白 鑫
烏海市氣象局,內蒙古烏海 016000
在全球變暖的大背景下,各類極端天氣增加,為農業(yè)生產帶來了較大影響。烏海位于西北地區(qū),地處大陸深處,分別與庫布齊沙漠、烏蘭布和沙漠、毛烏素沙地邊緣連接,屬于典型的溫帶大陸性氣候,降水量少,日照充足,蒸發(fā)量大,無霜期較長。春季干旱少雨,大風天氣多;夏季降水集中,氣溫較高;秋季天氣晴朗,氣溫適宜;冬季干燥少雪,灰霾天氣多。
氣象災害對農作物的影響是顯著的。農作物的生長和氣候變化有著直接關系,烏海主要農作物是玉米、小麥,經濟作物為果樹和葡萄。烏海農業(yè)氣象災害種類多、發(fā)生頻率高,同時季節(jié)性較強,主要農業(yè)氣象災害有干旱、霜凍、大風沙塵,冰雹等。
本文的氣象數(shù)據(jù)來源于烏海市國家一般氣象站,主要為1991—2021年的干旱、霜凍、寒潮和大風等氣象觀測數(shù)據(jù)資料。季節(jié)的劃分采用常規(guī)劃分標準:春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為9—11月、冬季為12月—翌年2月。采用數(shù)理統(tǒng)計方法對影響烏海的主要農業(yè)氣象災害特征進行分析,總結歸納災害性天氣給農業(yè)造成的危害,并提出了一些防災減災措施。
干旱是指在無灌溉條件下,長期無有效降水、空氣干燥、土壤及大氣供水不足導致農作物受害的現(xiàn)象。春季是作物播種和牧草返青的關鍵季節(jié),因此有“春雨貴似油”的說法。夏季干旱對農作物的危害一般比春季干旱大。夏季是作物生長旺盛的時期,農作物抗旱能力差,尤其是對作物的品質和產量有著決定性的影響,還容易引發(fā)病蟲害。2015年7月25—31日烏海連續(xù)7 d出現(xiàn)35℃以上的高溫天氣,7月27—29日連續(xù)3 d最高氣溫在39℃以上,烏海市支柱產業(yè)的葡萄種植園區(qū)在此輪高溫天氣中受災嚴重,僅海勃灣區(qū)漢森葡萄園區(qū)內120多hm2大田葡萄受災面積達13.33多hm2,很多葡萄葉片枯黃脫落,有些漿果出現(xiàn)日灼病和皺縮。
烏海市受地理位置和氣候類型的影響,年平均降水量158.6 mm,年平均蒸發(fā)量2 971.3 mm,蒸發(fā)量為降水量的18倍,降水季節(jié)分配不均,按照干旱等級劃分標準[1],對1991—2021年(近30年)降水量進行統(tǒng)計(圖1),分析得出烏海一年四季都有干旱現(xiàn)象發(fā)生,其中,春季發(fā)生中旱的頻率為13%、夏季發(fā)生中旱的頻率為37%、特旱的頻率為10%、秋季發(fā)生輕旱的頻率為13%、冬季發(fā)生輕旱的頻率為30%。
圖1 1991—2021年烏海干旱發(fā)生頻率
王旭東等[2]研究表明,烏海年及四季氣溫的上升趨勢極為顯著,氣候變暖現(xiàn)象明顯。20世紀80年代中期之前,烏海處于偏冷時期,之后年平均氣溫升幅明顯加大,處于偏暖時期,特別是1990—2009年有17年的年平均氣溫突破10℃,其中,2000—2003年連續(xù)突破11℃。烏海年平均氣溫的升幅遠遠超過我國年平均氣溫升幅,氣候變暖趨勢極為明顯。
從年代分布看(表1),90年代干旱程度較輕,進入2000年以來,干旱呈上升趨勢,基本以夏季的中度干旱和冬季的輕度干旱為主,其中2002年干旱嚴重,一年四季都發(fā)生不同程度的干旱,春夏為農作物生長發(fā)育的關鍵時期,干旱對農作物的影響較大。
