湖北省连阴雨灾害特征及其影响分析

2020-11-09郑治斌

湖北农业科学 2020年16期

摘要：为了减少连阴雨灾害对湖北省生产生活的影响，基于1961-2017年湖北省国家级地面气象观测站春秋季监测的逐日降水资料，统计分析了湖北省连阴雨灾害的特征及其影响。结果表明，湖北省春季连阴雨过程发生频次南部多于北部，进入21世纪以来，发生范围和程度都有所减轻;秋季连阴雨过程发生频次西部明显多于东部，南部多于北部，西南地区最多，2010年以来发生范围与程度分别呈加大、加重趋势;冷、暖空气在湖北省交汇是形成连阴雨的主要诱因;连阴雨不仅给农业生产造成重大损失，还会给储运等行业的相关生产活动造成危害，也会影响人们的身心健康，应采取相应的防御措施。

关键词：连阴雨;灾害;变化特征;影响评估;湖北省

中图分类号：P468.0; P429 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020） 16-0061-05

DOI： 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.16.012

连阴雨是湖北省常见的一种天气现象，对工农业生产、人们生活等经济社会活动造成一定的影响。已有学者对连阴雨变化及其灾害特征等方面进行了研究。王荣等[1]分析表明长江中下游地区连阴雨日数和频次总体呈南多北少、连阴雨总雨量呈东南多西北少、雨强呈东强西弱的分布态势;近50年来，长江中下游地区平均年连阴雨日数、过程频次、总雨量均呈减少趋势，但雨强有增加趋势。赵玉春等[2]使用小波分析等统计方法分析指出三峡地区春、秋季连阴雨每年平均发生2～3次，春、秋季连阴雨年际和年代际变化均较明显，其年际变化周期呈现阶段性。邹旭恺等[3]分析表明近40多年来长江三峡库区年及秋季降水日数和春、秋季降水量都存在减少趋势;降水量和降水日数的变化会造成连阴雨天气的气候特征发生一定改变。郑衍欣等[4]分析了三峡库区春季总的连阴雨和各类连阴雨的时空分布特征和变化趋势，表明春季连阴雨过程频次、总天数和总降水量均呈现自北向南逐渐增多的纬向分布特征，总的连阴雨过程频次、总天数以及总降水量有明显减少，但近10年来呈增长趋势。史瑞琴等[5]在对华中三省历年秋季连阴雨灾害进行调查的基础上，对其时空变化特征及风险分析，表明近50年来，华中三省秋季连阴雨显著减少，且越接近南部，减少趋势越明显;各地秋季连阴雨呈一致减少趋势，且西部减少速率大于东部;程度越重的连阴雨减少趋势越明显。姜爱军等[6]根据连阴雨灾害特征建立了包含灾害持续天数、总降水量和总日照距平3个主要要素的评估模型，对江苏省连阴雨灾害发生状况进行了分析。江益等[7]对四川省秋季连阴雨的变化特征和时空分布进行了分析，表明四川省秋雨量约占全年降水量的1/4，其中秋季连阴雨量约占全年降水的1/5、约占秋雨量的80%;四川省秋季连阴雨的发生次数、降水量和持续天数总体上均呈减少趋势。朱海涛等[8]基于渍涝天数、渍涝影响程度和日照构建了连阴雨灾害指数模型，系统分析了镇江市不同生育期连阴雨灾害的发生规律以及对作物的影响。赵辉等[9]对信阳市春季低温连阴雨发生规律进行统计分析，根据不同的标准将其划分成3個灾害等级，为定量分析打下基础。

湖北省的连阴雨天气常常与低温过程相伴，因此连阴雨期间的雨日雨量多、日照少、气温低、湿度大，尤其会造成农作物渍害、阴害或冷害。渍害是指田间土壤持水量长时间过饱和，土壤的透气性变差，含氧量不足，作物根系呼吸受阻，吸收功能变差，缺氧严重时根系就会腐烂，甚至死亡;阴害是指长时间寡照或光照不足，使作物的光合作用受限、生长发育不良，各种病菌活跃起来，造成作物病害发生;冷害是指农作物在0℃以上的相对低温下受到的伤害或不利影响，耐寒作物、喜温作物都有可能遭受冷害[10]。

