吉林市農(nóng)業(yè)氣象災害防御技術探討

摘 要 吉林省吉林市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受氣象災害影響顯著，應用災害防御技術是減輕災害損失、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段。為提高吉林市農(nóng)業(yè)氣象災害防御能力，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，總結當?shù)刂饕r(nóng)業(yè)氣象災害，探討吉林市農(nóng)業(yè)氣象災害防御技術，包括人工增雨/雪技術、防雹技術、霜凍防護技術、大風災害防御技術。

關鍵詞 農(nóng)業(yè)氣象災害；災害防御技術；吉林省吉林市

中圖分類號：S42 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.06.053

農(nóng)業(yè)氣象災害指不利氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損害，包括干旱、洪澇、冰雹、霜凍、大風及低溫冷害等。這些災害會嚴重影響作物生長發(fā)育，導致作物減產(chǎn)甚至絕收，威脅糧食安全，同時會損毀農(nóng)業(yè)基礎設施，加劇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險，制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，有效預防和減輕農(nóng)業(yè)氣象災害至關重要。

1 吉林市概況

吉林市地處吉林省中部偏東，總面積達27 120 km2，屬北溫帶大陸性季風氣候，四季分明，春季干燥少雨，多大風；夏季溫熱濕潤，雨量充沛；秋季涼爽晴朗，晝夜溫差較大；冬季漫長寒冷，干燥少雪。當?shù)啬昶骄鶜鉁?～5 ℃，無霜期平均130 d，年平均日照時間2 500 h，年平均降水量650～750 mm，年平均降水日數(shù)126 d。降水量季節(jié)分布差異顯著，主要集中在6—8月，其中7月降水量最多，2月降水量最少。吉林市全年盛行西南、西、西北風，平均風速3～4 m·s-1。10月開始進入封凍期，最大凍土深度可達1.9 m，冰凍期持續(xù)170～190 d。這些氣候條件和氣象災害對吉林市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構成了嚴峻挑戰(zhàn)。

2 吉林市主要農(nóng)業(yè)氣象災害

2.1 干旱

吉林市地處長白山山脈向松嫩平原過渡地帶，春季受西伯利亞冷高壓影響，吉林市常出現(xiàn)持續(xù)干旱少雨天氣，西南風裹挾著干燥的空氣，加劇了土壤水分蒸發(fā)，對春播作物造成嚴重威脅。這不僅延緩了水稻和玉米等主要農(nóng)作物的播種時間，還使得幼苗難以順利出土，造成缺苗斷壟，降低了群體產(chǎn)量。尤其在吉林市西部平原地區(qū)，春旱現(xiàn)象尤為突出，甚至有“十年九春旱”的說法，這嚴重制約了當?shù)剞r(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。夏季，雖然降水量有所增加，但如果持續(xù)高溫少雨，也會引發(fā)伏旱，這期間正是水稻和玉米需水量最大的時期，持續(xù)干旱會導致作物生長發(fā)育遲緩，甚至出現(xiàn)葉片卷曲、枯萎等現(xiàn)象，最終導致減產(chǎn)，甚至絕收。干旱對吉林市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的影響不容忽視，糧食產(chǎn)量直接受損，導致農(nóng)民收入減少，進而影響整個區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。干旱還會加劇病蟲害的發(fā)生，進一步加重農(nóng)業(yè)損失[1]。

