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云南元江干热河谷萨王纳气候特征与成因.pdf
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1、第 卷第 期 年 月云 南 地 理 环 境 研 究 收稿日期:修订日期:.基金项目:云南省气象局科研项目“元江县芒果精细化农业气候区划研究”().作者简介:刘英豪()男 山东省青岛市人 工程师 研究方向为气象预报与应用 通信作者:解明恩()男 云南省通海县人 正高级工程师 研究方向为应用气象与气候变化 云南元江干热河谷萨王纳气候特征与成因刘英豪 解明恩 秦才江(元江县气象局 云南 元江 云南省气象服务中心 云南 昆明)摘要:元江干热河谷分布有与非洲萨王纳热带稀树草原相似的自然生态系统 是中国河谷型萨王纳的典型代表地区之一 利用元江国家基准气候站及其它气象台站资料 对元江干热河谷萨王纳气候特征及
2、成因进行了多维度分析 结果表明:元江热量富裕、水分欠缺、光照充足 干热河谷气候特征显著 冬暖明显 是中国大陆热量资源最富足的地区之一 元江干热河谷热量条件优于海南岛、西双版纳和金沙江干热河谷地区 元江干热河谷气候变化呈现出弱暖干化趋势 地理、气候、环流的大尺度背景和地形地貌的微尺度环境 共同构成和影响了元江干热河谷的热量来源、积累和水分收支 是元江干热河谷萨王纳气候形成的主要自然原因关键词:干热河谷 萨王纳 元江 低纬高原中图分类号:文献标识码:文章编号:()萨王纳()又称热带稀树草原 是一种阳生、旱生、多年生草本植物占优势 而大致均匀、稀疏散布着耐生、矮生、稍为直立的乔灌木的植物群落 是热带
3、较干燥地区的一种典型景观 具有极其独特的群落外貌 萨王纳作为热带干旱地区一种独特的生态系统 以多年耐旱的草本植物为主 混有耐旱灌木和稀疏的乔木 萨王纳的形成主要分为地带性和非地带性两种成因 如非洲中东部、美国加州南部、巴西南部、澳大利亚、印度、缅甸等地属于地带性形成的萨王纳 中国热带稀树草原主要分布在西南河谷和海南岛西部地区 处于云南哀牢山东侧的元江流域和滇北的金沙江流域 因地形封闭且受焚风效应影响 气候干热 在大气环流和局地小气候影响下 蒸发量大于降水量 形成了非地带性的热带稀树灌草丛(河谷型萨王纳)被誉为“中国的萨王纳”研究区概况元江干热河谷地处云南省中南部 位于红河中上游 处于 海拔在
4、以下 是中国西南地区重要的热带水果产地 元江干热河谷地段位于元江干流 为滇东高原区和云岭的分界线 流域内主要干支流呈扇形分布 元江干流全长约 中国境内干流长 北邻金沙江流域 西与澜沧江以无量山为分水岭 东接南盘江流域 南面与越南接壤元江流域面积 国境处多年平均径流量为 全程天然落差 水能资源十分丰富 从上游到下游主要涉及大理的巍山、祥云、弥渡、南涧 楚雄的双柏、南华、武定、禄丰、元谋 昆明的安宁、晋宁 玉溪的新平、元江、易门、峨山 红河的蒙自、个旧、元阳、红河、金平、绿春、屏边、河口、建水、石屏等多个州、市、县 通常所说的元江干热河谷指的是戛洒蛮耗河段 河谷地势自西北向东南倾斜 形成南北纵列高
5、山深谷地形 大部分属山区或半山区 平地面积不足 世纪开始人口剧增 毁林开荒造成山地森林覆盖率大幅下降 干旱多发 人云南地理环境研究第 卷居、生态环境退化 世纪 年代区域开发引进人工灌溉技术 实行森林非消耗开发、水电资源、河谷土地资源的深度组合开发 干热河谷开发向适水综合农业开发方向发展 生态环境得以改善 元江县位于干热河谷坝区 常住人口为 人其中少数民族人口约占总人口的 年、年连续两年跻身全省县域经济发展农产品主产区和特色产业发展先进县相关研究表明 干热河谷地区农户的生活受到当地气候环境与生计成本的双重影响 为了适应干热河谷的气候环境 农户大都选择以种植多季节蔬菜和热带、亚热带水果以及周边打工
6、相结合的生计策略 元江干热河谷是中国环境问题最严重、人地矛盾最突出、最具代表性的干热河谷 随着社会经济水平的不断提高 二、三产业迅速发展壮大和第一产业比重的下降使得非农业人口大量增加 在西南地区整体气温升高、降雨量减少的宏观气候变化背景下 干热河谷区气温和降雨变化显得尤为突出 特殊的自然环境以及敏感脆弱的生态系统 使得气温和降雨对萨王纳景观的驱动作用显著前人已从地理学、植物学、生态学、气象学等方面对西南干热河谷 进行了研究 得到了许多有益结论 但针对元江干热河谷的气候学研究偏少 本文利用元江国家基准气候站()及周边气象站观测资料 系统分析和归纳总结元江干热河谷的萨王纳气候特征及其成因 以期弥补
