近50年浙江省暴雨時(shí)空分布特征及對農(nóng)業(yè)的影響

賈安琪　姚佳駿　李美琳　馬曉云

摘要 基于浙江省64個(gè)氣象站日降水?dāng)?shù)據(jù)，對近50年浙江暴雨的時(shí)空變化趨勢進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)70年代中期和90年代末期為暴雨雨量較大的2個(gè)時(shí)段，浙江暴雨主要集中在5—9月，以6月最多。大暴雨集中在6—9月，8月最多。特大暴雨集中在7—10月，9月最多。在1971—1995年，暴雨雨量存在明顯的12年主周期，1995年后有較弱的21年副周期，而在整個(gè)50年尺度上存在5年短周期。研究暴雨空間分布發(fā)現(xiàn)，4—6月暴雨雨量大值區(qū)在西南地區(qū)、8—9月暴雨雨量大值區(qū)在東南地區(qū)。從暴雨日數(shù)上看，8—10月暴雨與大暴雨日數(shù)均呈“東多西少”分布。并探討了暴雨天氣下農(nóng)作物的預(yù)防及應(yīng)對措施，以期能在一定程度上減少經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞 暴雨；時(shí)空特征；農(nóng)業(yè)

中圖分類號：P426.62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號：2095–3305（2023）06–0073-03

洪澇災(zāi)害一直是我國的主要災(zāi)害之一，暴雨天氣一直是氣象工作者的研究重點(diǎn)[1]。浙江緊鄰東海海域，是我國最大內(nèi)河長江的出口之處，季風(fēng)氣候明顯，氣候資源豐富，同時(shí)氣象災(zāi)害也頻發(fā)[2]。受西風(fēng)帶和東風(fēng)帶雙重天氣系統(tǒng)影響，熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）、暴雨、高溫、干旱、雷電、大風(fēng)、大霧等災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生[3]。研究暴雨等災(zāi)害性天氣，對保障浙江人民安全、服務(wù)浙江經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展具有十分重要的意義。浙江是我國經(jīng)濟(jì)大省，糧食及多種特色農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品種植面積和產(chǎn)量均位于全國前列，因此，對浙江省暴雨天氣時(shí)空分布特征進(jìn)行研究，能為農(nóng)作物增收、減少農(nóng)業(yè)損失、科學(xué)高效防災(zāi)減災(zāi)等提供助力。

1 資料與方法

1.1 暴雨的定義

浙江省將24 h降水量≤50 mm的降水定義為暴雨[4]。同時(shí)又根據(jù)降水量的大小將暴雨細(xì)分為暴雨、大暴雨、特大暴雨，各量級的標(biāo)準(zhǔn)分別為暴雨（50.0～99.9 mm）、大暴雨（100.0～249.9 mm）、特大暴雨（≥250.0 mm）。浙江省水資源豐富、地形復(fù)雜，全省年降水空間分布不均，因此對各級暴雨時(shí)空特征進(jìn)行研究十分必要。

1.2 資料與方法

先采用國家氣象中心整編的1970—2020年浙江省地面降水觀測逐日資料，再通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性檢驗(yàn)后剔除了資料時(shí)長不夠、準(zhǔn)確性不高的個(gè)別站點(diǎn)，最后選取64個(gè)氣象站，涵蓋浙江省所有市。先采用常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法對浙江省暴雨雨量和降水天數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，包括均值、最大值、最小值、距平等統(tǒng)計(jì)量，再采用線性趨勢分析法對極端降水時(shí)間變化趨勢進(jìn)行分析，采用小波分析方法判斷分析暴雨雨量周期。利用統(tǒng)計(jì)分析方法對浙江省各個(gè)量級的暴雨的逐年、逐月空間分布特征進(jìn)行分析。

