摘 要:利用1991—2023年福清市逐月極端最高/最低氣溫資料,選擇一元線性回歸法和距平法分析福清市極端氣溫變化趨勢(shì),并探討對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明:福清市年極端最高氣溫主要出現(xiàn)在6—9月,以7月出現(xiàn)頻率最高,6月最低,極端最低氣溫主要在每年的12月至翌年2月,以1月出現(xiàn)頻率最高,2月最低;福清市極端最高、最低氣溫均以上升趨勢(shì)為主,線性變化傾向率分別為0.796、0.387 ℃/10年,前者增幅明顯高于后者;福清市極端最高氣溫和極端最低氣溫均較高,大都以正值為主,使得全市極端氣溫較差較小,最小值為29.9 ℃,最高值為37.5 ℃,平均值為32.9 ℃;福清市高溫日數(shù)以上升趨勢(shì)為主,線性變化傾向率為2.436 d/10年,低溫日數(shù)以下降趨勢(shì)為主,線性變化傾向率為-0.528 d/10年,下降趨勢(shì)并不顯著,高溫和低溫天氣的出現(xiàn)均會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:極端氣溫;變化趨勢(shì);農(nóng)業(yè)生產(chǎn);福清市
中圖分類號(hào):P467 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):2095–3305(2024)06–0-03
由于全球氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇,因溫度上升引發(fā)的高溫干旱、強(qiáng)寒潮和暴洪等極端災(zāi)害性天氣頻繁出現(xiàn)。預(yù)測(cè)極端天氣氣候事件的難度較大,加上突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大,對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展、人們生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)等均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響,不利于區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。IPCC第六次評(píng)估報(bào)告指出,2010—2019年全球表面溫度平均升高1.07 ℃,并指出未來20年內(nèi),全球地表溫度上升幅度在1.5~2.0 ℃之間,氣候變化和天氣變暖速度加劇[1]。
根據(jù)世界氣象組織報(bào)告,21世紀(jì)初,由于極端天氣和氣候事件的出現(xiàn)導(dǎo)致全球死亡人數(shù)超過37萬人。極端高溫天氣出現(xiàn)頻率和強(qiáng)度均有上升,極端低溫天氣出現(xiàn)頻率下降,且造成的損失和危害不斷加強(qiáng)。因此,對(duì)極端氣溫變化進(jìn)行研究引起了人們的高度關(guān)注,并得出了很多有意義的研究結(jié)論[2-5]。
福清市位于福建省東部、福州市南部,地處閩東山地與閩東南沿海丘陵平原過渡地帶,屬于南亞熱帶海洋性氣候[6]。由于全球氣候變化的作用,該地氣候也發(fā)生了改變,使得極端天氣事件頻繁出現(xiàn),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進(jìn)一步加劇。因此,通過分析當(dāng)?shù)貥O端氣溫變化趨勢(shì),揭示福清市極端氣溫變化特征,為強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控和調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局提供決策依據(jù)[7-14]。
1 研究資料和方法
利用1991—2023年福清市逐月極端最高/最低氣溫資料,選擇一元線性回歸法和距平法分析福清市極端氣溫變化趨勢(shì),并探討高溫和低溫霜凍天氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。
2 極端氣溫基本氣候事實(shí)
經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析,福清市年極端最高氣溫主要出現(xiàn)在6—9月,其中,極端最高氣溫出現(xiàn)的6、7、8、9月的年份分別有1、17、12、3年,分別占年極端最高氣溫的3.0%、51.5%、36.4%、9.1%,尤其是極端最高氣溫在7月出現(xiàn)頻率最高,6月出現(xiàn)極端最高氣溫的頻率最低。在研究時(shí)段內(nèi),福清市極端最高氣溫的極值為38.4 ℃,出現(xiàn)在2014年8月,年極端最高氣溫處于34.0~38.4℃之間,平均極端最高氣溫為36.0 ℃,尤其是年極端最高氣溫超過36.0 ℃的有13年,占39.4%。
福清市極端最低氣溫主要在每年的12月至翌年2月出現(xiàn),其中,12、1和2月的極端最低氣溫分別有8、18、7年,分別占年極端最低氣溫的24.2%、54.5%、21.3%,尤其是極端最低氣溫在1月出現(xiàn)的頻率最高,2月最低。在研究時(shí)段內(nèi),福清市極端最低氣溫的極值為-0.7 ℃(表1),出現(xiàn)在2016年1月,年極端最低氣溫處于-0.7~6.3 ℃之間,極端最低氣溫的平均值為3.1 ℃。
