近60a東亞冬季風指數對農業災害的指示

王秋霜 高震東 林思平

【摘要】通過分析1951～2010年的農業災害數據和氣候數據，及根據前人定義的3類東亞冬季風指數，將這3類東亞冬季風指數與全國干旱、寒潮等農業災害數據進行對比分析。結果表明，東亞冬季風強度在很大程度上是與寒潮發生的頻率呈現出正相關關系，與干旱呈現出負相關關系，這對于我國的農業災害預報有著一定的指示意義。

【關鍵詞】干旱;寒潮;東亞冬季風

【中圖分類號】S166

【文獻標識碼】A

自20世紀80年代以來，東亞冬季風環流的研究逐漸增多，并出現了許多關于東亞冬季風指數的定義。研究表明東亞冬季風（ EAWM）的年際變化是顯著的，并能夠反映東亞地區冬季的主要氣候特征及西伯利亞高壓、東亞大槽和緯度風向切變信息的強度。由于每種定義的東亞冬季風指數的影響因子不同，其與中國的農業災害變化，尤其是寒潮和干旱也有著不同的相關程度。

首先綜合部分文獻的研究可以得出相對統一的結論，東亞冬季風強度與寒潮發生的頻率呈現出正相關關系，與干旱呈現出負相關關系。在利用寒潮與干旱發生頻次的數據與東亞冬季風指數進行顯著性分析時，也得出與上述眾多文獻研究相同的結論。本研究主要分析了在東亞冬季風活動的影響下全國農業災害的變化規律，選取3類不同的東亞冬季風指數從不同方面對其與農業災害變化的相關性進行計算。本文分析全國農業災害的變化，初步認為可以通過揭示東亞冬季風活動及其強弱對我國農業災害的影響的相互聯系，探討了東亞冬季風的活動規律，為以后對農業災害預報提供一定的指示作用。

1 方法與資料

中國氣象局國家氣象信息中心資料室提供的溫度數據與降水資料;NCEP/NCAR的再分析資料（Kalnay et a1.，1996），其水平分辨率是2.50（緯度）×2.50（經度）。這3類東亞冬季風指數分別是IWBY、 IZYF和IzcW。計算公式分別為：

2 結果與分析

2.1 東亞冬季風強度指數

圖1為三類東亞冬季風指數的時間序列以及11年滑動平均曲線，由圖1可以看出，IWBY、 IZYF和IzcW這三類東亞冬季風指數都是隨著時間的變化呈現出波動變化，并呈現出波動下降的變化趨勢。利用M-K法對東亞冬季風指數的年平均突變進行檢測，其中IWBY的下降趨勢較為明顯，后又波動回升，突變點的年份為1959年;其余IzcW和IZYF的下降趨勢較為平穩，IzcW突變點的年份為1976年，IZYF突變點的年份為1977年。總體而言，在1950-2010年的近60年間，東亞冬季風的強度不斷弱化。

在全球變暖的大尺度背景下，東亞大陸的增溫幅度明顯大于西太平洋的增溫幅度，從而導致海陸熱力差異變率（包括年代際尺度和年際尺度）減弱。對于海陸熱力性質差異為主要驅動機制的東亞季風而言，全球變暖對于東亞季風的影響是非常深刻而又明顯的。從中國近些年氣溫變化的小尺度背景下，東亞冬季風指數與我國冬季平均氣溫都有顯著的負相關關系。我國冬季的平均氣溫有著明顯的上升趨勢，因此在這一影響下東亞冬季風的強度也是不斷降低的。如圖1所示，東亞冬季風指數總體上都是隨著時間的變化呈現出波動下降的趨勢，東亞冬季風在全球變暖的影響呈現出不斷減弱的變化趨勢。

2.2干旱與寒潮的變化及特征

北方型寒潮占了中國區域性寒潮的主要部分，所以我們以北方寒潮次數為代表進行分析。由圖2可知，北方總寒潮次數的年際變化特征是波動下降的，其中在1950 - 1970年寒潮偏多，1980 - 2000年寒潮偏少。在1976年寒潮次數達到最大值，1983年達到最小值。通過M-K檢驗，寒潮頻次的降低自1970年初開始，突變出現年份在20世紀70年代末，呈現出顯著減少。在1980年以后，寒潮次數減少的變化波動變緩。從長期的變化來看，寒潮次數在近60年都出現了明顯減少。

從圖2可以很明顯地看出，近幾十年的干旱程度不斷加劇，呈現出波動上升趨勢。其中在1960年和2000年達到高值，20世紀50年代末至20世紀60年代農業受旱較為嚴重，且受災面積變化波動較大;19世紀70年代至21世紀初，農業受旱面積基數較大，但變化較為平穩;從21世紀開始，受旱面積開始波動下降，受災面積逐年呈現出波動，總體呈現升高趨勢。干旱導致的災害對我國農業會造成重大影響，因旱災造成的受災面積占全國累積自然災害受災面積40%以上。

2.3 東亞冬季風對農業災害的影響

通過對東亞冬季風指數與干旱、寒潮進行相關性分析，得出干旱與Izcw、 IWYB呈現出顯著的負相關，與IZYF無顯著相關性聯系;寒潮與IWYB、 IZYF呈現出顯著的正相關，與IzcW無顯著相關性聯系。總體而言，東亞冬季風指數在很大程度上與干旱呈現出負相關，與寒潮呈現出正相關。從以上的分析中可見，東亞冬季風指數偏強的異常年很有可能伴隨著干旱和寒潮災害的發生。東亞冬季風指數與寒潮、干旱一樣，呈現出相關關系，雖然由于氣候的復雜性不能夠完全一致，但是大致的趨勢一致以及相關關系是非常明顯的。為了更好地檢測、預報和應對我國干旱寒潮災害事件，在關注各項指標的時候可以更多地關注一下當年的東亞冬季風的強弱異常情況所對應的降水和溫度的變化。

3 結論

（1）東亞冬季風的活動強度與干旱、寒潮等農業災害具有一定的相關性，因此其在農業災害的預報中可以予以重視。

（2）東亞冬季風偏強時，干旱發生的機率減少，而寒潮發生的可能性增加;反之，干旱發生的機率增加，而寒潮發生的可能性減少。

（3）本文的研究僅是由3種東亞冬季風強度指數為代表與農業災害數據進行分析對比，因此對于東亞冬季風與我國農業災害關系的普遍性和差異性還有待進行更加深刻的研究。

[參考文獻]

[1]賀圣平，王會軍.東亞冬季風綜合指數及其表達的東亞冬季風年際變化特征[J].大氣科學，2012，36 （3）：523-538.