2.2 冰雹

吉林市夏季高溫高濕，大氣層結不穩(wěn)定，冰雹多發(fā)。冰雹的發(fā)生主要集中在5—9月，6月和9月最為頻繁。冰雹形成機制復雜，涉及大氣動力學和微物理過程的相互作用，充足的水汽供應是冰雹形成的必要條件。吉林市夏季降水充沛，為冰雹的形成提供了豐富的“原料”。當暖濕空氣快速上升至高空時，遇冷凝結成水滴或冰晶。這些冰晶在上升氣流中不斷上下翻滾，并與過冷水滴碰撞、凇附，逐漸增大。當冰雹顆粒的質量超過上升氣流的托舉力時，便會降落地面。冰雹的粒徑大小取決于上升氣流的強度和持續(xù)時間，上升氣流越強，持續(xù)時間越長，冰雹顆粒就越大，破壞力也越強。強烈的冰雹襲擊會直接導致吉林市農(nóng)作物受損，幼苗被砸壞，花穗被摧毀，果實被擊傷，甚至造成絕收。水稻、玉米等糧食作物是冰雹災害的主要受害者，其產(chǎn)量損失與冰雹的強度、持續(xù)時間及作物生長階段密切相關。盛花期和灌漿期是作物最脆弱的時期，此時遭遇冰雹襲擊，損失尤為慘重，直接影響糧食安全和農(nóng)民收入。

2.3 霜凍

吉林市霜凍災害通常發(fā)生在春季和秋季，尤其在春季，氣溫回升過程中，冷空氣活動頻繁，極易出現(xiàn)“倒春寒”現(xiàn)象，造成嚴重霜凍。這種低溫天氣會對吉林市多種農(nóng)作物造成不同程度的損害，其中對一些喜溫作物的影響尤為突出。例如，水稻幼苗期抗寒能力較弱，一旦遭遇霜凍，輕則葉片受損，生長遲緩，最終導致減產(chǎn)；重則植株受損嚴重，甚至死亡，造成絕收。此外，一些經(jīng)濟作物如果樹、蔬菜等，極易遭受霜凍的侵害。霜凍會使果樹的花芽、幼果受凍，影響開花結果，導致減產(chǎn)，甚至絕收。蔬菜類作物特別是葉菜類，其葉片嬌嫩，對低溫非常敏感，霜凍會造成葉片凍傷，影響其生長和品質，降低其商品價值。吉林市不同區(qū)域的霜凍發(fā)生時間和強度也存在差異，海拔較高、地勢低洼的地區(qū)，由于冷空氣更容易聚集，霜凍發(fā)生的頻率和強度往往高于其他地區(qū)。霜凍的發(fā)生對吉林市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成顯著的負面影響，導致糧食減產(chǎn)，經(jīng)濟作物損失嚴重，直接影響農(nóng)民收入和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益[2]。

2.4 大風

吉林市地處北溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，但春季多大風天氣，秋季常有強風侵襲，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不容忽視的影響。春季大風多源于東北冷渦天氣系統(tǒng)，常裹挾沙塵，導致浮塵、揚塵，甚至沙塵暴，嚴重降低空氣能見度，影響農(nóng)作物光合作用，并對早春播種造成阻礙，延誤農(nóng)時。強風會吹倒幼苗，破壞土壤結構，降低土壤保水能力，加劇春旱。大風會吹蝕農(nóng)田表層土壤，造成土壤肥力下降，影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質。秋季則多為強勁的北風，風力強勁，持續(xù)時間長，對已成熟的農(nóng)作物造成嚴重損害。例如，玉米、大豆等易倒伏作物，極易遭受風害，造成減產(chǎn)，甚至絕收。大風還會損壞溫室大棚、塑料大棚等農(nóng)業(yè)設施，造成經(jīng)濟損失。此外，大風天氣會加劇病蟲害的傳播蔓延，增加了農(nóng)作物病蟲害防治的難度[3]。

