湖北省連陰雨災害特征及其影響分析

摘要：為了減少連陰雨災害對湖北省生產生活的影響，基于1961-2017年湖北省國家級地面氣象觀測站春秋季監測的逐日降水資料，統計分析了湖北省連陰雨災害的特征及其影響。結果表明，湖北省春季連陰雨過程發生頻次南部多于北部，進入21世紀以來，發生范圍和程度都有所減輕;秋季連陰雨過程發生頻次西部明顯多于東部，南部多于北部，西南地區最多，2010年以來發生范圍與程度分別呈加大、加重趨勢;冷、暖空氣在湖北省交匯是形成連陰雨的主要誘因;連陰雨不僅給農業生產造成重大損失，還會給儲運等行業的相關生產活動造成危害，也會影響人們的身心健康，應采取相應的防御措施。

關鍵詞：連陰雨;災害;變化特征;影響評估;湖北省

中圖分類號：P468.0; P429 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020） 16-0061-05

DOI： 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.16.012

連陰雨是湖北省常見的一種天氣現象，對工農業生產、人們生活等經濟社會活動造成一定的影響。已有學者對連陰雨變化及其災害特征等方面進行了研究。王榮等[1]分析表明長江中下游地區連陰雨日數和頻次總體呈南多北少、連陰雨總雨量呈東南多西北少、雨強呈東強西弱的分布態勢;近50年來，長江中下游地區平均年連陰雨日數、過程頻次、總雨量均呈減少趨勢，但雨強有增加趨勢。趙玉春等[2]使用小波分析等統計方法分析指出三峽地區春、秋季連陰雨每年平均發生2～3次，春、秋季連陰雨年際和年代際變化均較明顯，其年際變化周期呈現階段性。鄒旭愷等[3]分析表明近40多年來長江三峽庫區年及秋季降水日數和春、秋季降水量都存在減少趨勢;降水量和降水日數的變化會造成連陰雨天氣的氣候特征發生一定改變。鄭衍欣等[4]分析了三峽庫區春季總的連陰雨和各類連陰雨的時空分布特征和變化趨勢，表明春季連陰雨過程頻次、總天數和總降水量均呈現自北向南逐漸增多的緯向分布特征，總的連陰雨過程頻次、總天數以及總降水量有明顯減少，但近10年來呈增長趨勢。史瑞琴等[5]在對華中三省歷年秋季連陰雨災害進行調查的基礎上，對其時空變化特征及風險分析，表明近50年來，華中三省秋季連陰雨顯著減少，且越接近南部，減少趨勢越明顯;各地秋季連陰雨呈一致減少趨勢，且西部減少速率大于東部;程度越重的連陰雨減少趨勢越明顯。姜愛軍等[6]根據連陰雨災害特征建立了包含災害持續天數、總降水量和總日照距平3個主要要素的評估模型，對江蘇省連陰雨災害發生狀況進行了分析。江益等[7]對四川省秋季連陰雨的變化特征和時空分布進行了分析，表明四川省秋雨量約占全年降水量的1/4，其中秋季連陰雨量約占全年降水的1/5、約占秋雨量的80%;四川省秋季連陰雨的發生次數、降水量和持續天數總體上均呈減少趨勢。朱海濤等[8]基于漬澇天數、漬澇影響程度和日照構建了連陰雨災害指數模型，系統分析了鎮江市不同生育期連陰雨災害的發生規律以及對作物的影響。趙輝等[9]對信陽市春季低溫連陰雨發生規律進行統計分析，根據不同的標準將其劃分成3個災害等級，為定量分析打下基礎。

湖北省的連陰雨天氣常常與低溫過程相伴，因此連陰雨期間的雨日雨量多、日照少、氣溫低、濕度大，尤其會造成農作物漬害、陰害或冷害。漬害是指田間土壤持水量長時間過飽和，土壤的透氣性變差，含氧量不足，作物根系呼吸受阻，吸收功能變差，缺氧嚴重時根系就會腐爛，甚至死亡;陰害是指長時間寡照或光照不足，使作物的光合作用受限、生長發育不良，各種病菌活躍起來，造成作物病害發生;冷害是指農作物在0℃以上的相對低溫下受到的傷害或不利影響，耐寒作物、喜溫作物都有可能遭受冷害[10]。

