晋江市近50年气候及农业灾害性天气变化特征分析

杨舒琳，陈雅莲，林雄军

(1.福建省晋江市气象局 362200； 2.福建省泉州市气象局)

晋江市近50年气候及农业灾害性天气变化特征分析

杨舒琳1，陈雅莲1，林雄军2

(1.福建省晋江市气象局 362200； 2.福建省泉州市气象局)

用福建省晋江市1961-2010年的气象资料，分析其气候变化及农业灾害性天气的特征和规律，并使用2011-2016年资料数据进行对比分析，结果表明：近半个多世纪以来，晋江市的气温和降水量呈上升趋势, 日照时数呈下降趋势，气温变化存在明显的突变现象，气候变暖的最大贡献为冬季；21世纪以来降水量偏多的时段主要出现在夏季、秋季；1991年以来，春季低温阴雨、秋季寒露风天气发生概率明显减小，强度减弱，而暴雨和大暴雨天气发生次数、强度明显增加，降水相对集中，严重旱灾发生概率呈明显增加趋势。

晋江市；气候变化；农业生产； 灾害性天气；变化特征

晋江市位于福建省东南沿海，属于亚热带海洋性季风气候区，自然条件比较优越，作物生长季节光温充足、雨量充沛等主要特征为晋江市农业生产提供了有利的气候条件。然而，由于我国是全球气候变暖特征最显著的国家之一[1-3]，气候变化对生态环境、人类社会环境及各种经济活动都会产生一系列的影响，甚至造成严重的后果，因此气候变化问题已成为社会关注的热点问题[4-5]。本文分析了晋江市近半个多世纪以来气温、降水和日照的变化特征和规律，并对农业灾害性天气的变化特征进行分析，为趋利避害发展农业生产提供依据。

1 气候变化特点

选用1961-2010年晋江市地面观测站的气象资料作为气象要素的多年平均值。四季划分：春季3-6月，夏季7-9月，秋季10、11月，冬季12月至次年2月[6]。

1.1 气温变化特点

1.1.1 年平均气温 对50年(1961-2010)间晋江市逐年平均气温进行5年滑动平均，由图1可以看出，近50年来晋江市的年平均气温呈波动性变化，且振幅较大，但从20世纪90年代初期起，气温显著上升，且一直持续到21世纪初。对1961-2010年逐年的年平均气温进行拟合，可得到拟合方程：y=0.0238x+20.022，r=0.416，相关检验结果a<0.01，达到极显著相关(图2)。从拟合出的趋势线(图1)可看出，晋江市的平均气温呈明显的上升趋势，这与全球气温变暖趋势一致[7]。

图1 1961-2010年晋江市年平均气温逐年变化趋势图

图2 1961-2010年晋江市年平均气温M-K突变检验

在年平均气温 Mann-Kendall(M-K)突变检验图(图 2)中，将统计量曲线 UF、UB两条直线均绘在同一张图上，若 UF的值大于 0，则表明序列呈上升趋势，小于 0则表明呈下降趋势。当它们超过临界直线时，表明上升或下降趋势显著，超过临界线的范围确定为出现突变的时间区域。如果 UF和 UB两条曲线出现交点，且交点在临界线之间，那么交点对应的时刻便是突变开始的时间。UB和UF两条曲线在 0.01显著水平线内有1个交点，说明年平均气温变化存在明显的突变现象，UF曲线在20世纪90年代之前呈波动变化，20世纪90年代之后不断上升，在2001年超过显著性水平0.01信度线，说明自20世纪90年代起气温不断上升，且在 2001 年以后上升趋势表现明显。由 UF和 UB 曲线的交点位置可以看出，年平均气温在 1996 年发生变暖突变。这一趋势与前人研究得出的结论：全国年平均气温在 1993 年后有明显变暖[8]一致。

1.1.2 平均气温的季节性变化特点 将1961-2010年逐年及季节的平均气温按10年一个阶段进行平均，与50年平均值进行比较，得出距平值(表1)。由表1可见， 1991-2010年的气温逐渐上升，尤其是2001-2010年变暖趋势更加显著，达到0.75℃ 。2001-2010年的增温率，春季0.84℃、夏季0.58℃、秋季0.69℃、冬季0.96℃，表现为：冬季>春季>秋季>夏季。由此可见，对于气候变暖的贡献率最大的是冬季，其次是春季、秋季，最小的是夏季。由表1还可知，在发生变暖突变的20世纪90年代之前，1971-1990年各季平均气温较低，是相对的冷年；而1991-2010年各季平均气温持续上升，明显超出距平值，呈现变暖的趋势。

