武汉农业气候分析.docx
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武汉农业气候分析
武汉农业气候
分析报告
地理位置:
30°38'N114°04'E
气候属性:
亚热带季风气候
气候属区:
北亚热带
主要农业气候特征:
武汉属北亚热带季风性湿润气候区。
有雨量充沛、日照充足、四季分明特点。
年均气温15.8℃-17.5℃,一年中,1月平均气温最低,3.7℃;7、8月平均气温最高,28.7℃,夏季极长达133天。
由于武汉处于北纬30度,夏季正午太阳高度可达83°,居于内陆、距海洋远,周围地形如盆地、集热容易散热难,河湖多、晚上水汽多,加上城市热岛效应和伏旱时副高控制,因而城区气温最高可以达到42℃,十分闷热,是中国四大火炉之一。
极端气温最高44.5℃,初夏梅雨季节雨量较集中,年降水量为1100毫米左右。
武汉≥5。
C活动积温在6000℃*d左右,年无霜期240天左右,年日照总时数2000小时左右。
此报告根据武汉地区1971-2000年30年的气象统计资料,从太阳辐射和日照、气温、降水的变化规律等多方面对武汉地区的农业气候进行了详尽的分析,望对武汉地区的农业生产有一定的指导意义。
二、太阳辐射和日照
太阳辐射能是地面能量的主要来源,也是大气中一切物理现象和物理过程的基本动力,因此太阳辐射是气候形成的首要因素。
1.太阳辐射的年变化
根据武汉地区1971-2000年30年的太阳直接辐射、散射辐射的统计资料,计算其光和有效辐射,作武汉地区逐月太阳辐射的直方图,如下图所示:
从图1可以看出太阳直接辐射量在1月份最少,随着太阳高度角的增大,太阳辐射量逐渐增加,在7月份是达到最大,7月份以后,随着太阳高度角的减小,太阳辐射量逐渐降低。
通过比较发现,太阳散射辐射与太阳直接辐射有同步效益,在5月份—8月份散射辐射量较大,在1月份最小,但最大散射辐射量在6月份,这主要是因为太阳散射辐射除了与太阳高度角有关,还受大气透明度、大气质量数等的影响,而武汉地区的降水量在6月最大(武汉地区的降水情况见图5)。
太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光和有效辐射。
从图5中可以看出光和有效辐射量与太阳直接辐射量变化完全一致在1月份最小,7月份最大。
2.日照时数和日照百分率
武汉地区逐月日照时数和日照百分率如表1所示:
表1武汉地区逐月日照时数和日照百分率(1971—2000累年平均)
月份
日照时数(h)
日照百分率(%)
1
104.1
33
2
105.4
34
3
115.6
31
4
151.2
39
5
181.8
43
6
179.9
43
7
232.7
54
8
241.2
59
9
174.1
47
10
161.6
46
11
144.3
46
12
136.5
43
武汉地区处于北纬30°附近,处于北回归线以北,在6—7月份是太阳直射北回归线,可照时数最大,但6—7月份是武汉地区的雨季,所以日照时数8月份最大,8月份以后,太阳直射点向南移动,可照时数减少,日照时数也随之减少。
12—1月份太阳直射南回归线,可照时数最小,日照时数也最小。
根据武汉地区1997—2000年30年累年平均的逐月日照百分率,作日照百分率折线图,如图2所示:
从图2可以看出,武汉地区8月份的日照百分率最大,这主要是因为8月份晴朗天气较多,就算降雨也比较集中和迅速;而1、2、3月份比较低,主要是这三个月受雨雪天气的影响,而且也受大雾天气影响,阴霾多云天气较多。
三、气温
气温是表示空气冷热程度的物理量,大气温度状况是决定天气变化的重要因子之一。
1.气温的年变化
根据武汉地区1971—2000年间的每月平均气温绘制气温年变化曲线,如图3所示:
从1—7月份,随着太阳直射点的北移,蒙古高压减弱,太阳高度角变大,可照时数变长,同时,受副热带高气压带的影响,1—7月份,武汉地区的温度逐渐升高,在7—8月份时达到最大。
又因为武汉地区居于内陆、距海洋远,周围地形如盆地、集热容易散热难,河湖多、晚上水汽多,加上城市热岛效应和伏旱时副高控制,因而夏季气温较高。
8月份过后,由于武汉地区受蒙古高压和阿留申低压的影响,气压梯度力从大陆指向海洋,风从大陆吹向海洋,而蒙古高压为冷高压,故形成冬季季风,9月份以后气温骤降。
同时,太阳直射点南移,太阳高度角变小,日照时间变短,也造成了气温的下降,在1月份分时,气温达到最低。
