第三章 气候
山丹地区气象资料，古代文献记载极少。民国时期，也只有粗略的概括，而无精确的记录。1952年9月，始设气象站，观测项目有风向、风速、温度、湿度、降水、蒸发、云能天等。1954年增加气压、地温、日照等的观测。1978年，成立山丹气象局，为县政府部门之一，气象站属之，业务、人事由省气象局领导。现编制15人，设地面观测组、预报服务组，增添传真机、PC1500计算机、高频机等设备。开展天气预报、气象时、旬（月）报以及农业气象观测服务和军民航保障等工作，积累了较全面的气象资料。
第一节 概况
山丹县位于亚洲大陆腹地，远离海洋，近沙漠，植被差，多裸露山地、丘陵，属大陆高寒半干旱气候。具有日照长，太阳辐射强，气温低，昼夜温差大，降水量少而集中，蒸发量大，湿度小，无霜期短，自然灾害较多等特点。春季升温慢，天气多变，风大，冷空气活动频繁，常出现倒春寒。夏季不甚炎热而短促。初秋天气较好，天高气爽，但降温快，中秋节左右易出现寒潮，草木凋谢。冬季寒冷而漫长。
山丹因海拔高度，气候南北差异较大，按农时季节划分为三个类区。北部平川地区（习惯称一、二类区），地势较平坦，海拔1550—2300米。年平均气温为7—3℃，月平均气温3—10月为12.6℃，11月到次年2月为—7.6℃；历年极端最低气温—33.3℃（1955年1月8日），极端最高气温37.8℃（1973年8月9日）；最热年1953年平均气温6.9℃，最冷年1967年平均气温4.8℃。降水条件较差，年雨量195毫米，最多年1979年274毫米，最少年1962年115毫米，一日最大降水量49.9毫米（1979年7月26日）。每年平均有68天雨日。最长连续降水日数10天，最长连续无降水日67天，干旱指数为8.03。雨季在6月下旬至9月中旬，冬春为旱季，年蒸发量为2252毫米。年平均风速2.6米／秒，最多风向为东南风，次多风向为西北风，≥8级大风平均每年有17次，最大风速达28米／秒。无霜期平均151天，无霜冻期138天。
南部沿山地区（习惯称三类地区），海拔2300米以上，地势高，多山地，气温随海拔逐渐增高而降低，降水量则相反，逐渐增多。气候阴湿冷凉，无霜期短，热量不足。年平均气温3—0℃，较北部平川区低4℃左右。月平均气温4至10月为7.9℃，11月到次年3月为—10.6℃。自1957年—1982年25年间，平均气温＜0℃有6年，其中1967年最冷年平均气温为—0.7℃；1965年最热为0.9℃。降水量稍多，为358.8毫米，比一类地区偏多55％，最多年1979年达440.7毫米，最少年1962年为246.4毫米。年平均有降水日95天，年平均相对湿度为60％，干旱指数为2.8。年平均风速为4.4米／秒，大都是西北风和东南风，≥8级大风每年有6次。年蒸发量1694.8毫米。最大冻土深204厘米，平均无霜期102天，结冰日230天，积雪日91天。
第二节 四季特征
气候学划分四季的标准是：候平均气温＜10C为冬季，10C—21.9C为春秋季，≥22C为夏季。据此，山丹平川区春季为100天，秋季为55天，冬季为210天；沿山区春季为65天，秋季为30天，冬季为270天。习惯季节：3月—5月为春季，6月—8月为夏季，9月—11月为秋季，12月—翌年2月为冬季。
一、春季
春季开始，冷暖气流交绥频繁，升温慢，日温差较大，少雨，多干旱、大风、沙尘天气。季均气温2—8C。从3月中旬开始，平均气温≥0C自北向南稳定通过，土壤开始解冻，气候回暖。4月平均气温回升到2—8C,5月迅速升到8—15C，但常有回暖后转冷现象，称为“倒春寒”。随着春季最后一次冷空气入侵，5月份易产生晚霜冻（1981年5月14日霜冻），个别年6月初才结束。春季降水量少，常在16—65毫米之间，占年降水量的15—18％，常有“三年两头旱”。日照百分率和相对温度为全年最小的时段。 由于春冬冷暖交替，大气环流处于调整阶段，全年有一半以上的大风出现在春季。
