楊舒琳，陳雅蓮，林雄軍

(1.福建省晉江市氣象局 362200； 2.福建省泉州市氣象局)

晉江市近50年氣候及農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣變化特征分析

楊舒琳1，陳雅蓮1，林雄軍2

(1.福建省晉江市氣象局 362200； 2.福建省泉州市氣象局)

用福建省晉江市1961-2010年的氣象資料，分析其氣候變化及農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣的特征和規(guī)律，并使用2011-2016年資料數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明：近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，晉江市的氣溫和降水量呈上升趨勢(shì), 日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì)，氣溫變化存在明顯的突變現(xiàn)象，氣候變暖的最大貢獻(xiàn)為冬季；21世紀(jì)以來(lái)降水量偏多的時(shí)段主要出現(xiàn)在夏季、秋季；1991年以來(lái)，春季低溫陰雨、秋季寒露風(fēng)天氣發(fā)生概率明顯減小，強(qiáng)度減弱，而暴雨和大暴雨天氣發(fā)生次數(shù)、強(qiáng)度明顯增加，降水相對(duì)集中，嚴(yán)重旱災(zāi)發(fā)生概率呈明顯增加趨勢(shì)。

晉江市；氣候變化；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)； 災(zāi)害性天氣；變化特征

晉江市位于福建省東南沿海，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，自然條件比較優(yōu)越，作物生長(zhǎng)季節(jié)光溫充足、雨量充沛等主要特征為晉江市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有利的氣候條件。然而，由于我國(guó)是全球氣候變暖特征最顯著的國(guó)家之一[1-3]，氣候變化對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類(lèi)社會(huì)環(huán)境及各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生一系列的影響，甚至造成嚴(yán)重的后果，因此氣候變化問(wèn)題已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[4-5]。本文分析了晉江市近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)氣溫、降水和日照的變化特征和規(guī)律，并對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣的變化特征進(jìn)行分析，為趨利避害發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 氣候變化特點(diǎn)

選用1961-2010年晉江市地面觀測(cè)站的氣象資料作為氣象要素的多年平均值。四季劃分：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 氣溫變化特點(diǎn)

1.1.1 年平均氣溫 對(duì)50年(1961-2010)間晉江市逐年平均氣溫進(jìn)行5年滑動(dòng)平均，由圖1可以看出，近50年來(lái)晉江市的年平均氣溫呈波動(dòng)性變化，且振幅較大，但從20世紀(jì)90年代初期起，氣溫顯著上升，且一直持續(xù)到21世紀(jì)初。對(duì)1961-2010年逐年的年平均氣溫進(jìn)行擬合，可得到擬合方程：y=0.0238x+20.022，r=0.416，相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果a<0.01，達(dá)到極顯著相關(guān)(圖2)。從擬合出的趨勢(shì)線(圖1)可看出，晉江市的平均氣溫呈明顯的上升趨勢(shì)，這與全球氣溫變暖趨勢(shì)一致[7]。

圖1 1961-2010年晉江市年平均氣溫逐年變化趨勢(shì)圖

圖2 1961-2010年晉江市年平均氣溫M-K突變檢驗(yàn)

在年平均氣溫 Mann-Kendall(M-K)突變檢驗(yàn)圖(圖 2)中，將統(tǒng)計(jì)量曲線 UF、UB兩條直線均繪在同一張圖上，若 UF的值大于 0，則表明序列呈上升趨勢(shì)，小于 0則表明呈下降趨勢(shì)。當(dāng)它們超過(guò)臨界直線時(shí)，表明上升或下降趨勢(shì)顯著，超過(guò)臨界線的范圍確定為出現(xiàn)突變的時(shí)間區(qū)域。如果 UF和 UB兩條曲線出現(xiàn)交點(diǎn)，且交點(diǎn)在臨界線之間，那么交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻便是突變開(kāi)始的時(shí)間。UB和UF兩條曲線在 0.01顯著水平線內(nèi)有1個(gè)交點(diǎn)，說(shuō)明年平均氣溫變化存在明顯的突變現(xiàn)象，UF曲線在20世紀(jì)90年代之前呈波動(dòng)變化，20世紀(jì)90年代之后不斷上升，在2001年超過(guò)顯著性水平0.01信度線，說(shuō)明自20世紀(jì)90年代起氣溫不斷上升，且在 2001 年以后上升趨勢(shì)表現(xiàn)明顯。由 UF和 UB 曲線的交點(diǎn)位置可以看出，年平均氣溫在 1996 年發(fā)生變暖突變。這一趨勢(shì)與前人研究得出的結(jié)論：全國(guó)年平均氣溫在 1993 年后有明顯變暖[8]一致。

