2.3 气候环境

2.3.1 气温特征

由于宁夏罗山国家级自然保护区内无自主建立的自动气象站，因此采用距离保护区最近的罗山西侧同心县气象站数据和罗山东侧韦州镇气象站数据，分析罗山自然保护区近几十年来的气候特征。同心县气象站的地理位置坐标E105.54°, N36.58°，观测场海拔高度1339.3m；韦州镇气象站的地理位置坐标E106.29°, N 37.17°，观测场海拔高度1382.2m。

图2-10 1955～2015年同心县平均气温的年变化

图2-11 1955～2015年同心县平均气温距平的年变化

同心县1955～2015年气象数据分析结果显示，年平均气温9.1℃，年平均气温最高10.6℃（1998、2015年），年平均气温最低7.2℃（1967年）；年平均最高气温16.7℃，年平均最高气温的最大值出现在1998年，为18.2℃，最小值出现在1967年，为14.7℃，年平均最低气温2.9℃，最大值出现在2015年，为4.8℃，最小值出现在1956年，为0.7℃。1955年至2015年的年平均气温整体呈上升趋势，增幅在2～3℃间（图2-10）,1990年前后为气温升高的转折点，年均气温距平由负值逐渐转为正值（图2-11）。

表2-3 1981～2010年同心县韦州镇四季平均气温统计（℃）

同心县和韦州镇1981～2010年间的四季平均气温变化规律一致，冬季平均气温最低，达到零下4℃以下，秋季的平均气温略低于春季，两季的平均气温在9～11℃间，夏季的平均气温可达到22℃左右（表2-3）。

图2-12 1955～2015年同心县各项气温参数的月变化

图2-13 1981～2010年韦州镇各项气温参数的月变化

同心县1955～2015年的累年月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温均自1月至7月逐月递增，7月份升到最高值，7月至次年1月份逐月递减，1月份降到最低值。累年月平均气温、平均最高气温、平均最低气温的三条温度曲线变化趋势基本一致（图2-12）。1955～2015年间，同心县月平均气温最高值为23.1℃，最低值为-7.4℃；月平均最高气温在1.1～30.1℃间，月平均最低气温在-13.5～17.0℃间（表2-4）。

表2-4 1955-2015年同心县月平均气温平均最高最低气温变化（℃）

表2-5 1981-2010年韦州镇平均气温、平均最高最低气温的月变化（℃）

韦州镇1981～2010年的累年月平均气温、平均最高气温、平均最低气温的变化趋势与同心县的相同，7月份升到最高值，1月份降至最低值（图2-13）。韦州镇1981～2010年间，月平均气温最高值为23.2℃，最低值为-6.2℃；月平均最高气温在1.3～29.5℃间，月平均最低气温在-11.9～17.4℃间（表2-5）。

2.3.2 降水特征

同心县1955～2015年间的多年平均降水量为268.9mm，年最大降水量490.8mm（出现在1964年），最小降水量119.4mm（2005年（）图2-14）。降水量年变幅较大，年降水相对变率为23.5%，降水量的距平百分率在-55%～83%之间（图2-15）；年代际间降水量表现为三个阶梯段，21世纪最初十年的年平均降水量最少，仅为228.8mm,20世纪70、80年代以及21世纪10年代的降水量偏少，年平均降水量在250～270mm之间，19世纪50、60、90年代的降水量最多，年平均降水量在290mm左右（表2-6）。

图2-14 1955-2015年同心县年平均降水量的变化

图2-15 1955-2015年同心县年平均降水量的距平百分率

同心县、韦州镇1981～2010年间的各季平均降水量呈明显的单峰型变化规律，夏季降水量约占全年降水量的60%，其次为秋季和春季，降水量各占全年降水量的18%～21%，冬季降水量仅占全年降水量的2%（表2-7）。同心县各季平均降水量在6.3～150.4mm之间，韦州镇各季平均降水量在5.3～156.7mm之间。

表2-6 1955～2015年同心县间降水量的年代际变化（mm）

表2-7 1981～2010年同心县、韦州镇四季降水量统计

同心县1955～2015年间的月降水量数据分析结果显示，月平均降水量、月最多降水量和月最少降水量均呈现出单峰型变化规律（图2-16）。8月份的月平均降水量和月最多降水量均达到峰值。12月份的月平均降水量最少。同心县月平均降水量在1.1～62.3mm之间，月最多降水量在10.0～207.1mm之间，月最少降水量在0～10.5mm之间，1968年8月份的降水量为历史最大值，单月降水量达到207.1mm。如表2-8所示，2～8月份的单月最多降水量均出现在20世纪，而9～12月份以及1月份的月最多降水量均出现在21世纪，表明近60年来同心县秋冬季节的单月最大降水量均出现在21世纪，而春夏季节的单月最大降水量均出现在20世纪。