湖北省連陰雨一年四季都會發生，因夏季連陰雨災害歸并于暴雨洪澇災害、冬季連陰雨災害歸并于低溫冷凍災害，所以，本研究僅介紹湖北省春季和秋季連陰雨災害。湖北省春季和秋季連陰雨不僅會引發農作物相關的病害，給農業生產造成重大損失，還會給儲運等行業的相關生產活動造成危害，也會影響人們的身心健康，引發感冒和關節疼痛等[11]。因此，利用1961-2017年湖北省76個國家級地面氣象觀測站監測的逐日降水資料，研究分析湖北省連陰雨災害特征，對于認識其變化規律及其影響意義重大，以期為連陰雨災害管理和防御提供一定的依據。

1資料與方法

1.1資料來源

選用1961-2017年湖北省76個國家級地面氣象觀測站監測的春季（3-5月）、秋季（9-11月）逐日降水資料，資料來源于湖北省氣象信息與技術保障中心。統計時，日降水量≥0.1 mm為1個雨日。

1.2連陰雨判別指標

連陰雨是指連續多日的陰雨天氣過程，按發生地域范圍分為單站連陰雨、區域連陰雨和全省連陰雨[12]。

單站連陰雨指國家級地面氣象觀測站在某日期段的第一日和最后一日均為降水日，且該日期段符合下列條件之一，則認定該站在該日期段發生連陰雨：①連續4d及以上，至多有1d不是降水日，同時該日日照時數<2h;②連續7d及以上，至多有2d不是降水日，同時該2d不相鄰且日照時數<2 h。

區域（指湖北省自然氣候分區，將湖北省劃分為鄂西北、鄂西南、江漢平原、鄂東南、鄂東北5個區[13]）連陰雨指某日期段從第一日至最后一日，分區范圍內每日均有>30%的國家級地面氣象觀測站且至少1d有≥50%的國家級地面氣象觀測站處在連陰雨中，則表示該日期段發生了區域連陰雨。

全省連陰雨指某日期段從第一日至最后一日，全省范圍內每日均有>30%的國家級地面氣象觀測站且至少1d≥50%的國家級地面氣象觀測站處在連陰雨中，則表示該日期段發生了全省連陰雨。

1.3 連陰雨等級評估方法

連陰雨等級評估方法有單站評估、分區評估、全省評估[14]。①單站評估：一般用連陰雨過程雨量或持續連陰雨日數對連陰雨過程的強度進行評估（表1）。②分區評估：同一時期內，某個區域內有1/3國家級地面氣象觀測站出現連陰雨，記為1次該區域連陰雨過程。③全省評估：全省有1/3國家級地面氣象觀測站出現連陰雨，定義為1次全省性連陰雨過程。

2 湖北省連陰雨災害特征及演變趨勢

湖北省連陰雨具有發生頻率相對較低、持續時間較長、影響范圍較大、危害面較廣、損失比較嚴重的特點。一般3～5 d的連陰雨天氣就會對不同的農作物產生不利的影響，且時間越長影響越大[15，16]。

2.1春季連陰雨

1961-2017年湖北省各地春季連陰雨發生頻次如圖1所示，湖北省春季連陰雨發生頻次是南部地區多、北部地區較少。鄂西北北部、鄂北崗地、鄂東北西北部春季平均每年發生連陰雨1～2次，鄂西南南部、咸寧南部平均每年發生3～4次，其他地區平均每年發生2～3次[14]。

從圖2可以看出，1961-2017年湖北省春季連陰雨發生范圍和嚴重程度呈現小幅波動趨勢。20世紀60年代至70年代前期、90年代發生范圍廣、程度重，造成的災害損失大，進入21世紀以來，發生范圍和程度分別有所減小和減輕。

湖北省春季連陰雨發生范圍最廣的是1977年，約有26%的國家級地面氣象觀測站出現連陰雨;其次是1963、1964年和1967年，分別有20%、21%和19%的國家級地面氣象觀測站發生春季連陰雨。2009年2月14日至3月5日，湖北省出現持續低溫陰雨（雪）天氣，江漢平原、鄂東南出現區域連陰雨，鄂東、江漢平原大部分地區、鄂西部分地區為重度連陰雨，持續11～13d。