3 吉林市農(nóng)業(yè)氣象災害防御技術

3.1 人工增雨/雪技術

吉林市地處半濕潤地區(qū)，降水時空分布不均，春旱、伏旱等干旱災害時有發(fā)生，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重威脅。人工增雨/雪技術作為一種重要的水資源調控手段，在吉林市農(nóng)業(yè)抗旱減災中具有廣闊的應用前景。人工增雨/雪的原理是基于云的物理特性，通過向云中播撒催化劑，改變云的微物理結構，促進云中降水粒子的增長，從而增加降水量。常用的催化劑包括干冰、碘化銀等。播撒方式主要有飛機播撒、火箭播撒和地面播撒3種，具體選擇哪種方式需要根據(jù)云的類型、高度、天氣條件等因素綜合考慮。吉林市春季氣溫回升快，蒸發(fā)量大，容易出現(xiàn)春旱，影響作物播種出苗。此時，可利用人工增雨技術增加土壤墑情，確保春播順利進行。夏季高溫多雨，但降水分布不均，部分地區(qū)可能出現(xiàn)伏旱，影響作物生長發(fā)育。人工增雨可有效補充農(nóng)田水分，緩解旱情，保障農(nóng)業(yè)豐收。冬季降雪量較少，對來年春季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利。人工增雪可以增加積雪厚度，起到保墑、抗旱的作用。人工增雨/雪的效果評估是一個復雜的過程，目前常用的評估方法包括對比分析法、物理統(tǒng)計法、數(shù)值模擬法等。在吉林市開展人工增雨/雪作業(yè)時，應根據(jù)具體情況選擇合適的評估方法，科學評估作業(yè)效果。

3.2 防雹技術

吉林市冰雹災害的突發(fā)性和局地性特征，決定了防雹作業(yè)需要在短暫的時間窗口內(nèi)精準實施，這對于保障當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關重要。目前，防雹技術的核心在于催化劑的播撒，通過增加云層中冰核的濃度，有效抑制冰雹的生成和增長，最終達到減輕雹災危害的目的。氣象雷達作為一種先進的監(jiān)測工具，為雹云的實時監(jiān)測提供了強有力的技術支撐，其能夠準確捕捉雹云的生成、演變及移動路徑等關鍵信息。基于雷達回波的特征信息，結合吉林市復雜的地形地貌和多變的氣象條件，作業(yè)人員需要進行細致分析和判斷，從而準確評估雹云的潛在風險，并科學地確定最佳的催化劑播撒時機和位置。飛機播撒和地面火箭播撒是兩種常用的播撒方式，前者憑借其強大的機動性和廣闊的播撒范圍，能夠將催化劑精準投放到雹云的核心區(qū)域，實現(xiàn)高效的防雹效果；后者則以其成本低廉和操作簡便的優(yōu)勢，適用于地形復雜、飛機難以抵達的區(qū)域，彌補了飛機播撒的局限性。催化劑的選擇直接關系到防雹作業(yè)的成敗，碘化銀憑借其優(yōu)異的成冰性能，以及在低溫環(huán)境下的高效催化效果，成為目前應用最為廣泛的防雹催化劑。提升防雹作業(yè)的有效性，需要多方面協(xié)同努力。持續(xù)改進催化劑的性能，以期達到更高的催化效率和更精準的控制效果；優(yōu)化播撒方式，結合不同地形和氣象條件，選擇最合適的播撒方案；深入研究雹云的形成機制，為防雹作業(yè)提供更科學的理論指導，從而提升防雹技術的精準性和有效性，最大限度地減少冰雹災害對吉林市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失[4]。

3.3 霜凍防護技術

霜凍是吉林市春季和秋季常見的農(nóng)業(yè)氣象災害，其發(fā)生會導致農(nóng)作物受損，嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定。霜凍的形成與近地面溫度降低有關，當溫度降至0 ℃以下時，空氣中的水汽凝結成霜，附著在作物表面，造成凍害。針對霜凍災害，目前已發(fā)展出多種防護技術，各有其適用范圍和特點。人工加溫法是通過燃燒燃料或利用電加熱器等方式，提高近地面空氣溫度，防止作物受凍。這種方法效果明顯，但成本較高，適用于經(jīng)濟價值較高的作物，如果樹和蔬菜。噴水灌溉法利用水結冰釋放潛熱的原理，維持作物表面溫度在0 ℃以上。這種方法成本相對較低，但需要保證充足的水源供應，且注意避免過度灌溉造成作物根系受損。覆蓋法是利用稻草、塑料薄膜等材料覆蓋作物，減少地面熱量散失，從而起到保溫防凍的作用。這種方法操作簡便，成本低廉，但覆蓋范圍有限，適用于小面積種植的作物。此外，煙霧法通過燃燒產(chǎn)生煙霧，減少地面輻射冷卻，提高近地面溫度。風機法則是利用風機攪動空氣，使上層較暖的空氣與近地面冷空氣混合，從而提高近地面溫度。霜凍防護技術的選擇，需要根據(jù)具體情況進行綜合考慮，如作物種類、種植面積、經(jīng)濟成本、水資源狀況等。在實際應用中，往往需要多種技術結合使用，才能達到最佳的防護效果[5]。

