贛南臍橙高溫低濕災害時空分布及預報研究

劉云香，謝遠玉，胡如江

(贛州市氣象局，江西贛州 341000)

近百年來，全球氣候變暖已是不爭的事實[1]。氣候變化對臍橙的影響十分顯著。李勇等[2]研究認為，氣候變暖使臍橙種植界限明顯北移，其中最適宜種植區(qū)面積增加最多；殷劍敏[3]研究得出1月平均氣溫升高,南豐縣蜜桔種植的最優(yōu)區(qū)面積明顯增加；黃壽波等[4]認為臍橙開花后，日最高氣溫28 ℃和31 ℃分別是引起花期異常落花和幼果期異常落果的臨界危害溫度；易新民等[5]研究得出光、溫、水等氣象要素對柑桔生理落果有明顯影響；張名福[6]、黃昌鹍等[7]研究認為早期異常高溫是引起柑桔異常生理落果的主要原因；謝遠玉等[8]研究發(fā)現(xiàn)江西臍橙高溫低濕災害日數(shù)明顯增多，且高溫低濕日數(shù)與太平洋副熱帶高壓指數(shù)密切相關(guān)。本文重點研究贛南臍橙高溫低濕災害的時空分布特征，并以近十幾年來出現(xiàn)的高溫低濕災害過程作為研究對象，分析造成贛南臍橙高溫低濕災害的短期天氣系統(tǒng)，對典型個例進行研究分析，總結(jié)得到贛南臍橙高溫低濕災害影響過程的環(huán)流特征，為今后臍橙高溫低濕災害預報預警和防御提供科學依據(jù)。

1 高溫低濕災害的定義及資料、方法

參照江西省地方標準《臍橙高溫低濕氣象等級》[9]的定義，臍橙高溫低濕災害為臍橙生理落果期(4月11—5月31日)因高溫低濕天氣引起的異常落果現(xiàn)象，高溫低濕日是指日平均氣溫≥25 ℃、日最高氣溫≥30 ℃、14時空氣濕度<50%的天氣。贛南17個縣(市、區(qū))中某地面觀測站連續(xù)3 d出現(xiàn)滿足以上氣溫和濕度指標的天氣，即為一次高溫低濕災害過程。

所用氣象資料均來自江西省氣象信息中心；利用贛南17個縣(市、區(qū))地面氣象站1961—2013年4月15日—5月31日逐日平均氣溫、最高氣溫、14時空氣相對濕度等資料統(tǒng)計災害日數(shù)；個例分析用2000—2011年期間一天4次的NECP1°×1°再分析資料和MICAPS歷史實況資料。

2 高溫低濕災害的氣候特征

2.1 空間分布

近53 a贛南17個縣(市、區(qū))共出現(xiàn)臍橙高溫低濕災害總?cè)諗?shù)為2 392 d，空間分布如圖1，于都、贛縣、興國的總?cè)諗?shù)在200 d以上，于都的災害日數(shù)最多，達261 d，其次是贛縣235 d，其它縣市臍橙高溫低濕災害總?cè)諗?shù)介于100～200 d之間。高值區(qū)主要分布在贛南的中北部，而相對低值區(qū)則出現(xiàn)在贛州的南部。

圖1 1961—2013年贛南臍橙高溫低濕災害總?cè)諗?shù)分布

2.2 時間變化特征

圖2是1961—2013年贛南部分縣(市)高溫低濕日數(shù)的變化，可以看出20世紀前各站高溫低濕的日數(shù)變化不是很大，進入21世紀后高溫低濕日數(shù)猛增，表明贛南臍橙高溫低濕災害呈多發(fā)頻發(fā)的趨勢。在全球氣候變暖大背景影響下，氣候變化趨勢將有利高溫低濕災害產(chǎn)生，因而對臍橙產(chǎn)量的影響將愈來愈明顯。

圖2 1961—2013年贛南部分縣(市)高溫低濕日數(shù)變化

3 高溫低濕災害典型年的環(huán)流形勢特征

按照贛南地區(qū)1站次以上連續(xù)3 d或以上出現(xiàn)高溫低濕災害為一次高溫低濕天氣過程，對2000—2011年的12次天氣過程進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，除2006、2008和2010年外，每年約出現(xiàn)1～2次高溫低濕天氣過程，以2004年最為典型，4月和5月各出現(xiàn)1次，其中5月的高溫低濕過程持續(xù)時間最長，達7 d。通過對這12次高溫低濕災害過程的環(huán)流形勢分析研究發(fā)現(xiàn)，導致臍橙高溫低濕災害的主要天氣系統(tǒng)是500 hPa大陸暖高壓和副熱帶高壓系統(tǒng)。環(huán)流形勢分為兩類：(1)大陸暖高型。在500 hPa圖上，高空槽東移后，在110～120°E附近為一大陸暖高脊穩(wěn)定控制，贛州處大陸暖高脊區(qū)控制中；低層850 hPa為東北氣流控制，且850 hPa到地面相對濕度較小。(2)副熱帶高壓型。大陸暖高壓控制贛州1～2 d后轉(zhuǎn)為副熱帶高壓586～588 dagpm線環(huán)流控制，維持數(shù)天，或者暖脊與副高加強西伸共同影響。在12次過程中，大陸暖高型和副熱帶高壓型同時出現(xiàn)的有8次，出現(xiàn)大陸暖高型的僅有4次。

