福建烤烟种植区暴雨变化特征分析*

.福建省气象科学研究所 . 福建省烟草专卖局烟草农业科学研究所 马治国李文卿王 芳彭继达

福建烤烟种植区暴雨变化特征分析*

1.福建省气象科学研究所 2. 福建省烟草专卖局烟草农业科学研究所 马治国1李文卿2王 芳1彭继达1

利用1971～2014年福建省烤烟种植区28个站的降水资料，对烟区暴雨日数和暴雨强度的变化特征进行分析。结果表明，福建烟区烤烟主要生长期内暴雨日数月变化呈现随烤烟生育进程而增加的趋势，其中南平烟区暴雨天气主要发生在烤烟成熟期，而龙岩和三明烟区暴雨日数则在移栽期和成熟期略多，暴雨日数年际变化总体呈现随年份递增而增加的趋势，其中南平市增加趋势不明显，而龙岩和三明市暴雨日数增加趋势较显著；烤烟主要生长期内暴雨强度的月变化小，且各地区差异也小，暴雨强度平均值在67.5～79.8mm/d，暴雨强度年际变化总体呈现随年份递增而增加的趋势，其中南平烟区暴雨强度略有增加，但增加趋势不明显，而龙岩和三明烟区年均暴雨强度增加趋势较显著。

烤烟 暴雨日数 暴雨强度 气候特征 福建省

1 概述

我国南方是暴雨多发地区，很多学者对暴雨气候特征和成因进行了相关研究，取得了许多成果[1-5]。如彭丽英等[6]分析了华南前汛期暴雨降水的气候特征，指出华南前汛期暴雨降水量和频次的变化趋势都呈略减少的特征，华南的暴雨近50%集中发生在前汛期，其中又以福建与广东的西北部为甚，华南的西南部较小。鲍名等[7]分析我国近40年暴雨发生频率的年代际时空变化特征，夏季暴雨发生频率具有明显的年代际变化，且各地区暴雨的年代际变化有一定差异。林建等[8]研究得出21世纪以来南方地区暴雨过程明显增多，但以短持续性强降水过程为主。伍红雨等[9]得出华南平均年和前、后汛期暴雨日数呈微弱上升趋势，但是不明显。第五次IPCC科学评估报告指出，大多数陆地上的强降水事件发生频率有所上升[10]。我国极端降水的变化与IPCC评估报告的结论相同，在气候变暖的背景下，极端降水发生频率和强度具有增加的趋势[11-15]。

福建省烤烟种植主要分布在南平、三明和龙岩等西北部内陆地区，是当地主要的经济作物，常年种植面积在6万ha左右，占全国产量的6%左右[16]。福建气候温和，日照充足，雨量充沛，适合烤烟生长，以清香型特色著称，已成为全国卷烟重要基地之一，暴雨是其主要的气象灾害，它引发的洪涝灾害对福建烤烟生产影响很大，常导致烟田长时间积水，烟株根系活力下降，根系变黑，整株叶片变黄、萎蔫甚至死亡。因此，本文通过对福建省烤烟种植区历史降水资料的分析，研究烤烟主要生长期的暴雨分布变化特征，为烤烟安全生产和气象减灾服务提供参考。

2 材料与方法

2.1 数据来源

福建省日降水量数据来自福建省气象局，降水资料包括福建烤烟种植区28个站1971～2014年1～7月的数据。烤烟物候期数据来源于福建省烟科所。

2.2 研究方法

2.2.1 烤烟主要生长期的确定

南平市种植的“CB1号（翠碧1号）”烤烟品种大田生长期一般为2月下旬～6月下旬，成熟采收期为5月中旬～6月下旬；南平市种植的“K326”和三明市种植的“云烟87”烤烟品种大田生长期在3月上旬～7月上旬，成熟采收期在5月下旬～7月上旬；龙岩市种植的“云烟87”品种的大田生长期在1月下旬～6月下旬，成熟期在4月下旬～6月下旬。因此，本文只分析烤烟大田主要生长期（1～7月）的暴雨分布特征。