湖北省连阴雨一年四季都会发生，因夏季连阴雨灾害归并于暴雨洪涝灾害、冬季连阴雨灾害归并于低温冷冻灾害，所以，本研究仅介绍湖北省春季和秋季连阴雨灾害。湖北省春季和秋季连阴雨不仅会引发农作物相关的病害，给农业生产造成重大损失，还会给储运等行业的相关生产活动造成危害，也会影响人们的身心健康，引发感冒和关节疼痛等[11]。因此，利用1961-2017年湖北省76个国家级地面气象观测站监测的逐日降水资料，研究分析湖北省连阴雨灾害特征，对于认识其变化规律及其影响意义重大，以期为连阴雨灾害管理和防御提供一定的依据。

1资料与方法

1.1资料来源

选用1961-2017年湖北省76个国家级地面气象观测站监测的春季（3-5月）、秋季（9-11月）逐日降水资料，资料来源于湖北省气象信息与技术保障中心。统计时，日降水量≥0.1 mm为1个雨日。

1.2连阴雨判别指标

连阴雨是指连续多日的阴雨天气过程，按发生地域范围分为单站连阴雨、区域连阴雨和全省连阴雨[12]。

单站连阴雨指国家级地面气象观测站在某日期段的第一日和最后一日均为降水日，且该日期段符合下列条件之一，则认定该站在该日期段发生连阴雨：①连续4d及以上，至多有1d不是降水日，同时该日日照时数<2h;②连续7d及以上，至多有2d不是降水日，同时该2d不相邻且日照时数<2 h。

区域（指湖北省自然气候分区，将湖北省划分为鄂西北、鄂西南、江汉平原、鄂东南、鄂东北5个区[13]）连阴雨指某日期段从第一日至最后一日，分区范围内每日均有>30%的国家级地面气象观测站且至少1d有≥50%的国家级地面气象观测站处在连阴雨中，则表示该日期段发生了区域连阴雨。

全省连阴雨指某日期段从第一日至最后一日，全省范围内每日均有>30%的国家级地面气象观测站且至少1d≥50%的国家级地面气象观测站处在连阴雨中，则表示该日期段发生了全省连阴雨。

1.3 连阴雨等级评估方法

连阴雨等级评估方法有单站评估、分区评估、全省评估[14]。①单站评估：一般用连阴雨过程雨量或持续连阴雨日数对连阴雨过程的强度进行评估（表1）。②分区评估：同一时期内，某个区域内有1/3国家级地面气象观测站出现连阴雨，记为1次该区域连阴雨过程。③全省评估：全省有1/3国家级地面气象观测站出现连阴雨，定义为1次全省性连阴雨过程。

2 湖北省连阴雨灾害特征及演变趋势

湖北省连阴雨具有发生频率相对较低、持续时间较长、影响范围较大、危害面较广、损失比较严重的特点。一般3～5 d的连阴雨天气就会对不同的农作物产生不利的影响，且时间越长影响越大[15，16]。

2.1春季连阴雨

1961-2017年湖北省各地春季连阴雨发生频次如图1所示，湖北省春季连阴雨发生频次是南部地区多、北部地区较少。鄂西北北部、鄂北岗地、鄂东北西北部春季平均每年发生连阴雨1～2次，鄂西南南部、咸宁南部平均每年发生3～4次，其他地区平均每年发生2～3次[14]。

从图2可以看出，1961-2017年湖北省春季连阴雨发生范围和严重程度呈现小幅波动趋势。20世纪60年代至70年代前期、90年代发生范围广、程度重，造成的灾害损失大，进入21世纪以来，发生范围和程度分别有所减小和减轻。

湖北省春季连阴雨发生范围最广的是1977年，约有26%的国家级地面气象观测站出现连阴雨;其次是1963、1964年和1967年，分别有20%、21%和19%的国家级地面气象观测站发生春季连阴雨。2009年2月14日至3月5日，湖北省出现持续低温阴雨（雪）天气，江汉平原、鄂东南出现区域连阴雨，鄂东、江汉平原大部分地区、鄂西部分地区为重度连阴雨，持续11～13d。