武汉地区冬季寒冷,夏季炎热,这是多年观测统计得出的规律,但是有可能出现极端异常的天气,例如在某年的一月份出现了24.2。
C的高温,而某年的7月份也出出现过17.8。
C的低温。
这些极端天气的出现给我们的农业生产造成了巨大的影响。
气温年较差是划分气候类型的重要依据,武汉地区1971—2000年间的气温月平均日较差和年较差如表2所示:
表2武汉地区月平均日较差和年较差(1997——2000累年平均)
月份
平均最高气温(。
C)
平均最低气温(。
C)
平均日较差
1
7.9
0.4
7.5
2
10
2.4
7.6
3
14.4
6.6
7.8
4
21.4
12.9
8.5
5
26.4
18.2
8.2
6
29.7
22.3
7.4
7
32.6
25.4
7.2
8
32.5
24.9
7.6
9
27.9
19.9
8
10
22.7
13.9
8.8
11
16.5
7.6
8.9
12
10.8
2.3
8.5
年较差25.0
从表2可以看出武汉地区的月平均日较差变化不是很大,在8。
C±1范围内。
根据武汉地区的月平均日较差,绘制气温变幅折线图,如图4所示:
从图4可以看出,从1月—3月份,太阳气温日较差逐渐增大,这主要是太阳直射点的北移,白昼时间开始增长,另外,气温日较差比较小,主要受阴霾多云天气的影响;4、5月份武汉地区晴朗天气较多,所以平均日较差较大;进入6月份,梅雨天气的到来,阴雨绵绵,日较差变小,7月份达到最小;梅雨季结束后,太阳直接辐射增强,武汉地势低洼,在夜间容易滞留冷空气,所以8—11月份日较差较大;进入12月份,受日照时间、风雪天气等的影响,气温日较差变小。
从图3可以看出,武汉地区四季气温变化明显,气温年较差约25。
C,根据波兰学者Corczynski提出的大陆度计算公式
,得到武汉的大陆度为K=63.34,故其具有大陆性气候。
2.根据气温四季划分
春夏秋冬,统称为四季。
季节的划分,有天文季节、气候季节和自然天气季节。
我国现在常用的气候四季是20世纪30年代张宝坤以候平均温度为指标划分的,故又称温度四季。
候平均气温稳定降到10℃以下作为冬季开始,稳定升到22℃以上作为夏季开始,介于之间为春季或秋季。
根据武汉地区的气温年变化曲线,求出武汉地区候平均温度,如表3所示:
表3武汉地区候平均温度
1
2
3
4
5
6
3月
8.1
9
10
10.9
11.7
12.6
5月
19.4
20.1
21.3
22.1
23
23.9
9月
25.9
25.2
24.3
23.4
22.3
21.6
11月
13.7
12.7
11.6
10.4
9.6
8.7
从表3可以看出,以候平均温度为指标划分,武汉地区的春季为3月11日—5月15日,夏季为5月16日—9月25日,秋季为9月26日—11月20日,冬季为11月21日—3月10日。
武汉地区春季66天,夏季133天,秋季56天,冬季110天,很明显武汉春季和秋季持续时间短,而夏季和冬季持续时间长。
3.积温和农业指标温度
积温是某一时段内逐日平均气温累积之和。
它是研究作物生长、发育对热量的要求和评价热量资源的一种指标。
根据武汉地区的年气温变化曲线,计算出各个月份的积温情况,如表4所示:
表4武汉地区积温表
月份
≥5。
C有效积温
≥5。
C活动积温
≥10。
C有效积温
≥10。
C活动积温
1
0
0
0
0
2
22.4
162.4
0
0
3
158.1
313.1
3.1
158.1
4
354
504
204
354
5
523.9
678.9
368.9
523.9
6
621
771
471
621
7
734.7
889.7
579.7
734.7
8
722.3
877.3
567.3
722.3
9
552
702
402
552
10
393.7
548.7
238.7
393.7
11
192
342
42
192
12
31
186
0
0
总和
4305.1
5975.1
2876.7
4251.7
从武汉地区的年气温变化曲线(图3)我们可以看出,12月25日至次年的2月7日,武汉地区日平均气温小于5℃,不适合喜凉作物的生长,此时,冬小麦0进入休眠期,停止生长;2月8日起,武汉地区日平均温度大于5℃,进入植物生长.季;3月14日开始,武汉地区日平均气温大于10℃,进入喜温作物的生长期,一直到11月21日,日均气温开始低于10℃,持续了253天;而到了12月25日左右,日均气温低于5℃,生长季结束,整个生长季共计321天.
