潘映梅，潘雪梅

（1阿勒泰喀納斯飛機(jī)場(chǎng)，新疆 阿勒泰 836500；2富蘊(yùn)縣氣象局，新疆 富蘊(yùn) 836100）

0 引言

世界氣象組織的氣候狀況監(jiān)測(cè)表明，全球氣候系統(tǒng)的變暖趨勢(shì)進(jìn)一步持續(xù)，也將造成極端氣候事件風(fēng)險(xiǎn)加劇，特別是干旱造成的糧食和水資源短缺及高溫帶來(lái)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)將更加嚴(yán)重。干熱風(fēng)，顧名思義，又干又熱的大風(fēng)，常出現(xiàn)在夏季，這種大風(fēng)多出現(xiàn)在午后，夜間逐漸減小，而且局地性特征也非常明顯，究其成因主要是受天氣系統(tǒng)影響，在地面熱力作用和大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)產(chǎn)生。干熱風(fēng)在全國(guó)夏季普遍發(fā)生，在新疆北部阿勒泰地區(qū)，主要出現(xiàn)在7—8月，對(duì)農(nóng)業(yè)的嚴(yán)重影響主要是造成春小麥減產(chǎn)甚至絕收。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，遭受干熱風(fēng)后，小麥產(chǎn)量輕則減少5%～10%，重則達(dá)20%左右。

新疆春小麥生產(chǎn)區(qū)現(xiàn)在主要分布在阿勒泰、塔城以及伊犁州部分地區(qū)，在阿勒泰6—7 月，正值小麥灌漿乳熟期，幾乎每年各地均有不同程度的干熱風(fēng)災(zāi)害發(fā)生，因此，阿勒泰麥區(qū)也時(shí)常遭受干熱風(fēng)的危害。資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，僅阿勒泰地區(qū)布爾津縣年平均發(fā)生干熱風(fēng)日數(shù)為4d。

在20 世紀(jì)60—70 年代國(guó)內(nèi)就開始開展干熱風(fēng)的研究，阿勒泰地區(qū)李海華[1，2]等在1996年根據(jù)本地氣象要素分析研究阿勒泰干熱風(fēng)的氣候特征，對(duì)于本地干熱風(fēng)防御起到積極作用。近些年來(lái)，因全球氣候變暖導(dǎo)致的氣溫增高，也必然對(duì)干熱風(fēng)的發(fā)生規(guī)律、風(fēng)險(xiǎn)程度等產(chǎn)生較大影響。本文基于新疆干熱風(fēng)發(fā)生指標(biāo)，利用阿勒泰地區(qū)夏季氣溫、降水及風(fēng)資料，對(duì)阿勒泰地區(qū)不同等級(jí)干熱風(fēng)的發(fā)生時(shí)間、空間變化規(guī)律進(jìn)行分析，開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)合開春期、積溫變化對(duì)氣候變暖的響應(yīng)，提出建議，為開展主動(dòng)防御干熱風(fēng)工作提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 研究區(qū)、資料及方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

阿勒泰地區(qū)位于新疆西北部（44°59′35″～49°10′45″N，85°31′57″～91°01′15″E），總面積 1.18×105km2。東部與蒙古國(guó)接壤，西部、北部與哈薩克斯坦、俄羅斯交界。地貌以平原和沙漠為主，農(nóng)區(qū)可耕地1.07×106hm2，小麥年最大種植面積4.67×104hm2，是阿勒泰地區(qū)主要農(nóng)作物。

選取阿勒泰地區(qū)6縣1市氣象站1961—2018年完整氣象觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。氣候值采用世界氣象組織（WMO）設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)氣候值時(shí)段（1971—2000年）平均值。

根據(jù)阿勒泰地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)狀況及氣候特點(diǎn)，將6月至8月劃分為夏季，并依此來(lái)統(tǒng)計(jì)逐日氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速等氣象資料及同期春小麥生育期資料，災(zāi)害數(shù)據(jù)取自《阿勒泰地區(qū)年鑒》。

1.2 分析方法

1.2.1 干熱風(fēng)指標(biāo)

在阿勒泰地區(qū)，干熱風(fēng)對(duì)小麥的危害主要是在灌漿成熟期，春小麥的灌漿成熟與水分、溫度及風(fēng)速關(guān)系十分密切。在籽粒形成階段，高溫干旱、大風(fēng)、低溫陰雨等災(zāi)害，均會(huì)影響作物光合作用，影響籽粒形成，導(dǎo)致缺粒減產(chǎn)。霍治國(guó)等[3]研究表明，干熱風(fēng)危害程度受干熱風(fēng)天氣過(guò)程的特點(diǎn)、小麥本身特性、周圍地理環(huán)境條件等因素影響。

