朝阳地区2013年春季极端天气气候特征及对农业的影响分析

王晓霞，冯书霞，张富荣，张玉书

（1.朝阳市气象局，辽宁朝阳122000；2.中国气象局沈阳大气环境研究所，辽宁沈阳110016）

自20世纪70年代提出全球气候变化及其对人类社会可能产生的严重影响时起，国际科学界和各国政府就开始讨论全球变化的区域响应。

极端天气气候事件是指在一定时期内，某一区域或地点发生的出现频率较低的或有相当强度的对人类社会有重要影响的天气气候事件。在全球气候变暖背景下，极端天气事件的发生更加频繁[1-2]。翟盘茂等[3]对我国北方近50 a的极端气温事件变化进行分析，结果表明，我国极端温度的变化趋势不仅存在较大的季节性差异，而且还存在较大的地域性差异。在我国北方农牧交错带中段（冀、蒙、辽交界地带），气候风险呈现增加趋势，气候变化都表现得更加敏感。突发性极端气候事件出现的随机性增大，产生的风险也会增加[4]。农业对气候条件依赖性较为强烈，是受气候变化影响最大的行业之一。随着气候变暖不断加剧，极端气候事件不断增多，给粮食生产、水资源等带来严重影响。有研究表明，高温、干旱、低温冷害、病虫害等已成为粮食作物生育期缩短、产量下降的重要影响因素[5-7]。朝阳位于辽宁省西部气候脆弱带，属半湿润半干旱地区，年降水量偏少且时空分布不均匀，降水是制约其农业生产的主要因素[8-9]。

为了更好地应对气候变化特别是应对极端气候对朝阳地区农业生产的影响，为农业防灾减灾体系建设和完善提供气象依据，本研究运用气候统计和95（5）百分位等方法，较全面地分析了2013年朝阳地区春季天气气候变化特征。

1 资料和方法

本研究采用95（5）百分位法[10]确定极端天气气候事件的标准阈值，即对某一事件的气候标准年内的历年最大值序列从小到大进行排位，定义序列超过第95百分位值为极端多（高）事件，小于第5百分位值为极端少（低）事件。气候标准年取1981—2010年的30 a。

Bonsal等[10]指出，如果某个气象要素有n个值，将这 n 个值按升序排列 x1，x2，…，xm，xn，某个值小于或等于 xm的概率为 P＝（m－0.31）/（n＋0.38），其中，m为xm的序号，如果有30个值，那么第95个百分位上的值即为排序后的x29（P＝94.4%）和x30（P＝97.9%）的线性插值。

将温度序列的第95（5）个百分位上的值作为极端高（低）或是极端温度事件的上（下）阈值。把降水序列的第95（5）个百分位上的值作为极端降水值或极端降水事件的阈值。

选用朝阳地区7个台站春季4—5月逐月的降水、气温历史资料。所用气象历史资料年代分别为：朝阳、叶柏寿1953—2013年，喀左、建平 1959—2013年，凌源1958—2013年，北票1957—2013年，羊山1965—2013年。

2 朝阳地区4月份气温变化分析

统计分析朝阳地区7个气象观测站4月份平均气温历史资料可知，2013年4月朝阳地区平均气温异常偏低，全市平均气温为6.4℃，比历年同期（11.2℃）偏低4.8℃。朝阳站2013年4月平均气温为7.1℃，为气象记录以来的最低值，比常年偏低5.1℃，排在历史第1位，1980年为7.5℃，排在历史第2位（图1）。4月下旬气温回升迅速。气温稳定通过10℃日期为4月22日，比历年偏晚6 d。

表1 4月气温极端高（低）气候事件的标准阈值 ℃

根据95（5）百分位方法[10]，计算求得4月份朝阳地区7个站气温极端高（低）气候事件的标准阈值列于表1。由表2可知，朝阳地区7个气象观测站4月平均气温均比历年偏低，其中，6个气象观测站均创历史同期最低记录，7个气象观测站4月平均气温均小于气温极端低阈值，发生了气温极端偏低事件。

