百花山简易田间小气候气象站的分析

百花山简易田间小气候气象站的分析

一、引言

百花山位于北京的西南部， 39'15'N ， 115020'E，呈北东北至南西南走向，分水岭东部属房山县，西部属门头沟区，南北长约7 公里，东西宽约15公里。它是南至担马河，北至南口附近，统称为北京西山的一部分，除灵山海拔2300米外，百花山是西山第二最高峰(2030米)。西山属太行山脉。

1982年春，北京市科委将百花山列为自然保护区，为了开发利用百花山的自然资源和有关生态系统研究提供背景资料，在1982 年6 月下旬至7 月中旬，我们对百花山西坡二万五千亩林区的气候、土壤和植被的本底进行了实地调查，并在百花山顶至山麓的不同坡向地上进行了定点定时的小气候梯度观测，收集了邻近地区气象站的多年观测资料，对百花山地区通过托普仪器的简易田间小气候气象站NL-5H型的气候资料和山坡小气候特征进行了初步分析，下面分两部分介绍。

二、百花山地区的气侯资源

(一)热量资源

1 .气温由于百花山没有气象站，我们利用邻近的房山、霞云岭及斋堂等气象站的资f 料用理论公式(1)进行了推算。对于小区域来说，若不考虑纬度、地形对气温的影响，推算公式可写为

简易田间小气候气象站NL-5H型

式中t A、hA-ftMU表示所要推算测，但A 的气温、海拔高度和气温直醉to、ho分别表示气象站的气温和海拔高度。

托普仪器ft值是按各站历年的月平均气温与站的海拔高度按月份分别点绘相关图，在相关图上确定回归直线，直线的斜率即为温度阜减率.百花山地区年平均气温直减率为0.7t/100 米.1982 年6 月29 日至7 月1 日〈晴天〉百花山西坡的日平均气温直减率为0.55t/100 米.经估算，本区不同海拔高度上的热量分布如表l 。在山的下部，尽管坡地方位不同，其年平均气温在8.9一11.3 t 之

间;中部(1100米)在6-8.5t 之间:山顶约3 oC 。如海拔48米的房山，年平均气温为11.6t ，至IJ408* 的霞云岭为10.5"C; 但在414米的斋堂，因它位于清水河中游宽谷的北岸，南北都有山岭屏障，北来寒潮受阻，夏季山谷热量不易发散，全年热量资源丰富，年平均气温为12.1 0C ，与北京平原相仿; 到1100米的黄安挖，则为7.1 "C。

本区各月平均气温(以黄安挖为例)变化如表20 最热月为7 月，最冷月为1 月.年极端最高气温、年极端最低气温和年较差从山上至山下分别变化于24.6一35t 、一24.7一一18.4 t 及30.5-36 .4 oc 。

2 ，积温和无霜期本区日平均气温稳定通过各级界限温度的日期是用变换界限法(2)求出的，各级界限温度的积1且是以年平均温度曲线，用图解法求得的。据估算，本区每升高100米，二三10 0C 积温约减少90t 。是北京地区积温最少的区域.无霜期日数是随海拔增高而减少，山麓至山顶约相差

3 个半月，如房山的无霜期为190天，到百花山顶只有90天。

3 ，地温地温是根据推算的月平均气温与邻近的地温用相关法确定的，黄安培10厘米处的年平均地温为9 ， 7t ， 1 月为6.6t ， 7 月为2

4 ，ot 0

(二)光能资源

本区年日照时数在2500-2700 小时之间，春季比夏季多，现将斋堂的目照时数列于表30

据北京日射站资料E旬，平原地区全年总辐射量为135.1 干卡/厘米2.年，随着向西进入山区，辐射量逐渐减少。据估算，房山为130千卡/厘米2.，年，霞云岭为112 千卡/厘米