二、夏季
夏季天气较热，但时间不长，仅有1个月左右。本季度自南向北为13—20C，其中7月为14—21℃，最高有过33℃，降雨量达95—220毫米，占年总降水量的56—63％。每年有1—2次大雨，3—5年有一次≥30毫米的暴雨以及冰雹，时有山洪，造成灾害。6月中旬—8月上旬常有初夏旱、干热风和伏旱现象。
三、秋季
秋分前后，受冷空气影响，冷、暖气流再次交替，秋季降温迅速，气候变凉，降水减少。平均气温为0—7C，常有第一次冷空气侵入，促使早霜冻出现，形成冻害。降水量为36—81毫米，占年降水量的20—40％,9月上、中旬易出现连阴雨天，造成农作物霉烂出芽。深秋短促，能见度好，日照多，多晴天少云。自南向北土壤开始封冻。
四、冬季
小雪之前，即进入冬季，气温急剧下降，多晴冷天气。冬季气候寒冷，平均气温为—8——13C，最冷的元月份达－10—－15C，年极端最低气温多在本月出现，降水量稀少，仅3—13毫米，占全年总降水量2—4％。
第三节 光照
太阳辐射量（光量） 境内全年总辐射量平川区为143.76千卡／平方厘米，缓坡区为139.33千卡／平方厘米。沿山区为136.09千卡／平方厘米。六月最大，为48．686千卡／平方厘米。在季节分布上，春夏约占年辐射总量的62.1％，对作物返青、抽穗、灌浆、成熟十分有利。秋季次之，占21％，冬季最低，约占16.6％。且从初春到晚春逐渐增高，从初秋到晚秋逐渐降低，对秋季作物的开花和成熟不利，所以只能种一茬庄稼，秋季作物很少。
生理辐射量（光质） 可供作物利用的光能约占总辐射的一半，全县年均生理辐射量平川区为70.43千卡／平方厘米，缓坡区为68.27千卡／平方厘米，沿山区为66.69千卡／平方厘米，春夏比例大，气温高，雨水多，对农作物生长有利。
日照（光时） 平川区日照时数为2993小时，6月最多，为281小时，2月最少，为218小时。日照总时数占可照时数的67％。缓坡区日照时数为2885小时，占可照时数的66％，6月最多为274小时，2月最少为215小时。沿山区日照时数为2802小时，占可照时数的63％,5月最多为255小时，9月最少为211小时。
在作物生长季节（4—9月），日照能满足各种农作物的要求。平川区夏季作物生长期（4—7月）有日照资源1079小时，占全年日照时数的36％，平均每天日照8.8小时，不仅能满足作物生长发育的需要，而且可复种绿肥等，秋季作物4月中旬—9月上旬，有日照资源1262小时，占全年总时数的42％，平均每天日照8.2小时。沿山区作物生长的5—8月，有日照资源987小时，占全年总时数的35％，平均每天日照8小时。基本满足小麦、豌豆、青稞早熟品种的需要，有利于油菜的生长。地域分布是北长南短，随着地形向东南抬升，日照时数减少，百分率也减少。
第四节 温度
一、气温
山丹县平均气温5.9℃。最热为7月，平均20.3℃，极端最高为37.8℃（1973年8月9日）；最冷为1月，零下11.1℃，极端最低为零下33.3℃（1955年1月8日）。平川区平均气温为5—6.7℃，7月最高为20.7℃，1月最低为零下11.1℃。沿山区平均气温0.2—1.2℃，7月最高为13.8℃，1月最低为零下14.7℃。
季节分布春季7.7℃，夏季19.3℃，秋季5.7℃，冬季零下9.2℃。
地域分布 由于受海拔高度和地形的影响，年平均气温的变化自北向南递减，南北差异较大，东乐6.7℃，县城（清泉）5.9℃，花寨2.8℃，霍城1.2℃，马营为0.2℃。
