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年氣候及農業(yè)災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業(yè)災害性天氣的特征和規(guī)律，并使用2011-2016年資料數據進行對比分析，結果表明：近半個多世紀以來，晉江市的氣溫和降水量呈上升趨勢, 日照時數呈下降趨勢，氣溫變化存在明顯的突變現象，氣候變暖的最大貢獻為冬季；21世紀以來降水量偏多的時段主要出現在夏季、秋季；1991年以來，春季低溫陰雨、秋季寒露風天氣發(fā)生概率明顯減小，強度減弱，而暴雨和大暴雨天氣發(fā)生次數、強度明顯增加，降水相對集中，嚴重旱災發(fā)生概率呈明顯增加趨勢。

晉江市；氣候變化；農業(yè)生產； 災害性天氣；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氣候區(qū)，自然條件比較優(yōu)越，作物生長季節(jié)光溫充足、雨量充沛等主要特征為晉江市農業(yè)生產提供了有利的氣候條件。然而，由于我國是全球氣候變暖特征最顯著的國家之一[1-3]，氣候變化對生態(tài)環(huán)境、人類社會環(huán)境及各種經濟活動都會產生一系列的影響，甚至造成嚴重的后果，因此氣候變化問題已成為社會關注的熱點問題[4-5]。本文分析了晉江市近半個多世紀以來氣溫、降水和日照的變化特征和規(guī)律，并對農業(yè)災害性天氣的變化特征進行分析，為趨利避害發(fā)展農業(yè)生產提供依據。

1 氣候變化特點

選用1961-2010年晉江市地面觀測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

1.1.1 年平均氣溫 對50年(1961-2010)間晉江市逐年平均氣溫進行5年滑動平均，由圖1可以看出，近50年來晉江市的年平均氣溫呈波動性變化，且振幅較大，但從20世紀90年代初期起，氣溫顯著上升，且一直持續(xù)到21世紀初。對1961-2010年逐年的年平均氣溫進行擬合，可得到擬合方程：y=0.0238x+20.022，r=0.416，相關檢驗結果a<0.01，達到極顯著相關(圖2)。從擬合出的趨勢線(圖1)可看出，晉江市的平均氣溫呈明顯的上升趨勢，這與全球氣溫變暖趨勢一致[7]。

圖1 1961-2010年晉江市年平均氣溫逐年變化趨勢圖

圖2 1961-2010年晉江市年平均氣溫M-K突變檢驗

在年平均氣溫 Mann-Kendall(M-K)突變檢驗圖(圖 2)中，將統(tǒng)計量曲線 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，小于 0則表明呈下降趨勢。當它們超過臨界直線時，表明上升或下降趨勢顯著，超過臨界線的范圍確定為出現突變的時間區(qū)域。如果 UF和 UB兩條曲線出現交點，且交點在臨界線之間，那么交點對應的時刻便是突變開始的時間。UB和UF兩條曲線在 0.01顯著水平線內有1個交點，說明年平均氣溫變化存在明顯的突變現象，UF曲線在20世紀90年代之前呈波動變化，20世紀90年代之后不斷上升，在2001年超過顯著性水平0.01信度線，說明自20世紀90年代起氣溫不斷上升，且在 2001 年以后上升趨勢表現明顯。由 UF和 UB 曲線的交點位置可以看出，年平均氣溫在 1996 年發(fā)生變暖突變。這一趨勢與前人研究得出的結論：全國年平均氣溫在 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 將1961-2010年逐年及季節(jié)的平均氣溫按10年一個階段進行平均，與50年平均值進行比較，得出距平值(表1)。由表1可見， 1991-2010年的氣溫逐漸上升，尤其是2001-2010年變暖趨勢更加顯著，達到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℃，表現為：冬季>春季>秋季>夏季。由此可見，對于氣候變暖的貢獻率最大的是冬季，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90年代之前，1971-1990年各季平均氣溫較低，是相對的冷年；而1991-2010年各季平均氣溫持續(xù)上升，明顯超出距平值，呈現變暖的趨勢。

表1 晉江市不同時段年與季氣溫距平變化情況 (單位：℃)

注：距平值是指相對于1961-2010年平均值的差值(下同)。

1.2 降水變化特點

1.2.1 年降水量 對50年(1961-2010)間晉江市逐年降水量進行5年滑動平均(圖3)，結果表明，這50年晉江市的降水量變化呈現出明顯的波動性特征，旱年和澇年時有發(fā)生，且間隔出現，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60年代初、70年代中前期、80年代中期，以及21世紀初是降水高峰期，20世紀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。