2 浙江省暴雨的時(shí)間變化特征

2.1 暴雨雨量的變化分析

2.1.1 暴雨雨量的逐年變化分析 選取浙江省64個(gè)站歷年暴雨及以上量級降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從各站平均降水量的逐年變化情況來看，20世紀(jì)70年代中期和90年代末期為暴雨雨量較大的2個(gè)時(shí)段。21世紀(jì)初期，暴雨造成的累計(jì)雨量相對偏少，自2010年后，暴雨造成的雨量有明顯增多趨勢。此外，在近50年中各站平均暴雨雨量最多年份為2012年（1 925.9 mm），雨量最少年份為1979年（1 091.7 mm），通過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，浙江省暴雨雨量極值分別與浙江的澇年和旱年對應(yīng)。

2.1.2 暴雨雨量的逐月分布情況 從暴雨雨量逐月分布情況來看，全省64個(gè)站點(diǎn)累計(jì)總雨量在6月最多達(dá)15 449.7 mm，平均每站6月暴雨雨量241.4 mm，其次單站平均暴雨雨量較多的月份為11月和8月，暴雨雨量較少的月份為12月和1月。

2.2 暴雨日數(shù)的變化分析

2.2.1 暴雨日數(shù)的逐年變化分析 通過統(tǒng)計(jì)暴雨降水（日界取北京時(shí)間20：00）總?cè)諗?shù)，發(fā)現(xiàn)近50年浙江省64個(gè)站出現(xiàn)日降水量≥50.0 mm的暴雨日（日降水量50.0～99.9 mm）共12 977 d，年均暴雨日259.5 d，平均每年每站發(fā)生暴雨的日數(shù)為4 d。1989年暴雨日最多為416 d，1979年暴雨日最少為117 d。其中，大暴雨日（日降水量100.0～249.9 mm）共1 805 d，年均每年每站0.56 d，2019年最多有89 d，1978年最少有6 d；特大暴雨日（日降水量≥250.0 mm）共54 d，年均每年每站0.016 8 d。此外，浙江省近50年暴雨日數(shù)有明顯波動(dòng)，20世紀(jì)70年代中期、90年代為暴雨多發(fā)期，20世紀(jì)70年代末至80年代末暴雨日數(shù)相對較少。大暴雨量級日數(shù)逐年變化與暴雨量級日數(shù)變化類似，而在2013年和2005年浙江省特大暴雨日數(shù)均超過5 d，與該省發(fā)生較大洪澇災(zāi)害的年份相對應(yīng)。

2.2.2 暴雨日數(shù)的逐月分布情況 通過對浙江省暴雨日逐月分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)浙江暴雨日主要集中在5—9月，以6月最多，占全年27.5%，8月次之，占16.6%，歷史上6月發(fā)生暴雨最多為一年160 d，1月最少，僅占0.4%。大暴雨日集中在6—9月，其中8月最多，占28.6%，歷史上8月發(fā)生暴雨最多為一年516 d，主要是由梅汛期梅雨和夏季強(qiáng)對流天氣造成的。特大暴雨日集中在7—10月，占98.1%，最多是9月，占38.%，歷史上9月發(fā)生特大暴雨最多為一年21 d，特大暴雨主要是由臺(tái)風(fēng)和東風(fēng)波系統(tǒng)造成的。

2.3 浙江省暴雨的年代際變化特征

利用小波分析浙江省1971—2020年暴雨雨量距平，在1971—1995年之間暴雨雨量序列在11～13年尺度上存在明顯的主周期，在1971年后在20～22年尺度上有較弱的副周期，同時(shí)在50年內(nèi)有明顯的5年變化短周期波動(dòng)且貫穿整個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)域。在12年主周期和21年、5年副周期尺度上，等值線虛實(shí)相交且“負(fù)—正”交替，表明暴雨雨量逐年有交替循環(huán)波動(dòng)。

2.4 暴雨極值的變化分析

2.4.1 暴雨雨量的逐年極值 從各年日雨量極值來看，大部分年份暴雨日極值在200～300 mm，大部分年份中降雨量最多的一天出現(xiàn)在5—9月。1981年9月23日樂清日雨量為近50年全省日雨量最大，24 h降水446.7 mm。其次，1999年9月4日溫州出現(xiàn)日雨量403.8 mm的暴雨，1991年暴雨日雨量為近50年最少，為154.2 mm。