2.2秋季連陰雨

1961-2017年湖北省各地秋季連陰雨發生頻次空間分布見圖3。由圖3可以看出，受華西秋雨的影響，湖北省秋季連陰雨發生頻次西部明顯多于東部，南部多于北部。秋季連陰雨最多的地區是鄂西南，平均每年發生2.5～3.2次;其次是鄂西北，平均每年發生1.9～2.4次;鄂東北最少，平均每年發生1.5～2.0 次[14]。

從圖4可以看出，1961-2017年湖北省秋季連陰雨發生范圍和嚴重程度呈現明顯波動趨勢，波幅大于春季。20世紀60年代至70年代中期發生范圍廣、程度重，造成的災害損失大;20世紀70年代中后期連陰雨較輕;20世紀80年代初發生范圍廣、程度重，之后發生范圍和程度呈減輕趨勢，直到20世紀90年代中后期至21世紀前10年;2010年以來發生范圍與程度分別呈加大、加重趨勢。

湖北省秋季連陰雨發生較重的年份有1961、1962、1963、1964、1965、1971、1974、1981、1984、1985、2000、2016年和2017年，這些年份中度或重度連陰雨的國家級地面氣象觀測站數接近10%，其中1964、1985年有8%以上國家級地面氣象觀測站發生重度連陰雨;2016年9月22-28日西部、9月28日至10月3日東部發生區域連陰雨、10月10-30日發生全省性連陰雨。

3湖北省連陰雨致災機制分析

從造成湖北省連陰雨的天氣系統來分析，連陰雨必須有穩定的大尺度環流背景支持，春、秋兩季處于冬、夏季風轉換的過渡時期，冷、暖空氣在湖北省交匯，形成持續日久的陰雨天氣過程[4]。

春季，湖北省的連陰雨天氣過程由以下4個方面的條件相互配合作用而形成：一是北半球對流層中高層以穩定閉合的高、低壓長波系統為主，東歐上空為阻塞高壓或強而穩定的暖脊，地中海上空為冷低壓區，有利于東歐高壓穩定和發展;二是西伯利亞上空為極渦或冷低壓所盤踞，從貝加爾湖至巴爾喀什湖有一條東北一西南向的橫槽，促使中國北方上空維持著平直多小波動的西風帶;三是孟加拉灣上空有穩定的低壓槽，槽前的西南暖濕氣流輸送到長江南岸，并促使天山以南地區增溫回暖;四是東亞沿海低壓大槽弱而偏東，在黃淮中下游上空維持著較強的溫度鋒區，促使近地層的冷高壓穩定且由偏東路徑伸向湖北省地面。在以上條件的配合下，西風帶多波動的小槽或來自青藏高原上空的小槽在東移過程中引導著北方冷空氣分股南侵，并與江南上空暖濕氣流匯合產生連綿春雨和持續低溫的濕冷天氣。因此，冷空氣活動是形成湖北省連陰雨天氣的重要因素，每次連陰雨過程都伴有降溫發生。在連陰雨天氣持續的過程中，往往出現多次降溫，從而引發冷害[11]。

秋季，隨著北方地面冷空氣團的加強和陸續南下，西太平洋副熱帶高壓在向南減退過程中，高層慢于低層。當湖北省上空處于副熱帶高壓外圍的偏南氣流穩定控制，長江以北上空的大氣環流較為平直或多波動時，北方冷空氣頻繁南侵，在長江沿岸與暖濕氣流匯合形成準靜止鋒區而發生陰雨天氣。湖北省秋季連陰雨天氣主要發生在2種大氣環流形勢下，一種是歐洲上空有長波高壓脊發展，西伯利亞上空為寬廣的冷低壓槽區，華北上空為平直多波動的西風氣流，在其波動東移過程中引導地面冷空氣分股南下而產生連陰雨天氣過程;另一種是西伯利亞上空維持著阻塞高壓，泰米爾半島的冷空氣團沿著阻塞高壓東側的偏北氣流陸續移到貝加爾湖地區堆積加強，同時在貝加爾湖到巴爾喀什湖上空形成一條東北一西南向的橫槽，促使華北上空維持平直多波動的西風環流，頻繁的小股冷空氣南侵湖北省，產生長時間的秋風秋雨，天氣陰冷而潮濕。秋季連陰雨也與冷空氣入侵有關，7d以上的連陰雨過程都伴有日平均氣溫下降4～7℃的冷空氣活動，因此冷空氣入侵是形成秋季連陰雨天氣的主要因素之一[11]。