2.2秋季连阴雨

1961-2017年湖北省各地秋季连阴雨发生频次空间分布见图3。由图3可以看出，受华西秋雨的影响，湖北省秋季连阴雨发生频次西部明显多于东部，南部多于北部。秋季连阴雨最多的地区是鄂西南，平均每年发生2.5～3.2次;其次是鄂西北，平均每年发生1.9～2.4次;鄂东北最少，平均每年发生1.5～2.0 次[14]。

从图4可以看出，1961-2017年湖北省秋季连阴雨发生范围和严重程度呈现明显波动趋势，波幅大于春季。20世纪60年代至70年代中期发生范围广、程度重，造成的灾害损失大;20世纪70年代中后期连阴雨较轻;20世纪80年代初发生范围广、程度重，之后发生范围和程度呈减轻趋势，直到20世纪90年代中后期至21世纪前10年;2010年以来发生范围与程度分别呈加大、加重趋势。

湖北省秋季连阴雨发生较重的年份有1961、1962、1963、1964、1965、1971、1974、1981、1984、1985、2000、2016年和2017年，这些年份中度或重度连阴雨的国家级地面气象观测站数接近10%，其中1964、1985年有8%以上国家级地面气象观测站发生重度连阴雨;2016年9月22-28日西部、9月28日至10月3日东部发生区域连阴雨、10月10-30日发生全省性连阴雨。

3湖北省连阴雨致灾机制分析

从造成湖北省连阴雨的天气系统来分析，连阴雨必须有稳定的大尺度环流背景支持，春、秋两季处于冬、夏季风转换的过渡时期，冷、暖空气在湖北省交汇，形成持续日久的阴雨天气过程[4]。

春季，湖北省的连阴雨天气过程由以下4个方面的条件相互配合作用而形成：一是北半球对流层中高层以稳定闭合的高、低压长波系统为主，东欧上空为阻塞高压或强而稳定的暖脊，地中海上空为冷低压区，有利于东欧高压稳定和发展;二是西伯利亚上空为极涡或冷低压所盘踞，从贝加尔湖至巴尔喀什湖有一条东北一西南向的横槽，促使中国北方上空维持着平直多小波動的西风带;三是孟加拉湾上空有稳定的低压槽，槽前的西南暖湿气流输送到长江南岸，并促使天山以南地区增温回暖;四是东亚沿海低压大槽弱而偏东，在黄淮中下游上空维持着较强的温度锋区，促使近地层的冷高压稳定且由偏东路径伸向湖北省地面。在以上条件的配合下，西风带多波动的小槽或来自青藏高原上空的小槽在东移过程中引导着北方冷空气分股南侵，并与江南上空暖湿气流汇合产生连绵春雨和持续低温的湿冷天气。因此，冷空气活动是形成湖北省连阴雨天气的重要因素，每次连阴雨过程都伴有降温发生。在连阴雨天气持续的过程中，往往出现多次降温，从而引发冷害[11]。

秋季，随着北方地面冷空气团的加强和陆续南下，西太平洋副热带高压在向南减退过程中，高层慢于低层。当湖北省上空处于副热带高压外围的偏南气流稳定控制，长江以北上空的大气环流较为平直或多波动时，北方冷空气频繁南侵，在长江沿岸与暖湿气流汇合形成准静止锋区而发生阴雨天气。湖北省秋季连阴雨天气主要发生在2种大气环流形势下，一种是欧洲上空有长波高压脊发展，西伯利亚上空为宽广的冷低压槽区，华北上空为平直多波动的西风气流，在其波动东移过程中引导地面冷空气分股南下而产生连阴雨天气过程;另一种是西伯利亚上空维持着阻塞高压，泰米尔半岛的冷空气团沿着阻塞高压东侧的偏北气流陆续移到贝加尔湖地区堆积加强，同时在贝加尔湖到巴尔喀什湖上空形成一条东北一西南向的横槽，促使华北上空维持平直多波动的西风环流，频繁的小股冷空气南侵湖北省，产生长时间的秋风秋雨，天气阴冷而潮湿。秋季连阴雨也与冷空气入侵有关，7d以上的连阴雨过程都伴有日平均气温下降4～7℃的冷空气活动，因此冷空气入侵是形成秋季连阴雨天气的主要因素之一[11]。