3.4 大風災害防御技術

針對大風災害，吉林市需要采取多方面防御措施，構建一個綜合性的防御體系，才能有效降低農(nóng)業(yè)損失。1）加強農(nóng)業(yè)基礎設施建設。改良農(nóng)田，建設高標準農(nóng)田，提高土壤抗風能力。推廣使用抗風性強的農(nóng)作物品種。例如，培育抗倒伏的玉米、水稻品種，以及根系發(fā)達、抗風能力強的經(jīng)濟作物。改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術。例如，合理密植，科學施肥，提升作物抗逆性。在種植方式上，可以探索更適應當?shù)貧夂驐l件的種植模式，調整播種時間，避開大風高發(fā)期；或者采用一些特殊的種植技術，如在易受大風影響的地區(qū)采用矮化栽培技術，降低作物高度，減少風力對作物的破壞。2）完善農(nóng)業(yè)氣象預警系統(tǒng)，及時發(fā)布大風預警信息，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策依據(jù)。預警信息應涵蓋風力強度、持續(xù)時間、影響范圍等關鍵信息，并針對不同農(nóng)作物及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)提出具體的防御措施建議。農(nóng)民需要密切關注氣象預報，及時采取相應的防御措施。例如，在強風來臨前加固大棚、溫室等農(nóng)業(yè)設施，或者采取田間管理措施，如及時排水，預防積水，降低大風造成的損失。3）積極發(fā)展農(nóng)業(yè)保險，為農(nóng)民提供風險保障。大風災害造成的損失往往巨大，農(nóng)業(yè)保險可以有效分擔農(nóng)民的風險，保障其基本生產(chǎn)生活。政府應積極推動農(nóng)業(yè)保險的普及，完善保險制度，提高保險賠付效率，使更多農(nóng)民受益。4）加強科技研發(fā)，探索更先進的大風災害防御技術。這包括研發(fā)更耐風、抗倒伏的農(nóng)作物新品種，以及開發(fā)更有效的農(nóng)業(yè)設施防護技術，如新型防風林帶的建設，以及更堅固耐用的溫室大棚材料。通過科技創(chuàng)新，不斷提升吉林市農(nóng)業(yè)抗風能力，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4 結語

吉林市農(nóng)業(yè)氣象災害頻發(fā)，對糧食生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展造成顯著影響。探討人工增雨/雪、防雹、霜凍防護、大風防御等技術，為吉林市農(nóng)業(yè)氣象災害防御提供了有效的技術支撐，但仍需要進一步完善和創(chuàng)新。未來應加強氣象監(jiān)測預警體系建設，提升預報精度和時效性，并積極推廣應用先進的災害防御技術，同時注重農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術的改進和抗逆品種的選育，構建更加完善的綜合災害防御體系，有效保障吉林市農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效、農(nóng)民增收的目標。

參考文獻

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[4] 張麗明，趙丹丹，杜瑩瑩，等.吉林省主要氣象災害特征及對玉米生長的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2024，18（2）：103-105.

[5] 張健，陳曦，王洋，等.吉林省主要農(nóng)業(yè)氣象災害及服務措施研究[J].南方農(nóng)機，2020，51（17）：82-83.

（責任編輯：張春雨）

作者簡介：吳靜（1981—），本科，工程師，主要從事氣象服務與應用氣象研究。E-mail：wj200505@qq.com。