4湖北省連陰雨災害對經濟社會發展的影響評估

4.1對湖北省農業的影響評估

連陰雨災害主要影響湖北省的農業發展。春季是由冬季風向夏季風轉變的過渡季節，又是萬物復蘇的季節，需要陽光、雨露、水分、溫度的適宜配合，一旦出現不良天氣，就會造成很大危害，春季連陰雨低溫天氣是長江中下游地區常見的大范圍農業氣象災害。湖北省春季連陰雨天氣過程一般在3月中旬至4月出現較多，而這期間正是湖北省的早稻、棉花等主要農作物大面積的播種期和育苗期。在這段時間出現低溫連陰雨，對播種、育苗極為不利，嚴重時不僅造成種苗重大損失，還會貽誤農時。4月小麥進入抽穗揚花期，遇連陰雨天氣會使揚花授粉受阻，造成大面積不孕不實;4月下旬至5月中旬小麥灌漿期，如遇連陰雨天氣會引發大面積鎊病、赤霉病害;3月油菜花期遇連陰雨和低于5℃的氣溫會妨礙授粉、角果發育不良，致使減產嚴重，還會引發菌核病等病害[11]。如1996年3月中旬至4月中旬，湖北省出現了長期低溫、連陰雨天氣，給春播和夏收作物造成了嚴重危害。此次災害的主要連陰雨過程是3月13-30日、4月5-13日，其中，3月的低溫陰雨天氣持續長達18d。據湖北省氣象部門統計，這次連陰雨過程中的降雨之多、氣溫之低、日照之少、持續時間之長，均為歷史罕見。受長期低溫陰雨天氣影響，湖北省的小麥、油菜生長期普遍推遲10d以上，雙季早稻和棉花（營養缽）播種期推遲7d以上。平原湖區麥田進水，漬害嚴重。陰雨天氣和漬害還造成小麥幼穗分化和油菜花芽分化障礙，導致小穗和花芽退化或發育不良。小麥白粉病、油菜菌核病發生呈中等偏重趨勢。其中，荊州市低平洼地小麥白粉病病葉率高達70%，湖區病葉率達60%。全省農作物受災面積達130多萬公頃，全省因災損失糧食近50萬t。

秋季是由夏季風向冬季風轉變的過渡時期，9月、10月是湖北省秋季連陰雨多發的時期。9月正是湖北省晚稻抽穗、揚花、灌漿的關鍵時期，如果遇有日平均氣溫降到20℃以下并維持3d以上，最低氣溫在15℃以下（俗稱“秋寒”或“寒露風”），則會造成晚稻授粉、灌漿不良而產生大量空殼和秕粒，使產量大幅下降。在鄂西的高山、二高山地帶，秋季低溫連陰雨會造成秋收作物枯萎或不結實。秋季又是湖北省棉花結桃、裂鈴、吐絮、收摘的重要時節，遇有連陰雨天氣會發生爛桃、落鈴，使裂鈴吐絮的棉花淋雨而致使品種質量下降，造成嚴重減收。秋季還是湖北省各種秋雜糧、油料作物的收獲季節，連陰雨天氣會造成作物大面積倒伏、子粒生芽、霉爛，使快收獲的糧油作物遭受重大損失。10月是湖北省小麥播種期，連陰雨天氣會妨礙秋耕、秋播和推遲播期。秋季連陰雨還會影響湖北省許多農副產品的晾曬、力口工、收藏和儲運[11]。如1979年9月，冷空氣活動頻繁，湖北省有3次明顯的冷空氣，分別出現在9月4-6日、14-17日、22-25日，以中、下旬的2次冷空氣活動危害最大。14-17日從華北南下的冷空氣侵入湖北省，使鄂北及江漢平原大多數縣（市、區）都出現4～6d的低溫陰雨和“秋寒”天氣，有3d以上的日平均氣溫低于20℃，其中，襄陽市、老河口市、宜城市、谷城縣、鄖陽區等地有2～3d日平均氣溫低于18℃、日最低氣溫低于15℃，嚴重影響了雙季晚稻開花授粉。22-25日，從貝加爾湖南下的一股強冷空氣又使湖北省出現連續3d以上的陰雨和日平均氣溫低于20℃的“秋寒”天氣，不僅加重了北部的“秋寒”危害，也使南部受到影響，襄陽市的晚稻空殼率普遍在40%左右，孝感市北部在30%左右。孝感市的晚稻因“秋寒”危害，基本無收的有1.3萬hm2，占總面積的8.2%，減產30%～50%的占總面積的1/3以上。黃岡市因低溫陰雨和“秋寒”，使晚稻減產3.5萬t。全省因低溫陰雨和“秋寒”天氣受災面積達127萬hm2。