7、该领域研究的不足 元江干热河谷萨王纳气候特征 热量资源元江国家基准气候站(以下简称元江站)最新气候资料(年)统计发现 元江站年平均气温 居云南之首 云南年均温排名前 位的高温地区依次为元江 、河口 、元阳 、景洪 、勐腊 、元谋 、巧家 、瑞丽 、红河 、景谷 元江是云南省年平均气温最高的地区 也是中国大陆年平均气温较高的地区之一 热量资源极其丰富 按中国气候带类型的划分标准 元江河谷属北热带(热带北缘)气候类型 是除金沙江流域元谋“飞地”外 云南乃至全国热带气候区延伸的北缘区域之一元江全年各月气温居高不下(图)气温年较差 与海南岛和雷州半岛相近 属中国气温年较差小值区 气温高值期出现在雨季开
8、始前的 月 冬暖特征明显 元江日平均气温稳定的年活动积温达 是云南年活动积温最高和维持最长的地区 全年日均温 日数为 日平均气温稳定 的年活动积温为 常年始于 月 日 止于 月 日属云南最典型的高原河谷热区 元江年平均地面温度 极端最高地面温度 两者均保持了云南最高纪录 年无霜日 几乎全年无霜 是云南无霜期最长的地区之一(元江、元阳、河口、景洪、勐腊等地年无霜日)表 为 元 江 站 近 年 的 高 温 日 数 统 计 年元江日极端最高气温 以上的年平均高温天数为 (占全年的 )居云南之冠 高温炎热天气出现频繁 年高温 图 元江基准站历年月平均气温分布图 第 期刘英豪等:云南元江干热河谷萨王纳气
9、候特征与成因表 元江基准站近 年高温天气日数 /年份 年最高气温及出现时间 (月 日)(月 日)(月 日)(月 日)(月 日)(月 日)(月 日)(月 日)(月 日)(月 日)平均天数突出 多达 (占全年的 )除 月外 元江各月均有 以上的高温天气出现高峰期集中在 月 年 月 日出现 的极端高温 距云南极端最高气温纪录仅差 (元阳 年 月 日)水分资源元江站年平均降雨量 属云南少雨区之一 是云南典型的河谷半干旱区 降水量年际变率大 最大年降雨量 (年)最小年降雨量 (年)相差 是云南降水量年际波动幅度较大的地区 降水量的月际变率也大(表)降水主要出现在夏半年(月)累计雨量 占全年总雨量的 干湿
10、季分明 降水高峰期出现在 月()低谷期出现在 月()元江年平均相对湿度 与金沙江流域的元谋、华坪、宾川等地同属云南大气相对湿度较小的地区 是滇南地区(以南)湿度最小的地区 终年气候干燥 春季和夏季尤为突出极端情况下相对湿度甚至不足 元江年蒸发量 仅次于元谋()、东川()是云南蒸发较旺盛的地区之一(大于红河、元阳、个旧、建水、蒙自 居滇南地区之首)元江年干燥度达 小于元谋()、宾川()、东川()等地 是云南较为干燥的地区之一 元江蒸发量和干燥度存在明显的月际变化 高值期出现在雨季开始前的 月 低值期出现在干季的 月 元江年潜在蒸散量、年可利用降水量(降水量减去蒸发量)是云南 个典型负值区(元江、
11、元阳、元谋、宾川)之一 大气水资源相对匮乏表 元江基准站历年月平均降雨量、日照时数 项目 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月降雨量/日照时数/光照资源元江站年平均日照时数 日均光照时间 /年日照百分率 因受地形影响年日照时长虽少于云南日照最多的金沙江流域的永仁、华坪、元谋、宾川、大姚等地区 但仍属滇南日照最多的地区之一(元江、蒙自、景洪、双江、澜沧、耿马等地)元江站日照时数存在明显的月际变化(表)日照最充足时段出现在春季 月受云层和降雨的影响 盛夏 月日照最少 元江的春季和秋季日照时数属全省的大值区 光照充足元江站年总辐射量 /()属云南及中国太阳辐射较强地区之一 太阳能资源丰云南