1.1.2 平均氣溫的季節(jié)性變化特點(diǎn) 將1961-2010年逐年及季節(jié)的平均氣溫按10年一個(gè)階段進(jìn)行平均，與50年平均值進(jìn)行比較，得出距平值(表1)。由表1可見(jiàn)， 1991-2010年的氣溫逐漸上升，尤其是2001-2010年變暖趨勢(shì)更加顯著，達(dá)到0.75℃ 。2001-2010年的增溫率，春季0.84℃、夏季0.58℃、秋季0.69℃、冬季0.96℃，表現(xiàn)為：冬季>春季>秋季>夏季。由此可見(jiàn)，對(duì)于氣候變暖的貢獻(xiàn)率最大的是冬季，其次是春季、秋季，最小的是夏季。由表1還可知，在發(fā)生變暖突變的20世紀(jì)90年代之前，1971-1990年各季平均氣溫較低，是相對(duì)的冷年；而1991-2010年各季平均氣溫持續(xù)上升，明顯超出距平值，呈現(xiàn)變暖的趨勢(shì)。

表1 晉江市不同時(shí)段年與季氣溫距平變化情況 (單位：℃)

注：距平值是指相對(duì)于1961-2010年平均值的差值(下同)。

1.2 降水變化特點(diǎn)

1.2.1 年降水量 對(duì)50年(1961-2010)間晉江市逐年降水量進(jìn)行5年滑動(dòng)平均(圖3)，結(jié)果表明，這50年晉江市的降水量變化呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性特征，旱年和澇年時(shí)有發(fā)生，且間隔出現(xiàn)，最大年降水量是最小年降水量的2.6倍，相差1273.4 mm。20世紀(jì)60年代初、70年代中前期、80年代中期，以及21世紀(jì)初是降水高峰期，20世紀(jì)60年代中期到70年代初、70年代末到80年代初、90年代中后期均處在較低水平。從圖3可看出，1961-2010年的50年中降水總量略呈增加的趨勢(shì)。

1.2.2 降水量的季節(jié)性變化特點(diǎn) 將1961-2010年逐年及季節(jié)的降水量按10年一個(gè)階段進(jìn)行平均，與這50年平均值進(jìn)行比較，得出距平值 (表2)。從表2看出，1961-1980年的年降水量偏少12%左右，且出現(xiàn)四季的降水量均偏少的情況； 1981-2010年的年降水量略偏多，2001-2010年偏多最明顯(10.1%)，其中：春季和冬季降水量比多年平均分別偏少2.8%和6.7%，夏季和秋季比多年平均分別偏多17.1%和32.6%。

圖3 1961-2010年晉江年降水量變化趨勢(shì)

(單位：mm)

1.3 日照時(shí)數(shù)變化特點(diǎn)

1.3.1 年日照時(shí)數(shù) 統(tǒng)計(jì)1961-2010年逐年的日照時(shí)數(shù)，如圖4所示，日照長(zhǎng)期下降趨勢(shì)較明顯，從逐年氣候變化上看，日照時(shí)數(shù)每年減少5.2 h，從距平變化看(圖5), 日照時(shí)數(shù)總體呈現(xiàn)波動(dòng)變化，負(fù)距平主要集中在20世紀(jì)80年代、90年代后期和21世紀(jì)初的10年，正距平主要出現(xiàn)在20世紀(jì)60、70年代和90年代中前期。