2.2.2 暴雨日数和暴雨强度的界定

暴雨日数定义为日降水量≥50.0mm的日数，暴雨强度定义为暴雨以上的降水量之和与暴雨日数之比。

2.2.3 暴雨变化的分析方法

使用线性趋势分析、多项式拟合法等[17]分析烟区暴雨日数和暴雨强度的变化趋势特征，并进行显著性检验；气候要素的变化趋势采用气候倾向率[17]方法进行分析。

3 结果与分析

3.1 暴雨日数变化特征

3.1.1 暴雨日数月际变化特征

从图1可见，福建烟区烤烟主要生长期暴雨日数的月变化呈增加趋势，其线性方程为y = 0.0802x + 0.241，线性系数为0.08 d/月，通过置信水平为0.05的显著性检验，表明烤烟随着生育时间推移，遭受暴雨洪涝危害的频率增大。福建烤烟生育期内暴雨日数出现最多的月份是6月份，平均值为1.0 d；最小的月份是2月份，为0.3 d。

图1 福建省烤烟主要生长期暴雨日数月变化特征

从南平、龙岩和三明市各个县市来看，烤烟主要生育期内暴雨变化特征可分成两类变化，一种是以南平市为主，南平市暴雨日数变化特征是前少后多，1～2月不足0.1d，其后迅速增加，到6月份达到最大，为1.8d；说明南平市烤烟洪涝灾害主要集中在成熟期。另外一种是龙岩和三明市为主，龙岩和三明市烤烟大田生长期暴雨日数分布呈两头略多、中间稍少特征，整体表现较为稳定，在0～1d之间波动；其中龙岩1月和7月分别是0.6 d和0.7d，三明最少月是4～5月，平均值是0.4 d，龙岩最小值是0.5 d，分布在2～4月和6月。南平市暴雨日数月际变化很大，从0.02 d到1.8 d，变异系数为90；而三明和龙岩烟区，暴雨日数分布较为均匀，变化相对较小，变异系数分别为1.75和1.4。

3.1.2 暴雨日数年际变化特征

从图2可见，近43年来暴雨日数呈增加趋势，线性方程为y = 0.0165x + 3.8651，每10年增长了0.165 d，但是变化趋势不明显，没有通过显著性检验，这与鲍名等得出的全国年平均降水量变化趋势不明显的结论相一致[7]。43年中，南平市烤烟主要生长期年最大暴雨日数出现在1998年，为8.3d；年最小暴雨日数出现在1991年，为2.1d；多年平均值为4.4d。

从多项式模拟看南平市烤烟主要生长期平均暴雨日数年际变化趋势，1970年代到1980年代前期、1990年代后期，2006～2014年呈现增加趋势，属于多暴雨期；1980年代后期到1990年代前期、2000～2005年呈现减少趋势，属于少暴雨期。

图2 南平市烤烟主要生长期暴雨日数年际变化特征

从图3可见，近43年来暴雨日数总体趋势呈增加趋势，线性方程分别为：龙岩y = 0.101x + 2.3104，三明y = 0.112x + 2.3425，每10年增长了1.0 d和1.1d，通过了置信水平为0.01的显著性检验。43年中，龙岩和三明烟区主要生长期最大暴雨日数分别出现在1999年和2004年，其值分别为12.4d和12.5d；三明年最小暴雨日数为0.4d，出现在1972～1973年、1975年，龙岩为0.3d，出现在1973年；多年平均值为3.6d 和4.8 d。

龙岩和三明烟区烤烟主要生长期平均暴雨日数年际变化特征还可以分成1972～2005年和 2004～2014年两个时间段来分析，1972～2006年呈现增加趋势，暴雨日数分别以2.8d/10a和3.0d/10a的趋势增加，趋势系数分别为0.86和0.84，并通过置信水平为0.01的显著性检验；2004～2014年烤烟生育期暴雨日数呈现减少趋势，暴雨日数分别以6.3d/10a和8.8 d/10a的趋势减少，趋势系数分别为0.68和0.76，通过置信水平为0.01的显著性检验。

图3 龙岩市和三明市烤烟主要生长期暴雨日数年际变化特征

福建烟区烤烟主要生长期暴雨日数年际变化趋势均呈现增长的趋势，表明受气候变化影响洪涝灾害的发生频次增加，烤烟遭受洪涝灾害的危险性增大；其中南平市暴雨日数年际变化不明显，而龙岩和三明市年际变化趋势较明显，表明龙岩和三明市更容易引发暴雨洪涝灾害，危险性高于南平市。在多暴雨期，对烤烟的生长发育危害很大，容易造成烤烟涝灾，严重时导致绝收或减产，且品质下降。