一年中武汉地区大于等于10℃的有效积温为2876.7℃*d,大于等于5℃的有效积温达4305.1℃*d。
四、降水情况
1.降水的年变化
根据武汉地区1971-2000年间的降水情况,计算降水的季节分配和绘制月均降水量直方图,如表5和图5所示:
表5武汉地区降水的季节分配
月份
平均降水量/mm
平均季节总量/mm
各季节占全年百分比/%
3
94.993
390.267
30.76%
4
131.107
5
164.167
6
225.003
526.95
41.54%
7
190.267
8
111.68
9
79.443
223.273
17.60%
10
91.983
11
51.847
12
26.03
128.183
10.10%
1
43.43
2
58.723
从图5可以看出,武汉地区的降雨的基本趋势是从1月份到6月份逐渐递增,6月份以后逐步下降,降水主要集中在夏季,夏季降水量占全年的比率达41.54%,所以夏季容易发生洪涝灾害。
6月中旬—7月中旬,副热带高气压带西北侧雨带在长江中下游徘徊,出现了梅雨季节。
7月下旬以后,受副高控制,进入伏旱期,降水量减少;入秋以后,副高减弱,受蒙古高压影响,秋高气爽。
入冬以后,受蒙古高压影响,降水量减少。
2.降水变率
降水变率,体现了一个地区降水情况的稳定性。
根据武汉地区1970—2000年间,每月的平均降水情况,计算其月平均降水变率,如表6,并绘制逐月降水变率折线图,如图6所示:
表6武汉地区月平均相对变率
月份
降水变率D/%
月份
降水变率D/%
1
46.03%
7
60.98%
2
53.48%
8
65.75%
3
37.66%
9
63.86%
4
41.12%
10
61.87%
5
32.93%
11
64.83%
6
42.45%
12
68.12%
年总降水量平均相对变率18.95%
从图6可以看出,武汉地区不同年份的月降水变率变化比较显著,说明武汉地区的降水不稳定,其中7—12月份,降水变率较大。
7、8月份副热带高气压带的移动速度每年情况不尽相同,导致武汉这两个月每年的降水情况变化较大;9月份以后,受蒙古高压影响,冷空气南下带来降水,每年情况变化也较大,所以降水变率也较大。
武汉地区的年降水变率为18.95%,变化并不大,这对农业生产非常有利,可以农作物生长发育所需水分。
3.干燥度
一地一定时段内的水面可能蒸发量与同期降水量的比值,叫做干燥度(K)。
K=W0/R
W0表示在当地气候条件下在地面或农田充分供水时的蒸发量,按一年的时间段计算,大约为大于10的活动积温的0.16倍。
因此有:
农业上可将干燥度划分为以下等级:
K<0.99湿润1.01.54.0干旱
通过计算,武汉地区的干燥度K=0.60,所以武汉地区的气候属于湿润气候。