苏占胜 刘 垚 严晓瑜 吴保国
（1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，银川 750002；
2.宁夏气象灾害防御重点实验室，银川 750002；
3.宁夏气象台，银川 750002；
4.宁夏气象服务中心，银川 750002）
随着全球气候变化及人类活动强度的加剧，自然灾害对世界造成的潜在威胁越来越大，干旱灾害是最复杂、影响最大的自然灾害之一［1-3］。宁夏地处我国西北内陆腹地干旱半干旱区，干旱影响时间之长、范围之广、灾害损失之大位居其他气象灾害之首。近年来宁夏严重干旱事件频繁发生，给工农业生产、人民生活及生态造成严重影响[4]。2021年夏季（6—8月），宁夏气温持续偏高，大部地区平均气温和高温天气（最高气温≥35℃）日数创1961 年以来同期新高；
无降水日数多，降水量持续偏少，创1961年以来同期新低。高温少雨导致大部地区出现了严重干旱，造成夏秋粮减产，植被生长停滞，给人民生产生活和生态带来了较严重的影响。据统计，全区因干旱造成823 537 人受灾，各类作物受灾面积297 961.6 hm2，成灾面积212 616.4 hm2，绝收面积111 244.3 hm2，直接经济损失96 201.2万元。
1.1 资料
（1）宁夏24 个国家级气象站1961—2021 年的6—8 月逐日平均气温、最高气温，逐日降水量，均来自宁夏气象局气象信息数据库。气象站点分布如图1所示。
图1 宁夏24个国家级气象站位置示意图
（2）气温、降水量的气候平均值按WMO（世界气象组织）规定，为1981—2010年平均值，来自宁夏气候中心。
（3）干旱灾情资料来自中国气象局气象灾情直报系统数据库。
1.2 方法
气象干旱综合指数（MCI）按照《气象干旱等级》（GB/T 20481—2017）相应计算方法计算[5]，公式为：
式中：MCI为气象干旱综合指数；
MI30为近30 d相对湿润指数；
SPI90为近90 d标准化降水指数；
SPI150为近150 d标准化降水指数；
SPIW60为近60 d 标准化权重降水指数；
a为SPIW60项的权重系数（北方及西部地区取0.3，南方取0.5）；
b为MI30项的权重系数（北方及西部地区取0.5，南方取0.6）；
c为SPI90项的权重系数（北方及西部地区取0.3，南方取0.2）；
d为SPI150项的权重系数（北方及西部地区取0.2，南方取0.1）；
Ka为季节调节系数，根据不同季节各地主要农作物生长发育阶段对水分的敏感程度确定。
2.1 气候特征分析
2.1.1 气温
2021年夏季，宁夏气温异常偏高（图2），高温天气日数多、范围大。全区平均气温22.5℃，较常年同期平均值偏高1.6℃，创1961年以来新高。
图2 2021年6—8月宁夏平均气温历年变化图
6—8月，宁夏中部干旱带和引黄灌区大部地区平均气温较常年同期偏高1.6℃以上，高温天气（最高气温≥35℃）日数2～19 d，其中惠农、平罗、银川、石嘴山、贺兰、灵武、吴忠、中宁、同心等气象站高温天气日数在10 d以上（图3）。
图3 2021年6—8月宁夏平均气温距平及高温天气日数分布图
2.1.2 降水
2021年夏季宁夏降水量异常偏少（图4），全区平均降水量68.4 mm，较常年同期平均值偏少55.8%，为1961年以来同期最少。引黄灌区和中部干旱带大部地区降水量较常年同期偏少50%以上，无降水日数（日降水量＜0.1 mm）超过60 d（图5）。
图4 2021年6—8月宁夏平均降水量历年变化图
图5 2021年夏季宁夏降水量距平百分率及无降水日数分布图
2.2 气象干旱特征
图6、图7分别为2021年夏季宁夏全区及引黄灌区、中部干旱带和南部山区MCI 时间变化图和2021 年8 月15 日气象干旱等级空间分布图，可以看出：随着持续高温少雨，宁夏各地气象干旱综合指数逐步降低，从6月15日开始下降，到8月15日降至最低，全区及引黄灌区、中部干旱带和南部山区气象干旱综合指数分别为-1.6、-1.2、-2.2、-1.8，中部干旱带和南部山区气象干旱等级达到重旱以上，特别是盐池、麻黄山、韦州、海原、兴仁等地达特旱。8 月16—19 日全区出现大范围明显降水天气过程，气象干旱综合指数上升，旱情明显缓解。
图6 2021年6—8月MCI变化图
图7 2021年8月15日宁夏气象干旱等级分布示意图
2.3 干旱影响分析
2.3.1 对农业的影响
