1961—2018年高淳连阴雨天气特征分析及对策探讨
2019-10-23孔维财尤明双
孔维财,尤明双
(1.南京市高淳区气象局,江苏 南京 21000; 2.钦州市灵山县气象局,广西 钦州 535000)
高淳位于江苏西南部,总面积约802 km2,属亚热带季风气候区,雨量充沛,连阴雨气象灾害多发,且一年四季均可能出现。连阴雨是影响高淳农业生产的主要气象灾害之一。高淳地处江南鱼米之乡,连阴雨天气对作物生长有很大的影响。如春季连阴雨在很大程度上影响油菜的正常生长和产量,秋季连阴雨对水稻的抽孕穗、乳熟有很大的影响[1-4]。2016年10月高淳出现连阴雨天气,持续 13 d,导致水稻倒伏面积460~540 hm2,穗发芽面积约2 870 hm2左右,部分田块绝收。水产养殖也是当地一项重要的经济收入来源,连阴雨会影响水草的生长和水体溶解氧、水质、pH值、水温等,从而对螃蟹的养殖造成影响,阻碍当地经济的发展。连阴雨过程中常伴有暴雨灾害出现,还易诱发地质灾害,对人们的生产生活造成很大的影响。
连阴雨是江苏省常见的一种气象灾害。近几十年来我国对有关连阴雨的研究不断创新,如吴洪颜等分析了江苏省连阴雨对夏收作物产量的影响,冯明等分析了湖北省的连阴雨时空分布和成因[5-6]。由于各个地区农业生产情况和受灾程度不一样,许多学者定义了不同的连阴雨标准和指标体系,本文尝试通过分析当地的自然气象条件、农业生产情况和受灾程度,定义了适合本地区的连阴雨标准,建立连阴雨灾害分级方法,为提前预测连阴雨,也为决策部门做好防灾减灾工作提供一定的参考。
1 材料与方法
1.1 资料来源
选取高淳1961—2018年气温、降水、日照数据,统计了高淳1961—2018年连阴雨受灾情况。同时,定义日降水量(20—20时)≥0.1 mm 为有降水日,暴雨为日降水量≥50.0 mm。由于早期观测为人工观测,数据不免存在一些缺失,对此进行了适当处理。
1.2 研究方法
根据气象观测规范和实际情况,连阴雨灾害的标准和分级指标如下[7-8]:1)一次连阴雨过程最少为5 d;2)当连阴雨过程持续时间为5 d的,期间不允许有无雨日;过程持续时间为6~7 d的,中间允许有1个无雨日;过程持续8~10 d的,中间允许有2个不相邻的无雨日;持续时间≥11 d的,不严格规定非连续降水间隔天数;3)连续2 d无雨作为连阴雨结束。
连阴雨是一个长期寡日照、长时间降水的过程,连阴雨的持续日数和灾害的影响有至关重要的关系,所以根据连阴雨过程日数把连阴雨过程分为短、中、长连阴雨过程,对应连阴雨灾害的轻、中、重度影响。把持续天数5~7 d定义为短连阴雨过程,8~10 d为中连阴雨过程,≥11 d为长连阴雨过程。连阴雨频率为某个时期内出现连阴雨日数与该时期总日数的比值。
2 结果与分析
2.1 连阴雨降水特征
由图1可知,高淳1961—2018年年平均降水量为1 228.0 mm,年降水量波动很大,最大年降水量为2 423.2 mm(2016年),最小年降水量为567.7 mm(1978年)。年降水量的气候倾向率为每10年46.9 mm。连阴雨过程年降水量与年降水量波动趋势非常一致,其气候倾向率为每10年26.6 mm。最大连阴雨年降水量为1 747.2 mm,也出现在2016年,最小连阴雨年降水量为182.5 mm(1976年)。连阴雨雨量在20世纪70年代波动较大,在20世纪90年代上升明显,在21世纪00年代有下降的趋势,2016年为高淳有历史记录以来极大值,同时,年降水量也为历史极大值。
图1 1961—2018年高淳的年降水量和连阴雨年降水量
由图2可知,高淳1961—2018年连阴雨年降水量在年降水量中的占比波动较大,最多的占到了84%,最少的只占18%,其中在20世纪60到70年代波动较大,在90年代上升明显,但是总体的上升趋势不明显。
图2 1961—2018年高淳的连阴雨降水量占全年降水量百分比
2.2 连阴雨降水日数特征