根據(jù)新疆氣象局規(guī)定，采用溫、濕、風(fēng)三要素的定時(shí)觀測(cè)值組合作為依據(jù)指標(biāo)，于2012年制定發(fā)布《新疆干熱風(fēng)氣象指標(biāo)》（如表1所列），通過(guò)反演，擬合率很高。本文研究基于2012 年新疆氣象局發(fā)布的氣象資料展開。

1.2.2 干熱風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)度的計(jì)算方法

本文選取年內(nèi)日極端最高氣溫日數(shù)、日相對(duì)濕度及日平均風(fēng)速作為綜合指標(biāo)，分別對(duì)應(yīng)干熱風(fēng)的兩種類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，以此作為自變量數(shù)據(jù)，利用線性回歸法對(duì)阿勒泰地區(qū)的干熱風(fēng)日數(shù)、≥0℃的活動(dòng)積溫及開春期進(jìn)行線性趨勢(shì)分析。

表1 新疆干熱風(fēng)氣象指標(biāo)Table 1 The dry-hot wind meteorological index of Xinjiang

表2 阿勒泰地區(qū)干熱風(fēng)年代際變化（單位：天）Table 2 The dry-hot wind of interdecadal variation in Altay area（d）

2 干熱風(fēng)的時(shí)間分布特征

2.1 年代際分布特征

基于表1指標(biāo)統(tǒng)計(jì)阿勒泰麥區(qū)7個(gè)氣象觀測(cè)站1961 年以來(lái)干熱風(fēng)發(fā)生日數(shù)，結(jié)果顯示，干熱風(fēng)在阿勒泰麥區(qū)幾乎每年都有發(fā)生，平均每年可出現(xiàn)8.5d干熱風(fēng)，最多的年份達(dá)15d（60年代）。其中，重干熱風(fēng)占6%，大致2 年左右出現(xiàn)1 次（機(jī)率為0.51次/年）。從類型區(qū)分，高溫低濕型為201 次，占43%，大風(fēng)低濕型為269 次，占57%。從年代際統(tǒng)計(jì)得到：20世紀(jì)60年代干熱風(fēng)總發(fā)生日數(shù)最多，90年代以后干熱風(fēng)明顯減少（如表2所列）。

2.2 月際分布特征

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，阿勒泰地區(qū)干熱風(fēng)主要集中在5—7 月份，占年發(fā)生量的82%，其中7 月份占26%，此時(shí)正值本地春小麥的揚(yáng)花、灌漿期，干熱風(fēng)的出現(xiàn)使小麥灌漿受抑制，導(dǎo)致高溫逼熟、空秕等現(xiàn)象，造成小麥產(chǎn)量下降。而出現(xiàn)次數(shù)最少的月份為4月，且僅在布爾津縣4月底，春小麥還處于分蘗期，此時(shí)危害也最小。

阿勒泰麥區(qū)干熱風(fēng)出現(xiàn)時(shí)間特征：福海、哈巴河、布爾津三縣的干熱風(fēng)出現(xiàn)時(shí)間最早，均在5月上旬；阿勒泰市和富蘊(yùn)縣略偏晚，在5 月中旬出現(xiàn)；而青河縣出現(xiàn)干熱風(fēng)概率極?。坏蔁犸L(fēng)結(jié)束時(shí)間相差不大，大部分均在8月中旬末至下旬初。

在北方麥區(qū)，小麥的灌漿乳熟期均在6 月中旬至7月下旬，是全生育期內(nèi)需水量較大的時(shí)期，需水量約占全生育期的30%。期間，阿勒泰地區(qū)受副熱帶高壓天氣控制，空氣干熱，降水偏少，作物水分供需矛盾較大，在灌溉條件不充分的地區(qū)，矛盾更為明顯，這就是灌漿乳熟階段小麥易受干熱風(fēng)危害的原因。其中，小麥在乳熟中、后期受干熱風(fēng)影響最大，干熱風(fēng)在阿勒泰春麥乳熟期內(nèi)出現(xiàn)的概率也最大。

3 干熱風(fēng)的空間分布特征

如圖1所示可知，布爾津縣出現(xiàn)的干熱風(fēng)最多，福?？h次之，青河縣未出現(xiàn)干熱風(fēng)。布爾津在1961—1970 年出現(xiàn)150 次干熱風(fēng)，占總次數(shù)的32%。從地理位置來(lái)看，布爾津處于河谷區(qū)，氣溫較高，風(fēng)速較大，所以干熱風(fēng)出現(xiàn)的機(jī)率大；而西部多于中東部，由于阿勒泰山的屏障作用，東部地下水位較高，風(fēng)力也較小。

