第三章 气候

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内容出处: 《张掖市志(1996-2015) 上册》 图书
唯一号: 292120020220001212
颗粒名称: 第三章 气候
分类号: P463.3
页数: 19
页码: 123-141
摘要: 本节记述了甘肃省张掖市气候情况,包括光照、气温、降水、降雪、相对湿度、蒸发、地温和冻土、风、气象服务几方面内容。
关键词: 气候 地理 张掖市

内容

第一节 光照
  一、日照
  (一)日照时数分布 张掖市位于河西走廊中部,气候干燥,云量少,晴天多,年日照时数分布走向与纬圈平行。随着纬度降低,南部祁连山区海拔增高,云和降水增加,削弱太阳辐射,日照时数相应降低。
  冬季,由于昼短夜长,各县(区)日照时数是全年最少季节,从川区到山区,平均日照时数642.1~688.1h。
  春季,各县(区)日照时数较冬季明显增加,增加幅度为3.4%~25.5%,其中川区增加幅度最大,介于14.7%~25.5%,山区增加幅度较小,为3.5%~9.2%。山区日照时数最多的季节为春季。
  夏季,川区日照时数是全年最多的季节。山区日照时数没有春季多。这主要是山区夏季云和降水较多,削弱太阳辐射。川区虽然云和降水比较多,但夏季太阳高度角增大,日平均日照时数比春季多,导致川区最大日照数出现在夏季。张掖市夏季平均日照时数692.3~833.9h。
  (二)日照百分率 日照时数只能反映日照时间绝对值的大小,并不能说明当地因天气原因而减少的情况。采用实际日照时数和天文日照时数之比,就能清楚地反映天气条件对日照时数的影响。
  总体上,随着海拔高度增加,年平均日照百分率呈减少趋势。从季节变化来看,秋冬季是一年中日照百分率最高的季节,日照百分率为68.7%~75.4%之间。因为秋冬季张掖区域天气条件以晴天为主,云和降水对辐射影响不大。夏季受云和降水影响,日照百分率是全年最低的时段。
  (三)日照时数和日照百分率年变化 张掖市日照时数上半年(1~6月)、下半年(7~12月)差别较小,各县(区)上半年与下半年日照时数之差为﹣10.4~38.9h。但是夏半年(4~9月)日照时数都比冬半年(1~3月、10~12月)多。这是因为纬度越北,夏季日长越长,冬季则越短的缘故。
  张掖市川区全年阴雨日数少,日照时数主要随季节变化而变化(图1);日照时数夏季最多,且最大值出现在5月。山区和浅山区受云和降水影响,日照时数年变化幅度明显比川区小。虽然月最大值同样出现在5月,但是日照时数比川区少近60h。随着海拔高度增加,夏季日照时数的削弱程度更加明显。张掖市日照时数月平均最小值出现在2月,为207.1~219.7h。
  日照百分率全年都比较大,为63.2%~70.4%,并且随海拔高度增加,日照百分率呈下降趋势。从年变化来看(图2),日照百分率最大值出现在11月,最小值出现在7月。总体上,张掖市日照百分率呈“V”字型分布,这体现了天气气候因素,尤其是云和降水对日照的影响特征。夏季7月张掖市各县(区)云和降水最多,对太阳辐射的遮蔽作用最突出,日照百分率最小。
  第二节 气温
  一、气温分布
  气温地理分布及变化特征受纬度、海拔高度、太阳辐射及地形特点的综合影响。张掖市地域广阔,山脉起伏,地形复杂,气温空间分布差异较大。气象站观测的张掖市年平均气温变化幅度在3.5~8.0℃之间。根据最近几年建立的自动气象站资料,祁连山海拔高度4000米以上的地带年平均气温为﹣8.3~﹣2.0℃(图3)。气温分布趋势呈东南—西北走向,自平川、盆地向高山逐渐递减。
  二、气温变化
  (一)气温年变化 张掖市各县(区)气温年变化均呈单峰型(图4)。冬季太阳辐射最弱。加之受蒙古高压控制,风力强盛,各县(区)冬季气温最低,最冷月均出现在1月,反映张掖市冬季大陆性季风气候特征。夏季太阳辐射最强,地表加热大气能力也最强。各县(区)夏季气温也相应最高,最热月均出现在7月。从各县(区)气温年变化曲线看,春季增温和秋季降温都非常快,曲线陡峭,但春季温度高于秋季。高台、临泽、甘州、山丹、民乐和肃南各站春季气温比秋季气温分别高2.4、2.3、2.3、1.6、1.1和0.7℃。
