皖南山區倒春寒發生特征及氣象風險區劃

楊木勇 孫秀邦 汪大林

（安徽省宣城市氣象局，安徽宣城 242000）

安徽省茶區相對集中，產量豐富，2017 年全省茶葉產量達11.51萬t，其中皖南山區的宣城市（3.39萬t）和黃山市（2.85萬t）2017 年茶葉產量居全省前兩位，約占全省茶葉總產量的54%。茶樹原產濕熱地區，喜熱不耐嚴寒，容易受到低溫凍害的影響，因此安徽省茶葉單產較低。在低溫凍害中以倒春寒對茶葉生長影響最大，本文將根據災害風險評估原理和倒春寒致災特征，分析皖南山區各地不同強度倒春寒的出現歷史概率，進行茶葉倒春寒風險評估分析，為茶葉的生產提供氣象科學保障依據。

1 資料和方法

1.1 資料來源和倒春寒定義 本文所用資料主要為安徽省宣城市和黃山市13 個國家級氣象臺站1981-2015 年3-4 月日平均氣溫、日照時間等逐日氣象資料（由于歷史原因休寧站1988-1991 年無數據，期間暫不進行數據處理）。

1.2 倒春寒年次頻率計算 倒春寒年次頻率見表1，計算不同程度倒春寒發生年次頻率，為不同程度倒春寒發生年次數與統計資料總年數之比。

表1 倒春寒級別分類

1.3 倒春寒氣象風險指數 根據倒春寒對茶葉的影響，倒春寒影響茶葉主要有日均溫降溫幅度、日最低氣溫、低溫持續日數、低溫過程平均溫度等因素。為了較好反映倒春寒對茶葉生產的影響程度，定義倒春寒綜合氣象風險指數（R）如下：

其中，R 為倒春寒的風險指數；f1、f2、f3和f4分別輕級、中級、重級和特重級倒春寒發生頻次（分別占總發生次數的比例）；I1j、I2j、I3j和I4j分別為歷史上出現輕級、中級、重級和特重級倒春寒對應的發生強度。n1、n2、n3和n4分別為輕級、中級、重級和特重級倒春寒發生次數，n 為統計年內總倒春寒的次數。公式（1）的含義是通過不同程度的倒春寒發生頻次和低溫強度進行加權，得到多年平均總的風險指數。從公式（1）中得出，風險指數越高，倒春寒的風險就越大。

2 結果與分析

2.1 皖南山區倒春寒氣象風險要素空間分布特征

2.1.1 發生頻率特征 圖1 為皖南山區倒春寒發生年次頻率空間分布圖。由圖可見，皖南山區倒春寒發生年次頻率在34.3% ～45.7%，平均為42.1%（2.4 a 一遇）。祁門縣、黃山區、廣德市、寧國市和旌德縣5 區的大部分山區倒春寒年發生頻率在45.7%（2.2 a 一遇）；績溪縣、郎溪縣和涇縣發生倒春寒的頻率在42.9%（2.3 a 一遇）；黟縣和宣城市大部分地區發生頻率在40.0%（2.5 a 一遇），黃山市區、歙縣和休寧縣等縣區大部分地區倒春寒發生頻率在40% 以下，其中休寧縣發生頻率為38.7%（2.6 a 一遇），歙縣發生頻率為37.1%（2.7 a 一遇），黃山市區發生概率為34.3%（2.9 a 一遇）（圖1a）。

中度及以下倒春寒年次頻率在0% ～17.2%，平均為10.2%（10 a 一遇）。黃山區近年來未發生過中度及以下倒春寒天氣，廣德市、宣城市和涇縣中度及以下倒春寒年發生年次頻率在5.8%（17.2 a 一遇）以下，寧國市和旌德縣等地中度及以下倒春寒發生年次頻率為8.6%（11.6 a 一遇）。績溪縣、郎溪縣、休寧縣、歙縣、黟縣、祁門縣和黃山市區中度以下倒春寒年發生頻率在10 a 一遇以上，其中黃山市區和祁門縣最高，為17.2% 和17.1%，達到5.8 a 一遇。其他大部分地區中度以下倒春寒年發生頻率都在6 ～10 a 一遇（圖1b）。

皖南山區重度及以上倒春寒發生年次頻率明顯高于中度及以下倒春寒年次頻率，重度及以上發生頻率在17.1% ～45.7%，平均為31.9%（3.1 a 一遇），其中黃山市區年發生頻率最低，為17.1%（5.8 a 一遇）。歙縣、黟縣、休寧縣、祁門縣、績溪縣和郎溪縣大部分地區發生重度及以上倒春寒年次頻率在3.0 a 一遇以下，宣州區、涇縣、旌德縣、寧國縣、廣德市和黃山區發生重度及以上倒春寒年次頻率在 3 a 一遇以上，其中黃山區發生頻率最高，為45.7%，為2.2 a 一遇（圖1c）。

