2.3 氣候環境

2.3.1 氣溫特征

由于寧夏羅山國家級自然保護區內無自主建立的自動氣象站，因此采用距離保護區最近的羅山西側同心縣氣象站數據和羅山東側韋州鎮氣象站數據，分析羅山自然保護區近幾十年來的氣候特征。同心縣氣象站的地理位置坐標E105.54°, N36.58°，觀測場海拔高度1339.3m；韋州鎮氣象站的地理位置坐標E106.29°, N 37.17°，觀測場海拔高度1382.2m。

圖2-10 1955～2015年同心縣平均氣溫的年變化

圖2-11 1955～2015年同心縣平均氣溫距平的年變化

同心縣1955～2015年氣象數據分析結果顯示，年平均氣溫9.1℃，年平均氣溫最高10.6℃（1998、2015年），年平均氣溫最低7.2℃（1967年）；年平均最高氣溫16.7℃，年平均最高氣溫的最大值出現在1998年，為18.2℃，最小值出現在1967年，為14.7℃，年平均最低氣溫2.9℃，最大值出現在2015年，為4.8℃，最小值出現在1956年，為0.7℃。1955年至2015年的年平均氣溫整體呈上升趨勢，增幅在2～3℃間（圖2-10）,1990年前后為氣溫升高的轉折點，年均氣溫距平由負值逐漸轉為正值（圖2-11）。

表2-3 1981～2010年同心縣韋州鎮四季平均氣溫統計（℃）

同心縣和韋州鎮1981～2010年間的四季平均氣溫變化規律一致，冬季平均氣溫最低，達到零下4℃以下，秋季的平均氣溫略低于春季，兩季的平均氣溫在9～11℃間，夏季的平均氣溫可達到22℃左右（表2-3）。

圖2-12 1955～2015年同心縣各項氣溫參數的月變化

圖2-13 1981～2010年韋州鎮各項氣溫參數的月變化

同心縣1955～2015年的累年月平均氣溫、月平均最高氣溫、月平均最低氣溫均自1月至7月逐月遞增，7月份升到最高值，7月至次年1月份逐月遞減，1月份降到最低值。累年月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫的三條溫度曲線變化趨勢基本一致（圖2-12）。1955～2015年間，同心縣月平均氣溫最高值為23.1℃，最低值為-7.4℃；月平均最高氣溫在1.1～30.1℃間，月平均最低氣溫在-13.5～17.0℃間（表2-4）。

表2-4 1955-2015年同心縣月平均氣溫平均最高最低氣溫變化（℃）

表2-5 1981-2010年韋州鎮平均氣溫、平均最高最低氣溫的月變化（℃）

韋州鎮1981～2010年的累年月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫的變化趨勢與同心縣的相同，7月份升到最高值，1月份降至最低值（圖2-13）。韋州鎮1981～2010年間，月平均氣溫最高值為23.2℃，最低值為-6.2℃；月平均最高氣溫在1.3～29.5℃間，月平均最低氣溫在-11.9～17.4℃間（表2-5）。

2.3.2 降水特征

同心縣1955～2015年間的多年平均降水量為268.9mm，年最大降水量490.8mm（出現在1964年），最小降水量119.4mm（2005年（）圖2-14）。降水量年變幅較大，年降水相對變率為23.5%，降水量的距平百分率在-55%～83%之間（圖2-15）；年代際間降水量表現為三個階梯段，21世紀最初十年的年平均降水量最少，僅為228.8mm,20世紀70、80年代以及21世紀10年代的降水量偏少，年平均降水量在250～270mm之間，19世紀50、60、90年代的降水量最多，年平均降水量在290mm左右（表2-6）。

圖2-14 1955-2015年同心縣年平均降水量的變化

圖2-15 1955-2015年同心縣年平均降水量的距平百分率

同心縣、韋州鎮1981～2010年間的各季平均降水量呈明顯的單峰型變化規律，夏季降水量約占全年降水量的60%，其次為秋季和春季，降水量各占全年降水量的18%～21%，冬季降水量僅占全年降水量的2%（表2-7）。同心縣各季平均降水量在6.3～150.4mm之間，韋州鎮各季平均降水量在5.3～156.7mm之間。