  (二)气温月变化 张掖市各县(区)气温月际变化的主要特点是(表2-3):春秋季升降温度迅速,10~11月降温幅度最大,变化幅度在7.6~8.6℃;春季3~4月升温幅度次之,变化幅度在7.3~8.1℃;盛夏(6~7月)和隆冬(1~2月)期间气温的月变化幅度最小,分别为1.4~2.0℃和3.0~4.7℃。
  三、气温极值
  (一)极端最高气温 张掖市年极端最高气温均出现在夏季(表2-4),范围在33.4~40.0℃之间。高台县极端最高气温达40.0℃(2004年7月14日)。
  (二)极端最低气温 全年极端最低气温出现在冬季各月(表2-5)。最冷月1月极端最低气温在﹣28.6~﹣33.3℃之间。张掖市极端最低气温出现在山丹。山丹县海拔相对较高,处于迎风坡,由于强冷空气入侵河西走廊抵达张掖,冷空气堆积后容易造成强降温,从而导致极端最低气温出现。
  四、气候四季
  四季的划分 其标准是以候平均气温<10℃为冬季,>22℃为夏季,≥10℃而<22℃之间为春秋季。按照候温度划分,川区高台、临泽、甘州区3县区夏季仅为20天左右,冬季漫长,为190天左右;而山区的肃南、民乐、山丹除明花、六坝和东乐乡外,则无夏季,春秋相连,冬季漫长。气象学上惯用的季节划分法是将一年等分为四季,则通常以12(前一年)月、1月、2月为冬季,3月、4月、5月为春季,6月、7月、8月为夏季,9月、10月、11月为秋季。在此按气象学划分标准对张掖市进行分析。
  冬季 处在蒙古高压控制之下,气候严寒,为全年最冷的季节。晴朗干燥,降雪极少。平均气温变化范围在﹣11.2~﹣4.4℃之间。祁连山区是张掖市乃至全省气温最低、最寒冷的地区。从10月下旬开始,日最低气温一般都在零度以下,1月各地月平均气温都在﹣10℃左右。
  春季 山区春寒,川区回暖。入春后,随着太阳高度角增大,日照时数增多,温度回升迅速。川区回暖比山区更明显,季平均温度在8~10℃。山区季平均气温在0~5℃之间。
  夏季 炎热,山区凉爽。川区平均气温在20℃以上,日最高气温可达40.0℃。山区平均气温约为15℃左右。地势较高的祁连山、大马营两地,日最高气温不到30℃。
  秋季 降温迅速,晴朗少云。川区秋凉,山区秋寒。入秋以后,冷空气逐渐活跃,气温下降迅速。冷空气从9月下旬开始大股侵入。统计显示,各地平均每年至少有1次日平均气温下降6℃以上的降温过程。秋季平均气温川区在7~8℃,山区和浅山区在3~6℃。
  第三节 降水
  一、降水地区分布
  (一)年降水量分布 张掖市降水量空间分布大致呈自东南向西北递减,年平均降水量为108.6~343.1毫米。其中高台县最少,民乐县最多。
  (二)各季降水量分布 春季(3~5月),是大气环流转换季节,虽然蒙古高压减弱退缩,但河西走廊仍然在北支西风急流的控制之下。偏南暖湿气流在西风槽的影响下只能到达陇东地区,位于河西走廊中段的张掖降水量较少。各县(区)降水量在19.6~70.5毫米,占年总降水量的比率仅为0.26~0.37(表2-6)。
  夏季 (6~8月),蒙古高压已退至西伯利亚北部,亚洲大陆受热低压控制,张掖市此期盛行南风及偏东风。随着副热带高压西进,其西侧偏南气流与西北入侵冷空气相遇,导致降水显著增多。各县(区)降水量在61.9~189.6毫米之间,占年总降水量的比率为0.55~0.62。
  秋季 (9~11月),大陆低压减弱南撤,北方蒙古高压再度南下,高空北支西风急流重新控制河西走廊地区,张掖市降水量急剧减少。多年平均降水量在20.3~72.2毫米,占年总量的比率为0.17~0.21。
  冬季 (12~11)月,地面受蒙古高压影响,高空受西风急流控制,降雪极少,气候干燥。多年平均降水量在4.8~10.8毫米之间,占年总量的比率为0.02~0.05。
  二、降水量变化
