朝陽市2017年農(nóng)作物生長季氣候特征及對農(nóng)業(yè)的影響

王曉霞，姜 紅，郭佰匯，于 躍，王 優(yōu)

（朝陽市氣象局，遼寧朝陽 122000）

20世紀80年代以來，受全球變暖影響，我國氣候趨于不穩(wěn)定，極端天氣事件頻繁發(fā)生。農(nóng)業(yè)是受氣象災(zāi)害危害最大的產(chǎn)業(yè)，且近年來氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的影響趨于加重[1]。而農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻發(fā)，嚴重制約著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速健康發(fā)展，威脅著我國的糧食安全[2-7]。朝陽位于遼寧省西部，地處溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境比較脆弱，發(fā)生的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害種類繁多，主要包括干旱、暴雨、洪澇、冰雹、大風(fēng)等，是我國受農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響嚴重的地區(qū)之一。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害主要是由氣候不穩(wěn)定及異常變化造成的[8-11]。在氣候變暖大環(huán)境下，因受地理環(huán)境、地理位置的影響，氣候變化存在明顯的區(qū)域性，遼寧西部及朝陽地區(qū)氣溫的變化趨勢與各地趨勢基本一致，但也有該地區(qū)的特點[12-14]。

本研究利用朝陽地區(qū)7個國家級氣象觀測站和134個區(qū)域氣象自動觀測站1953—2017年降水、氣溫、日照氣象資料，分析了2017年農(nóng)作物生長季天氣氣候變化及農(nóng)業(yè)氣象條件，為朝陽地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)及生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

利用朝陽市7個國家級氣象觀測站1953—2017年4—9月逐日降水、氣溫、日照時數(shù)資料及134個區(qū)域氣象自動觀測站2017年4—9月降水數(shù)據(jù)，采用氣候統(tǒng)計分析方法[15]，分析2017年朝陽地區(qū)農(nóng)作物生長季天氣氣候異常變化特征。

2 生長季天氣氣候特征分析

2017年朝陽地區(qū)農(nóng)作物生長季4—9月，大風(fēng)、高溫、暴雨等極端氣候事件及災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生。朝陽全市平均氣溫為20.0℃，較常年（19.3℃）偏高0.7℃；平均降水量為487.9 mm，較常年（419.1 mm）偏多68.8 mm，偏多近20%。降水時空分布不均，春季降水異常偏少，干旱嚴重；夏季降水異常偏多，發(fā)生2次區(qū)域性暴雨，局地特大暴雨，農(nóng)作物洪澇災(zāi)害較重。平均總?cè)照諘r數(shù)1 468.0 h，較常年（1 472.4 h）偏少4.4 h，偏少0.3%。

2.1 春播關(guān)鍵期4—5月氣候特征

2017年朝陽地區(qū)春播關(guān)鍵期4—5月，平均氣溫為16.2℃，較常年（14.6℃）偏高1.6℃；平均降水量為31.0 mm，較常年（69.4 mm）偏少38.4 mm，偏少近60%。4月1日至5月21日，降水異常偏少，僅為5.1 mm，比歷年同期（53.7 mm）偏少48.6 mm，偏少90%，發(fā)生了降水偏少極端氣候事件。由圖1可知，朝陽地區(qū)7個國家級觀測站有完整氣象記錄（1965—2017年）以來，2017年春播期4月1日至5月21日降水量偏少創(chuàng)歷史極值，排第2位偏少的是1968年，降水量為17.8 mm，排第3位偏少的是1980年，降水量為18.3 mm。5月17—20日，受高空暖脊和地面熱低壓影響，朝陽地區(qū)最高氣溫急劇升高，連續(xù)4 d出現(xiàn)了大于35℃的高溫天氣。

5月17日朝陽國家基準氣候觀測站最高氣溫達到35.0℃，18日最高氣溫攀升到40.5℃，創(chuàng)歷史同期日最高氣溫極值，發(fā)生了高溫極端氣候事件。進入5月下旬，中高緯度大氣環(huán)流有所調(diào)整，受高空槽和地面倒槽系統(tǒng)共同影響，5月22日2：00到23日5：00，朝陽地區(qū)出現(xiàn)第1場透雨，全市平均降水量為14.1mm，降水量超過15mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有73個，超過10 mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有115個。

受蒙古氣旋東移影響，5月5日白天到6日白天，朝陽地區(qū)出現(xiàn)了偏北大風(fēng)6～7級，陣風(fēng)9～10級，局地10～11級，并伴有揚沙或浮塵天氣。