图2-16 1955～2015年同心县累年月平均降水量、月最多降水量、月最少降水量变化

韦州镇1981～2010年间的月平均降水量、月最多降水量和月最少降水量也呈现出单峰型变化规律，月平均降水量和月最少降水量的峰值出现在8月份，月最多降水量的峰值出现在7月份， （图2-17）,12月份的月平均降水量和月最多降水量均降至最低。如表2-9所示，韦州镇月平均降水量在0.9～68.5mm之间，月最多降水量在5.4～223.3mm之间，月最少降水量在0～13.5mm间，1985年8月份的降水量为历史最大值，单月降水量达到223.3mm。5～8月份的降水集中期内，单月最少降雨量均出现在21世纪，表明进入21世纪后韦州镇雨季的单月降水量均突破了20世纪80、90年代的同期最低值。

图2-17 1981～2010年韦州镇累年月平均降水量月最多降水量、月最少降水量变化

以累年月降水量的相对平均差表示其相对变率。如图2～18所示，同心县（1955～2015年）和韦州镇（1981～2010年）的累年月降水量相对变率的变化规律基本一致，均表现为11月、12月、1月、2月的降水相对变率较大，变率值在90%～130%之间，3月至7、8月随着降水量的增加，降水相对变率逐步递减，7、8月的降水相对变率降至最低，在40%～60%之间，9月份开始降水变率再次逐步递增。总体来看，各月的降水相对变率与降水量呈负相关关系，降水量越大的月份，其年际间的同月降水量相对变幅越小。

表2-8 1955～2015年同心县累年月平均降水量、月最多降水量、月最少降水量（mm）

注：月最少降水量为0的年份常多于1个，因此未标出具体年份。

表2-9 1981～2010年韦州镇累年月平均降水量、月最多降水量、月最少降水量（mm）

表2-10 同心县（1955～2015）、韦州镇（1981～2010）累年月最大日降水量及出现的日期（mm）

注：缺失的年份和日期因气象站数据里未提供。

图2-18 同心县、韦州镇降水量相对变率的月变化

同心县1955～2015年间的年内最大日降水量在9.8～60.5mm之间，近60年来的单日最大降水量出现在1985年8月16日，达60.5mm, 1982年出现了单日最大降水量的历史最小值，全年最大单日降水量仅为9.8mm。

各月的单日最大降水量如表2-10所示，同心县1955-2015年间的5～9月份雨季期的各月单日最大降水量在41.1～60.5mm之间，冬季各月的单日最大降水量在5.5～8.1mm之间。韦州镇1981-2010年间各月的日最大降水量在3.7～87.5mm之间，2002年6月8日的日降水量为数据采集期内单日降水量的极值，日降水量达到87.5mm；单日最大降水量以6月份最大，12月的最大日降水量降至最低（图2-19）。

图2-19 同心县、韦州镇最大日降水量的月变化

依据观测规范规定，日降水量 0.1mm即计为一个降水日。同心县1955～2015年间的年平均降水日数62d，年最大降水日数为86d（2014年），年最少降水日数仅37d（2004年、2005年），年际间的降水日数变幅较大，年最大降水日数是最小降水日数的2.3倍（图2-20）。

图2-20 1955～2015年间同心县降水日数的年变化

年代际间的降水日数变幅也较大，1950s和2010s因仅有五年的数据而不列入比较系列内，自20世纪60年代至21世纪，各年代的降水日数整体呈下降趋势，60、70年代的降水日数达660d以上，至80年代锐减至约600d，进入21世纪的最初十年则降到历史最低的521d（表2-11）。

表2-11 同心县1955～2015间降水日数的年代际变化（d）

1981～2010年间同心县、韦州镇的年平均降水日数均为57d，日降水量 不低于1.0mm的年平均降水日数分别为37、35d，日降水量 不低于5.0mm的年平均降水日数均为15d，日降水量 不低于10.0mm的年平均降水日数均为8d，日降水量 不低于25.0mm的年平均降水日数均为2d，日降水量 不低于50.0mm的降水只在极个别年份的7、8月份出现过，至今未有日降水量超过100mm的年份。