气温变化 一类区1950年至1959年平均气温为5.6℃，最高值6.9℃（1953年），最低值4.8℃（1956年）；1960—1969年平均气温为5.7℃，最高值6.5℃（1965年），最低值4.8℃（1967年）；1970年—1979年平均气温为6℃，最高值6.7℃（1978年），最低值为5.4℃（1976年）。年平均气温的总趋势是波动式上升，有所变化。如南部沿山地区马营、霍城一带地势高寒，以往只能种青稞、豌豆，种小麦则穗而不实。在军马场气象站查阅资料，1957年，平均气温－0.1℃，1985年上升到0.3℃。现在大面积改种小麦，籽粒饱满，有亩产千斤者。
气温日较差年平均日较差平川区为15.7C，最大为52C，平均最高气温14.4C，平均最低气温－1.3C。沿山区年平均日较差为14．2C，最大为44.4C，年平均最高气温7.8C，最低－6.3C。冬季偏大，秋季偏小。
由于平均日较差大，有利农作物光合、同化作用和养分积累，故作物品质好，特别是瓜果和块茎作物的糖分积累多，含糖量高。
各种界限温度 农业上常把气温0C、5C、10C、15C、20C的初终期，持续天数和相应时段的活动积温、有效积温作为重要的热量指标，称之为农业界限温度。
山丹川区、山区农业界限温度的初终期，持续天数和活动积温见附表。
川区日平均气温变化状况 从0C开始升至15C，共计69天时间（3月19日至5月26日），每天升0.22C。从15C升至20C，平均45天（5月27日至7月10日）每天上升0.11C。从≥20C，每年平均有31天（7月11日至8月11日）。
从≥20C降至15C平均31天（8月12日至9月11日），每天下降0.16C。从15C降至10C平均19天（9月12日至9月30日），每天下降0.26C。从10C降至0C平均38天（10月1日至11月7日），每天下降0.25—0.3C。
从以上情况看出，一是川区各界限温度初日比山区出现早，终日结束迟，持续天数长，积温也多。≥0C积温川区比山区多1371C。二是山丹春季升温慢，有利于春小麦的春化。夏末至秋季降温快，早霜来得早，对春小麦的成熟有影响。
山丹地区的各界限温度的初、终期，初终间日数和积温，各有不同，差异显著，年际变化亦大。因此，在农业生产中，必须严格按照气候特点和规律，因地制宜地安排农事活动。
二、地温
1、地面温度全年平均为8.9℃，比空气温度5.9℃高3℃。在农作物生长期的3—9月份，历年平均值为17.9℃，最高达7月，平均值为25.4℃，极端最高达68.8℃（1974年）；最冷为1月，平均值为－10.5℃，极端最低值－37℃（1955年）。
各种不同深度的地温为：平均5厘米8.9℃，10厘米8.8℃，15厘米8.5℃，20厘米8.9℃，40厘米8.7℃，80厘米9.1℃，160厘米9.5℃，320厘米9.5℃，各土壤层差值较小。各层地温与气温界的温度差值分别为3℃、2.9℃、2.6℃、3℃，2.8℃、3.2℃、3.6℃、3.6℃。
2、冻土深度 川区历年最大深度143厘米（1977年）。一般每年冻土期为148天，封冻期107天，10厘米深冻结期11月20日，解冻期3月7日。山区封冻期在9月下旬，时段达240天左右。最大冻土深度204厘米（1970年）。
第五节 降水
山丹县降水少，蒸发量大，气候干燥，年际变率大，年平均降水量195—359毫米，最大年降水量273.8毫米至440.7毫米（1979年），最小年降水量115.2—246.4毫米（1962年），相差158.6—194.3毫米，且时空分布不均。
地区分布 年降水量由南向北递减，南部沿山地区年平均降水量358.8毫米，比一类区年平均降水量195毫米多163.8毫米，比二类区年平均降水量251.7毫米多107.1毫米。