表2-6 1955～2015年同心縣間降水量的年代際變化（mm）

表2-7 1981～2010年同心縣、韋州鎮四季降水量統計

同心縣1955～2015年間的月降水量數據分析結果顯示，月平均降水量、月最多降水量和月最少降水量均呈現出單峰型變化規律（圖2-16）。8月份的月平均降水量和月最多降水量均達到峰值。12月份的月平均降水量最少。同心縣月平均降水量在1.1～62.3mm之間，月最多降水量在10.0～207.1mm之間，月最少降水量在0～10.5mm之間，1968年8月份的降水量為歷史最大值，單月降水量達到207.1mm。如表2-8所示，2～8月份的單月最多降水量均出現在20世紀，而9～12月份以及1月份的月最多降水量均出現在21世紀，表明近60年來同心縣秋冬季節的單月最大降水量均出現在21世紀，而春夏季節的單月最大降水量均出現在20世紀。

圖2-16 1955～2015年同心縣累年月平均降水量、月最多降水量、月最少降水量變化

韋州鎮1981～2010年間的月平均降水量、月最多降水量和月最少降水量也呈現出單峰型變化規律，月平均降水量和月最少降水量的峰值出現在8月份，月最多降水量的峰值出現在7月份， （圖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，韋州鎮月平均降水量在0.9～68.5mm之間，月最多降水量在5.4～223.3mm之間，月最少降水量在0～13.5mm間，1985年8月份的降水量為歷史最大值，單月降水量達到223.3mm。5～8月份的降水集中期內，單月最少降雨量均出現在21世紀，表明進入21世紀后韋州鎮雨季的單月降水量均突破了20世紀80、90年代的同期最低值。

圖2-17 1981～2010年韋州鎮累年月平均降水量月最多降水量、月最少降水量變化

以累年月降水量的相對平均差表示其相對變率。如圖2～18所示，同心縣（1955～2015年）和韋州鎮（1981～2010年）的累年月降水量相對變率的變化規律基本一致，均表現為11月、12月、1月、2月的降水相對變率較大，變率值在90%～130%之間，3月至7、8月隨著降水量的增加，降水相對變率逐步遞減，7、8月的降水相對變率降至最低，在40%～60%之間，9月份開始降水變率再次逐步遞增。總體來看，各月的降水相對變率與降水量呈負相關關系，降水量越大的月份，其年際間的同月降水量相對變幅越小。

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

注：月最少降水量為0的年份常多于1個，因此未標出具體年份。

表2-9 1981～2010年韋州鎮累年月平均降水量、月最多降水量、月最少降水量（mm）

表2-10 同心縣（1955～2015）、韋州鎮（1981～2010）累年月最大日降水量及出現的日期（mm）

注：缺失的年份和日期因氣象站數據里未提供。

圖2-18 同心縣、韋州鎮降水量相對變率的月變化

同心縣1955～2015年間的年內最大日降水量在9.8～60.5mm之間，近60年來的單日最大降水量出現在1985年8月16日，達60.5mm, 1982年出現了單日最大降水量的歷史最小值，全年最大單日降水量僅為9.8mm。

各月的單日最大降水量如表2-10所示，同心縣1955-2015年間的5～9月份雨季期的各月單日最大降水量在41.1～60.5mm之間，冬季各月的單日最大降水量在5.5～8.1mm之間。韋州鎮1981-2010年間各月的日最大降水量在3.7～87.5mm之間，2002年6月8日的日降水量為數據采集期內單日降水量的極值，日降水量達到87.5mm；單日最大降水量以6月份最大，12月的最大日降水量降至最低（圖2-19）。

圖2-19 同心縣、韋州鎮最大日降水量的月變化

依據觀測規范規定，日降水量 0.1mm即計為一個降水日。同心縣1955～2015年間的年平均降水日數62d，年最大降水日數為86d（2014年），年最少降水日數僅37d（2004年、2005年），年際間的降水日數變幅較大，年最大降水日數是最小降水日數的2.3倍（圖2-20）。

圖2-20 1955～2015年間同心縣降水日數的年變化

年代際間的降水日數變幅也較大，1950s和2010s因僅有五年的數據而不列入比較系列內，自20世紀60年代至21世紀，各年代的降水日數整體呈下降趨勢，60、70年代的降水日數達660d以上，至80年代銳減至約600d，進入21世紀的最初十年則降到歷史最低的521d（表2-11）。

表2-11 同心縣1955～2015間降水日數的年代際變化（d）

1981～2010年間同心縣、韋州鎮的年平均降水日數均為57d，日降水量 不低于1.0mm的年平均降水日數分別為37、35d，日降水量 不低于5.0mm的年平均降水日數均為15d，日降水量 不低于10.0mm的年平均降水日數均為8d，日降水量 不低于25.0mm的年平均降水日數均為2d，日降水量 不低于50.0mm的降水只在極個別年份的7、8月份出現過，至今未有日降水量超過100mm的年份。