12、地理环境研究第 卷富 年总云量 云层遮盖少 属滇南地区的小值区(元江、石屏、建水、开远)年晴天日数 属滇南地区晴天日数的大值区(元江、石屏、建水、开远、蒙自)综上所述 元江干热河谷热量富裕、水分欠缺、光照充足 萨王纳气候特征表现为气温高、降雨少、湿度小、蒸发大、日照足 属北热带半干旱气候类型 气候季节元江春季始于 月 日 止于 月 日 夏季始于 月 日 止于 月 日 秋季始于 月 日 止于 月 日 元江是云南夏季开始最早、结束最晚的地区 夏季及热带风光浓郁 元江河谷(含元江、元阳、河口)是中国大陆 高温天气来得最早、日数最多的地区 根据中国气候季节划分标准的计算 元江干热河谷属云南无冬区 长夏
13、无冬、秋春相连 与滇中及滇南地区四季如春气候明显不同 夏季 、春季 、秋季 、冬季 是云南夏季持续时间最长的地区 跨越 个月(表)表 元江气候季节各月平均日数 /季节 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月春季夏季秋季冬季 气候舒适度根据气候舒适度标准计算及分级 元江站总体气候炎热 尤其是 月 不适宜旅游和居住 但冬半年 月至次年 月的 个月内“凉爽”和“舒适”等级占主导 适合冬季避寒康养元江是云南及中国冬季(月次年 月)著名的避寒胜地及康养旅居之地 也是云南著名的冬季热区及经济作物种植区 气候变化对元江站建站至 年主要气候要素的年际演变特征进行分析发现:年 元江年气温、年日照时数呈上
14、升趋势 年降水量、年相对湿度呈下降趋势 表现出弱的暖干化特征 元江 年活动积温呈弱增加趋势 气温日较差呈增大趋势元江年气温在 年发生了增温突变 降水量则在 年和 年发生由升到降的突变 这与相关学者得出的结论基本一致 元江干热河谷萨王纳气候与其它热区的比较 热量条件西双版纳属热带季风气候(大陆性热带季雨林气候)日温差大 湿热 海南岛为热带季风气候(海洋性热带季雨林气候)日温差小 湿热 元江干热河谷(热带稀树草原气候)日温差大 从年均温、极端最高气温、活动积温等 个要素的对比发现(表)元江绝大部分数据优于其它热区 热量资源相对更丰富表 个热区的热量条件对比 /热区代表年活动积温 年平均气温 极端最
15、高气温西双版纳 海南岛 元江 炎热程度历史上 中国极端最高气温出现在新疆吐鲁番(东坎 年 月 日)与元江热带草原气候不同 新疆吐鲁番为温带干旱荒漠气候 虽然元江极端最高温与吐鲁番尚存差距 极端高温炎热程度不及吐鲁番 但元江 炎热天数较多 夏季(日均温)日数明显多于吐鲁番(表)元江高温炎热期明显长于吐鲁番 典型干热河谷选取云南金沙江流域干热河谷的 个代表站华坪()、元谋()与云南元江第 期刘英豪等:云南元江干热河谷萨王纳气候特征与成因流域的 个干热河谷代表站元江()、元阳()进行比较(表)总体而言 因纬度偏低 元江干热河谷的热量条件高于金沙江干热河谷 热量资源优越 同处元江干热河谷的元江和元阳
16、因纬度偏南和海拔偏低 元阳的热量条件更好、极端炎热程度更明显表 不同炎热地区相关气象数据 站点极端最高气温/最多日数/最多日数/年活动积温/年平均气温/夏季天数/吐鲁番 元江 表 典型干热河谷地区相关气象数据 站点活动积温/年平均气温/极端最高气温/极端最低气温/年平均高温日数/华坪 元谋 元江 元阳 纬度相近毗邻地区分别选取与元江站纬度相近且东西两侧相互毗邻的石屏站、墨江站进行气象要素的对比分析(表)石屏站()位于滇中湖盆高原与哀牢山地结合部的石屏坝子(盆地)属南亚热带半干旱气候 具有高原型、年较差小、日较差大、半干旱特征 墨江站()位于哀牢山脉中段西侧山区 属南亚热带湿润气候 具有山地型、
17、年较差小、日较差大、湿润特 征 元 江 站()位于哀牢山脉中段东侧的元江河谷 属热带稀树草原气候(北热带半干旱气候)具有河谷型、年较差小、日较差小、干热特征 与纬度相近的毗邻地区相比元江河谷的年平均气温、活动积温、极端最高气温都要大得多 而相对湿度却明显偏小 干热河谷气候特征非常显著表 纬度相近毗邻地区相关气象数据 站点雨量/湿度/活动积温/年平均气温/极端最高气温/极端最低气温/石屏 墨江 元江 元江干热河谷萨王纳气候成因干热河谷的出现和分布具有明显的自然环境背景 并且标示着自然地带性环境的特殊性 云南干热河谷是镶嵌在山原亚热带湿润与半湿润背景中的干旱热谷 水平分布是不连续的 干热河谷的成因
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