1.2.2 降水量的季節(jié)性變化特點 將1961-2010年逐年及季節(jié)的降水量按10年一個階段進行平均，與這50年平均值進行比較，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

(單位：mm)

1.3 日照時數變化特點

1.3.1 年日照時數 統(tǒng)計1961-2010年逐年的日照時數，如圖4所示，日照長期下降趨勢較明顯，從逐年氣候變化上看，日照時數每年減少5.2 h，從距平變化看(圖5), 日照時數總體呈現波動變化，負距平主要集中在20世紀80年代、90年代后期和21世紀初的10年，正距平主要出現在20世紀60、70年代和90年代中前期。

圖4 1961-2010年晉江年日照時數變化趨勢

圖5 1961-2010年晉江年日照距平百分率變化趨勢

1.3.2 日照時數的季節(jié)性變化特點 將1961-2010年逐年及季節(jié)的日照時數按10年一個階段進行平均，與50年平均值進行比較，得出距平值(表3)。由表3可見，不同時段各季節(jié)的日照時數變化各不相同，但年變化基本和季節(jié)變化相一致，比如：1961-1980年兩個時段中四季的日照時數均偏多，年日照時數分別偏多8% 及5%；而1981-1990年春季、秋季和冬季偏少，夏季偏多，年日照時數偏少4.6%。2001-2010日照時數明顯減少，夏季、秋季和冬季相對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

分析2011-2016年的氣溫、降水、日照的年際變化特點(表4)，可以看出近6年的平均氣溫呈逐年上升趨勢，各季平均氣溫也持續(xù)上升，且氣溫距平值為0.87(相對于前50年平均值)，上升趨勢比1991-2010年更為顯著；降水量變化同樣呈現明顯的波動性特征，其中旱年和澇年間隔出現，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%,總體呈現增加的趨勢；日照時數從距平變化看呈波動變化，除2013年及2014年的年日照時數相對前50年平均值為正距平外，其余年份均為負距平，近6年的年平均日照時數與前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。

表4 晉江市2011-2016年各氣象要素變化情況

2 農業(yè)災害性天氣變化特征

2.1 氣溫

2.1.1 夏季高溫 夏季高溫天氣對植物(生物)生長發(fā)育和產量形成的危害較大。按10年一個階段統(tǒng)計逐年日最高氣溫≥35.0℃的高溫天數并進行平均(表5)。由表5看出，1961-1970年年平均高溫天數接近常年，20世紀70年代高溫天數顯著減少；之后逐漸增加，2001-2010年高溫天數達62 d，占50年總高溫天數的33%，年平均高溫天數偏多2.4 d?？梢? 2001-2010年夏季高溫天氣出現的次數明顯增加。

表5 晉江市各時段高溫天數變化情況 (單位： d)

2.1.2 低溫陰雨 低溫陰雨天氣是晉江市冬、春季主要的農業(yè)氣象災害，按春播期內日平均氣溫≤12℃ 、連續(xù)≥3 d的低溫陰雨標準[6]，統(tǒng)計1961-2010年2月下旬至4月上旬低溫陰雨天氣出現情況。根據低溫陰雨天氣強度劃分標準：日平均氣溫≤12℃ ，持續(xù)時間3、4 d為輕度，持續(xù)時間5、6 d為中度，持續(xù)時間≥7 d為重度；或日平均氣溫≤10℃，持續(xù)時間3、4 d為中度，持續(xù)時間≥5 d為重度；或日平均氣溫≤8℃ ，持續(xù)時間≥3 d為重度[6]。對1961-2010年的各次低溫陰雨過程進行強度劃分，選出危害較大的重度天氣過程，按10年一個階段進行平均(表6)。

表6 晉江市各時段低溫陰雨出現次數變化情況 (單位： 次)

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

2.1.3 寒露風 寒露風天氣會影響到晚稻的抽穗揚花，造成部分不結實，按日平均氣溫≤23℃(23型)和20℃(20型)，連續(xù)≥3 d的寒露風標準[6]，統(tǒng)計1961-2010年9月上旬至10月下旬寒露風天氣出現情況。根據寒露風出現時間劃分強度標準:“23型” 秋寒按10月1日前出現為重度，10月1-5日出現為中度，10月6-10日出現為輕度；“20型”秋寒按10月22日前出現為重度，10月23-26日出現為中度，10月27-30日出現為輕度[6]。對1961-2010年的各次寒露風過程進行強度劃分，選出危害較大的中度以上的過程，按10年一個階段進行平均(表7)。由表7數據換算為不同時段的年平均次數可以看出，寒露風天氣的年平均出現次數持續(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。寒露風天氣的強度也有所減弱，2001-2010年無重度寒露風出現。

