基于災害指數的芮城縣連陰雨分析

臧 曦

(山西省芮城縣氣象局，山西芮城 044600)

連陰雨天氣由于持續時間長、累積降水量較大、氣溫偏低、光照偏少，是山西省主要災害性天氣之一[1]，主要出現在農作物生長的關鍵時期，對作物播種、收獲等農事生產活動有很大的影響。許多氣象學者對連陰雨天氣過程從不同角度進行了大量研究[2-6]，有的研究從連陰雨對某一作物某一特定階段的影響分析入手，有的系統分析了秋季連陰雨多年的變化趨勢與時空結構，有的建立了某一作物受連陰雨影響較大的氣象指標，有的從微觀和宏觀兩方面分析某一次具體的連陰雨過程及其影響[7]等。上述研究主要側重大范圍區域的連陰雨特征，而對小范圍區域關注較少。另外，連陰雨作為一種極端氣候事件，其降水持續時間長、累積降水量大、氣溫低、光照少等特點決定其在給土壤提供水分、緩解旱情的同時往往也會對農業生產帶來不同程度的不利影響，而一次連陰雨天氣過程是否會造成災害、災害的影響程度如何、怎樣判別其大小等方面的研究很少。筆者采用山西省氣象局提出的，由趙桂香等[8]起草的關于連陰雨及其災害等級的劃分對近54年芮城縣3—11月的連陰雨過程及災害等級進行統計分析，找出芮城致災連陰雨的主要特征，為更好地服務三農、提高氣象災害防御的針對性提供參考依據。

1 資料與方法

1.1資料選取資料取自芮城縣地面氣象觀測站1961—2014年3—11月的逐日降水量，數據由山西省氣象信息中心提供，已經過質量檢驗。

1.2連陰雨的劃分將連續陰天和連續降雨日數均大于等于5 d，日照時數≤3 h/d、過程降雨量麥收期和秋收期≥30 mm、春季≥20 mm的天氣過程作為一次連陰雨過程[8]。這可以允許其中有1 d日照時數>3 h或降雨量為0。

1.3連陰雨災害指數(LYRI)的劃分其計算公式為

LYRI=0.45I1+0.75I2+1.80I3

(1)

式中，I1、I2、I3分別為連陰雨時段內最大日降雨量、連續降雨日數、降雨總量的分級指數值，具體按表1取值。

1.4連陰雨災害等級劃分按照表2的標準，將連陰雨災害劃分為5個等級。

2 結果與分析

2.1連陰雨過程的時間變化特征從圖1可以看出，近54年來芮城縣共出現了158次連陰雨天氣過程，出現次數整體呈下降趨勢，變化傾向率為-0.35次/10 a；次數最多的年份是1983年，出現了6次，而1977、1995和2000年沒有出現一次。9月份出現連陰雨天氣的次數最多，達39次，占比24.7%；其次是7月份，為34次，占比21.5%，而3和11月份出現連陰雨次數很少，2個月累計出現了7次。

2.2連陰雨災害等級分布對計算出的連陰雨災害指數與表2的標準進行對比，從圖2可看出，近54年來芮城縣出現的連陰雨天氣過程大部分對農作物生長發育或果實生長沒有造成影響，對農業播種活動也基本沒有影響(Ⅴ級)，這部分連陰雨過程達到了118次，占總次數的74.7%；Ⅳ級(輕度)有22次，占比13.9%，這種連陰雨過程會對農作物生長發育或果實成熟造成一定影響，或農業播種會受到一定影響；達重度的(Ⅲ級)有15次，占比9.5%，這種連陰雨會使果實霉變，產量下降，或對農業播種產生較大影響；而嚴重(Ⅱ級)和特別嚴重的(Ⅰ級)占比不到2%。54年中，連陰雨災害指數最大為12.0，出現在2011年9月，最小的連陰雨災害指數為1.2。進一步分析災害指數的季節分布情況，發現Ⅳ級連陰雨災害過程在春、夏、秋季均有分布，其中秋季占50%，而春夏兩季基本一致，分別有5和6次；Ⅲ級連陰雨災害過程主要集中在夏季和秋季，春季未出現；Ⅱ級2次，均出現在夏季；Ⅰ級1 次，出現在秋季。綜合分析，芮城縣Ⅳ級以上連陰雨災害等級主要出現在秋季，占比50%；其次是夏季，占比35%；而春季出現很少，只有6次，占比15%。