表1 晋江市不同时段年与季气温距平变化情况 (单位：℃)

注：距平值是指相对于1961-2010年平均值的差值(下同)。

1.2 降水变化特点

1.2.1 年降水量 对50年(1961-2010)间晋江市逐年降水量进行5年滑动平均(图3)，结果表明，这50年晋江市的降水量变化呈现出明显的波动性特征，旱年和涝年时有发生，且间隔出现，最大年降水量是最小年降水量的2.6倍，相差1273.4 mm。20世纪60年代初、70年代中前期、80年代中期，以及21世纪初是降水高峰期，20世纪60年代中期到70年代初、70年代末到80年代初、90年代中后期均处在较低水平。从图3可看出，1961-2010年的50年中降水总量略呈增加的趋势。

1.2.2 降水量的季节性变化特点 将1961-2010年逐年及季节的降水量按10年一个阶段进行平均，与这50年平均值进行比较，得出距平值 (表2)。从表2看出，1961-1980年的年降水量偏少12%左右，且出现四季的降水量均偏少的情况； 1981-2010年的年降水量略偏多，2001-2010年偏多最明显(10.1%)，其中：春季和冬季降水量比多年平均分别偏少2.8%和6.7%，夏季和秋季比多年平均分别偏多17.1%和32.6%。

图3 1961-2010年晋江年降水量变化趋势

(单位：mm)

1.3 日照时数变化特点

1.3.1 年日照时数 统计1961-2010年逐年的日照时数，如图4所示，日照长期下降趋势较明显，从逐年气候变化上看，日照时数每年减少5.2 h，从距平变化看(图5), 日照时数总体呈现波动变化，负距平主要集中在20世纪80年代、90年代后期和21世纪初的10年，正距平主要出现在20世纪60、70年代和90年代中前期。

图4 1961-2010年晋江年日照时数变化趋势

图5 1961-2010年晋江年日照距平百分率变化趋势

1.3.2 日照时数的季节性变化特点 将1961-2010年逐年及季节的日照时数按10年一个阶段进行平均，与50年平均值进行比较，得出距平值(表3)。由表3可见，不同时段各季节的日照时数变化各不相同，但年变化基本和季节变化相一致，比如：1961-1980年两个时段中四季的日照时数均偏多，年日照时数分别偏多8% 及5%；而1981-1990年春季、秋季和冬季偏少，夏季偏多，年日照时数偏少4.6%。2001-2010日照时数明显减少，夏季、秋季和冬季相对50年平均值均为偏少，其中夏季偏少最多，为4.6%，全年偏少1.6% 。

表3 晋江市不同时段年与季日照距平变化情况 (单位：h)

1.4 近6年气象要素变化特点

分析2011-2016年的气温、降水、日照的年际变化特点(表4)，可以看出近6年的平均气温呈逐年上升趋势，各季平均气温也持续上升，且气温距平值为0.87(相对于前50年平均值)，上升趋势比1991-2010年更为显著；降水量变化同样呈现明显的波动性特征，其中旱年和涝年间隔出现，最大年降水量比最小年降水量多1038.3 mm，近6年平均降水总量较前50年平均值多4.6%,总体呈现增加的趋势；日照时数从距平变化看呈波动变化，除2013年及2014年的年日照时数相对前50年平均值为正距平外，其余年份均为负距平，近6年的年平均日照时数与前50年年平均值基本持平，仅偏少0.08%，但从气候变化上看，总体呈下降趋势。

表4 晋江市2011-2016年各气象要素变化情况

2 农业灾害性天气变化特征

2.1 气温

2.1.1 夏季高温 夏季高温天气对植物(生物)生长发育和产量形成的危害较大。按10年一个阶段统计逐年日最高气温≥35.0℃的高温天数并进行平均(表5)。由表5看出，1961-1970年年平均高温天数接近常年，20世纪70年代高温天数显著减少；之后逐渐增加，2001-2010年高温天数达62 d，占50年总高温天数的33%，年平均高温天数偏多2.4 d。可见, 2001-2010年夏季高温天气出现的次数明显增加。