  (一)降水量年变化 张掖市月平均降水量呈单峰型分布(图6)。降水量最多月出现在夏季7月、8月,降水最少月出现在冬季12月、1月。进入夏季,张掖市上空盛行偏南及偏东气流,地面为低压控制,气候相对温湿,降水较多。冬季高空盛行西北气流,地面受强盛蒙古高压控制,气候干燥,降水稀少。从川区到山区,月降水量随海拔高度升高而增多。川区由冬至春降水缓慢增加,山区入春以后降水迅速增加。8月之后,各站降水迅速减少。这种降水特征往往会导致河西走廊冬、春季地表干旱,遇强冷空气入侵,极容易引发强沙尘暴天气。
  降水最多旬、最少旬以及旬降水量的年变化可以清晰地反映雨水季节分配不均的特征(图7)。位于祁连山区的民乐、肃南两县,旬最多降水量出现在7月上旬。川区的旬最多降水量出现在7月中旬。相对于月降水量,旬降水量气候波动更加明显。降水量集中于下半年的现象更为突出。各地上半年降水量只占全年降水量的34%~38%,下半年占62%~66%。张掖市5~9月的降水量占年降水量的80%~86%,其中,6月、7月、8月三个月的降水量占年降水量的55%~62%。
  (二)降水量年际变化 历年降水距平均百分率分为五级,年降水距平均百分率﹣20%<~<20%为降水正常年,﹣50%<~﹣20%为降水偏少年,≤﹣50%为降水特少年,20%≤~<50%为降水偏多年,≥50%为降水特多年。张掖市降水年变化幅度比较大。尤其是川区,降水年变化比山区更加突出。降水正常的年份,出现的可能性只占总年数的58%~82%,并且降水变率随年降水量的减少而增大。从张掖市降水年变化来看,高台县变率最大,民乐县变率最小。
  三、降水日数
  张掖市年降水日数(日降水量≥0.1毫米的天数)分布由东南向西北逐渐减少。年降水日数在45.5~121天。降水日数分布与降水量分布趋势一致。冬季,各站降水日数都是四季中最少的。川区站降水日数不足8天,山区和浅山区不足15天。春季高台降水日数不足10天,其余各站在15~22天之间。夏季,降水日数明显增多,占年降水日数的40%~47%,与夏季降水量占年降水量比例非常接近。秋季,降水日数比春季略少,降水日数占年降水日数的17%~20%。
  四、降水强度
  张掖市一日最大降水量在30.6~65.6毫米之间。各县(区)出现时间大致都在6月、7月。5分钟最大降水量6.0~10.2毫米之间,出现时段为6月中旬至7月中旬1小时最大降水量13.5~30.3毫米之间,最大降水量出现在山丹(1988年8月29日,30.3毫米)。
  五、降雪
  张掖市降雪期比较长。川区降雪期开始于10月下旬至11月上旬,结束于4月中、下旬;山区开始于10月上旬,结束于5月中旬。川区最晚降雪发生在5月20日(1983年,甘州区),浅山区最晚降雪发生在6月5日(1991年,山丹),山区最晚降雪发生在6月9日(1997年,民乐、肃南)。张掖市年平均降雪日数为19~45天,降雪期为156~226天(表2-10)。
  第四节 相对湿度
  一、相对湿度分布
  年平均相对湿度的分布特征呈东南多、西北少的趋势。张掖市年平均相对湿度在46.0%~54.0%之间。各季节相对湿度与年分布趋势一致,自东南向西北递增。春季相对湿度最小,在37.0%~41.9%之间,与甘肃省大多地方冬季相对湿度最小不一致。春季迅速升温,饱和水汽压增大,而空气中实际水汽压增加幅度较小,导致春季是全年空气最干燥的季节。冬季虽然空气含水量最低,但气温也最低,饱和水汽压最小,冬季相对湿度并不是全年最小值。川区(高台、临泽、甘州)最小相对湿度出现在秋季,山区(肃南、民乐)最小相对湿度出现在夏季,浅山区(山丹)夏、秋季节相对湿度基本相等。
  二、相对湿度年变化
  张掖市相对湿度年变化分为春低夏高型、春低秋高型两类。春低夏高型主要分布在山丹、民乐和肃南等山区和浅山区。相对湿度最低出现在4月,最高出现在7月。春低秋高型主要分布在高台、临泽和甘州川区。相对湿度最低出现在4月,最高出现在9月。
  第五节 蒸发
  一、蒸发量分布
  张掖市年水面蒸发量在1939.9~2153.6毫米之间。冬季是全年最冷的季节,也是全年蒸发量最小的季节,在108.0~161.4毫米之间。春季各地气温迅速上升,风速增大,蒸发量也迅速增大,在496.7~690.0毫米之间。夏季是气温全年最高季节,蒸发量最大,在646.9~843.8毫米之间。秋季由于气温下降,蒸发量迅速降低,在311.3~458.4毫米之间,约为夏季的一半。
