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探究高淳1961-2018年间连阴雨天气特征情况及应对方式

2020-02-28 213 上传者：管理员

摘要：通过对1961-2018年高淳连阴雨天气过程的雨量、日数、频率,定义适合当地的连阴雨天气标准分析，结果显示，第一点1961-2018年高淳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26.6mm;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00年代有下降的趋势;连阴雨降水量在年降水量中的占比波动较大,在20世纪90年代上升明显,但上升幅度不大;年连阴雨期间暴雨极大值为10次,平均每年连阴雨期间会出现2.2次暴雨。第二点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;连阴雨频率波动较大;频率呈现波动下降的趋势,但下降幅度不大。第三点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过程总数变化一致,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;最少的是秋季连阴雨过程，最多的是夏季，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。

关键词：
暴雨
灾害
特征分析
连阴雨
高淳
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高淳位于江苏西南部,总面积约802km2,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13d,导致水稻倒伏面积460~540hm2,穗发芽面积约2870hm2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)≥0.1mm为有降水日,暴雨为日降水量≥50.0mm。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5d;

2) 当连阴雨过程持续时间为5d的,期间不允许有无雨日;过程持续时间为6~7d的,中间允许有1个无雨日;过程持续8~10d的,中间允许有2个不相邻的无雨日;持续时间≥11d的,不严格规定非连续降水间隔天数;

3)连续2d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5~7d定义为短连阴雨过程,8~10d为中连阴雨过程,≥11d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1228.0mm,年降水量波动很大,最大年降水量为2423.2mm(2016年),最小年降水量为567.7mm(1978年)。年降水量的气候倾向率为每10年46.9mm。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26.6mm。最大连阴雨年降水量为1747.2mm,也出现在2016年,最小连阴雨年降水量为182.5mm(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。

2.2 连阴雨降水日数特征

高淳1961-2018年年平均雨日数为130d,而年平均连阴雨日数为59d,只占雨日的45%。

图2 1961-2018年高淳的连阴雨降水量

由占全年降水量百分比图3可知,高淳雨日最多为152d(1975年),最少为97d(2013年),而连阴雨日数最多为118d(1977年),最少为27d(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202.1mm,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34d,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26.6mm。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202.1mm(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。

参考文献:

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基金项目:南京市气象科研项目(NJ201802).