图8 为2021 年7 月9 日、7 月31 日和8 月10 日宁夏土壤墒情空间分布图，可以看出：随着高温少雨天气持续，土壤含水量迅速下降，中南部各地墒情快速恶化，中度以上土壤干旱（0～50 cm 相对湿度≤50%）的区域不断扩大，给农作物生长发育造成了严重影响。据调查，吴忠市利通区、盐池县、沙红寺堡区、同心县以及中卫市坡头区部分乡镇玉米、油葵、黄花菜、枸杞等作物受干旱影响，导致减产或绝产。南部山区部分地区玉米植株生长缓慢、植株矮小，马铃薯长势较差、结薯数量少，部分受旱严重的薯块出现次生生长，形成串薯，产量受到影响。引黄灌区受高温干旱影响，作物需水量增大，部分地区因灌水不及时等因素出现不同程度旱情，玉米灌浆时间缩短。高温干旱造成喜温耐旱型虫害，玉米等作物遭受虫害。另外，高温还导致部分葡萄果实遭受“日灼”危害，枸杞出现不同程度落花落果。
图8 2021年7月9日、7月31日和8月10日宁夏土壤墒情变化图
2.3.2 对生态的影响
图9为宁夏2021年5—8月植被指数（NDVI）与2020年同期相比偏差百分比变化图，可以看出：持续高温干旱造成植被生长停滞，6月开始植被指数明显下降，全区植被指数与2020 年同期相比偏差百分比（NDVI 差值百分比＜0）逐步增大。
图9 5—8月植被指数（NDVI）与2020年同期相比偏差百分比变化图
图10为宁夏2021年8月植被指数（NDVI）及其与2020年8月植被指数差值空间分布图，可以看出：受持续高温干旱影响，2021 年8 月宁夏全区大部地区植被指数明显偏低，中部干旱带大部地区植被指数低于0.3，特别是中部干旱带南部及南部山区北部地区植被指数比2020年同期低0.4。
图10 2021年8月植被指数及其与2020年8月差值图
2.3.3 对城市用水用电的影响
持续高温天气造成城市用水用电陡增。据调查，2021 年7 月，银川市日用水量多突破80 万m3，增幅明显。城市用电达到最大负荷，其中7月13日银川电网最大负荷达192.31万kW，比2020年同期增加17.0%，当日供电量超过4 000万kW·h。
3.1 结论
（1）2021 年夏季，宁夏气温异常偏高，高温天气日数多、范围大。全区平均气温较常年同期偏高1.6℃，创1961 年以来新高，全区平均高温天气日数7 d，为1961 年同期最多。
（2）2021年夏季，宁夏降水量异常持续偏少，无降水日数异常偏多。全区平均降水量较常年同期偏少55.8%，为1961 年以来同期最少，全区平均无降水日数71 d，为1961 年以来同期最多。
（3）降水持续异常偏少致使土壤含水量不能得到有效补充，加上气温持续偏高使农作物及植被生长需水量增加，由于高温导致的对水量的更大需求加剧了少雨造成的影响，从而使干旱的危害进一步加重，这是造成2021年夏季宁夏遭受严重干旱危害的重要原因。
3.2 干旱防御建议
干旱发生频率高、持续时间长，影响范围广、后延影响大，是影响农业生产、植被生态乃至生产生活等最严重的气象灾害之一，随着全球气候变暖气候变化导致的高温伴随持续少雨的“热干旱”事件增加，使干旱的危害进一步加重。建议采取更有力的措施，补短板，强基础，提升抗旱减灾综合能力。
（1）严格资源管理，科学合理用水。宁夏降水稀少，水资源短缺，人均水资源占有量仅为黄河流域的1/3，全国的1/12，呈现资源型、工程型、水质型缺水并存的局面[6]。因此应尽快制定出完善的水资源管理制度，严格控制用水，避免水资源浪费，做好水资源配置工作，坚持以水定地，以水调结构，聚焦特色优势产业，调整优化农业种植结构，提升用水效率，推进节水型社会的发展。
（2）加强抗旱基础设施建设。以骨干水源配置工程为中心，水源调蓄工程，实现水资源优化配置，全面提高水利工程抗御大旱、减轻灾害、抵御风险的能力。
（3）建立多部门联合抗旱机制。抗旱减灾属于系统性工程，复杂性特点较为突出。在应对高温干旱天气的过程中，需加强对抗旱信息化系统的建设，使用科学有效的方法不断完善气象水文干旱预报预警机制和大范围高温干旱监测体系，并实现信息实时共享，为科学全面的抗旱决策提供信息参考；
进一步强化抗旱指挥体系，不断完善应急预案，增强抗旱指挥调度的科学性。
（4）加强开展人工影响天气技术和能力建设。人工增雨具有投资少、见效快、效益大等优势，在缓解干旱灾害中发挥着重要作用。应进一步提升人工影响天气装备和技术水平，提高增雨作业能力和效率，充分挖掘利用天上水资源潜力，最大程度减轻干旱影响。
（5）构建干旱预测、监测、预警技术体系。干旱的产生及演进过程复杂，干旱预测、监测、预警对于减轻干旱危害非常重要。从大尺度的水文循环过程来考虑干旱的形成与发展，利用遥感和地面监测等多源数据，充分考虑气象（气温和降水等）、水文、土壤植被等自然因素，以及作物种植结构特性、灌溉等抗旱措施等人为因素，建立干旱动态预测、监测与评估分析模型，构建干旱预测、监测、预警技术体系，合理利用有限水资源进行灌溉或指导干旱灾害防御，对于减灾增效具有现实意义[7-9]。
志谢：本文在分析和撰写过程中，引用了宁夏气候中心和宁夏气象科研所的部分业务材料相关内容，在此表示诚挚感谢！
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