圖4 1961-2010年晉江年日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)

圖5 1961-2010年晉江年日照距平百分率變化趨勢(shì)

1.3.2 日照時(shí)數(shù)的季節(jié)性變化特點(diǎn) 將1961-2010年逐年及季節(jié)的日照時(shí)數(shù)按10年一個(gè)階段進(jìn)行平均，與50年平均值進(jìn)行比較，得出距平值(表3)。由表3可見(jiàn)，不同時(shí)段各季節(jié)的日照時(shí)數(shù)變化各不相同，但年變化基本和季節(jié)變化相一致，比如：1961-1980年兩個(gè)時(shí)段中四季的日照時(shí)數(shù)均偏多，年日照時(shí)數(shù)分別偏多8% 及5%；而1981-1990年春季、秋季和冬季偏少，夏季偏多，年日照時(shí)數(shù)偏少4.6%。2001-2010日照時(shí)數(shù)明顯減少，夏季、秋季和冬季相對(duì)50年平均值均為偏少，其中夏季偏少最多，為4.6%，全年偏少1.6% 。

表3 晉江市不同時(shí)段年與季日照距平變化情況 (單位：h)

1.4 近6年氣象要素變化特點(diǎn)

分析2011-2016年的氣溫、降水、日照的年際變化特點(diǎn)(表4)，可以看出近6年的平均氣溫呈逐年上升趨勢(shì)，各季平均氣溫也持續(xù)上升，且氣溫距平值為0.87(相對(duì)于前50年平均值)，上升趨勢(shì)比1991-2010年更為顯著；降水量變化同樣呈現(xiàn)明顯的波動(dòng)性特征，其中旱年和澇年間隔出現(xiàn)，最大年降水量比最小年降水量多1038.3 mm，近6年平均降水總量較前50年平均值多4.6%,總體呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；日照時(shí)數(shù)從距平變化看呈波動(dòng)變化，除2013年及2014年的年日照時(shí)數(shù)相對(duì)前50年平均值為正距平外，其余年份均為負(fù)距平，近6年的年平均日照時(shí)數(shù)與前50年年平均值基本持平，僅偏少0.08%，但從氣候變化上看，總體呈下降趨勢(shì)。

表4 晉江市2011-2016年各氣象要素變化情況

2 農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣變化特征

2.1 氣溫

2.1.1 夏季高溫 夏季高溫天氣對(duì)植物(生物)生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的危害較大。按10年一個(gè)階段統(tǒng)計(jì)逐年日最高氣溫≥35.0℃的高溫天數(shù)并進(jìn)行平均(表5)。由表5看出，1961-1970年年平均高溫天數(shù)接近常年，20世紀(jì)70年代高溫天數(shù)顯著減少；之后逐漸增加，2001-2010年高溫天數(shù)達(dá)62 d，占50年總高溫天數(shù)的33%，年平均高溫天數(shù)偏多2.4 d。可見(jiàn), 2001-2010年夏季高溫天氣出現(xiàn)的次數(shù)明顯增加。

表5 晉江市各時(shí)段高溫天數(shù)變化情況 (單位： d)

2.1.2 低溫陰雨 低溫陰雨天氣是晉江市冬、春季主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，按春播期內(nèi)日平均氣溫≤12℃ 、連續(xù)≥3 d的低溫陰雨標(biāo)準(zhǔn)[6]，統(tǒng)計(jì)1961-2010年2月下旬至4月上旬低溫陰雨天氣出現(xiàn)情況。根據(jù)低溫陰雨天氣強(qiáng)度劃分標(biāo)準(zhǔn)：日平均氣溫≤12℃ ，持續(xù)時(shí)間3、4 d為輕度，持續(xù)時(shí)間5、6 d為中度，持續(xù)時(shí)間≥7 d為重度；或日平均氣溫≤10℃，持續(xù)時(shí)間3、4 d為中度，持續(xù)時(shí)間≥5 d為重度；或日平均氣溫≤8℃ ，持續(xù)時(shí)間≥3 d為重度[6]。對(duì)1961-2010年的各次低溫陰雨過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)度劃分，選出危害較大的重度天氣過(guò)程，按10年一個(gè)階段進(jìn)行平均(表6)。

