山西省农业气象灾害损失及防御措施

裴 真 康 雪 杨永龙 贺青亮 郭兆兰

(1山西省人工降雨防雹办公室 2吕梁市老干部局)

1 气象灾害对农业的影响

农业气象灾害一般是指农业生产过程中导致作物显著减产的不利天气或气候异常情况的总称。农业气象灾害属于自然灾害，多由温度、水、风等自然因子引起。由温度因子引起的灾害有热害、冻害、霜冻、热带作物寒害和低温冷害，由水分因子引起的灾害有旱灾、洪涝灾害、雪害和雹害，由风引起的灾害有风害，由气象因子综合作用引起的有干热风、冷雨和冻涝害等。影响我国农业生产的主要气象灾害有干旱、洪涝、低温冷冻害、冰雹、台风以及干热风等。据统计，我国每年因各种气象灾害造成的农田受灾面积达5 000万 hm2，直接经济损失占GDP总值的3%左右，占GDP增加值的10%以上。随着经济不断发展，气象灾害造成损失的绝对值越来越大。气象灾害造成农作物受灾面积和农业经济总损失呈波动上升趋势，说明环境脆弱性、不稳定性总体在加大，抵御气象灾害的能力在下降。

2 山西的主要农业气象灾害损失

2.1 旱灾损失

所谓干旱是指久晴不雨或少雨、空气干燥、土壤水分大量耗散，植物体内水分严重亏缺，导致植株生长发育不良，出现叶片萎蔫、卷缩、凋萎或枯死，继而造成种植业减产甚至绝收的一种灾害。干旱是山西各类气象灾害之首，旱灾的损失超过其他全部气象灾害总和的2倍以上。据不完全统计，1990年以来，全省每年平均因各种气象灾害造成的农田受灾面积占总耕地面积的73%;1990-1995年，由于气象灾害造成的经济损失占全省农林牧渔业总产值的14.6%，占全省GDP的3.7%。1996年因气象灾害造成的经济损失达181亿元，占全省 GDP的13.8%。

2.2 冰雹灾害损失

冰雹是从发展旺盛的积雨云中以冰球或冰块的形态降落到地面的一种固态形式降水。山西地处中纬度地区，极锋急流活动频繁，加之地形十分复杂，地势起伏较大，植被覆盖差，地面受热不均，极易形成局地强大的热力对流，促进冰雹的形成与发展。冰雹出现虽然范围较小、时间短促，但来势猛、强度大，并常伴有狂风暴雨，给农作物和人民的生命财产带来严重危害。山西是我国冰雹灾害较重省份之一，据统计，全省成灾冰雹占总降雹次数的58%。各地冰雹均有成灾可能，大同市、朔州市、晋中市东山以及河曲、五寨等县雹灾较重，尤其是灵丘、五寨、盂县、昔阳、和顺等县几乎年年遭受雹灾。降雹常伴有短时局地大雨或暴雨，以及瞬间8级以上大风，对工农业生产、交通运输、建筑设施以及人们生命财产安全等都具有很大的破坏性。我省成灾的冰雹主要发生在6－8月，处在生长期特别是抽穗、开花至灌浆、成熟期的作物，遭冰雹袭击后，不再恢复生长，严重时则颗粒无收，还可能危及人畜安全。据统计，每年全省遭受冰雹袭击县市达60个，受灾减产县市约有40个，平均每年成灾面积 10.7－11.3 万 hm2，为旱灾成灾面积的1/6。

2.3 洪涝灾害损失

洪涝灾害与降雨的雨量、雨率、历时等要素和地形、地貌、生态等条件均有密切关系，一般分为暴雨灾害和连阴雨灾害两种，平均每年造成的受灾面积占全省总耕地面积的1.8%，是全省的主要气象灾害之一。从洪水灾害发生的频率来看，山西历史上较大的洪水灾害随着时间的推移呈递增趋势。由于地形等因素的影响，局地强降雨引发山洪，造成农田和建筑物被冲毁、人畜伤亡和财产损失等在我省几乎年年都有不同程度的发生。据不完全统计，1949年以来，暴雨洪水灾害给全省造成的经济损失达数百亿元。山西大部分地区农作物为一年一熟，故对连阴雨天气十分敏感。秋季连阴雨机率虽然较小，但常会造成成熟作物未收获或已收回的秋禾大量发芽、霉烂，损失严重。