2.2 夏季6—8月天氣氣候特征

2017年夏季朝陽地區(qū)多發(fā)生強對流天氣，局部地區(qū)遭受暴雨洪澇、冰雹、短時大風(fēng)等氣象災(zāi)害。夏季降水總量偏多，但降水時空分布不均。夏季前期降水偏少，中后期降水充沛。全市平均降水量為434.7 mm，比歷年同期（307.5 mm）偏多127.2 mm，偏多41.4%。其中，8月份降水（242.4 mm）最多，占夏季總降水量的55.8%。進入8月份，朝陽地區(qū)降水較歷年異常偏多，強降水時段主要發(fā)生在8月上旬，平均降水量為242.4mm，較歷年同期（94.7mm）多147.7 mm，偏多150%。由表1可知，朝陽、喀左、老建平3個國家級氣象觀測站8月降水總量突破歷史極值，發(fā)生了降水偏多極端氣候事件。其中，朝陽國家基準氣候站降水偏多最顯著，比歷年偏多296.1 mm，偏多300%。受今年第10號臺風(fēng)“海棠”減弱低壓和副熱帶高壓的共同影響，8月2日9：00至4日7：00，朝陽出現(xiàn)了歷史罕見的暴雨到大暴雨、局部特大暴雨的重大天氣過程，平均降水量為136.8 mm，其中，朝陽國家基準氣候站日降水量達246.6 mm，突破歷史極值。降水量超過250 mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有12個，超過200 mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有22個，超過100 mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有86個，強降水中心出現(xiàn)在龍城區(qū)召都巴，降水量為328.6 mm。此次暴雨創(chuàng)朝陽多個極值：一是有氣象記錄以來唯一一次特大暴雨天氣過程；二是國家基準氣候觀測站日降水量突破歷史極值；三是鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域氣象自動觀測站創(chuàng)特大暴雨歷史極值；四是全市國家氣象觀測站平均降水量創(chuàng)歷史同期極值。

表1 朝陽7個國家級觀測站2017年8月降水與歷年對比及歷史排序 mm

3 生長季農(nóng)業(yè)氣象條件分析

3.1 播種期熱量充足，降水偏少，旱情持續(xù)，對春播不利

朝陽地區(qū)春播期氣溫偏高，全市平均氣溫穩(wěn)定通過5，8℃的日期分別較常年提前6，8d。熱量充足，春風(fēng)大，降水偏少，底墑不足，土壤失墑迅速。5月18日全市土壤墑情監(jiān)測結(jié)果表明，朝陽地區(qū)農(nóng)田重度干旱面積有所擴大。大部分地區(qū)耕層（5～20 cm）土壤相對濕度為11%～49%，處于中度—重度干旱狀態(tài)。只有凌源市中部、建平縣東北部個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤處于輕度干旱狀態(tài)，土壤相對濕度在50%以上。據(jù)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計，約有70%的農(nóng)田處于重度干旱。第1場透雨出現(xiàn)日期比常年偏晚10～15 d。旱情持續(xù)發(fā)展對大田作物適時播種造成不利影響，旱情較重地區(qū)大田作物未能適時播種。

3.2 苗期旱情緩解

由于4月朝陽全市平均降水量僅為0.4 mm，比歷年（23.6 mm）偏少23.2 mm，偏少99%，無有效降水天氣過程，大部分地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了較重的春旱，至5月中旬，全市仍無有效降水出現(xiàn)，各地旱情持續(xù)發(fā)展。5月22—23日，全市普降小到中雨，平均降水量為14.1 mm。此次降水有效緩解了嚴重旱情，對已經(jīng)播種的作物出苗、苗期生長非常有利，給未播種地區(qū)創(chuàng)造了土壤增墑，是搶墑播種的好時機。5月下旬雖然出現(xiàn)了3次降雨過程，但是累計雨量較小，難以解除前期較重的旱情。

6月全市降水總量偏少，且雨量分布不均勻，但是降水天氣過程較多，有利于抑制旱情的發(fā)展。特別是6月18—19日和6月22—23日2次降水，使得大部分地區(qū)旱情得到解除，農(nóng)業(yè)氣象條件對農(nóng)作物出苗和苗期生長比較有利。

3.3 抽雄（穗）至灌漿期，降水充沛，及時緩解干旱，生殖生長順利

7月全市平均氣溫為25.4℃，比歷年偏高1.2℃，為農(nóng)作物生長提供充足能量，一定程度彌補前期干旱的不利影響。月內(nèi)降水較常年略偏多，7月6—7日出現(xiàn)一次大雨到暴雨天氣過程，平均降水量為62.0 mm。由于降水時空分布不均勻，部分地區(qū)再次出現(xiàn)旱象，氣象條件總體上能滿足作物生長需求，對作物生長發(fā)育有利。

8月大部分地區(qū)氣溫偏低，日照不足，降水偏多明顯。總體氣象條件利于作物發(fā)育、成熟和產(chǎn)量形成。8月2—3日朝陽地區(qū)出現(xiàn)一次暴雨到大暴雨、局部特大暴雨天氣過程，平均降水量為136.8 mm，此次降水過程徹底解除了土壤干旱，但局部地區(qū)農(nóng)作物遭受了暴雨洪澇、冰雹等氣象災(zāi)害，糧食產(chǎn)量受到一定損失。