  二、蒸发量变化
  张掖市大部分地方(除肃南)最大蒸发量出现在5~7月。此期温度相当高,而且5月风速较大,晴日少云雨,空气干燥,而蒸发量最大。蒸发量最小月出现在冬季1月,1月气温最低,饱和水汽压又最小。
  第六节 地温和冻土
  一、地面温度
  (一)地温的季节变化 张掖市年平均地温在6.6~12.3℃之间。分布趋势与气温大致相同,自川区至山区随海拔高度增加而降低。各季地面温度的变化以冬季最低(﹣6.1~﹣9.4℃),夏季最高(20.1~31.1℃),春季(8.8~15.1℃)高于秋季(6.3~10.6℃)。
  (二)极端最高、最低地面温度 张掖市年极端最高地面温度在67.0~75.8℃之间,均出现在夏季6月、7月。川区极端最高温度普遍在70.0℃以上。高台极端地面最高温度可达75.8℃,是甘肃省极端地面最高温度相对较高的地区。位于祁连山区的民乐、肃南两县极端地面最高温度不足70℃,是全省极端地面最高温度相对较低的地区。
  张掖市年极端最低地面温度在﹣32.0~﹣35.8℃之间,均出现在冬季12月,是全省极端地面最低温度相对较低的地区。
  二、地中温度
  (一)地中温度及其年变化 地下不同深度变化特征是同一层次冬冷夏暖,从地表到深层,冬半年为增温,下半年为降温。地温的年变化幅度随深度的增加而减小。全市地中5、10、15、20厘米处的年平均地温为6~12℃。其中5厘米处年较差28~35℃,10厘米为27~33℃,15厘米26~32℃,20厘米25~30℃,40厘米27℃,80厘米21℃,160厘米14℃,320厘米8℃。
  (二)地温随深度的变化 夏半年(4~10月),地中温度随深度的增加而降低。其中8月地中温度160厘米处的地温比地面低8~9℃左右,320厘米处比地面低13℃左右。冬半年(11~3月),地温随深度的增加而升高。1月地中160厘米处的地温比地面高13℃左右,320厘米处比地面高17℃左右。可见,冬半年地中温度随深度的增加而增高的幅度较大,夏半年地中温度随深度的增加而降低的幅度较小。
  第七节 气压
  年平均气压主要受海拔高度的影响。川区平均气压为823~866百帕,山区为770~774百帕。四季气压,夏季最低,7月川区一般为818~858百帕,山区民乐为771百帕、肃南为769百帕。秋季气压最高,10月川区一般为827~870百帕,山区民乐为778百帕、肃南为775百帕。冬季气压高于春季,1月川区一般为825~870百帕,山区民乐为773百帕、肃南为770百帕;4月川区为822~865百帕,山区民乐为772百帕、肃南为769百帕左右。气压年内变化是从冬到夏逐月下降,从夏到冬逐月上升。最大值出现在11月,最小值出现在7月。年变化幅度山区一般比较小,川区、盆地较大。年平均气压高台最高为865.8百帕,肃南最低为770.8百帕。
  第八节 风
  张掖市地形复杂,地面风速大小与风向变化不仅受气压场分布影响,地形对其变化也产生明显影响。
  一、风速分布特征
  张掖市各气象站观测的10米高度年平均水平风速在1.7~2.7米/秒之间。年平均风速最大的台站为民乐,最小的为高台。从各季节分布来看,春季风速最大,年平均在2.2~3.0米/秒之间。秋季最小,年平均在1.3~2.5米/秒之间。春季太阳高度角增大,地面迅速增温,高空动量下传增多。春季是大气环流由冬向夏转换季节,气旋活动比冬季明显增多,冷空气活动更加频繁。
  全年最大风速(10分钟平均最大风速)往往是由于强寒潮天气、冷锋过境或雷暴前的阵风造成的。除肃南最大风速出现在2月,其余各县(区)最大风速均出现在3~5月。这是因为3~5月气旋活动频繁,遇强冷空气入侵,春季前期的升温过程有效增大地面气压梯度力,导致水平风速比冬季大。此外,张掖市位于河西走廊中段,地形造成“狭管效应”,使之成为全省风速较大的地区之一。最大风速在15.0~20.0米/秒之间。
  二、大风日数
