武汉农业气候(正式版).docx

武汉农业气象分析一、概况 武汉市位于江汉平原东部，长江中游与汉水交汇处，3038N,11404E,属亚热带湿润季风气候。它是湖北省政治，经济，文化中心，同时也是中国内陆最大的交通枢纽和华中地区追打的城市。因为长江与其最大的支流汉水交汇于此，故而市区由隔江鼎立的武昌、汉口、汉阳三地被俗称为武汉三镇。 武汉地形以平原为主，中部散列东西向残丘，且市内湖泊塘堰众多。沿着梅子山、龟山、蛇山、洪山、小洪山、珞珈山、喻家山一带，连同辐射到两翼的马房山、桂子山、伏虎山、凤凰山等构成了武汉地形上的龙脉。沿着这条龙脉，武汉的绝大部分重要机构分布两侧，构成了一条美丽的文化、经济长廊。这条龙脉的头是喻家山，腰部是洪山，尾部则是躺在月湖中的梅子山。平坦平原位于长江、汉江及其支流两岸以及湖泊周围。是棉花和蔬菜产区。垄岗平原位于湖泊周围和丘陵向平原的过渡带，盛产水稻和鱼。丘陵分为三列，均被林木覆盖：北列分布在新洲区、黄陂区北部；中列横穿城区；南列分布在蔡甸区、江夏区北部。低山主要分布在黄陂区和新洲区东北部，海拔在200米500米以上。黄陂区和孝感市交界的双尖峰，海拔873米，是武汉最高点。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，是中国三大火炉之一。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。 本文通过武汉地区1971-2000年，30年间的气象统计资料，从太阳辐射和日照、气温、降水的变化规律、农业气候生产潜力等多方面对武汉地区的农业气候进行了详尽的分析，对该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 通过武汉地区1971-2000年间的太阳直接辐射、散射辐射的统计资料，并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月份日照时数（h）日照百分率（%）1104.1332105.4343115.6314151.2395181.8436179.9437232.7548241.2599174.14710161.64611144.34612136.543武汉地区处于北纬30°附近，处于北回归线以北，在67月份是太阳直射北回归线，可照时数最大，但67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。121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19712000年间的每月平均气温绘制气温年变化曲线，如图3所示： 从17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，17月份，武汉地区的温度逐渐升高，在78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19712000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月份平均最高气温（。C）平均最低气温（。C）平均日较差17.90.47.52102.47.6314.46.67.8421.412.98.5526.418.28.2629.722.37.4732.625.47.2832.524.97.6927.919.981022.713.98.81116.57.68.91210.82.38.5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811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候月份1234563月8.191010.911.712.65月19.420.121.322.12323.99月25.925.224.323.422.321.611月13.712.711.610.49.68.7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10000222.4162.4003158.1313.13.1158.143545042043545523.9678.9368.9523.966217714716217734.7889.7579.7734.78722.3877.3567.3722.3955270240255210393.7548.7238.7393.71119234242192123118600总和4305.15975.12876.74251.7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/%394.993390.26730.76%4131.1075164.1676225.003526.9541.54%7190.2678111.68979.443223.27317.60%1091.9831151.8471226.03128.18310.10%143.43258.723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19702000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/%146.03%760.98%253.48%865.75%337.66%963.86%441.12%1061.87%532.93%1164.83%642.45%1268.12%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712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 1.0<K<1.49 半湿润 1.5<K<3.99 半干旱 K>4.0 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。五、农业气候生产潜力农业生产潜力是以气候条件来估算农业生产潜力，即在当地光、热、水等气候资源条件下，假设作物品种，群体结构、土壤肥力和栽培技术都处于最佳状态时，单位面积可能达到的最高产量。根据武汉地区的光和有效辐射量情况，计算其光能生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力，如表7所示：表7 武汉地区农业气候生产潜力表（kg/ha）月份光合生产潜力光温生产潜力气候生产潜力4月13965.000 4072.194 4072.194 5月16499.250 7645.752 7645.752 6月17242.126 13624.728 13624.728 7月20171.626 20171.626 20171.626 8月19771.500 19771.500 19771.500 9月14809.500 8773.148 8773.148 10月11913.750 3763.554 3763.554 年总114372.750 77822.500 77822.500 籽粒产量40030.462 27237.876 27237.876 由于武汉地区降水量充足，故水分订正系数h（w）=1，即气候生产潜力等于光温生产潜力。根据气候生产潜力的计算公式，并取经济系数0.35，得到武汉农业生产潜力为2.73×104kg/ha，属于农业气候生产潜力的中值区。即武汉地区的粮食产量理论最高值为2.73×104kg/ha。六、农业气候分析武汉地区地处北半球中纬度地带，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。近30年来，年均气温15.8-17.5，一年中，1月平均气温最低，0.4；7、8月平均气温最高，28.7，夏季极长达133天。年均降水量为1268.67毫米，且集中在68月份， 5的活动积温在5150左右，年无霜期240天左右，年日照总时数2000小时左右。武汉地区光能资源充足，热量资源丰富，气温年较差较大，可进行多种植物轮作、套作。武汉地区夏季雨热同季，可利用这一气候资源优势，扩大水稻、玉米等喜温作物的种植，同时，但降水量并不稳定，应做好农田水利工作，防止洪涝灾害对农业造成的不利影响。另外，武汉地区应大力发展高效的设施农业，推进现代化农业进程。总之，武汉地区要充分利用气候资源优势，优化农业生产结构，提高农业产品质量，发展农业多种经营，适度种植柑橘、茶树、毛竹等经济作物，以适应国民经济和社会发展的多种需求。9