表6 晉江市各時(shí)段低溫陰雨出現(xiàn)次數(shù)變化情況 (單位： 次)

從表6可見(jiàn)，低溫陰雨出現(xiàn)頻率在20世紀(jì)60-80年代為穩(wěn)定增長(zhǎng)；1991-2010年明顯偏少，這10年的春播期間均未出現(xiàn)危害較大的重度低溫陰雨天氣過(guò)程。

2.1.3 寒露風(fēng) 寒露風(fēng)天氣會(huì)影響到晚稻的抽穗揚(yáng)花，造成部分不結(jié)實(shí)，按日平均氣溫≤23℃(23型)和20℃(20型)，連續(xù)≥3 d的寒露風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)[6]，統(tǒng)計(jì)1961-2010年9月上旬至10月下旬寒露風(fēng)天氣出現(xiàn)情況。根據(jù)寒露風(fēng)出現(xiàn)時(shí)間劃分強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn):“23型” 秋寒按10月1日前出現(xiàn)為重度，10月1-5日出現(xiàn)為中度，10月6-10日出現(xiàn)為輕度；“20型”秋寒按10月22日前出現(xiàn)為重度，10月23-26日出現(xiàn)為中度，10月27-30日出現(xiàn)為輕度[6]。對(duì)1961-2010年的各次寒露風(fēng)過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)度劃分，選出危害較大的中度以上的過(guò)程，按10年一個(gè)階段進(jìn)行平均(表7)。由表7數(shù)據(jù)換算為不同時(shí)段的年平均次數(shù)可以看出，寒露風(fēng)天氣的年平均出現(xiàn)次數(shù)持續(xù)減少，1961-1970年年平均1.3次，2001-2010年僅為0.2次，比50年平均少0.7次。寒露風(fēng)天氣的強(qiáng)度也有所減弱，2001-2010年無(wú)重度寒露風(fēng)出現(xiàn)。

表7 晉江市各時(shí)段寒露風(fēng)出現(xiàn)次數(shù)變化情況 (單位：次)

2.2 降水

2.2.1 暴雨 暴雨天氣易引起洪澇災(zāi)害，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)造成威脅，對(duì)晉江市逐年出現(xiàn)的日雨量≥50 mm和≥100 mm的暴雨和大暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按10年一個(gè)階段進(jìn)行平均，得到表8。由表8可見(jiàn)， 1991-2010年暴雨日數(shù)偏多并呈不斷增多趨勢(shì)，其中2001-2010年年均暴雨日數(shù)偏多24%，年均達(dá)6.7 d，同時(shí)大暴雨日數(shù)偏多55%，年均次數(shù)達(dá)1.7 d。而2001-2010年的最大日雨量達(dá)到338.8 mm，為50年來(lái)各時(shí)段中最多，表明暴雨和大暴雨天氣發(fā)生次數(shù)較前期有明顯增加，降水強(qiáng)度加強(qiáng)。

表8 晉江市各時(shí)段暴雨日天數(shù)及最大日雨量

2.2.2 干旱 干旱是晉江市主要的氣象災(zāi)害之一，素有“十年九旱”之說(shuō)[9]。統(tǒng)計(jì)分析1961-2010年各時(shí)段各季節(jié)大旱及以上的干旱情況(表9)可以看出:春旱和夏旱出現(xiàn)頻率逐漸減少，20世紀(jì)80年代以來(lái)春季大旱和特旱均各出現(xiàn)1次；90年代以來(lái)夏旱情況明顯減少，無(wú)特旱出現(xiàn)；而夏秋連

表9 晉江市各時(shí)段各季大旱及特旱情況 (單位：次)

旱和秋冬連旱出現(xiàn)頻率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，2001-2010年出現(xiàn)次數(shù)為1961-2010年各時(shí)段中最多，且多數(shù)連旱達(dá)到特旱標(biāo)準(zhǔn)，夏秋連旱和秋冬連旱共出現(xiàn)7次特旱，占50年特旱總次數(shù)的37%。嚴(yán)重旱災(zāi)次數(shù)呈明顯增加趨勢(shì)。