圖2-21 1981～2010年同心縣各降水量等級平均降水日數的月變化

圖2-22 1981～2010年韋州鎮各降水量等級平均降水日數的月變化

1981～2010年間同心縣、韋州鎮累年各月的平均降水日數與月平均降水量的變化趨勢一致，呈單峰型，12月的降水日數最少，8月份的降水日數最多，1～8月的月降水日數逐步遞增，8月后逐步遞減（圖2-21、圖2-22）。韋州鎮、同心縣8月的月平均降水日數為9.6d和9d,12月份的月平均降水日數僅0.9d，單月最多降水日數與月最少降水日數相差10倍（表2-12、表2-13）。

1981～2010年間，韋州鎮各月的最長連續降水日數如表2-14所示。月最長連續降水日數的止日出現在2007年10月9日，單月最長連續降水日數達14d，遠大于其他月份的最長連續降水日數，其他各月的最長連續降水日數較為接近，在3～7d之間，且未表現出與月平均降水量有相關性。

如表2-15所示，1981～2010年間，韋州鎮各月的最大連續降水量在6.2～96.6mm之間，這一數據采集期內，冬季（12月至翌年2月）的月最大連續降水量未超過7mm，春季的月最大連續降水量在19.2～59.5之間，逐月遞增，夏季的月最大連續降水量在84.5～96.6mm，普遍遠高于其他季節的，秋季9月和10月份的月最大連續降水量還較高，在60mm以上，但11月的月最大連續降水量銳減。月最大連續降水量與其最大連續降水日數無相關性，可能主要受雨強的影響。1981～2010年間韋州鎮月最大連續降水量為96.6mm，出現在2002年6月9日，降水持續3d。

表2-12 1981～2010年同心縣各降水量等級累年月平均降水日數（d）

表2-13 1981～2010年韋州鎮各降水量等級累年月平均降水日數（d）

表2-14 1981～2010年韋州鎮月最長連續降水日數（d）

表2-15 1981～2010年韋州鎮月最大連續降水量（mm）和月最大連續降水日數（d）及出現日期

2.3.3 年均蒸發量

1981～2010年同心縣的年平均蒸發量為2224mm，全年各月蒸發量呈單峰型分布，月蒸發量在46～328mm之間，1月份的蒸發量最小，7月份最大，5～7月份的月蒸發量均在300mm以上，冬季的月平均蒸發量僅57mm，夏季月平均蒸發量是冬季的5.4倍（圖2-23）。

圖2-23 1981～2010年同心縣蒸發量的累年月變化

如圖2-24所示，1980～2012年韋州鎮的年平均蒸發量為2424mm，全年最大蒸發量為2893mm，最小蒸發量為2099mm,2000年以后的年平均蒸發量高于2000年以前的。以平均值2424mm為軸，可看出1997～2010年，全年蒸發量基本高于平均值， 1997年之前則基本低于平均值。

圖2-24 1981～2010年韋州鎮的年蒸發量

2.3.4 地面溫度

同心縣1981～2010年的月地面平均溫度在-5.9℃～28.4℃之間，呈單峰型，1月份的平均地溫最低，7月份的最高，1～7月平均地面溫度逐步遞增，7月后逐步遞減；12月至翌年2月份的平均地面溫度均在0℃以下，3～11月份的在0℃以上（圖2-25）。

圖2-25 1981～2010年同心縣平均地面溫度、極端最高和最低地面溫度的累年月變化

如圖2-26所示，同心縣1981～2010年間的月極端最高地面溫度和月極端最低地面溫度的變化趨勢與月平均地面溫度的基本一致。月極端最高地面溫度在24.3℃～72.5℃之間，月極端最低地面溫度在-32.6℃～6.1℃之間，除6～9月份的月極端最低氣溫在0℃以上外，全年其他月份的極端最低地面溫度均在0℃以下。同心縣1981～2010年間的月極端最高地面溫度出現在2008年7月2日（72.5℃），月極端最低地面溫度出現在1991年12月27日（-32.6℃（）表2-16）。

表2-16 1981～2010年同心縣累年月極端最高、最低地面溫度出現的日期

圖2-26 1981～2010年同心縣不同深度地溫的累年月變化

2.3.5 日照時數

如圖2-27所示，1955～2015年同心縣年平均日照時數為2981h，最大年日照時數達3297（h 1980年），最小年日照時數為2586h（1992年）。除20世紀50年代和21世紀10年代只有五年數據以及20世紀60年代缺失四年數據外，年代際間的日照時數自20世紀70年代至21世紀00年代，各年代內的年平均日照時數依次為3027h、2980h、2794h、3027h。