4 干熱風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

如圖1 所示可知，布爾津、福海縣小麥產(chǎn)區(qū)中，干熱風(fēng)發(fā)生頻率高，強(qiáng)度較大，年平均干熱風(fēng)日數(shù)在2～4d，屬于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，小麥?zhǔn)芎p產(chǎn)約5%～10%；吉木乃、哈巴河縣次之，干熱風(fēng)幾乎每年都發(fā)生一次以上；次低值區(qū)分布在阿勒泰、富蘊(yùn)縣；青河縣干熱風(fēng)較少發(fā)生，風(fēng)險(xiǎn)極小。

干熱風(fēng)盛行期間，持續(xù)高溫導(dǎo)致麥區(qū)蒸發(fā)劇烈，灌溉條件較差的地塊干旱加??；加上日照輻射劇烈，局地小麥出現(xiàn)日灼傷害，針尖干枯、炸芒，影響正常的增粒、增重，造成千粒重減少而減產(chǎn)。將1980 年以來(lái)該區(qū)小麥產(chǎn)量與同期干熱風(fēng)發(fā)生災(zāi)情數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果顯示：小麥減產(chǎn)率與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果基本相符。

5 干熱風(fēng)的防御對(duì)策

在農(nóng)業(yè)上，人們常采用生物、農(nóng)業(yè)技術(shù)及化學(xué)等方法防御干熱風(fēng)對(duì)小麥的危害，這些綜合性措施對(duì)干熱風(fēng)的危害都起到減災(zāi)的效果。本文著重研究阿勒泰地區(qū)農(nóng)耕期、積溫變化對(duì)氣候變暖的響應(yīng)，探索通過(guò)調(diào)整小麥播種期，設(shè)法提前成熟，避免灌漿乳熟期遭受干熱風(fēng)危害的配套防御對(duì)策。

5.1 小麥積溫指標(biāo)

阿勒泰地區(qū)代表性春小麥全生育期所需≥0℃的積溫平均為1900℃左右；阿勒泰全區(qū)≥0℃的平均積溫為 3303.8℃，極端最低年份在1993 年，為2930.6℃，由此可知，全地區(qū)均具備滿足春小麥生長(zhǎng)發(fā)育的光熱條件。

如圖2所示可知，近50年來(lái)阿勒泰地區(qū)≥0℃的活動(dòng)積溫呈逐步增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為23℃/10a，農(nóng)作物生長(zhǎng)季延長(zhǎng)，為優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)、品種改良提供了有利條件。

5.2 小麥春耕期指標(biāo)

日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃所持續(xù)的時(shí)間，在氣象上定義為開春期，此時(shí)農(nóng)田翻耕活動(dòng)可以進(jìn)行，也稱其為農(nóng)耕期。春麥播種期適宜氣象指標(biāo)為日平均氣溫0～5℃，土壤相對(duì)濕度70%～75%。

如圖3 所示可知，阿勒泰地區(qū)開春期平均在4月 7 日，最早在 3 月 17 日，最晚在 4 月 16 日。近 58年來(lái)阿勒泰地區(qū)開春期呈逐步提早趨勢(shì)，氣候傾向率為1.3d/10a，農(nóng)耕期目前較20世紀(jì)60年代約提早7d，植物界限顯著北移，因此，利用氣候變暖，采取適宜的種植模式及調(diào)整耕作期也是使農(nóng)作物趨利避害的有效途徑。

6 結(jié)論與討論

（1）阿勒泰地區(qū)20 世紀(jì)60 年代為干熱風(fēng)高發(fā)期，之后發(fā)生率呈明顯下降趨勢(shì)，其中21 世紀(jì)以來(lái)為低發(fā)期，近50 年來(lái)阿勒泰地區(qū)干熱風(fēng)有減小態(tài)勢(shì)，其中布爾津縣60年代干熱風(fēng)發(fā)生日數(shù)占總次數(shù)的32%。

（2）阿勒泰小麥主產(chǎn)區(qū)干熱風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為西南部地區(qū)干熱風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)較高，而中東部為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

（3）阿勒泰地區(qū)開春期呈每10年提早1.3d的趨勢(shì)，≥0℃活動(dòng)積溫顯著增加，氣候傾向率為23℃/10a。據(jù)此建議提前當(dāng)?shù)剞r(nóng)耕期，對(duì)防御小麥干熱風(fēng)危害來(lái)說(shuō)是比較有效的改善途徑。