表1 1991-2021年烏海旱災發(fā)生的年份
按照季節(jié)統(tǒng)計無降水日數(shù),得出春季無降水天數(shù)占比85%,夏季無降水天數(shù)占比68%,秋季無降水天數(shù)占比83%,冬季無降水天數(shù)占比93%。將1991—2021年無降水天數(shù)做散點圖(圖2),可以看到,2006年最低值無降水日數(shù)為260 d,2016無降水日數(shù)達345 d。
圖2 1991—2021年烏海的無降水天數(shù)
霜凍是指土壤表面或植物株冠附近最低氣溫下降至0℃以下,作物遭受凍害的現(xiàn)象。霜凍是烏海市主要的農業(yè)氣象災害之一,其危害僅次于旱災。2020年4月19日,烏海市最低氣溫開始下降,20—21日出現(xiàn)了霜凍天氣,22—24日連續(xù)3 d最低氣溫降至0℃以下,最低氣溫為-3.9℃,出現(xiàn)冰凍天氣,為1961年有氣象記錄以來4月下旬第二低值。葡萄受凍較為嚴重,對產量的影響較大,玉米有地膜保護的受災程度較小,完全祼露玉米有70%~80%被凍死。
在早春時節(jié),蔬菜大多已經定植,葡萄剛剛出土上架,極易受到霜凍的危害,在秋霜凍出現(xiàn)時,正處于秋菜后期生長的關鍵時期,也是新植葡萄枝條老化成熟階段,因此,秋霜凍對秋菜生產和新植葡萄的老化越冬有很大的影響[3]。
根據(jù)內蒙古自治區(qū)地方標準霜凍災害等級(DB15/T 1008—2016)初霜凍和終霜凍災害等級指標劃分,依據(jù)王鳳琴等[4]的研究表明,烏海輕度初霜凍日開始的平均日期為10月8日,烏海市輕度霜凍終日結束的平均日期為4月29日。對1991—2021烏海最低地面溫度進行統(tǒng)計分析,根據(jù)表2和表3得到,初霜凍發(fā)生以重霜凍為主,頻率為33%;中霜凍次之,頻率為20%。終霜凍發(fā)生以重霜凍為主,頻率為26%;發(fā)生中霜凍的頻率為23%。
表2 1991—2021年烏海初霜凍發(fā)生的年份和頻率
表3 1991—2021年烏海終霜凍發(fā)生的年份和頻率
寒潮是來自高緯度地區(qū)的寒冷空氣,在特定的天氣形勢下迅速加強并向中低緯度地區(qū)侵入,造成沿途地區(qū)大范圍劇烈降溫、大風和雨雪天氣。氣象定義為24 h降溫10℃以上,或48 h降溫12℃以上,同時最低氣溫低于4℃。若寒潮發(fā)生在冬春季常常伴有大風、降雪天氣,對農牧業(yè)生產的影響很大。對1991—2021年間10月—翌年5月寒潮出現(xiàn)次數(shù)進行統(tǒng)計,由表4可以看出,寒潮天氣發(fā)生頻率以4月和3月最高,按照季節(jié)劃分,春季發(fā)生寒潮的頻率最高。5月正是作物的播種季節(jié),由表看出10年間發(fā)生寒潮次數(shù)為20次,對作物的影響較大。
表4 1991—2021年10月—翌年5月寒潮出現(xiàn)次數(shù)