注：缺失1967～1970年的年日照時數數據

圖2-27 1955～2015年同心縣日照時數（h）的年變化

如圖2-28所示，1955～2015年同心縣月日照時數在213～290h之間，2月份的日照時數最短，6月份的日照時數最長，一年中2～6月日照時數逐漸增長，6月之后日照時數又逐步減少。日照百分率即實際日照時間與可能日照時間（全天無云時應有的日照時數）的百分比，它主要用于表征氣候條件（如云、雨、霧、塵、沙等）對日照時間的影響程度，日照百分率越小，即實際日照時間越短，表明氣候條件對實際日照時間的影響越大。1955～2015年同心縣的單月日照百分率在43%～90%之間，平均日照百分率為67.6%；各月的累年月平均日照百分率在61%～76%之間，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月份日照百分率呈緩慢遞減趨勢， 9～12月份呈快速遞增趨勢。一年中晚秋及冬季（10月～翌年2月）的日照百分率較高（基本在70%以上），春、夏季的日照百分率相對較低（61%～66%之間）。

圖2-28 1955～2015年同心縣日照時數（h）及日照百分率（%）的月變化

2.3.6 無霜期

韋州鎮1971～2015年的年平均無霜期201d，無霜期最大時長為288d，最短時長為149d，表明其無霜期的年波動幅度較大。1995年以后，無霜期的時長較之前的年份明顯增加。

圖2-29 1971～2015年韋州鎮無霜期的年變化

2.3.7 極端氣候

世界氣象組織規定，如果某個（些）氣候要素的時、日、月、年值達到25年以上一遇，或者與其相應的30年平均值的“差”超過了二倍均方差時，這個（些）氣候要素值就屬于“異常”氣候值。出現“異常”氣候值的氣候就稱為“極端氣候”。

2.3.7.1 極端氣溫

同心縣1955～2015年氣象數據分析結果顯示，多年極端最高氣溫39℃（2000年），多極端最低氣溫-28.3℃（2008年）。

1955～2015年間，同心縣月極端最高氣溫、月極端最低氣溫和月平均氣溫的變化趨勢一致，即7月份達到最大值，1月份將至最小值（圖2-30）。月極端最高氣溫最大值為39.0℃，出現在2000年7月，月極端最低氣溫最小值為-28.3℃，出現在2008年1月（表2-17）；除1、2月份的月極端最低氣溫均出現在2008年外，1955～2015年間同心縣3～12月份的月極端最低氣溫均來自1960年、1970年，其中3～8月的月極端最低氣溫均出現在1960年， 9～12月的月極端最低氣溫均出現在1970年。

韋州鎮1981～2010年間月極端最高氣溫最大值為37.4℃，出現在1997年7月，月極端最低氣溫最小值為-26.8℃，出現在2008年1月（表2-18、表2-19）。

圖2-30 1955-2015年同心縣極端最高最低氣溫（℃）的月變化

2.3.7.2 氣象災害

圖2-31 1971-2015年韋州鎮年大風日數

距離羅山國家級自然保護區較近的韋州鎮，其屬于干旱風沙區，其主要氣象災害以大風、沙塵暴為主，此外還有對林木有影響的霜凍、冰雹。

如圖2-31和表2-20所示，韋州鎮自1971年至1989年間全年大風天數呈快速遞減的趨勢， 1971年大風日數達46d,1993年之后又快速抬升至全年20～30d，之后繼續成遞減的趨勢。以累年月平均大風日數來看，全年各月均有大風， 8～10月的大風日數最少，月平均日數在1.3,4月和5月的大風天氣最多，月平均達3d左右。相應的沙塵暴次數，全年為兩個梯度，6～12月的月平均沙塵暴次數在2次以內，1～5月的平均發生次數均在2次以上。

每年9月開始發生霜凍，至11月月霜凍日數達到5.5d，之后逐月的發生天數遞減，至5月月平均霜凍日數僅為1d。韋州鎮的冰雹發生次數較少，自1971年至今，共有27次冰雹記錄， 4月至9月均有發生，主要集中在8月份。

表2-17 1955～2015年同心縣月極端最高最低氣溫（℃）及其出現的年份

表2-18 1981～2010年韋州鎮月極端最高、最低氣溫（℃）

表2-19 1981～2010年韋州鎮累年月極端最高氣溫和月極端最低氣溫出現的日期

注：缺失的年份和日期因氣象站數據里未提供。

表2-20 1971～2015年韋州鎮各類型極端d氣的發生次數