4湖北省连阴雨灾害对经济社会发展的影响评估

4.1对湖北省农业的影响评估

连阴雨灾害主要影响湖北省的农业发展。春季是由冬季风向夏季风转变的过渡季节，又是万物复苏的季节，需要阳光、雨露、水分、温度的适宜配合，一旦出现不良天气，就会造成很大危害，春季连阴雨低温天气是长江中下游地区常见的大范围农业气象灾害。湖北省春季连阴雨天气过程一般在3月中旬至4月出现较多，而这期间正是湖北省的早稻、棉花等主要农作物大面积的播种期和育苗期。在这段时间出现低温连阴雨，对播种、育苗极为不利，严重时不仅造成种苗重大损失，还会贻误农时。4月小麦进入抽穗扬花期，遇连阴雨天气会使扬花授粉受阻，造成大面积不孕不实;4月下旬至5月中旬小麦灌浆期，如遇连阴雨天气会引发大面积镑病、赤霉病害;3月油菜花期遇连阴雨和低于5℃的气温会妨碍授粉、角果发育不良，致使减产严重，还会引发菌核病等病害[11]。如1996年3月中旬至4月中旬，湖北省出现了长期低温、连阴雨天气，给春播和夏收作物造成了严重危害。此次灾害的主要连阴雨过程是3月13-30日、4月5-13日，其中，3月的低温阴雨天气持续长达18d。据湖北省气象部门统计，这次连阴雨过程中的降雨之多、气温之低、日照之少、持续时间之长，均为历史罕见。受长期低温阴雨天气影响，湖北省的小麦、油菜生长期普遍推迟10d以上，双季早稻和棉花（营养钵）播种期推迟7d以上。平原湖区麦田进水，渍害严重。阴雨天气和渍害还造成小麦幼穗分化和油菜花芽分化障碍，导致小穗和花芽退化或发育不良。小麦白粉病、油菜菌核病发生呈中等偏重趋势。其中，荆州市低平洼地小麦白粉病病叶率高达70%，湖区病叶率达60%。全省农作物受灾面积达130多万公顷，全省因灾损失粮食近50万t。

秋季是由夏季风向冬季风转变的过渡时期，9月、10月是湖北省秋季连阴雨多发的时期。9月正是湖北省晚稻抽穗、扬花、灌浆的关键时期，如果遇有日平均气温降到20℃以下并维持3d以上，最低气温在15℃以下（俗称“秋寒”或“寒露风”），则会造成晚稻授粉、灌浆不良而产生大量空壳和秕粒，使产量大幅下降。在鄂西的高山、二高山地带，秋季低温连阴雨会造成秋收作物枯萎或不结实。秋季又是湖北省棉花结桃、裂铃、吐絮、收摘的重要时节，遇有连阴雨天气会发生烂桃、落铃，使裂铃吐絮的棉花淋雨而致使品种质量下降，造成严重减收。秋季还是湖北省各种秋杂粮、油料作物的收获季节，连阴雨天气会造成作物大面积倒伏、子粒生芽、霉烂，使快收获的粮油作物遭受重大损失。10月是湖北省小麦播种期，连阴雨天气会妨碍秋耕、秋播和推迟播期。秋季连阴雨还会影响湖北省许多农副产品的晾晒、力口工、收藏和储运[11]。如1979年9月，冷空气活动频繁，湖北省有3次明显的冷空气，分别出现在9月4-6日、14-17日、22-25日，以中、下旬的2次冷空气活动危害最大。14-17日从华北南下的冷空气侵入湖北省，使鄂北及江汉平原大多数县（市、区）都出现4～6d的低温阴雨和“秋寒”天气，有3d以上的日平均气温低于20℃，其中，襄阳市、老河口市、宜城市、谷城县、郧阳区等地有2～3d日平均气温低于18℃、日最低气温低于15℃，严重影响了双季晚稻开花授粉。22-25日，从贝加尔湖南下的一股强冷空气又使湖北省出现连续3d以上的阴雨和日平均气温低于20℃的“秋寒”天气，不仅加重了北部的“秋寒”危害，也使南部受到影响，襄阳市的晚稻空壳率普遍在40%左右，孝感市北部在30%左右。孝感市的晚稻因“秋寒”危害，基本无收的有1.3万hm2，占总面积的8.2%，减产30%～50%的占总面积的1/3以上。黄冈市因低温阴雨和“秋寒”，使晚稻减产3.5万t。全省因低温阴雨和“秋寒”天气受灾面积达127万hm2。