表7 晉江市各時段寒露風出現次數變化情況 (單位：次)

2.2 降水

2.2.1 暴雨 暴雨天氣易引起洪澇災害，對農作物生長造成威脅，對晉江市逐年出現的日雨量≥50 mm和≥100 mm的暴雨和大暴雨天氣過程進行統(tǒng)計，按10年一個階段進行平均，得到表8。由表8可見， 1991-2010年暴雨日數偏多并呈不斷增多趨勢，其中2001-2010年年均暴雨日數偏多24%，年均達6.7 d，同時大暴雨日數偏多55%，年均次數達1.7 d。而2001-2010年的最大日雨量達到338.8 mm，為50年來各時段中最多，表明暴雨和大暴雨天氣發(fā)生次數較前期有明顯增加，降水強度加強。

表8 晉江市各時段暴雨日天數及最大日雨量

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

表9 晉江市各時段各季大旱及特旱情況 (單位：次)

旱和秋冬連旱出現頻率呈現上升趨勢，2001-2010年出現次數為1961-2010年各時段中最多，且多數連旱達到特旱標準，夏秋連旱和秋冬連旱共出現7次特旱，占50年特旱總次數的37%。嚴重旱災次數呈明顯增加趨勢。

2.3 近6年農業(yè)災害性天氣變化特征

分析2011-2016年農業(yè)災害性天氣，近6年來夏季高溫年平均天數達9.3 d，較前50年平均偏多5.5 d，高溫天氣出現的頻率相對2001-2010年顯著增加；低溫陰雨天氣過程出現4次，年均0.67次，呈下降趨勢，無重度低溫陰雨過程出現；僅出現1次輕度寒露風過程，年均0.17次，出現次數繼續(xù)減少；2011-2016年暴雨和大暴雨天氣發(fā)生的年平均天數分別為5.5 d和1.2 d，相對前50年平均偏多0.1 d，略有增加；近6年內春旱和夏旱各出現1次大旱，夏秋連旱和秋冬連旱各出現2次大旱、1次特旱，年平均出現1次旱情。

3 小結

自20世紀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，進入21世紀后上升趨勢表現顯著，各季增溫幅度為冬>春>秋>夏，對氣候變暖貢獻率最大的為冬季。

1961年以來降水總量也呈上升趨勢,但降水量上升的幅度比氣溫上升的幅度明顯偏小，21世紀以來，降水偏多的時段主要出現在夏季、秋季。從日照的長期變化趨勢看，整體呈現較明顯的下降趨勢，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、秋季寒露風天氣的次數明顯減少，強度有所減弱，1991年以來，春播期間未出現危害較大的重度低溫陰雨天氣過程，2001年以來無重度寒露風天氣出現。

20世紀90年代以來，暴雨以上天氣發(fā)生次數、強度比前期有明顯增加，降水相對集中，嚴重旱災發(fā)生概率也呈明顯增加趨勢。

農業(yè)屬于脆弱性產業(yè),研究氣候變化條件下農業(yè)氣象災害的演變對農業(yè)生產減災、防災具有重要意義[10]。晉江市氣溫上升，高溫天氣頻繁出現，影響農作物生長發(fā)育，造成農作物減產, 且降水年際波動大,旱澇天氣經常發(fā)生；同時，農業(yè)氣象災害增加，影響到糧食生產的穩(wěn)定性，使農業(yè)投資增大，導致生產成本提高。為確保農業(yè)生產的高產、穩(wěn)產、高效，應針對晉江市氣候變化特征，因地制宜采取趨利避害的措施：一是通過適當提前早稻的播種期和適當推后晚稻的播期以避開7、8月高溫、臺風天氣多發(fā)時段；二是適度發(fā)展秋冬旱地農業(yè)生產，種植水耗低、耐旱、效益高的作物；三是對于易產生洪澇的低洼地區(qū)，應選擇抗?jié)场⒛蜐匙魑镌耘?，并適當調整作物播種期和種植布局，使作物的生育敏感期避開災害天氣，同時根據氣候變化調整耕作制度，優(yōu)化種植結構，盡量做到趨利避害，保障農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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(責任編輯：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