2.4 冻害损失

低温灾害是因寒潮或强冷空气入侵造成的低温冷害或冻害现象，在山西主要表现为霜冻。霜冻是指春末和秋初农作物生长期间，由于冷空气入侵影响，使土壤表面或植物表面的温度急剧下降到0℃以下，导致作物受害或死亡的一种低温灾害。全省平均每年霜冻受灾面积约占总耕地面积的3.7%，成灾面积约占总耕地面积的1.9%，仅次于旱灾和雹灾。

2.5 风灾损失

我国目前采用13级风速标准，瞬时风速≥17.0 m/s(或风力≥8级)为大风。在山西6级大风即可对农作物造成灾害，8级以上大风的破坏性更大。造成山西风灾的主要是冬季的寒潮大风、夏季的雷雨大风、秋季因寒潮或强冷空气入侵而出现的大风或磨谷风，是经常发生的一种灾害性天气，损失较严重。

2.6 高温、干热风灾害损失

高温灾害是由于夏季副热带高压控制的范围内是比较均匀的暖气团，天气晴朗少云，造成空气温度高而伤害动植物的灾害现象。高温酷暑会造成人畜发病，死亡率增高，粮食歉收，棉花、蔬菜等经济作物减产等。干热风又称“干旱风”，是农业气象灾害之一，经常出现在小麦扬花、灌浆至乳熟期，导致其秕粒减产的一种干而热的风。全省干热风主要出现在南部地区，重干热风年占45%，轻干热风年占35%，基本无干热风年占20%，并且有每隔2－3年又连续出现2－3个重干热风年的规律，局部经济损失严重。

3 山西主要农业气象灾害防御措施

人工影响天气是缓解旱灾和防御雹灾最为有效的途径，是保障粮食安全、饮水安全、生态安全的一项基础性公益事业，是提高气象防灾减灾能力、应对气候变化能力、开发利用气候资源能力的一项基础性工作。山西除省人工降雨防雹办公室常年开展飞机增雨作业外，另有90%的县开展了地面人工影响天气作业，平均每年开展人工增雨、防雹作业近500余次，发射增雨防雹弹5 000余枚，新型增雨火箭弹500余枚，有效受益、保护面积达到200万 hm2，在减轻和缓解干旱和冰雹灾害方面发挥了显著作用。

3.1 人工增雨是缓解干旱的有效途径

3.1.1 人工增雨原理

有些降水性云，自然降水效率不高，通过人工干预提高降水效率的过程，就是常说的人工增雨。高空中的云分为冷云(云内温度在0℃以下)和暖云(云内温度在0℃以上)，对冷云的人工增雨催化，是播撒人工冰核或制冷剂，迅速弥补云中的冰晶数浓度，加速冰水转化，同时释放的潜热导致云内空气增温和局部上升运动加强，促使云和降水的发展和持续;对暖云的人工增雨催化作业，通常是向云中播撒吸湿性巨盐核或吸湿性盐的饱和溶液滴以及直接喷洒大水滴，以促进形成降水胚滴或直接引入降水胚滴，加强云滴碰撞和雨滴滋生，促使形成较大水滴产生降水。

3.1.2 扩展开发利用空中水资源工程

水资源一般指易于为人类利用的淡水资源，包括地下水、地表水和土壤水，其补给来源均为大气降水。大气降水来源于空中水汽循环。山西省空中水资源相对丰富，年平均空中水汽总量达6 500×108t，其中液态水约占20%(1 300×108t)，但平均年降水只有740×108t左右，水汽流失严重。因此，有效开展人工影响天气，合理开发利用空中水资源，是山西省防灾减灾、缓解水资源短缺、改善生态环境的重要途径之一。

“山西省扩展开发利用空中水资源工程”的建设内容，是围绕建设以现代化的空中水资源动态监测和信息网络通信系统为基础，以人工增雨防雹指挥控制系统为核心，以飞机人工增雨和地面高炮、火箭增雨防雹作业系统和作业基地建设为重点，充分利用和依托我省现有的气象业务设施、技术能力，建设现代化的全省人工增雨防雹作业体系，不断提高人工增雨防雹作业的科技含量、技术能力和效益水平，更好地开发利用我省的空中水资源。