3 極端氣溫的年際變化
3.1 極端最高氣溫
1991—2023年福清市極端最高氣溫的平均值為36.0 ℃,其中,極端最高氣溫的高值為38.4 ℃(2014年),低值為34.0 ℃(1999年),兩者相差4.4 ℃。近33年福清市極端最高氣溫整體以上升趨勢(shì)為主,線性變化傾向率為0.796 ℃/10年,上升趨勢(shì)極為顯著。結(jié)合平均值,在2012年之前,除極個(gè)別年份外,福清市大部分極端高溫在平均線以下,從2013年往后,除2015年外,其余年份極端高溫均超出平均值。
結(jié)合曲線圖(圖1),1991—1997年,福清市極端最高氣溫以小幅度下降趨勢(shì)為主;1997—2005年極端最高氣溫呈現(xiàn)出快速增加趨勢(shì);2005—2012年極端最高氣溫先快速下降后下降趨勢(shì)平穩(wěn);從2012年往后,極端最高氣溫以波動(dòng)增加趨勢(shì)為主。
3.2 極端最低氣溫
1991—2023年,福清市極端最低氣溫的平均值為3.1 ℃,其中,最低氣溫的高值為6.3 ℃(2019年),低值只有-0.7 ℃(2016年),兩者之間相差7.0 ℃。近33年福清市年極端最低氣溫整體呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),線性變化傾向率為0.387 ℃/10年,且年極端最低氣溫在多年平均值上下來回波動(dòng)。結(jié)合曲線圖(圖2),福清市極端最低氣溫整體以波動(dòng)增加趨勢(shì)為主。
4 極端氣溫的年較差
一年內(nèi),年極端最高氣溫的高值與年極端最低氣溫的低值差稱為極端氣溫年較差。福清市極端最高氣溫和極端最低氣溫均較高,大都以正值為主,使得全市極端氣溫較差較小,最小值為29.9 ℃,最高值為37.5 ℃,平均值為32.9 ℃。
根據(jù)福清市極端氣溫年較差的變化發(fā)現(xiàn),在2015年之前,25年中有13年為負(fù)距平,占52%,說明2015年之前,福清市極端氣溫年較差小占主導(dǎo)地位,25年距平平均值為-0.3 ℃,這段時(shí)間內(nèi)還有兩年的極端氣溫年較差為0,說明氣溫年較差與年較差平均值相等;2016—2023年,10年中有6年為正距平,占60%,說明該時(shí)期內(nèi)的極端氣溫年較差增大占主導(dǎo)地位,10年距平的平均值為0.8 ℃。
5 高溫、低溫對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響與對(duì)策
5.1 高溫災(zāi)害特征及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
通過對(duì)1991—2023年福清市年超過35.0 ℃的高溫日數(shù)進(jìn)行分析,福清市高溫日數(shù)整體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì),線性變化傾向率為2.436 d/10年,研究時(shí)段內(nèi)共增加8.0 d,增加趨勢(shì)極為顯著。近33年來,福清市年平均高溫日數(shù)為4.3 d,其中,年高溫日數(shù)的最大值為15.0 d(2022年),而1991、1994、1997、1999年沒有高溫
天氣出現(xiàn)。尤其是2002年之前,福清市的高溫日數(shù)出現(xiàn)頻率較低,從2002年往后則呈現(xiàn)出波動(dòng)上升趨勢(shì)(圖3)。持續(xù)高溫天氣的出現(xiàn),會(huì)對(duì)稻谷作物、茶葉、水果等農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響,一旦遇到高溫天氣會(huì)延緩作物生長(zhǎng)速度,同時(shí)會(huì)降低作物產(chǎn)量。
若早稻灌漿乳熟期出現(xiàn)持續(xù)高溫低濕天氣,即日最高氣溫超過35 ℃,空氣相對(duì)濕度不足70%的情況,這種情況持續(xù)3 d以上,會(huì)造成花粉干枯,不利于灌漿,使得水稻逼熟;7月中旬至8月中旬,在日平均氣溫超過30 ℃、日最高氣溫在35 ℃以上,果面溫度超過45 ℃的情況下,高溫極易造成柑橘類水果出現(xiàn)“日灼”。此外,持續(xù)性高溫少雨會(huì)加快農(nóng)田失墑速率,土壤水分減少,高溫天氣的出現(xiàn)會(huì)造成植株體內(nèi)水分流失速率加快,一旦不及時(shí)澆灌,植株的死亡率就會(huì)增加。
5.2 低溫霜凍特征及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
通過對(duì)1991—2023年福清市低溫霜凍日數(shù)進(jìn)行分析,福清市霜凍日數(shù)整體呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),線性變化傾向率為-0.528 d/10年,研究時(shí)段內(nèi)共下降1.74 d,
下降趨勢(shì)并不顯著。近33年福清市年平均霜凍日數(shù)為2.2 d,其中,霜凍日數(shù)的高值為8 d(1993、2005年),而