表5 晋江市各时段高温天数变化情况 (单位： d)

2.1.2 低温阴雨 低温阴雨天气是晋江市冬、春季主要的农业气象灾害，按春播期内日平均气温≤12℃ 、连续≥3 d的低温阴雨标准[6]，统计1961-2010年2月下旬至4月上旬低温阴雨天气出现情况。根据低温阴雨天气强度划分标准：日平均气温≤12℃ ，持续时间3、4 d为轻度，持续时间5、6 d为中度，持续时间≥7 d为重度；或日平均气温≤10℃，持续时间3、4 d为中度，持续时间≥5 d为重度；或日平均气温≤8℃ ，持续时间≥3 d为重度[6]。对1961-2010年的各次低温阴雨过程进行强度划分，选出危害较大的重度天气过程，按10年一个阶段进行平均(表6)。

表6 晋江市各时段低温阴雨出现次数变化情况 (单位： 次)

从表6可见，低温阴雨出现频率在20世纪60-80年代为稳定增长；1991-2010年明显偏少，这10年的春播期间均未出现危害较大的重度低温阴雨天气过程。

2.1.3 寒露风 寒露风天气会影响到晚稻的抽穗扬花，造成部分不结实，按日平均气温≤23℃(23型)和20℃(20型)，连续≥3 d的寒露风标准[6]，统计1961-2010年9月上旬至10月下旬寒露风天气出现情况。根据寒露风出现时间划分强度标准:“23型” 秋寒按10月1日前出现为重度，10月1-5日出现为中度，10月6-10日出现为轻度；“20型”秋寒按10月22日前出现为重度，10月23-26日出现为中度，10月27-30日出现为轻度[6]。对1961-2010年的各次寒露风过程进行强度划分，选出危害较大的中度以上的过程，按10年一个阶段进行平均(表7)。由表7数据换算为不同时段的年平均次数可以看出，寒露风天气的年平均出现次数持续减少，1961-1970年年平均1.3次，2001-2010年仅为0.2次，比50年平均少0.7次。寒露风天气的强度也有所减弱，2001-2010年无重度寒露风出现。

表7 晋江市各时段寒露风出现次数变化情况 (单位：次)

2.2 降水

2.2.1 暴雨 暴雨天气易引起洪涝灾害，对农作物生长造成威胁，对晋江市逐年出现的日雨量≥50 mm和≥100 mm的暴雨和大暴雨天气过程进行统计，按10年一个阶段进行平均，得到表8。由表8可见， 1991-2010年暴雨日数偏多并呈不断增多趋势，其中2001-2010年年均暴雨日数偏多24%，年均达6.7 d，同时大暴雨日数偏多55%，年均次数达1.7 d。而2001-2010年的最大日雨量达到338.8 mm，为50年来各时段中最多，表明暴雨和大暴雨天气发生次数较前期有明显增加，降水强度加强。

表8 晋江市各时段暴雨日天数及最大日雨量

2.2.2 干旱 干旱是晋江市主要的气象灾害之一，素有“十年九旱”之说[9]。统计分析1961-2010年各时段各季节大旱及以上的干旱情况(表9)可以看出:春旱和夏旱出现频率逐渐减少，20世纪80年代以来春季大旱和特旱均各出现1次；90年代以来夏旱情况明显减少，无特旱出现；而夏秋连

表9 晋江市各时段各季大旱及特旱情况 (单位：次)

旱和秋冬连旱出现频率呈现上升趋势，2001-2010年出现次数为1961-2010年各时段中最多，且多数连旱达到特旱标准，夏秋连旱和秋冬连旱共出现7次特旱，占50年特旱总次数的37%。严重旱灾次数呈明显增加趋势。