2.4.2 暴雨雨量的逐月極值 統(tǒng)計(jì)了近50年內(nèi)逐月最大日降雨量，近50年日雨量最大在7—10月，各月極值分別出現(xiàn)在寧海（1988年355.7 mm）、平湖（2020年314.4 mm）、樂清（1981年446.7 mm）、奉化（2013年395.6 mm）。對1971—2020年各站日雨量極值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)暴雨極值大值區(qū)集中在浙江省東部及東南沿海，造成沿海地區(qū)雨量較大的因素主要為臺(tái)風(fēng)或東風(fēng)波，西部大值區(qū)主要由山區(qū)地形所致，中部雨量極值明顯低于全省其他各地。

3 浙江省暴雨的空間分布特征

3.1 暴雨雨量的空間分布特征

對浙江省各地逐年暴雨雨量進(jìn)行平均處理，得到全省年均暴雨雨量分布圖（圖1）。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，全省平均年累計(jì)暴雨雨量在1 100～2 100 mm之間，全省西部和南部暴雨雨量明顯偏多，北部和中部暴雨雨量較少。

為了進(jìn)一步了解浙江省暴雨的季節(jié)特征，對浙江省暴雨雨量逐月分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)1—3月全省暴雨大值區(qū)均在西部，這與特定季節(jié)造成暴雨天氣系統(tǒng)位置有關(guān)。4—6月暴雨雨量大值區(qū)在西南方。7月西部暴雨雨量較6月明顯減弱，在80～240 mm，同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)東南部雨量開始增多，東南沿海和西北各有一個(gè)大值區(qū)。8月東部雨量明顯增多，達(dá)到全年最多，且雨區(qū)向西南方擴(kuò)展。9月雨量較8月有減弱，7—9月暴雨主要由夏季強(qiáng)對流和臺(tái)風(fēng)天氣造成。10—12月降雨明顯減弱。

3.2 各級暴雨日數(shù)的空間分布特征

對浙江省近50年各級暴雨日數(shù)的空間分布特征進(jìn)行分析，將暴雨雨量劃分為3個(gè)等級，即暴雨（50.0～99.9 mm）、大暴雨（100.0～249.9 mm）、特大暴雨（≥250.0 mm）。對3個(gè)等級下的逐年暴雨對應(yīng)的日數(shù)進(jìn)行50年平均值計(jì)算，得到以下結(jié)論。

3.2.1 暴雨日數(shù)的空間分布 浙江省年均暴雨（日雨量為50.0～99.9 mm）日數(shù)分布特征為：年均暴雨日數(shù)各站總體均在10 d以內(nèi)，北部偏少3～5 d，中部最少年均發(fā)生暴雨日2～4 d，西部、南部及東部均有大值中心，年均暴雨天數(shù)均在4 d以上，浙西和浙南個(gè)別站點(diǎn)年均暴雨超過6 d。其中，溫州至臺(tái)州一帶因地處沿海，多年受東風(fēng)帶系統(tǒng)和臺(tái)風(fēng)影響，多暴雨天氣；衢州和金華西側(cè)受梅雨鋒影響為暴雨頻發(fā)地。為了進(jìn)一步了解浙江省各月暴雨頻次，對暴雨日數(shù)逐月空間分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)1、2、12月暴雨頻次最少，平均暴雨日在0.1 d以內(nèi)。3—4月暴雨天數(shù)從西部開始逐漸增加，全省暴雨日在1 d以內(nèi)。5月西部地區(qū)暴雨日增加至1.2 d。6月西部暴雨日數(shù)達(dá)到全省最多，為1.2～5.0 d。7月西部暴雨日有一定程度減少，東部開始增多，中部暴雨日明顯偏少。8月東部暴雨日數(shù)明顯增多，為全省最多，在1.2～2.0 d。9月東部暴雨日減少，但整體仍呈“東多西少”分布。10—11月暴雨日減少，在0.7 d以內(nèi)。