典型個例1特征分析：2004年5月23—29日贛州出現(xiàn)了連續(xù)7 d高溫低濕天氣，造成贛南臍橙嚴重的異常生理落果。分析天氣形勢發(fā)現(xiàn)，500 hPa上(圖略)，5月20—22日中高緯有低槽東移，并與東亞大槽合并加強入海，東亞大槽槽底伸展到南海北部，江西上空是一致的西北氣流，伴隨低槽東移北收，中高緯地區(qū)的暖高壓脊區(qū)東移到110～120°E附近，且向北伸展，23—24日贛州處于暖高壓脊中；24日起東亞大槽繼續(xù)北收減弱，副熱帶高壓逐漸加強西伸，25—29日贛州處在586～588 dagpm線控制的副熱帶高壓環(huán)流中。850 hPa上(圖略)，在20—24日為偏北或偏東北氣流，且850 hPa 從22日20時起氣溫≥18 ℃，相對濕度<80%，一直維持到29日過程結(jié)束。

典型個例2特征分析：2007年5月8—11日贛州大部分縣出現(xiàn)了連續(xù)3 d以上高溫低濕天氣過程，贛南臍橙出現(xiàn)嚴重的生理落果，受災果園當年減產(chǎn)近20%，對臍橙生產(chǎn)造成嚴重影響。對2007年5月7—12日的天氣形勢分析發(fā)現(xiàn)，此次高溫低濕災害天氣過程屬大陸暖高型和副熱帶高壓型共同影響類型：500 hPa上(圖略)，5月7日起110°E附近有一暖高脊東移發(fā)展，暖脊區(qū)維持在115～120°E之間，7—10日贛州一直處暖高脊區(qū)控制中，10日起副熱帶高壓加強西伸控制，直到11日贛州處于588 dagpm線環(huán)流控制中；850 hPa圖上(圖略)，從7日20時起氣溫≥18 ℃，相對濕度<80%，一直維持到11日過程結(jié)束。

4 災害天氣預報思路與討論

對以上2個典型個例及另外10個個例進行天氣形勢、氣象要素資料實況和形勢場再分析發(fā)現(xiàn)，在實際預報業(yè)務中，可以通過分析500 hPa形勢場和低層850 hPa溫度、濕度要素變化情況，并結(jié)合數(shù)值模式產(chǎn)品來進行此類災害天氣的預報。在臍橙的生理落果期，如通過數(shù)值產(chǎn)品預報發(fā)現(xiàn)，500 hPa環(huán)流形勢，在110～120°E內(nèi)有暖高脊維持，贛州受暖高壓脊控制2～3 d或以上；850 hPa要素場上，20時溫度預報≥18 ℃且維持2～3 d以上，則可通過分析研判預報一次高溫低濕災害天氣過程；若實況出現(xiàn)了1 d的高溫低濕天氣，可對高溫低濕災害進行預警并啟動災害防御。如通過數(shù)值產(chǎn)品預判發(fā)現(xiàn)，在暖高壓控制后，贛州未來幾天轉(zhuǎn)為586～588 dagpm的副熱帶高壓環(huán)流中并維持數(shù)日，且低層850 hPa要素場仍維持高溫低濕態(tài)勢，則預測將出現(xiàn)一次典型的高溫低濕災害天氣過程，并啟動更高級別的災害防御，如進行臍橙果園小區(qū)域連續(xù)人工增濕、降溫等措施。

5 結(jié)論

(1)近53 a贛南共出現(xiàn)臍橙高溫低濕災害總?cè)諗?shù)為2 392 d，高溫低濕災害高值區(qū)主要出現(xiàn)贛

州中北部，南部為相對低值區(qū)。高溫低濕災害日數(shù)在20世紀末21世紀初出現(xiàn)了一次由少變多的顯著突變。

(2)通過對贛南出現(xiàn)的12次臍橙高溫低濕災害天氣過程的環(huán)流形勢分析發(fā)現(xiàn)，導致臍橙高溫低濕災害的天氣系統(tǒng)主要是大陸暖高壓和副熱帶高壓系統(tǒng)，其中大陸暖高壓和副熱帶高壓共同影響下出現(xiàn)臍橙高溫低濕災害的概率較大。

(3)運用數(shù)值模式產(chǎn)品，在臍橙的生理落果期，當贛州滿足相似天氣形勢和要素場特征時，特別是出現(xiàn)一天的高溫低濕天氣實況時，可嘗試對此類災害天氣進行預警并啟動災害防御，指導臍橙果園通過增濕降溫改善小氣候，從而減少異常落果。