2.3 近6年农业灾害性天气变化特征

分析2011-2016年农业灾害性天气，近6年来夏季高温年平均天数达9.3 d，较前50年平均偏多5.5 d，高温天气出现的频率相对2001-2010年显著增加；低温阴雨天气过程出现4次，年均0.67次，呈下降趋势，无重度低温阴雨过程出现；仅出现1次轻度寒露风过程，年均0.17次，出现次数继续减少；2011-2016年暴雨和大暴雨天气发生的年平均天数分别为5.5 d和1.2 d，相对前50年平均偏多0.1 d，略有增加；近6年内春旱和夏旱各出现1次大旱，夏秋连旱和秋冬连旱各出现2次大旱、1次特旱，年平均出现1次旱情。

3 小结

自20世纪90年代起晋江市平均气温不断上升，年平均气温在 1996 年发生变暖突变，进入21世纪后上升趋势表现显著，各季增温幅度为冬>春>秋>夏，对气候变暖贡献率最大的为冬季。

1961年以来降水总量也呈上升趋势,但降水量上升的幅度比气温上升的幅度明显偏小，21世纪以来，降水偏多的时段主要出现在夏季、秋季。从日照的长期变化趋势看，整体呈现较明显的下降趋势，年变化基本和季节变化相一致。

夏季高温天气增加；春季低温阴雨、秋季寒露风天气的次数明显减少，强度有所减弱，1991年以来，春播期间未出现危害较大的重度低温阴雨天气过程，2001年以来无重度寒露风天气出现。

20世纪90年代以来，暴雨以上天气发生次数、强度比前期有明显增加，降水相对集中，严重旱灾发生概率也呈明显增加趋势。

农业属于脆弱性产业,研究气候变化条件下农业气象灾害的演变对农业生产减灾、防灾具有重要意义[10]。晋江市气温上升，高温天气频繁出现，影响农作物生长发育，造成农作物减产, 且降水年际波动大,旱涝天气经常发生；同时，农业气象灾害增加，影响到粮食生产的稳定性，使农业投资增大，导致生产成本提高。为确保农业生产的高产、稳产、高效，应针对晋江市气候变化特征，因地制宜采取趋利避害的措施：一是通过适当提前早稻的播种期和适当推后晚稻的播期以避开7、8月高温、台风天气多发时段；二是适度发展秋冬旱地农业生产，种植水耗低、耐旱、效益高的作物；三是对于易产生洪涝的低洼地区，应选择抗涝、耐涝作物栽培，并适当调整作物播种期和种植布局，使作物的生育敏感期避开灾害天气，同时根据气候变化调整耕作制度，优化种植结构，尽量做到趋利避害，保障农业可持续发展。

[1]丁一汇，戴晓苏.中国近百年温度的变化[J].气象,1994,20(12):19-26.

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[6]福建省气象局 福建省天气预报技术手册编写组.福建省天气预报技术手册[M].北京:气象出版社,2013.

[7]钱维宏,陆波,祝从文.全球平均温度在21世纪将怎样变化 [J].科学通报,2010,55(16):1532-1537.

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[9]赵惠芳,杨建东,赵应龙,等.晋江市干旱特征分析及研究[J].安徽农业科学,2010,38(18):9498-9500.

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(责任编辑：杨小萍)

Analysis of characteristics of climate change and agricultural disastrous weatherin Jinjiang City over the past 50 years

YANG Shu-lin1, CHEN Ya-lian1, LIN Xiong-jun2

(1.JinjiangMeteorologicalBureau,FujianProvince362200; 2.QuanzhouMeteorologicalBureau)

In this paper, characteristics and regularity of climate change and agricultural disastrous weather in Jinjiang City were analyzed using climatological data between 1961-2010 and with comparison of climatological data between 2011-2016. The results showed that there was upward trend of temperature and rainfall and downward trend of sunshine hours in nearly half a century. Sudden changes of temperature obviously occurred. Climate warming was mostly attributed by winter. Since the 21st century, summer and autumn offered most of excessive amount of precipitation. Since 1991, the possibility of low temperature and overcast rain in spring and cold dew wind in autumn significantly decreased and their intensity weakened while frequency and intensity of heavy rain and heavy downpour evidently increased, precipitation relatively concentrated, and probability of severe drought occurrence had obvious increasing trend.

Jinjiang City; climate change; agricultural production; disastrous weather; change characteristics

2017-01-02

杨舒琳，女，1991年生，助理工程师。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.01.003