2.3 近6年農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣變化特征

分析2011-2016年農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣，近6年來(lái)夏季高溫年平均天數(shù)達(dá)9.3 d，較前50年平均偏多5.5 d，高溫天氣出現(xiàn)的頻率相對(duì)2001-2010年顯著增加；低溫陰雨天氣過(guò)程出現(xiàn)4次，年均0.67次，呈下降趨勢(shì)，無(wú)重度低溫陰雨過(guò)程出現(xiàn)；僅出現(xiàn)1次輕度寒露風(fēng)過(guò)程，年均0.17次，出現(xiàn)次數(shù)繼續(xù)減少；2011-2016年暴雨和大暴雨天氣發(fā)生的年平均天數(shù)分別為5.5 d和1.2 d，相對(duì)前50年平均偏多0.1 d，略有增加；近6年內(nèi)春旱和夏旱各出現(xiàn)1次大旱，夏秋連旱和秋冬連旱各出現(xiàn)2次大旱、1次特旱，年平均出現(xiàn)1次旱情。

3 小結(jié)

自20世紀(jì)90年代起晉江市平均氣溫不斷上升，年平均氣溫在 1996 年發(fā)生變暖突變，進(jìn)入21世紀(jì)后上升趨勢(shì)表現(xiàn)顯著，各季增溫幅度為冬>春>秋>夏，對(duì)氣候變暖貢獻(xiàn)率最大的為冬季。

1961年以來(lái)降水總量也呈上升趨勢(shì),但降水量上升的幅度比氣溫上升的幅度明顯偏小，21世紀(jì)以來(lái)，降水偏多的時(shí)段主要出現(xiàn)在夏季、秋季。從日照的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)看，整體呈現(xiàn)較明顯的下降趨勢(shì)，年變化基本和季節(jié)變化相一致。

夏季高溫天氣增加；春季低溫陰雨、秋季寒露風(fēng)天氣的次數(shù)明顯減少，強(qiáng)度有所減弱，1991年以來(lái)，春播期間未出現(xiàn)危害較大的重度低溫陰雨天氣過(guò)程，2001年以來(lái)無(wú)重度寒露風(fēng)天氣出現(xiàn)。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，暴雨以上天氣發(fā)生次數(shù)、強(qiáng)度比前期有明顯增加，降水相對(duì)集中，嚴(yán)重旱災(zāi)發(fā)生概率也呈明顯增加趨勢(shì)。

農(nóng)業(yè)屬于脆弱性產(chǎn)業(yè),研究氣候變化條件下農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的演變對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減災(zāi)、防災(zāi)具有重要意義[10]。晉江市氣溫上升，高溫天氣頻繁出現(xiàn)，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，造成農(nóng)作物減產(chǎn), 且降水年際波動(dòng)大,旱澇天氣經(jīng)常發(fā)生；同時(shí)，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害增加，影響到糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性，使農(nóng)業(yè)投資增大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。為確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效，應(yīng)針對(duì)晉江市氣候變化特征，因地制宜采取趨利避害的措施：一是通過(guò)適當(dāng)提前早稻的播種期和適當(dāng)推后晚稻的播期以避開(kāi)7、8月高溫、臺(tái)風(fēng)天氣多發(fā)時(shí)段；二是適度發(fā)展秋冬旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，種植水耗低、耐旱、效益高的作物；三是對(duì)于易產(chǎn)生洪澇的低洼地區(qū)，應(yīng)選擇抗?jié)?、耐澇作物栽培，并適當(dāng)調(diào)整作物播種期和種植布局，使作物的生育敏感期避開(kāi)災(zāi)害天氣，同時(shí)根據(jù)氣候變化調(diào)整耕作制度，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，盡量做到趨利避害，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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(責(zé)任編輯：楊小萍)

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

楊舒琳，女，1991年生，助理工程師。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.01.003