高淳1961—2018年年平均雨日数为130 d,而年平均连阴雨日数为59 d,只占雨日的45%。由图3可知,高淳雨日最多为152 d(1975年),最少为97 d(2013年),而连阴雨日数最多为118 d(1977年),最少为27 d(1962年)。年雨日数和连阴雨日数上升趋势不明显,年雨日数和连阴雨日数波动趋势一致,这与年降水量和连阴雨雨量变化规律相似。
图3 1961—2018年高淳的年降水日数及连阴雨日数变化
高淳连阴雨频率波动较大,其多年平均值为20%,最大为32%,最小为7%。频率呈现波动下降的趋势,但下降幅度不大(图4)。
图4 1961—2018年高淳的连阴雨频率
暴雨对高淳地区的危害较大。连阴雨期间降水持续时间较长,再加上暴雨雨量,对高淳的农业生产、居民生活,甚至生命财产安全造成了很大危害。图5看出,高淳年连阴雨期间暴雨极大值为10次(2016年),平均每年连阴雨期间会出现2.2次暴雨。高淳日降水极大值为202.1 mm,出现在连阴雨过程中,其连阴雨过程从1991年5月18日到6月20日,持续时间为34 d,期间有2次暴雨过程,此次过程对高淳的农业和国民经济造成了很大的影响。
图5 1961—2018年高淳的连阴雨期间暴雨日数
2.3 年连阴雨过程数
如图6所示,高淳连阴雨过程数呈现下降的趋势,气候倾向率为每10年0.2个。其中,连阴雨最多年份为15个,出现在1977年,年连阴雨过程数最少为5个,出现在1962和1988年。高淳1961—2018年平均短连阴雨过程数为5.0个,中连阴雨为4.0个,长连阴雨为1.7个。长中短连阴雨个数变化趋势与连阴雨总数变化一致,都呈现小幅下降趋势。
图6 1961—2018年高淳的年连阴雨过程数
如表1所示,高淳1961—2018年短连阴雨过程共出现292次,是中、长连阴雨过程的1.3倍,中和长连阴雨过程数基本相同。秋季连阴雨过程数最少,夏季最多,春季次之。分析其原因可能是高淳每年夏初有梅雨天气,都会出现连阴雨过程,导致夏季连阴雨过程数最多,而春季经常受北方冷空气影响,低温连阴雨也较多。从年代上可以看出,连阴雨过程数在20世纪70年代呈现上升趋势,随后呈现下降趋势。
表1 1961—2018年高淳的各年代连阴雨过程频次
3 小结与讨论
高淳1961—2018年连阴雨过程年降水量与年降水量波动趋势非常一致,其气候倾向率为每10年26.6 mm。连阴雨雨量在20世纪70年代波动较大,在90年代上升明显,在21世纪初有下降的趋势。连阴雨年降水量在年降水量中的占比波动较大,最多的占到了84%,最少的只占18%,其中在20世纪60到70年代波动较大,在90年代上升明显,但是上升幅度不大。高淳年连阴雨期间暴雨极大值为10次(2016年),平均每年连阴雨期间会出现2.2次暴雨。高淳日降水极大值为202.1 mm(1991 年),出现在连阴雨过程中,此次过程对高淳的农业和国民经济造成了很大的影响。年雨日数和连阴雨日数上升趋势不明显,年雨日数和连阴雨日数波动趋势一致,这与年降水量和连阴雨雨量变化规律相似。高淳连阴雨频率波动较大,其多年平均值为 20%,最大为 32%,最小为 7%。频率呈现波动下降的趋势,但下降的幅度不大。年连阴雨过程数呈现下降的趋势,气候倾向率为每10年0.2个。高淳长、中、短连阴雨过程数变化趋势与连阴雨总数变化一致,都呈现小幅下降趋势。短连阴雨过程共出现292 次,是中、长连阴雨过程的1.3倍,中和长连阴雨过程数基本相同。秋季连阴雨过程数最少,夏季最多。连阴雨过程数在20世纪70年代呈现上升趋势,随后呈现下降趋势。
出现连阴雨天气时,农业需加强田间管理,及时清沟排水,防湿防渍。设施农业需适时加强通风降湿,适当施肥,同时需做好防治病虫害工作。螃蟹水产养殖需合理进行增氧作业,需控制饲料投喂量,防止水质恶化;及时清理养殖塘水面浮草,保持水体肥度,增加浮游生物的多样性;关注水体有毒成分和病害的出现,及时抓住有利天气调节水质、进行消毒处理等,减少连阴雨灾害对螃蟹养殖的影响。
本研究只通过日照、降水量、降水日数等数据来进行连阴雨灾害划分,只完成了定性研究,在今后的研究中将结合不同受灾作物进行连阴雨灾害定量研究。本研究的划分标准在高淳地区较为适合,是否适合其他区域尚待研究。