  强风是一种严重的灾害性天气,大风(风速>17米/秒)天气过境时,往往会携带飞沙走石,对电力和交通设施造成严重破坏,对设施农业更具有毁灭性的影响。张掖各地年平均大风日数在4~16天之间。年大风日数最多是甘州区和临泽县,各为19天,主要发生在春季。春季大风日数占年总数的30%~54%。
  第九节 气象服务
  一、公共气象服务
  2000年以来,张掖市气象局开展的公共气象服务有:城镇精细化预报,乡镇精细化预报,6小时精细化预报,短时临近预报,风景点天气预报,节假日专题预报,重大活动专题服务,中小河流山洪和洪水气象风险预警预报,天气实况报告,气象灾害预警信号,短期气候预测,黑河调水专题预报,天气气候分析,农业气象旬(月)报,主要作物(小麦、制种玉米)关键生育期气象条件分析与预报,农业气象灾害分析评估,春耕春播、夏收、秋收气象服务信息,农用天气预报。
  二、减灾服务
  截至2015年,全市有国家级自动气象站6个,无人值守自动站1个,区域自动气象观测站105个,新一代多普勒天气雷达1部,L波段测风雷达1部,闪电定位系统2套,自动土壤水分观测站7个,GPS/MET水汽观测系统1套,新一代气象数据卫星广播系统(CMACAST)地面接收站6套。实现本地气象要素全方位、全天候连续自动监测。0~7天无缝隙、精细化预报业务流程已经形成。国家突发事件预警信息发布系统市、县级终端全部建成。市、县(区)气象灾害风险区划和气象灾害防御规划编制,各级政府气象灾害应急预案,农村气象灾害防御体系已经建立。全市65个乡镇气象工作站实现全覆盖。村社、学校、医院、社区、街道气象信息员、协理员达1500余人。
  三、人工影响天气服务
  (一)组织机构 1992年成立张掖地区人工影响天气领导小组办公室,办公室设在张掖地区气象局,负责日常空域申请、作业管理。县级人工影响天气业务主靠各县气象局,经费由县级财政负担。2012年9月成立张掖市人工影响天气办公室,申请人工影响天气作业点,购买作业车、火箭发射架等,完成人工影响天气作业指挥服务平台建设。2013年5月完成人工影响天气作业基地建设,人员、设备进驻人影作业基地,开展人工影响天气作业。
  (二)作业点布设 截至2015年,拥有地面作业装备移动火箭11部,其中甘州2部、高台1部、临泽1部、民乐2部、山丹2部、肃南3部,移动作业点12个。年均发射火箭弹120枚左右。建成人工影响天气业务平台、人影作业点安全射界系统、人影弹药装备物联网系统、地面气象观测站、地面卫星资料接收处理系统和新一代多普勒天气雷达,组成多尺度、多要素人工影响天气立体监测网络系统。不断扩大火箭作业面积,在沿祁连山山脉的乡(镇)组建科学增雨网,开展祁连山山区生态保护和有效开发空中云水资源,扩大冰川覆盖面积和缓解冰川雪线上升速度。
  全市6县(区)开展人工影响天气工作,在沙井镇设立新一代多普勒雷达1部,各县建立气象卫星地面接收小站6套、区域自动气象站105个。按照“一年四季不放松,每一次天气过程不放过”工作方针,实施人工增雨作业,每年可增加有效降水5000~7000万立方米左右。2012年甘州区固定作业点2个、移动作业点2个,高台固定作业点1个、移动作业点2个,临泽固定作业点1个、移动作业点1个,山丹固定作业点2个、移动作业点1个,民乐固定作业点1个、移动作业点2个,肃南固定作业点3个、移动作业点2个。2015年张掖市人影作业全部调整为移动作业,甘州区作业点2个,高台作业点1个,临泽作业点1个,山丹作业点3个,民乐作业点2个,肃南作业点3个。2009—2015年,张掖市实施人工影响天气作业116点次,发射火箭弹775枚。

知识出处

张掖市志(1996-2015) 上册

《张掖市志(1996-2015) 上册》

出版者:甘肃文化出版社

《张掖地区志》续志,上限为1996年,下限为2015年。本志遵循事以类聚原则,分篇、章、节、目(子目)层级,横排门类,纵述史实。全志由序言、凡例、大事记、概述、专志等组成分七个篇章,以述、记、志、传、图、表、录为主要体裁,以志为主。大事记以编年体为主,辅以纪事本末体。

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