1997、1998、2001、2003、2007、2013—2015、2017、2019和2021年沒有霜凍天氣出現(xiàn)(圖4)。
福清市霜凍天氣在21世紀(jì)之前變化波動(dòng)幅度較大,后期霜凍天氣出現(xiàn)頻率相對(duì)較低。低溫霜凍是影響水稻種植發(fā)育的重要致災(zāi)因素,其中,倒春寒是產(chǎn)生低溫凍害常見的一種天氣現(xiàn)象,這種天氣會(huì)在3—5月出現(xiàn),伴隨降溫過程,甚至出現(xiàn)連續(xù)性陰雨天氣。若水稻處于育秧環(huán)節(jié),因此時(shí)水稻處于初期階段,抗逆性較弱,很容易遭遇環(huán)境的影響,低溫易凍壞秧苗,若此時(shí)出現(xiàn)連續(xù)性陰雨天氣,缺少日照,產(chǎn)生的危害更大,很容易出現(xiàn)大面積爛秧、死苗等情況,水稻生長(zhǎng)質(zhì)量也會(huì)由此降低。此外,若伴隨大風(fēng)、降水天氣出現(xiàn),更會(huì)影響水稻播種,并直接影響水稻整個(gè)種植生長(zhǎng)進(jìn)程。
5.3 應(yīng)對(duì)措施
首先,建立健全的農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)體系是應(yīng)對(duì)極端氣溫事件的重要措施之一。通過建立農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)體系,可以為農(nóng)民提供風(fēng)險(xiǎn)保障,減少極端氣溫事件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失。政府應(yīng)加大對(duì)農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的投入力度,提高保險(xiǎn)覆蓋面和保障水平,同時(shí)鼓勵(lì)農(nóng)民積極參加保險(xiǎn),提高自我保障能力。
其次,合理施肥也是提高作物抗逆性的有效措施。通過合理施肥,可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,促進(jìn)作物生長(zhǎng)。在施肥時(shí),應(yīng)根據(jù)不同作物的需肥特性和土壤狀況,選擇合適的肥料種類和施肥量,以滿足作物生長(zhǎng)的需求。同時(shí),應(yīng)避免過度施肥,以免造成土壤的污染和資源的浪費(fèi)。
再次,耕作技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響非常大。通過改進(jìn)耕作技術(shù),可以提高土壤溫度和濕度,促進(jìn)作物生長(zhǎng)。例如,采用深耕細(xì)作的方法,可以增加土壤的透氣性,有利于作物根系的生長(zhǎng);同時(shí),深耕還可以提高土壤的蓄水能力,緩解干旱對(duì)作物的影響。
最后,相關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)宣傳教育,增強(qiáng)農(nóng)民應(yīng)對(duì)極端氣溫事件意識(shí)。政府和社會(huì)各界應(yīng)加大對(duì)農(nóng)民的宣傳教育力度,普及農(nóng)業(yè)氣象知識(shí)和防災(zāi)減災(zāi)知識(shí),增強(qiáng)農(nóng)民的災(zāi)害防范意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。同時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo),幫助農(nóng)民掌握先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)技能,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和抗災(zāi)能力。
6 結(jié)論
(1)福清市年極端最高氣溫主要出現(xiàn)在6—9月,以7月出現(xiàn)頻率最高,6月最低,極端最低氣溫主要在每年的12月至翌年2月,以1月出現(xiàn)頻率最高,2月最低;
(2)福清市極端最高、最低氣溫均以上升趨勢(shì)為主,線性變化傾向率分別為0.796、0.387 ℃/10年,前者增幅明顯高于后者;
(3)福清市極端最高氣溫和極端最低氣溫均較高,大都以正值為主,使得全市極端氣溫較差較小,最小值為29.9 ℃,最高值為37.5 ℃,平均值為32.9 ℃;
(4)福清市高溫日數(shù)以上升趨勢(shì)為主,線性變化傾向率為2.436 d/10年,低溫日數(shù)以下降趨勢(shì)為主,線性變化傾向率為-0.528 d/10年,下降趨勢(shì)并不顯著,高溫和低溫天氣的出現(xiàn)均會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
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收稿日期:2024-03-11
作者簡(jiǎn)介:余斌(1992—),男,江西奉新人,助理工程師,主要從事氣象工作。