圖1 皖南山區省倒春寒及中度及以下、重度及以上倒春寒發生頻率（單位：%）

2.1.2 倒春寒各強度分布和強度指數分布、起止時間分布特征 通過對皖南山區13 個國家級氣象觀測站1981-2015 年倒春寒天氣的統計分析，得出倒春寒不同程度強度的比例和強度指數的分布、起止時間分布。皖南山區各縣市倒春寒發生頻率平均達0.42 次/a，廣德縣、寧國市、旌德縣、黃山區和祁門縣發生頻率最高，達到0.46 次/a，黟縣、績溪縣、郎溪縣和涇縣次之，黃山市區最少，僅0.34 次/a。從發生強度看，各地情況都不同，但都以輕度最少，中度、重度次之，特重度最多。輕度倒春寒占所有倒春寒的4.7%，中度約占19.7%，重度約為24.8%，特重度倒春寒發生比重為50.6%，占了倒春寒發生總數的一半，發生重度及特重度倒春寒所占比例平均高達75%。從不同發生程度的強度指數看，輕度倒春寒的平均強度為1.6左右，中度倒春寒平均強度為6.8，重度倒春寒平均強度為12.7，特重度倒春寒平均強度高達45.1。從倒春寒發生起止時間來看，各個縣市最早出現倒春寒時間都在3 月15 日，最晚結束倒春寒時間基本都在4 月。

2.1.3 倒春寒的風險強度要素特征 倒春寒對雙季稻風險影響不僅與發生頻率有關，還與倒春寒發生時的冷積溫總量、低溫持續天數、日照有關。從各風險強度要素特征看，綜合分析倒春寒過程可得出，大部分的倒春寒過程，皖南山區茶葉倒春寒持續時間為8.0 ～10.0 d；過程冷積溫多在36.9℃～55.6℃，折合每天冷積溫約為3.7℃～7.0℃，也就是說，低溫過程平均氣溫多在3℃～7℃；過程日照平均每天為1.0 ～2.5 h。

2.2 倒春寒綜合氣象風險區劃 根據倒春寒發生各風險頻率和強度要素，由式（1）計算得到倒春寒綜合風險指數，根據綜合風險指數數值范圍按等值區間劃分4 級（表1）。

表1 皖南山區倒春寒綜合風險等級區劃

皖南山區絕大部分地區倒春寒綜合風險指數在5.0 以上，都為中度風險以上，表明皖南山區倒春寒發生頻率較高，強度較大，倒春寒對茶葉風險高；其中祁門縣的大部、休寧縣西部山區和績溪縣南部鄉鎮等地區綜合風險指數在10.0 以下，為倒春寒中度風險區，為皖南山區倒春寒風險最小的區域。黟縣、黃山市區、歙縣的大部分山區、績溪縣大部分山區、涇縣和郎溪縣風險指數在10.0 ～15.0，為倒春寒高風險區域，倒春寒發生頻率高，強度大，容易發生重度以上倒春寒災害，對茶葉的生產影響較大。黃山區、寧國市、廣德縣、旌德縣和宣州區大部分山區倒春寒綜合風險指數＞15.0，為倒春寒特高風險區，倒春寒發生頻率最高，且強度最大，對茶葉的生產影響也最大，這些區域要特別注意防范倒春寒天氣帶來的不利影響。

3 結果和討論

根據皖南山區1961-2015 年氣溫、日照等氣象資料進行倒春寒災害風險分析，得到結果如下。

（1）皖南山區茶葉種植區發生倒春寒頻率較高，為2 ～ 3 a 一遇；中度及以下倒春寒發生頻率較低，平均為10 a 一遇，發生重度及以上倒春寒頻率高于輕中度頻率，平均為3.1 a 一遇。在空間頻率分布以黃山區最高，廣德市、寧國縣、涇縣和旌德縣次之，黃山市區最低。

（2）皖南山區各縣市倒春寒發生頻率平均達0.42 次/a；從發生強度看，以輕度最少，中度、重度次之，特重度最多；各個縣市最早出現倒春寒時間都在3 月15 日，最晚結束倒春寒時間基本都在4 月。

（3）皖南山區茶葉種植區中以祁門縣的大部、休寧縣西部山區和績溪縣南部鄉鎮等地區為倒春寒中度風險區；黟縣、黃山市區、歙縣的大部分山區、績溪縣大部分山區、涇縣和郎溪縣等地區為倒春寒高風險區；黃山區、寧國市、廣德縣、旌德縣和宣州區大部分山區為倒春寒特高風險區。

鑒于低溫風險影響，茶葉減產定損可操作性差，目前也無規范的受災面積和減產損失的資料，以上風險評估僅從氣象角度考慮，未考慮具體受災對象分布，評估結果有一定局限性。