2，百花山为120 千卡/厘米Z 年。这种差异主要是山区地形遮蔽和多云雾所造成。

上述目射资料是利用北京日射站的太阳辐射资料和日照百分率5 ，求得回归方程算出的，即

式中C为每月不同的修正系数， Q 。为北京地区大气上界的月天艾辐射值。就全年讲，计算值比实测值偏低1 侈，而6-11 月偏离3 铃， 12-5 月偏低4.5% 左右。

(三)水分资源

本区面积不大，但由于海拔高度和坡位的影响，在山前迦风坡的降水量比背风坡多。如房山的降水量为673.0 毫米，霞云岭为698.2毫米，门头沟为720.1 毫米，史家营为733.5 毫米，估计到百花山顶可达800 多毫米;而背风坡脚的黄塔(750 米)年降水量只有554.8 毫米，斋堂为533.4毫米，成了少雨区。北京地区降水量的年际变化很大， 1959年出现1406 毫米的最大值， 1869年出现242 毫米的最小值，前者为后者的5.8 倍。

百花山地区降水量的季节分配也很不均匀，以黄塔为例(表4) ，冬季(12-1 月)最少，占年降水量的1.6 铃，春季(3-5 月)占9.8% ，夏季(6-8 月〉占76.3 侈，秋季( 9-11 月)占12.1 铃。北京地区冬春少雨，往往十年九旱，给造林带来不利影响。

据北京历史资料， 7--::8 月是暴雨(日降水量二三50毫米)活动盛期，平均每年8 次，以山区

迦风坡为甚。1982年7 月25日起，百花山林场(1200 米)降水量达136毫米。本区属暴雨区。

(四)其它天气现象

1 .雷南山区多热雷雨，斋堂年平均雷雨日数为27天，最多达48 天，始于4 月9 FL终于9 月20 日，雷雨期达167 天。

2 .冰雹本区是北京地r< 冰雹友源地之一。冰雹在这里形成后，经黄塔过史家营到官道，有时延伸到城区。1969 年8 月29 日北京地区罕见的大冰雹就是从这里起源的。年平均雹日为28.7天，最多46天(1971 年) ，最少12天(1968 年) ，始于4 月中旬，终于10 月中旬，且背风坡灾重。

3 .秋冬季节山的下部多辐射雾，夏季山的中部多上坡雾。据海拔1000米妙峰山资料，年平均雾日为16天，比京郊多一倍。

4. 雪本区雪期长短不一，海拔414米的斋堂为170天，山顶达8 个月之久。阴坡的积雪期较长。在海拔1600米处，始于10月19 日，终于5 月16 日。1982年5 月19 日在海拔1900米局部阴坡山沟里还有部分冰雪。

5. 风从树木生长形态看出，本区风速随海拔高度增加而增大。在海拔1300米森林线以上，因风速大，桦木普遍矮化，呈j瞿丛状簇生，沟洼地上的风速较小，林木呈舌状分布。本区冬季多偏西风，夏季多偏南风，冬季的风速比夏季大。如斋堂I 月平均风速为3.5 米/秒，7 月为1.5 米/秒，最大风速为14 米/秒。

综上所述，本区气候资源有以下几个特点:

( 1 )热量和光能资源均属北京地区的低值区。气温、积温和无霜期均随海拔增高而递减。春温高于秋温，四季分明。

(2) 风速、降水量均随海拔增高而递增。迎风坡降水量比背风坡多100-200毫米。本区多暴雨。

由于海拔高、气温低、阴雨多、辐射弱，加上森林涵养水源作用，本区的湿度状况比北京平原优越。从植被分布来看，在1300米以上，耐寒喜湿的树种较多。本区属中温带半湿润季风气候区，总的气候特点是=冬季长而凛冽，夏季短而湿暖多雨，春季风大干燥，秋季凉爽多雾。

三、百花山的坡地小气候特征

(-)太阳辐射从理论公式推算可知，北京地区以坡度小于或等于纬度的南坡上辐射日总量最大，