3.4 成熟期氣溫偏高，熱量條件好，作物灌漿順利，籽粒飽滿

9月朝陽大部分地區(qū)氣溫偏高，日照略少，熱量條件充足，對加速作物發(fā)育進程和灌漿成熟十分有利。月內(nèi)降水雖然偏少，但前期土壤水分儲存充裕，大部分地區(qū)土壤墑情適宜，對作物成熟和產(chǎn)量形成影響不大。9月氣象條件匹配對作物后期成熟和產(chǎn)量形成非常有利。

4 氣象災(zāi)害對生長季農(nóng)作物影響

春播關(guān)鍵期4—5月降水異常偏少，5月大風(fēng)和持續(xù)高溫天氣加劇了旱情發(fā)展，旱災(zāi)較重。夏季朝陽地區(qū)強對流天氣頻繁發(fā)生，局部地區(qū)農(nóng)作物遭受了暴雨洪澇、冰雹、短時大風(fēng)等氣象災(zāi)害，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)糧食產(chǎn)量受到一定損失，但總體氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害較輕。

5 結(jié)論與討論

（1）2017年農(nóng)作物生長季（4—9月）的氣候特征總體表現(xiàn)為，大風(fēng)、高溫和暴雨極端氣候事件頻發(fā)，氣溫偏高，日照略少，降水總量偏多，降水時空分布不均，階段性明顯，夏季暴雨多發(fā)。

（2）北方大田作物生長季氣候變化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)，影響著農(nóng)作物布局和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定性，進而影響糧食安全生產(chǎn)[16]。綜合分析，2017年朝陽地區(qū)生長季農(nóng)業(yè)氣象條件對農(nóng)作物影響利大于弊，氣象災(zāi)害對農(nóng)作物危害總體較輕。播種期、苗期熱量充足，降水偏少，春季干旱嚴重，播種偏晚；抽雄至灌漿期，降水充沛，農(nóng)業(yè)氣象條件適宜，作物生長狀況良好；成熟期氣溫偏高，作物灌漿順利，籽粒飽滿。

（3）農(nóng)業(yè)是氣候變化最敏感脆弱的領(lǐng)域之一，直接受制于氣候變化與氣象要素，氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響機理和應(yīng)對機制的研究已成為眾多學(xué)者和政府部門關(guān)注的熱點問題[17-18]。積極開展人工增雨，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保駕護航。5月22日朝陽地區(qū)將出現(xiàn)小到中雨降水天氣，按照朝陽市政府主管領(lǐng)導(dǎo)的要求，全市氣象部門開展了大規(guī)模飛機火箭人工增雨作業(yè)，取得顯著增雨效果。此次降水過程有力地緩解了嚴重旱情，給干埋種子和未播種地區(qū)創(chuàng)造了出苗和搶墑播種的好時機。進一步加強全市人工影響天氣能力建設(shè)是今后氣象科技創(chuàng)新的主要工作。

（4）氣候以及氣候變化與農(nóng)業(yè)緊密聯(lián)系，特別是在發(fā)展中國家，農(nóng)業(yè)的發(fā)展對氣候變化的依賴關(guān)系更明顯[19]。加強災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)報預(yù)警，研發(fā)暴雨、強對流等高影響天氣關(guān)鍵技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)能力。2017年朝陽地區(qū)極端天氣氣候頻繁發(fā)生，氣象業(yè)務(wù)人員充分利用衛(wèi)星云圖、天氣雷達、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品等技術(shù)，提前研判，及時準確為市委市政府領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門提供精準的決策服務(wù)信息，為指揮生產(chǎn)科學(xué)決策提供氣象依據(jù)。

（5）對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活有明顯影響的氣候災(zāi)害主要有：嚴重干旱或洪澇、熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)、春季的倒春寒和連陰雨、夏季的冷害或長時間炎熱、干熱風(fēng)、冰雹、秋季的霜凍或連陰雨、冬季的寒潮與雪災(zāi)等[19-20]。我國是一個水資源不足、旱災(zāi)嚴重的國家，即使在雨水較多的華南沿海地區(qū)，也時有干旱少雨的災(zāi)害發(fā)生，對我國國民經(jīng)濟特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大影響，所造成的經(jīng)濟損失約占天氣氣候災(zāi)害造成的總經(jīng)濟損失的50%以上[21]，是我國最大的農(nóng)業(yè)氣候災(zāi)害。受氣候變暖的大背景影響，各種氣候災(zāi)害如旱澇等有可能出現(xiàn)一些異常情況，這是值得我們重視并需要進行深入研究的。

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