4.2 對人體健康的影響評估

陰雨連綿、空氣潮濕適合各種霉菌的生長和繁殖。特別是原來在人體皮膚上處于“休眠”狀態的霉菌會“死灰復燃”，引發皮癖和腳癬，如不及時治療，還會向身體其他部位傳染，發生體癖、股癖、手癖、花斑癖等。有些霉菌還會在人體內部生長繁殖，引起霉菌性肺炎等疾病。吸入霉菌后還可引起呼吸道過敏癥狀，如過敏性支氣管炎、支氣管哮喘等，輕者鼻塞、流涕、打噴嚏，重者呼吸困難、喘息不止，一旦發病往往很難治愈，日久形成肺氣腫或肺心病。陰雨天氣由于氣溫多變和濕度大，風濕性關節炎、類風濕性關節炎病情易加重或惡化，腰肌勞損、扭傷、骨折處和手術切口等部位及鄰近關節常發生疼痛。陰雨天的氣壓、氣溫、空氣濕度等氣象要素變化較大，容易導致人體的植物神經功能紊亂，血管收縮，血流受阻，血壓上升，心肌耗氧量增大，心臟負荷加重，甚至誘發心肌梗塞、腦中風等心腦血管疾病。連綿的陰雨天氣使人的心情比較憂郁，這是因為陰雨天氧氣較少，二氧化碳增多，抑制人的呼吸功能和血液循環，人的大腦興奮神經活動減慢。連陰雨天氣使食物易發霉變質，吃后可直接或間接引起中毒，出現上吐下瀉等癥狀。食用被黃曲霉素污染的食物還可致肝癌、胃癌等[17]。

4.3對湖北省儲運行業的影響評估

連陰雨悶熱潮濕環境可引起糧食、飼料、食品、衣服、藥材、書籍、紙張等物品的霉變，對儲運行業造成較大的經濟損失。如1996年5月30日至6月11日麥收期低溫連陰雨，已收獲的小麥豐產不豐收，一部分由于霉爛嚴重，既不能作口糧，也不能作飼料，部分地方因無糧不得不食用霉變的小麥而出現人畜中毒的情況。

5 小結與討論

1） 湖北省春季連陰雨過程發生頻次是南部地區多、北部地區較少。20世紀60年代至70年代前期、90年代發生范圍廣、程度重，造成災害損失大，進入21世紀以來，發生范圍和程度分別有所減小、減輕。

2） 湖北省秋季連陰雨過程發生頻次西部明顯多于東部，南部多于北部，西南地區最多。20世紀60年代至70年代中期發生范圍廣、程度重，造成災害損失大;70年代中后期連陰雨較輕;80年代初發生范圍廣、程度重，之后發生范圍和程度呈減輕趨勢，直到90年代中后期至21世紀前10年;2010年以來發生范圍與程度分別呈加大、加重趨勢。

3） 春、秋兩季處于冬、夏季風轉換的過渡時期，冷、暖空氣在湖北省交匯，形成持續日久的陰雨天氣過程。

4） 湖北省春季和秋季連陰雨不僅會引發農作物相關的病害，給農業生產造成重大損失，還會給儲運等行業的相關生產活動造成危害，也會影響人們的身心健康，引發感冒和關節疼痛等。因此，應建立連陰雨災害防御體系，發展避災農業和生態農業，人們要保持良好的心態，最大限度地降低連陰雨災害帶來的影響和損失。

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收稿日期：2019-10-28

作者簡介：鄭治斌（1964-），男，湖北隨縣人，高級工程師，主要從事氣象軟科學和應用氣象研究，（電話）027-67847899（電子信箱）zhzb646@126.com。