时间分配 各季、月降水量分布极不均匀，变率大。一类区年降水量195毫米，春季降水29.2毫米，占16％。夏季降水117.5毫米，占60％，其中7—8月为降雨量高峰，占全年的46％，降雨达23天。秋季降水40.9毫米，占20％。冬季最少，每月的降雨量7.4毫米，占4％。三类区全年降水358.8毫米，其中春季降水64.7毫米，占18％。夏季降水203.8毫米，占57％。秋季降水81毫米，占22％。冬季降水9.3毫米，占3％，为旱季。降水最多为7月，达77毫米，最少为12月和元月，小于3毫米。
降水日数 （指日降水≥0.1毫米的天数）川区全年有68天，占全年总数的18.6％，≥5毫米以上的天数年平均12天，主要在5—10月。山区年均有98天，占全年总天数27％，≥15毫米以上的降水主要出现在7—8月，每年平均有4次，并以降雨为主。
最长连续降水日 一类区为8—10天，如1978年9月达10天，量为46.6毫米；1979年8月10天，量为68.7毫米。三类区最长是10—12天，如1957年12天，量79.2毫米；1971年11天，量72.8毫米。特别是沿山地区，由于秋季雨多，热量不足，往往使小麦等主要作物贪青徒长而推迟成熟，植株倒伏，影响千粒重。
降水强度南北相差较大。川区年平均有小雨56次，中雨9次，大雨2—3次，暴雨平均5年有一次。1979年7月26日，日降水量49.9毫米，产生山洪，造成灾害。南部沿山地区，年平均有小雨79次，中雨15次，大雨5次，暴雨每3年有一次，1977年9月8日，降48.5毫米。
降雪 南部沿山地区，由于地势高，气候寒冷，10月初即降雪，5月终雪。历年平均降雪47天，最多达83天，最大雪深30厘米。平均每年≥0.1毫米雪日39次，其中入冬最大雪量19.3毫米（1973年10月3日），春雪最大雪量19毫米（1971年4月17日）。一类区历年平均降雪初日10月18日，终日4月27日。历年平均降雪23天，最多42天，最少6天，最大深度18厘米。平均每年≥0.1毫米雪日19次，≥5毫米雪日4天，≥10毫米雪日1次，最大雪量14.8毫米（19775年11月2日）。
第六节 湿度、蒸发
一、湿度
一类区年平均为49％，一年中12月最大为58％,4、5月最小为38％；三类区年平均为57％,8月最大为67％,4、5月最小为49.5％。
二、蒸发
年总蒸发量一类区为2246毫米，是年降水量的11倍，5—7月蒸发量最大，为312—337毫米；三类区为1695毫米，是降水量的5倍，5、6月蒸发量最大，为248—258毫米。
第七节 气压、风
山丹属大陆型气压系统，年平均气压823.1百帕。最高达828.1百帕，最低817.9百帕。
风向 由于地形等因素的影响，多大风天气。全年主导风向多东南风。日变化明显，午前多偏东风，午后多偏西风。平川区多东南偏东风，频率18％；缓坡区多偏东风及偏西风；沿山区由于大黄山和祁连山影响，多偏东南风，频率达41％，其次是偏西风，频率15％。
风速 山区年平均风速为4.4米／秒，3月最大为4.8米／秒，7月和9月最小为3.8米／秒。春季最大平均为4.7米／秒，夏季最小为4米／秒。
川区平均风速为2.6米／秒，4、5月份最大为3.2米／秒，元月份最小为2.2米／秒。春季平均风速为3.1米／秒，夏季2.8米／秒，秋季2.4米／秒，冬季2.3米／秒。3—6月出现≥8级大风，平均每年13次，最多达27次（1966年）。历年出现瞬间最大风速28米／秒（相当于10级，1962年8月28日），为西北风。
山丹有丰富的风能资源，可利用时数约5800小时，年储量500千瓦小时／米²，年有效风能在85瓦／米2左右，属较为丰富的地区，有待今后开发利用。