图2-21 1981～2010年同心县各降水量等级平均降水日数的月变化

图2-22 1981～2010年韦州镇各降水量等级平均降水日数的月变化

1981～2010年间同心县、韦州镇累年各月的平均降水日数与月平均降水量的变化趋势一致，呈单峰型，12月的降水日数最少，8月份的降水日数最多，1～8月的月降水日数逐步递增，8月后逐步递减（图2-21、图2-22）。韦州镇、同心县8月的月平均降水日数为9.6d和9d,12月份的月平均降水日数仅0.9d，单月最多降水日数与月最少降水日数相差10倍（表2-12、表2-13）。

1981～2010年间，韦州镇各月的最长连续降水日数如表2-14所示。月最长连续降水日数的止日出现在2007年10月9日，单月最长连续降水日数达14d，远大于其他月份的最长连续降水日数，其他各月的最长连续降水日数较为接近，在3～7d之间，且未表现出与月平均降水量有相关性。

如表2-15所示，1981～2010年间，韦州镇各月的最大连续降水量在6.2～96.6mm之间，这一数据采集期内，冬季（12月至翌年2月）的月最大连续降水量未超过7mm，春季的月最大连续降水量在19.2～59.5之间，逐月递增，夏季的月最大连续降水量在84.5～96.6mm，普遍远高于其他季节的，秋季9月和10月份的月最大连续降水量还较高，在60mm以上，但11月的月最大连续降水量锐减。月最大连续降水量与其最大连续降水日数无相关性，可能主要受雨强的影响。1981～2010年间韦州镇月最大连续降水量为96.6mm，出现在2002年6月9日，降水持续3d。

表2-12 1981～2010年同心县各降水量等级累年月平均降水日数（d）

表2-13 1981～2010年韦州镇各降水量等级累年月平均降水日数（d）

表2-14 1981～2010年韦州镇月最长连续降水日数（d）

表2-15 1981～2010年韦州镇月最大连续降水量（mm）和月最大连续降水日数（d）及出现日期

2.3.3 年均蒸发量

1981～2010年同心县的年平均蒸发量为2224mm，全年各月蒸发量呈单峰型分布，月蒸发量在46～328mm之间，1月份的蒸发量最小，7月份最大，5～7月份的月蒸发量均在300mm以上，冬季的月平均蒸发量仅57mm，夏季月平均蒸发量是冬季的5.4倍（图2-23）。

图2-23 1981～2010年同心县蒸发量的累年月变化

如图2-24所示，1980～2012年韦州镇的年平均蒸发量为2424mm，全年最大蒸发量为2893mm，最小蒸发量为2099mm,2000年以后的年平均蒸发量高于2000年以前的。以平均值2424mm为轴，可看出1997～2010年，全年蒸发量基本高于平均值， 1997年之前则基本低于平均值。

图2-24 1981～2010年韦州镇的年蒸发量

2.3.4 地面温度

同心县1981～2010年的月地面平均温度在-5.9℃～28.4℃之间，呈单峰型，1月份的平均地温最低，7月份的最高，1～7月平均地面温度逐步递增，7月后逐步递减；12月至翌年2月份的平均地面温度均在0℃以下，3～11月份的在0℃以上（图2-25）。

图2-25 1981～2010年同心县平均地面温度、极端最高和最低地面温度的累年月变化

如图2-26所示，同心县1981～2010年间的月极端最高地面温度和月极端最低地面温度的变化趋势与月平均地面温度的基本一致。月极端最高地面温度在24.3℃～72.5℃之间，月极端最低地面温度在-32.6℃～6.1℃之间，除6～9月份的月极端最低气温在0℃以上外，全年其他月份的极端最低地面温度均在0℃以下。同心县1981～2010年间的月极端最高地面温度出现在2008年7月2日（72.5℃），月极端最低地面温度出现在1991年12月27日（-32.6℃（）表2-16）。

表2-16 1981～2010年同心县累年月极端最高、最低地面温度出现的日期

图2-26 1981～2010年同心县不同深度地温的累年月变化

2.3.5 日照时数

如图2-27所示，1955～2015年同心县年平均日照时数为2981h，最大年日照时数达3297（h 1980年），最小年日照时数为2586h（1992年）。除20世纪50年代和21世纪10年代只有五年数据以及20世纪60年代缺失四年数据外，年代际间的日照时数自20世纪70年代至21世纪00年代，各年代内的年平均日照时数依次为3027h、2980h、2794h、3027h。