3.2 暴雨强度变化特征

3.2.1 暴雨强度月际变化特征

1971～2014年福建省烟区烤烟主要生长期平均暴雨强度月变化特征如图4所示，可看出平均暴雨强度随着生育进程有略微增加的趋势，线性方程为y = 1.0508x + 68.083，每月平均增加1.05 mm/d，趋势系数为0.81，并通过置信水平为0.05的显著性检验。各月平均暴雨强度的变化差异不大，各个地区间的差异也不是很大；平均暴雨强度值在67.5～79.8 mm/d之间，各市最大值出现月份不同，南平市出现在6月，龙岩市在7月份，三明市在4月份。

图4 福建省烤烟主要生长期平均暴雨强度月变化特征

3.2.2 暴雨强度年际变化特征

1971～2014年南平烟区烤烟主要生长期年均暴雨强度变化见图5，从中可看出，年均暴雨强度随着年份的增加呈现略有增加趋势，线性方程为：y = 0.0174x + 74.689，每10年增加率为0.17 mm/d，但是变化趋势不明显。南平烟区烤烟主要生长期平均暴雨强度最小值为58.6 mm/d，出现在1985年；最大值为94.1 mm/d，出现在1982年；多年平均值为75.1 mm/d。从多项式模拟来看，1970年代到1980年代前期是暴雨强度减弱的时期，1980年代后期到21世纪初期是逐渐增强时期，之后再进入减弱期。

图5 南平市烤烟主要生长期年均暴雨强度年变化特征

1971～2014年龙岩和三明烟区烤烟主要生长期年均暴雨强度变化见图6，从中可看出，两市变化趋势基本一致，暴雨强度随年份增加总体呈现增加趋势，线性方程分别为：龙岩y = 0.3874x + 60.56，三明y = 0.4734x + 59.699，每10年增加率分别为3.87 mm/d和4.73 mm/d，趋势系数分别是0.63和0.52，并通过0.01的显著性水平检验。1971～2014年龙岩和三明市烤烟主要生长期平均暴雨强度最小值分别为54.5 mm/d（1975年）和51.1mm/d（1982年），最大值是88.5 mm/d（2014年）和117.1 mm/d（1996年）；多年平均暴雨强度值分别为69.3 mm/d和70.4 mm/d。

图6 龙岩市和三明市烤烟主要生长期年均暴雨强度年变化特征

4 结论和讨论

（1）从烤烟主要生长期暴雨月分布来看，南平烟区暴雨主要发生在成熟期，而龙岩和三明烟区则是各生育期发生频率较接近，移栽期和成熟期略多；这与文献[9]得出的结论一致。从烤烟主要生长期暴雨年际分布来看，福建烟区主要生长期暴雨日数年际变化趋势总体呈现增加的趋势，其中南平烟区烤烟主要生长期暴雨日数在1970年代到1980年代前期、1990年代后期，2006～2014年呈现增加趋势，属于多暴雨期，与全国变化趋势基本一致[9]；1980年代后期到1990年代前期、2000～2005年呈减少趋势，属于少暴雨期；龙岩和三明烟区烤烟主要生长期暴雨日数在1972～2006年增加趋势更显著，而2004～2014年呈减少趋势。

（2）福建省烤烟主要生长期各月暴雨强度的变化差异不大，在各个地区间的差异也不是很大；暴雨强度值在67.5～79.8 mm/d之间，且各烟区最大值出现月份不同。南平烟区烤烟主要生长期平均暴雨强度随着年份递增呈现略有增加趋势，但变化趋势不明显，这和已有研究结果一致[9]，1970年代到1980年代前期是暴雨强度减弱的时期，1980年代后期到21世纪初期是逐渐增强时期，之后再进入减弱期。龙岩和三明烟区烤烟主要生长期平均暴雨强度随着年份递增均呈增加趋势。

（3）通过暴雨日数和暴雨强度指标来分析烟区暴雨的变化特征，指标明确，简单易懂，对烤烟防灾减灾具有很好的指导意义，但也会出现连续2日以上的降水过程，虽然单日未达到暴雨指标，但若整个降水过程累计降水量达到或者超过了烤烟涝害指标，对烤烟生产的影响不可忽视，因此，今后仍需对烤烟过程致灾降水进行进一步研究。

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中国烟草总公司福建省公司科技项目（闽烟合同（2014）184号），通讯作者：李文卿。