的站点，阿荣旗和小二沟站是年均暴雨日数最多的站点，但呼伦贝尔各地年均暴雨日数均未超过1 d。可见暴雨的空间分布特征和大兴安岭的山脉地形息息相关，位于迎风坡的岭东地区受到经抬升的暖湿气流影响，易出现暴雨天气。

图2 1980—2020年呼伦贝尔市年均暴雨日数

2 干旱特征

呼伦贝尔市一年四季均有出现干旱的概率，以3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至翌年2月为冬季，在年均降水量日趋减少的大背景下，1986—2015年30年间，以3年为周期出现1次春旱，春季干旱次数为9次，出现概率为22.5%；夏季干旱次数为10次，出现概率为25%；秋季干旱次数为10次，出现概率为25%；冬季干旱次数为11次，出现概率为27.5%。从旱情级别来看，春季出现轻旱的概率为11%，有3年出现中旱，有3年出现重旱，没有特旱出现。夏季轻旱出现频率为20%，有1年出现中旱，有1年出现重旱，有1年出现特旱。秋季轻旱出现频率为10%，有6年出现重旱，没有重旱和特旱出现。呼伦贝尔地区季节干旱强度为秋旱最高，春旱次之，夏旱再次之，冬旱最低；干旱频率为冬旱最多，秋旱和夏旱相同，春旱最低。春季、夏季和秋季以全域性干旱为主，冬季则主要为区域性干旱。

呼伦贝尔市干旱频率空间分布差异显著。春季干旱频率为23%～39%，根河市和阿荣旗春旱频率最高，牙克石市最低，春旱频率有南北高、中间低的特征。夏季干旱频率为23.5%～37.0%之间，陈巴尔虎旗频率最高，鄂伦春族自治旗、牙克石市、扎兰屯市频率最低，空间分布特征为西高东低。秋季干旱频率为24%～42%，阿荣旗频率最高，满洲里市最低，空间分布特征为东高西低。冬季干旱频率为19%～37%，扎兰屯市频率最高，海拉尔区频率最低，空间分布特征为中低、东西高。

就干旱强度而言，春旱轻度自南向北逐渐降低，强度最高值在阿荣旗，最低值在额尔古纳市。夏季干旱强度东弱西强，最高值出现在鄂温克旗，最低值在扎兰屯市。秋季干旱强度西弱东强，强度最高值为莫旗，强度最低值为新巴尔虎右旗[3]。冬季干旱强度东西部强而中西部弱，强度最高值在新巴尔虎右旗，最低值在新巴尔虎左旗。

3 干旱对生产生活的影响

干旱常导致土壤含水量不足，难以满足农作物和牧草的生长需求，甚至造成大范围的减产和绝产。旱灾不仅使农业受灾，还会影响工业生产、城市供水和生态环境。干旱会导致农作物减产或绝收，影响粮食安全，影响社会稳定；导致人畜饮水困难，水质恶化，影响当地民众的身心健康；导致工业供水不足，造成产值下滑，影响区域经济发展；使植被与动物生态系统受损或遭受致命性打击；易引发次生灾害，如森林火灾、滑坡、泥石流和水土流失。

3.1 干旱对农业生产的影响

冬旱、春旱和夏旱导致土壤含水量不足，会对农作物生长发育造成一定影响。在小麦幼穗分化阶段出现旱情，因此时农作物光合作用增强，代谢活动频繁，叶面蒸腾量增加，需水量随之增加，小麦此间需水量占全育期需水量的65%左右，此时降水不足会因缺水导致小麦叶片难以有效进行光合作用，不利于有机物的合成、运输和积累，抑制部分农作物枝梗和花的发育，增加花退化的记录和不孕记录，降低农作物最终产量。

夏旱会妨碍农作物的正常抽穗、开花，影响籽粒灌浆与成熟，使产量降低。各类农作物在不同生育期对灾害的敏感程度略有不同，尤其是水分临界期出现的干旱天气对作物产量的影响较大，如谷物类作物在水分临界期为拔节—抽穗期间，该时段水分不足导致穗粒减少，玉米水分临界期为抽雄前“大喇叭口”期，此时缺水则雄花难以充分发育。干旱期间还容易出现蝗虫泛滥的灾害，影响作物质量和产量。