3.2.2 大暴雨日數(shù)的空間分布 浙江省年均大暴雨（日雨量在100.0～249.9 mm之間）日數(shù)分布特征為：年均大暴雨日數(shù)各站總體均在10 d以內(nèi)，北部偏少在4 d以內(nèi)，中部大范圍地區(qū)在2 d以內(nèi)，東部有大值中心，在4 d以上，浙西溫嶺等地超過7.5 d。從大暴雨逐月分布情況可知，大暴雨日數(shù)較暴雨明顯減少，但是變化趨勢與暴雨日數(shù)變化類似，即從4月開始西部日數(shù)逐漸增多，6月達(dá)到最多，4—6月全省呈“西多東少”分布。進(jìn)入7月后東部暴雨日數(shù)逐漸增加，8月東部雨量達(dá)到最大，9月東部雨量較8月減少，7—9月呈“東多西少”分布。

3.2.3 特大暴雨日數(shù)的空間分布 浙江省年均特大暴雨（日雨量≥250.0 mm）日數(shù)分布特征為：年均特大暴雨日數(shù)東南沿海明顯較全省總體偏多，溫州及臺(tái)州各站總體在3 d以上。從特大暴雨日數(shù)逐月分布情況來看，全省在7—9月在東南沿海有特大暴雨發(fā)生，日數(shù)在0.6 d以內(nèi)，其他月份沒有明顯特大暴雨天氣。

4 暴雨對農(nóng)業(yè)的影響及防御措施

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件有著密切的關(guān)系，極端的暴雨天氣會(huì)對農(nóng)業(yè)造成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。浙江省位于我國三大經(jīng)濟(jì)帶中的長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)，同時(shí)也是城鎮(zhèn)分布密集、農(nóng)村信息化水平較高的省份。2021年，浙江全省農(nóng)業(yè)（種植業(yè)）產(chǎn)值達(dá)1 699億元，是產(chǎn)量極高的綜合性農(nóng)業(yè)區(qū)，綠茶產(chǎn)量在全國位于首位，柑橘產(chǎn)量全國第三，毛竹產(chǎn)量全國第一，同時(shí)茶葉、柑橘等產(chǎn)品在全國占有重要地位。暴雨天氣是浙江省主要的氣象災(zāi)害之一，進(jìn)入5月后，浙江省暴雨天氣時(shí)有發(fā)生；6月浙江省也常發(fā)生暴雨洪澇災(zāi)害，但此時(shí)是該省多種特色果蔬產(chǎn)品成熟期，持續(xù)降雨天氣會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)。以下是暴雨天氣下農(nóng)作物的應(yīng)對措施。

首先要做好預(yù)防工作，農(nóng)戶應(yīng)及時(shí)關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，提前做好預(yù)案及應(yīng)對，及時(shí)檢修水泵、疏通溝渠，儲(chǔ)備充足的防澇抗?jié)澄镔Y，加固支撐架及其他設(shè)施，及時(shí)搶收，雨前適當(dāng)噴施吸附性強(qiáng)的藥劑，建立植物保護(hù)機(jī)制，阻止病害侵染，減少病害發(fā)生。其次，災(zāi)后要及時(shí)開溝排水，確保迅速排掉田間的積水，清理死株、枯枝、枯葉。蔬菜類災(zāi)后要及時(shí)清理并集中處理腐爛的部分，以減少病情的蔓延，同時(shí)搶播一批速生蔬菜，可以在一定程度上減少經(jīng)濟(jì)損失，但葉菜類等不耐貯藏的蔬菜補(bǔ)種要遵循市場規(guī)律，防止供大于求。蔬菜生長期短，易“推倒重來”，而對于果樹類農(nóng)產(chǎn)品，則需要積極生產(chǎn)自救，第一時(shí)間做好災(zāi)后排水，通過清溝排水降低濕度，同時(shí)要及時(shí)清洗葉面上的泥土，避免影響光合作用。此外，如果果樹被淹時(shí)間不長，可以通過修剪來減少蒸騰面積，保證果樹的存活率，同時(shí)噴灑殺菌劑，以防暴雨洪澇過后病害發(fā)生。