3.1.3 山西人工增雨情况

近年来，山西的人工影响天气工作取得新成效，引进了具有国际先进水平的DMT机载云物理探测系统投入人影科研和业务应用，太原、运城、大同3个飞机人影作业基地建设成效显著，全年实施飞机人工增雨、增雪作业，有效缓解重大旱情，为降低森林火险、夺取粮食丰产、生态环境建设做出了突出贡献。作业的目的从最初的应急抗旱扩展到防灾减灾、水库蓄水、森林灭火、生态环境保护等;作业的时间从季节性作业扩展到全年不间断作业;作业的范围从旱区作业扩展到包括河流和水库源头在内的全境作业。从我省恢复飞机人工增雨作业以来，共飞行作业1 371架次，作业面积覆盖全省，增雨总量近212亿m3。多次在农事关键期、严重干旱时期和森林火灾发生的紧急关头，成功实施了人工增雨作业，大大减轻了灾害程度，经济效益、社会效益均十分明显。

3.2 冰雹灾害防御

3.2.1 人工防雹的原理和方法

冰雹是在垂直气流发展十分旺盛的雷雨云中产生的，强度大，范围小，造成局部地区的经济损失严重。目前，人工防雹多采用“三七”高炮或火箭向云内发射携带碘化银催化剂的炮弹和火箭弹，人工增加云中凝结核形成冰雹的胚胎，争食云中水源，使雹胚个个“吃不饱”，长不大，在提前降落过程中由于下降增温而逐渐融化成水。

3.2.2 近年来人工防雹作业情况

近年来，全省各地大范围的开展了人工防雹作业。运城、长治、太原、晋中、阳泉、吕梁等市，根据当地作物生产的需求，积极开展人工防雹作业，有效地保护了当地烟叶、苹果、红枣、蔬菜等经济作物和设施农业的增产、丰收。

3.3 其他防灾减灾服务

目前，较为有效的气象灾害防御除了人工增雨和防雹之外，对于霜冻灾害的防御多采用地面焚烧秸秆熏烟、喷洒药物和设置隔离屏障实施保护等办法，阻止强冷空气迅速接近地面使农作物受害。对于干热风的防御，我省晋南干热风多发地区研制并采用在叶面喷醋，防止小麦过快蒸发干枯，实践证明是有效方法之一。

4 结语

自然灾害给人类社会造成的损害是极其严重的。据经济价值估算，气象灾害造成的损失约占整个自然灾害的70%左右。当前，人类防御自然灾害的能力虽然有限，但并非对所有灾害都无能为力。从气象科技角度看，通过飞机、火箭等工具对过冷水云层播撒催化剂可以增加降水，缓解旱情;通过高炮、火箭等发射工具向强对流云团播撒大量催化剂，加之爆炸作用，可以抑制冰雹云的生长发展，从而达到防止冰雹灾害、化雹为雨的目的;通过其他经济有效方法，可以防御或减轻霜冻和干热风的危害程度;通过严密的监测并及早提供预报与预警意见，可以使人们提前进行多方位的准备和防御，最大限度地减少灾害造成的损失。

气象灾害的影响范围广，时间跨度大，造成的损失严重，采取一些行之有效的方法防御灾害的发生或减轻灾害的程度，意义重大，经济效益显著。一次成功的人工增雨作业，可使久旱无雨、心急如焚的人民群众受益解困;一次成功的人工防雹作业，可使面临绝收的农作物或经济林化险为夷，丰收在望。气象防灾减灾服务“三农”的经济效益是毋庸置疑的，随着经济社会的发展，产值将会越来越高，灾害造成的损失价值也会越来越大，防灾减灾的意义也就显得更加重要。

［1］温克刚.中国气象灾害大典(山西卷)［M］.北京:气象出版社，2005.

［2］李大山.人工影响天气现状与展望［M］.北京:气象出版社，2008.

［3］中国气象局科技发展司.人工影响天气岗位培训教材［M］.北京:气象出版社，2003.

［4］王广河，胡志晋，陈万奎，等.人工增雨农业减灾技术研究［J］.应用气象学报，2001，12(增刊):1-8.