干旱还会对牧业生产产生影响。畜牧业要想实现高质量发展，必须保持好人、草、畜和水资源之间的动态平衡。若雨季延迟，春季出现干旱会导致牧草生长季推迟，植物种类减少，牧草密度降低，不利于牧民正常放牧和打草。持续干旱少雨会延长牲畜圈养时间，为维持经营，将增加麦草成本或缩减家畜经营规模。

3.2 干旱的其他影响

干旱可能诱发火灾，在高温、湿度低和大风天气环境下，容易出现火灾，引发草原火灾。干旱会导致大面积的蝗虫灾害，带来地表植被的退化，使原本松软的表层土壤大范围裸露，此外，因气温偏高，加上天气系统的发展，导致沙尘暴天气的出现。持续性的干旱会使得地下水抽取过量，地下水超采的后果是引起地陷、地裂、地面下沉，并导致地上建筑物的破坏而受灾，久旱地区突降暴雨，容易使得土壤含水率迅速饱和，诱发地质灾害。

干旱还会导致草原水源干涸，影响生长在呼伦贝尔地区的野生动物。长期的干旱和频繁的风沙天气导致空气中的含尘量增加，遇到暴雨会泥沙俱下，形成“泥雨”。此外，干旱会使得地表径流量减少，水环境容量严重降低，水体自净能力严重不足，若正值夏天，容易使得水体富营养化，引发蓝藻泛滥，从而影响水质，对饮用水安全和水生生物构成危害[4]。

4 抗旱建议措施

4.1 强化抗旱意识

气象部门要加强对干旱的防灾减灾宣传，印发抗旱应急保障工作方案、抗旱供水应急预案等文件，并成立工作小组，动员各行业主管部门、各街道（镇）采取形式多样的宣传方式，走进机关、企业、学校、公共建筑、社区（村）、家庭等场所开展节水抗旱宣传，以此消除民众的侥幸心理；加强宣传引导，充分利用网络、电视、报纸等平台，主动引导和正面宣传抗旱春管工作，营造良好舆论氛围，推动抗旱工作顺利开展。

增强监控预测能力，针对呼伦贝尔地区出现的异常降水情况及时进行分析，制作相关预警预报，分地区、分种类对本地区小麦、油菜开展标准化、精细化气象服务，增加农情、墒情、旱情会商研判密度，加强苗情、雨情、墒情、灾情等信息共享共用，对干旱等农业灾害发生趋势开展精准评估。

4.2 合理开发利用农业气候资源

气象部门要密切和涉农部门的沟通交流，逐步完善本地农业气象服务模式，为创新农业技术提供必要的数据支持和技术帮助。积极开展气候资源普查评估、干旱灾害风险区划，调查本地区承载能力，合理调整农业产业结构，培育耐旱、耐热性作物品种,提高作物的抗逆性，提高农业生产效率。凭借科学、合理的方法开发当地有利的气候资源，并做好决策性服务，将干旱灾害对农业生产的影响降至最低，保证农民的经济收入。同时，要在干旱灾害发生时，有效运用空中水资源，通过开展人工增雨作业，以此来缓解干旱灾害、改善土壤墒情，促进农业生产发展。

4.3 完善抗旱基础设施

加大资金投入力度，合理规划抗旱基础设施分布。建设水库、坝塘和水窖等蓄水设施，以此缓解本地自然降水时间、空间分布不均的问题，以丰补歉，丰水期蓄水枯水期放水。建设高效的节水灌溉措施，结合本地的水资源条件，建立高效的农作制度，采取喷灌、滴灌等节水技术，提高水资源利用率。

4.4 提倡节约用水

干旱时期可在保障居民生活用水的前提下，实行需求管理，提高水价，限制高耗水行业用水，待干旱过后再恢复正常供水。在旱灾发生频繁的地区，对农户宣传普及农业节水技术，增强广大农户的节水意识。通过发放宣传资料，向群众普及节水常识，倡导广大群众积极参与节水行动。