5 結(jié)論

（1）20世紀(jì)70年代中期和90年代末期為浙江省暴雨雨量較大的2個(gè)時(shí)段。暴雨日數(shù)逐年變化有明顯波動(dòng)，20世紀(jì)70年代中期、90年代為暴雨多發(fā)期。從各級暴雨日數(shù)逐月分布情況來看，浙江省暴雨主要集中在5—9月，以6月最多，占全年27.5%；8月次之，1月最少。大暴雨集中在6—9月，其中8月最多。特大暴雨集中在7—10月，占98.1%。通過暴雨雨量距平的周期分析來看，在1971—1995年之間，暴雨雨量序列在12年尺度上存在明顯的主周期，在1995年后在20～22年尺度上有較弱的副周期，同時(shí)在50年內(nèi)有明顯的5年變化短周期波動(dòng)且貫穿整個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)域。

（2）全省平均年累計(jì)暴雨雨量在

1 100～2 100 mm之間，4—6月暴雨雨量大值區(qū)在西南方，7月東部雨量開始增多，8—9月暴雨雨量大值區(qū)在西南方。50.0～99.9 mm量級的暴雨年均日數(shù)總體在10 d以內(nèi)，浙江西部、南部及東部均有大值中心。100.0～249.9 mm及250.0 mm以上量級暴雨年均日數(shù)大值中心均在浙江東南部。

（3）從各級暴雨日數(shù)逐月變化來看，暴雨與大暴雨量級逐月變化趨勢相似，即3—5月暴雨天數(shù)從西部開始逐漸增加，且全省呈“西多東少”分布，6月西部暴雨日數(shù)達(dá)到全省最多，進(jìn)入7月后東部暴雨日逐漸增加，8月東部雨量達(dá)到最大，7—9月全省暴雨日呈“東多西少”分布。而該省特大暴雨主要在7—9月的東南沿海發(fā)生。

（4）暴雨天氣對農(nóng)作物產(chǎn)量有一定影響，應(yīng)以預(yù)防為主，農(nóng)戶應(yīng)關(guān)注天氣預(yù)報(bào)并提前做好排水加固工作，同時(shí)在暴雨洪澇過后針對不同的農(nóng)作物及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，進(jìn)而減少經(jīng)濟(jì)損失。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Temporal and Spatial Distribution Characteristics of Heavy Rainfall in Zhejiang Province in Recent 50 Years and Its Impact on Agriculture

Jia An-qi el al（Shaoxing Meteorological Bureau， Shaoxing， Zhejiang 312000）

Abstract Based on the daily precipitation data of 64 meteorological stations in Zhejiang Province， this paper studied the spatiotemporal variation trend of heavy rain in Zhejiang Province in the past 50 years. It was found that the middle 1970 s and the 1980 s to the end of the 1990 s were periods of heavy rainfall， and heavy rain in Zhejiang mainly concentrated in May and September， with the largest in June. The heavy rain was concentrated in June and September， and the most in August. The heavy rain was concentrated in July to October， with the largest in September. Between 1971 and 1995， there was an obvious 12-year main period of rainstorm rainfall， and a weak 21-year sub-period after 95 years， while there was a 5-year short period on the entire 50-year scale. According to the research on the spatial distribution of rainstorm， the area with high rainfall from April to June was in the southwest， and the area with high rainfall from August to September was in the southeast. In terms of the number of rainstorm days， the number of rainstorm days and heavy rainstorm days from August to October were “more in the east and less in the west”. Finally， this paper discussed the prevention and response measures of crops under rainstorm weather， which can reduce economic losses to a certain extent.

Key words Rainstorm; Space-time characteristics; Agriculture

作者簡介 賈安琪（1994—），女，黑龍江密山人，助理工程師，主要從事中短期預(yù)報(bào)預(yù)警研究。

收稿日期 2022-12-26