4.2 对人体健康的影响评估

阴雨连绵、空气潮湿适合各种霉菌的生长和繁殖。特别是原来在人体皮肤上处于“休眠”状态的霉菌会“死灰复燃”，引发皮癖和脚癣，如不及时治疗，还会向身体其他部位传染，发生体癖、股癖、手癖、花斑癖等。有些霉菌还会在人体内部生长繁殖，引起霉菌性肺炎等疾病。吸入霉菌后还可引起呼吸道过敏症状，如过敏性支气管炎、支气管哮喘等，轻者鼻塞、流涕、打喷嚏，重者呼吸困难、喘息不止，一旦发病往往很难治愈，日久形成肺气肿或肺心病。阴雨天气由于气温多变和湿度大，风湿性关节炎、类风湿性关节炎病情易加重或恶化，腰肌劳损、扭伤、骨折处和手术切口等部位及邻近关节常发生疼痛。阴雨天的气压、气温、空气湿度等气象要素变化较大，容易导致人体的植物神经功能紊乱，血管收缩，血流受阻，血压上升，心肌耗氧量增大，心脏负荷加重，甚至诱发心肌梗塞、脑中风等心脑血管疾病。连绵的阴雨天气使人的心情比较忧郁，这是因为阴雨天氧气较少，二氧化碳增多，抑制人的呼吸功能和血液循环，人的大脑兴奋神经活动减慢。连阴雨天气使食物易发霉变质，吃后可直接或间接引起中毒，出现上吐下泻等症状。食用被黄曲霉素污染的食物还可致肝癌、胃癌等[17]。

4.3对湖北省储运行业的影响评估

连阴雨闷热潮湿环境可引起粮食、饲料、食品、衣服、药材、书籍、纸张等物品的霉变，对储运行业造成较大的经济损失。如1996年5月30日至6月11日麦收期低温连阴雨，已收获的小麦丰产不丰收，一部分由于霉烂严重，既不能作口粮，也不能作饲料，部分地方因无粮不得不食用霉变的小麦而出现人畜中毒的情况。

5 小结与讨论

1）湖北省春季连阴雨过程发生频次是南部地区多、北部地区较少。20世纪60年代至70年代前期、90年代發生范围广、程度重，造成灾害损失大，进入21世纪以来，发生范围和程度分别有所减小、减轻。

2）湖北省秋季连阴雨过程发生频次西部明显多于东部，南部多于北部，西南地区最多。20世纪60年代至70年代中期发生范围广、程度重，造成灾害损失大;70年代中后期连阴雨较轻;80年代初发生范围广、程度重，之后发生范围和程度呈减轻趋势，直到90年代中后期至21世纪前10年;2010年以来发生范围与程度分别呈加大、加重趋势。

3）春、秋两季处于冬、夏季风转换的过渡时期，冷、暖空气在湖北省交汇，形成持续日久的阴雨天气过程。

4）湖北省春季和秋季连阴雨不仅会引发农作物相关的病害，给农业生产造成重大损失，还会给储运等行业的相关生产活动造成危害，也会影响人们的身心健康，引发感冒和关节疼痛等。因此，应建立连阴雨灾害防御体系，发展避灾农业和生态农业，人们要保持良好的心态，最大限度地降低连阴雨灾害带来的影响和损失。

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