表2 4月气温对比值 ℃

3 朝阳地区5月份降水变化分析

统计分析朝阳地区7个气象观测站5月份降水历史资料可知，2013年5月份全市降水量为2.8～8.1mm，平均降水量为5.2mm，比历年同期（45.8mm）偏少40.6mm。7个站均比历年同期减少，其中，叶柏寿、建平和凌源降水减少达90%以上，降水量均创历史同期极小值，其余地区减少80%～90%。

由图2可知，叶柏寿站2013年5月降水量仅为2.8mm，为气象记录以来的最少值，比常年值减少40.3mm，排在历史第1位，1973年为6.0mm，排在历史第2位。根据95（5）百分位法[10]计算求得5月份朝阳地区7个站极端降水气候事件的标准阈值列于表3。

表3 5月极端降水气候事件的标准阈值 mm

2013年5月份叶柏寿、建平和凌源降水量分别为2.8，4.8，3.4mm，均小于降水极端少阈值，发生了降水极端偏少事件。

4 极端气候事件对农业的影响

春季4—5月是朝阳地区春播生产的关键时期，此时气候状况直接关系全年农业年景。2013年朝阳地区春季阶段性低温明显，由于气温持续偏低，土壤化冻缓慢，物候期延迟，玉米等作物播种时间比常年最佳播期晚5～7 d，小麦失去了播种时机而没有播种。由于4月气温持续偏低，使得桃花、旱柳等植物物候期推迟10～15 d。

5月份开始，朝阳地区降雨异常偏少，温度偏高。农田土壤水分得不到补充，加之温度高蒸发加快，墒情逐渐下降，5月下旬旱象凸显，大部分地区发生轻到中度干旱，建平县、北票市部分地区旱情较重。由于底墒好和玉米苗期抗旱能力较强，大部分地区玉米生长没有受到很大影响，苗情较好；旱情较重的山坡地和土质贫瘠地块玉米出现萎蔫、黄叶现象。

由于长时间少雨，气温偏高，大风天气较多，空气干燥，可燃物含水量下降，燃点降低，致使森林、城市火险气象等级居高不下，防火形势严峻。

5 结论与讨论

本研究结果表明，2013年春季4—5月朝阳地区气候出现异常变化，发生了温度极端冷气候事件和降水极端偏少事件。此次极端气候事件的发生，对朝阳地区的种植业、畜牧业等产生较大的负面影响，极端低温、干旱等气象灾害给农业生产造成了较重的经济损失。

未来的气候变化是政策制定者和公众非常关心的问题，对于制定长远的经济发展规划和安排人民生活都是必不可少的。从地理分布看，我国气候变暖最明显的地区在西北、华北和东北地区[11]。研究结果表明[12]，西北地区春玉米各生育期突变点均与西北地区气温偏低期和偏高期相一致，其突变是对气候变化的响应。朝阳位于辽宁省西部，是受气象灾害影响较严重的地区，对于各级政府和相关部门，制定和规划适应气候变化特别是应对极端气候事件、降低灾害风险政策和对策是一项现实性和紧迫性很强的工作。适应气候变化特别是应对极端气候事件，是实现经济社会可持续发展的战略问题，是保障人民生命财产安全的民生问题，也是促进科学发展、和谐发展的现实问题。

农业是气候变化最敏感脆弱的领域之一，直接受制于气候变化与气象要素，气候变化对农业生产影响机理和应对机制的研究已成为众多学者和政府部门关注的热点问题[13-15]。气候变化正在威胁着粮食安全，对种植业、畜牧业和水产业的生产环境、布局和结构产生一定影响[16]。如何适应气候环境变化，是农业可持续发展研究的重要课题。全面加强适应气候变化特别是应对极端气候事件能力建设，提高防灾减灾能力刻不容缓。努力把气象灾害损失降低到最小程度，将灾害风险控制到最低限度，保证经济社会可持续发展。

在全球气候变暖的大环境下，突发性极端冷事件出现的随机性增大，产生的风险也会增加，加强极端冷事件的防范，加快农业防灾减灾体系建设，应种植耐暖、耐干、耐低温的作物品种，加快建设避灾农业、设施农业发展体系。

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