注：缺失1967～1970年的年日照时数数据

图2-27 1955～2015年同心县日照时数（h）的年变化

如图2-28所示，1955～2015年同心县月日照时数在213～290h之间，2月份的日照时数最短，6月份的日照时数最长，一年中2～6月日照时数逐渐增长，6月之后日照时数又逐步减少。日照百分率即实际日照时间与可能日照时间（全天无云时应有的日照时数）的百分比，它主要用于表征气候条件（如云、雨、雾、尘、沙等）对日照时间的影响程度，日照百分率越小，即实际日照时间越短，表明气候条件对实际日照时间的影响越大。1955～2015年同心县的单月日照百分率在43%～90%之间，平均日照百分率为67.6%；各月的累年月平均日照百分率在61%～76%之间，9月份的平均日照百分率最小，12月的平均日照百分率最大，1～9月份日照百分率呈缓慢递减趋势， 9～12月份呈快速递增趋势。一年中晚秋及冬季（10月～翌年2月）的日照百分率较高（基本在70%以上），春、夏季的日照百分率相对较低（61%～66%之间）。

图2-28 1955～2015年同心县日照时数（h）及日照百分率（%）的月变化

2.3.6 无霜期

韦州镇1971～2015年的年平均无霜期201d，无霜期最大时长为288d，最短时长为149d，表明其无霜期的年波动幅度较大。1995年以后，无霜期的时长较之前的年份明显增加。

图2-29 1971～2015年韦州镇无霜期的年变化

2.3.7 极端气候

世界气象组织规定，如果某个（些）气候要素的时、日、月、年值达到25年以上一遇，或者与其相应的30年平均值的“差”超过了二倍均方差时，这个（些）气候要素值就属于“异常”气候值。出现“异常”气候值的气候就称为“极端气候”。

2.3.7.1 极端气温

同心县1955～2015年气象数据分析结果显示，多年极端最高气温39℃（2000年），多极端最低气温-28.3℃（2008年）。

1955～2015年间，同心县月极端最高气温、月极端最低气温和月平均气温的变化趋势一致，即7月份达到最大值，1月份将至最小值（图2-30）。月极端最高气温最大值为39.0℃，出现在2000年7月，月极端最低气温最小值为-28.3℃，出现在2008年1月（表2-17）；除1、2月份的月极端最低气温均出现在2008年外，1955～2015年间同心县3～12月份的月极端最低气温均来自1960年、1970年，其中3～8月的月极端最低气温均出现在1960年， 9～12月的月极端最低气温均出现在1970年。

韦州镇1981～2010年间月极端最高气温最大值为37.4℃，出现在1997年7月，月极端最低气温最小值为-26.8℃，出现在2008年1月（表2-18、表2-19）。

图2-30 1955-2015年同心县极端最高最低气温（℃）的月变化

2.3.7.2 气象灾害

图2-31 1971-2015年韦州镇年大风日数

距离罗山国家级自然保护区较近的韦州镇，其属于干旱风沙区，其主要气象灾害以大风、沙尘暴为主，此外还有对林木有影响的霜冻、冰雹。

如图2-31和表2-20所示，韦州镇自1971年至1989年间全年大风天数呈快速递减的趋势， 1971年大风日数达46d,1993年之后又快速抬升至全年20～30d，之后继续成递减的趋势。以累年月平均大风日数来看，全年各月均有大风， 8～10月的大风日数最少，月平均日数在1.3,4月和5月的大风天气最多，月平均达3d左右。相应的沙尘暴次数，全年为两个梯度，6～12月的月平均沙尘暴次数在2次以内，1～5月的平均发生次数均在2次以上。

每年9月开始发生霜冻，至11月月霜冻日数达到5.5d，之后逐月的发生天数递减，至5月月平均霜冻日数仅为1d。韦州镇的冰雹发生次数较少，自1971年至今，共有27次冰雹记录， 4月至9月均有发生，主要集中在8月份。

表2-17 1955～2015年同心县月极端最高最低气温（℃）及其出现的年份

表2-18 1981～2010年韦州镇月极端最高、最低气温（℃）

表2-19 1981～2010年韦州镇累年月极端最高气温和月极端最低气温出现的日期

注：缺失的年份和日期因气象站数据里未提供。

表2-20 1971～2015年韦州镇各类型极端d气的发生次数