大風指瞬間風速≥17 m/s,其破壞力較強,常常給農業(yè)造成不同程度的危害,2009年5月26—27日,烏海市6級大風持續(xù)時間長達20余h,短時風力達8~9級,大風導致360多hm2葡萄、果樹受損。沙塵暴會造成溫室、大棚、葡萄架材等農業(yè)設施嚴重受損,大面積小麥被風吹倒,嚴重影響農作物的生長。此外,沙塵暴還會吹走土壤中的有機物質,降低土壤肥力。30年間,烏海共出現(xiàn)大風日數(shù)為578 d,年平均大風日數(shù)19.3 d,各個月均會出現(xiàn)大風天氣,5月出現(xiàn)頻率最高。從季節(jié)分布看,大風日數(shù)出現(xiàn)頻率最高的季節(jié)為春季。1991—2021年間發(fā)生沙塵暴的日數(shù)為71 d,沙塵暴的造成危害更為嚴重。
除上述主要的農業(yè)氣象災害外,對農業(yè)影響較大的氣象災害還有冰雹等強對流天氣。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出,夏末秋初發(fā)生冰雹的可能較大,1991—2001年間有記錄的冰雹發(fā)生天數(shù)為14 d,夏末初秋是北方農作物生長的結果,成熟時期,冰雹的出現(xiàn)對農業(yè)生產影響主要體現(xiàn)在冰雹輕者可造成減產歉收,重則可造成絕產或嚴重減產。農作物的枝葉、莖干、果實受到冰雹的砸傷,會因損葉、折稈、脫粒而減產。2020年6月烏海突降暴雨并伴有短時冰雹,受暴雨和短時冰雹影響,大片的麥田出現(xiàn)了倒伏現(xiàn)象,部分村民的小麥幾乎80%受損。
根據(jù)烏海市的農業(yè)結構特點和實際,在農業(yè)生產關鍵期,密切監(jiān)視氣候變化,加強災害性天氣監(jiān)測預報預警服務能力,結合農業(yè)生產實際,制作并發(fā)布針對性的專題氣象服務材料。充分借助電視、電子顯示屏、手機短信、廣播、微信公眾號等各類渠道,及時發(fā)布農業(yè)生產專題氣候分析及農事建議等信息,提供精細化氣象服務,為農業(yè)生產及時獲取氣象信息提供便利,提高信息傳播時效,及時響應,減輕災害性天氣給農業(yè)造成的危害,確保農業(yè)生產安全。
相關部門應加強溝通合作,建立聯(lián)合防災減災機制,明確職責,針對農業(yè)災害形勢加強聯(lián)合監(jiān)測、會商工作,對墑情、災情和氣象條件實施精密監(jiān)測評估,及時會商分析氣象災害發(fā)生、發(fā)展及影響,共同推動農業(yè)氣象防災減災能力建設。
制定農業(yè)氣象防災減災預案,針對不同種類的氣象災害,制定精細化的防災減災預案,確保災害性天氣發(fā)生時能夠有效、及時應對與防范。共建基層農業(yè)防災減災隊伍,在關鍵農時和災害多發(fā)季節(jié),深入田間,指導科學抗災救災。積極發(fā)揮人工影響天氣作用,抓住有利時機,適時組織開展人工增雨(雪)等作業(yè)。開展農業(yè)氣象災害風險普查,進行農業(yè)氣象災害風險評估,推進農業(yè)天氣保險的普及。開展農業(yè)氣象災害致災機理、業(yè)防災減災技術等方面的科學研究,推進科研成果轉化應用。
有針對性地進行防災減災宣傳,加強人們對自然災害的認知,了解氣象災害對農業(yè)的影響,采取相應措施規(guī)避,增強防災意識和環(huán)境保護意識。
通過對烏海市主要的農業(yè)氣象災害進行統(tǒng)計分析得出,近年來,烏海升溫明顯,一年四季都有干旱現(xiàn)象發(fā)生,按季節(jié)劃分,發(fā)生頻率依次為夏季>春季>冬季>秋季。烏海初霜凍發(fā)生以重霜凍為主,頻率為33%;中霜凍次之,頻率為20%。終霜凍發(fā)生以重霜凍為主,頻率為26%,發(fā)生中霜凍的頻率為23%。春季發(fā)生寒潮、大風天氣的頻率最高。