表1 各季連陰雨災害指數分級對照

表2 連陰雨災害等級劃分

2.3連陰雨災情普查情況利用同時期災情普查資料，對近54年來芮城縣連陰雨災害發生情況進行統計分析，結果發現，有連陰雨災情記錄的共有13次，占所有連陰雨次數的8.2%；占Ⅳ級以上連陰雨過程的32.5%，這說明在芮城縣盡管出現連陰雨天氣的機率較大，但大部分連陰雨天氣過程不會造成災害。由連陰雨造成的災害損失占總的氣象災害損失的11%左右，且主要出現初秋，這可能與芮城縣的農業生產活動有關。出現在春季的連陰雨過程，那時正值春耕春種和冬小麥返青拔節生長需水的關鍵時期，充足的降水對農業生產造成的影響一般不大；而進入夏末初秋，那時玉米成熟等待收獲、棉花正值吐絮收獲、紅棗也進入成熟期，過多的降水會造成玉米、棉花收獲困難而發生霉變，紅棗裂果等，從而出現在這個階段的連陰雨天氣對農業生產更易造成災害。

圖1 1961—2014年芮城縣連陰雨次數的年際(a)和月際(b)變化Fig.1 Interannual (a) and monthly (b) changes in the numbers of consecutive rainy in Ruicheng County from 1961 to 2014

圖2 1961—2014年芮城縣連陰雨等級分布特征Fig.2 Distribution characteristics of continuous rainy grades in Ruicheng County from 1961 to 2014

2.4災害指數與實際災情的關系將發生災情的過程逐一列出，與根據所定義的連陰雨災害指數相對應，以期找出災害指數與實際災情之間的相關程度，具體見表3。從表3可以看出，有連陰雨災情記錄的時段均出現相應的連陰雨天氣過程，同時連陰雨災害指數都較大，其中Ⅴ級有災情記錄的有5次，Ⅳ級的有3次，Ⅱ級和Ⅰ級的各有1次。連陰雨災害指數能夠較好地反映出連陰雨天氣過程是否會產生災害，但由于實際災情的記錄不夠完整規范，不能將連陰雨造成的災害進行定量定性的分類，同時即使是災害指數相同的不同連陰雨過程，由于出現的時間不同，對農業生產所造成的影響也不盡相同，所以不能很好地確定災害指數的大小與災情大小的關系程度。

3 討論

(1)用連陰雨災害指數的大小來表征某次連陰雨天氣過程的影響程度具有較好的指導意義，但最大日降水量、連續降水日數和降水總量的各權重系數是否在山西省各地一致還有待進一步通過模擬驗證，特別是降水總量在夏(秋)季需在100 mm以上才有權重，而實際上短時的強降水也很可能造成災害。

(2)由于選定連陰雨過程時，包括了其中有1 d日照時數>3 h或降水量為0的情況，但該研究在實際選取時沒有參考日照時數，而是簡單地將過程中日降水量≥0.1 mm日期認定為日照時數≤3 h，因此選取的連陰雨過程有可能偏多。

表31961—2014年芮城縣連陰雨災情及對應過程情況統計

Table3ThedisastersituationandthecorrespondingprocessstatisticsofconsecutiverainyinRuichengCountyfrom1961to2014

災情記錄Disasterrecords連陰雨過程Consecutiverainyprocess對應的連陰雨災害指數Correspondingcontinuousrainydisasterindex對應等級Correspondinggrade1963-04—1963-051963-05-19—05-262.4Ⅴ級1964-081964-08-28—09-045.1Ⅲ級1964-101964-09-20—09-272.9Ⅴ級1975-09—1975-101975-09-28—10-041.9Ⅴ級1976-08-19—08-291976-08-19—08-298.4Ⅱ級1981-08—1981-091981-08-28—09-075.7Ⅲ級1983-06-19—06-261983-06-19—06-262.4Ⅴ級1983-09-01—09-301983-09-04—09-103.3Ⅳ級1983-09-20—09-283.2Ⅳ級1984-09-30—10-101984-09-21—09-284.2Ⅳ級1991-05-29—06-021991-05-28—06-022.1Ⅴ級1992-091992-09-12—09-286.6Ⅲ級2011-09-01—09-182011-09-04—09-1912.0Ⅰ級2014-09-07—09-172014-09-07—09-177.5Ⅲ級

(3)實際災情普查由于各方面原因記錄并不規范完整，不能很好而真實地代表連陰雨過程出現時所產生的災情。災情的收集與記錄需要各方面的力量，在現階段要多發揮信息員的作用，多利用區域氣象監測站數據，盡量完整真實地記錄連陰雨過程出現后發生的災情。

(4)災害等級的劃分及影響劃分比較粗糙，跨度較大。實際上，連陰雨災害造成的影響是多方面的，在每個階段的影響程度也是不一樣的，這從統計中可以看到一部分連陰雨過程災害指數較小卻有災情，而一部分指數大的過程反而沒有災情。

(5)關于連陰雨天氣過程特別是致災情連陰雨過程出現時的主要天氣形勢沒有進行分析，對連陰雨過程的預報指導作用有待加強。

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