“回南天”困擾八角品質(zhì)提升的氣象服務(wù)對策
——以上思縣渠坤村回南天預(yù)報服務(wù)成果為例

吳天明，侯君杏，藍(lán)玉峰，姜輔嫄，羅桂湘，王國安，陳 見

（1.廣西區(qū)氣象培訓(xùn)中心，南寧 530022；2.珠海市公共氣象服務(wù)中心，廣東 珠海 519000；3.廣西氣象學(xué)會，南寧 530022；4.上思縣氣象局，廣西 上思 535500；5.廣西區(qū)氣象臺，南寧 530022）

“回南天”是指每年春天時，氣溫開始回暖而濕度猛烈回升的天氣現(xiàn)象。八角（lllicum verum）又名八角茴香，是中國居民常用的調(diào)味香料和藥材［1］。廣西是中國八角的主要產(chǎn)區(qū)，其種植面積和產(chǎn)量均位居全國第一。廣西八角種植面積約21.44 萬hm2，種植面積和產(chǎn)量占全球80%左右［2］。八角果實采收期（2～4 月）正值華南地區(qū)“回南天”多發(fā)季節(jié)，空氣相對濕度升至100%，濕度達(dá)到飽和，蒸發(fā)量為零，導(dǎo)致八角采摘受阻，存儲困難，加上深加工技術(shù)欠缺等，造成當(dāng)?shù)匕私堑钠焚|(zhì)下降，銷售渠道狹窄，銷售價格不高，種植戶收益差?！盎啬咸臁眹?yán)重時還會出現(xiàn)受潮糜爛，甚至絕收，這一災(zāi)害性天氣現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙了鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興。

華南地區(qū)氣象專家對“回南天”研究取得初步進(jìn)展。廣東、廣西兩省區(qū)氣象局在全國率先開展常態(tài)化“回南天”觀測、預(yù)報業(yè)務(wù)，這對克服“回南天”危害八角生產(chǎn)帶來了福音。由廣西氣象局派駐上思縣渠坤村的駐村第一書記深入調(diào)研了八角產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素后，經(jīng)與自治區(qū)氣象臺專家和上思縣氣象局工作人員進(jìn)行了聯(lián)系和對策探討，認(rèn)為上思縣氣候非常適宜八角產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而困擾八角產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的因素，是采收期“回南天”發(fā)生的突發(fā)性和不確定性及無應(yīng)對措施。經(jīng)初步探討認(rèn)為，解決的關(guān)鍵是做好“回南天”發(fā)生日期、強(qiáng)度、持續(xù)時間的預(yù)測預(yù)報，如果能夠解決預(yù)測預(yù)報難題，可以籌資引進(jìn)現(xiàn)代化烘干設(shè)備，對分批采摘的八角進(jìn)行有序加工，在此基礎(chǔ)上，建設(shè)具有屏蔽潮濕空氣功能的存儲室，便可確保八角成品出售前質(zhì)量不下降。以2021年3 月24—30 日上思縣渠坤村一次“回南天”過程時，在駐村第一書記帶領(lǐng)下采取以上措施科學(xué)應(yīng)對，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益為例，闡述氣象服務(wù)為八角產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思路。

1 上思縣種植八角自然條件稟賦和“回南天”影響困局

1.1 種植八角的自然條件稟賦

適宜八角樹生長的氣候條件為年均氣溫20～23 ℃，年均降水量為1 200～2 000 mm，空氣相對濕度在80%以上［3］。上思縣地處廣西西南部，防城港市的西北面，坐落在十萬大山北麓，位于107°33′—108°16′E，21°44′—22°22′N。上思縣屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均日照時數(shù)為1 896.1 h，年太陽總輻射量達(dá)114.39 kcal/cm2，積溫5 000～8 000 ℃，光能資源較為豐富；年平均氣溫21.7 ℃，年平均降雨量1 217.3 mm。氣候溫和，雨量適中，無霜期長，適宜八角樹生長，有十分明顯的區(qū)位優(yōu)勢。全縣八角肉桂等香料面積共1 萬hm2，其中八角0.8 萬hm2、肉桂0.2 萬hm2；年產(chǎn)干八角600 多t。

1.2 “回南天”影響八角生產(chǎn)的困局

上思縣八角種植已有400 多年歷史，有八角林6 000 hm2，年產(chǎn)生果1 000 多t。地處廣西十萬大山深處上思縣南屏瑤族鄉(xiāng)渠坤村，是自治區(qū)認(rèn)定的貧困村，背靠十萬大山腹地，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年降雨量1 600～2 000 mm，在海拔1 000 m 以下的低山丘陵地區(qū)，水氣充足，十分適合八角的生長，果成熟季節(jié)主要在2—4 月和9—10 月，八角生產(chǎn)成為了當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興的支柱產(chǎn)業(yè)。然而，每年春季的“回南天”給八角的采摘和晾曬帶來了不小的困擾，主要是“回南天”出現(xiàn)在1—4 月八角采摘期，農(nóng)戶無深加工技術(shù)，靠天吃飯，由于傳統(tǒng)加工工藝需要大面積硬化土地建造曬場，一旦遇到“回南天”，無法晾曬。為防止八角霉變，農(nóng)戶只能對八角進(jìn)行硫磺熏蒸，嚴(yán)重影響八角品質(zhì)。

2 “回南天”發(fā)生機(jī)理、業(yè)務(wù)建設(shè)及預(yù)報服務(wù)

2.1 “回南天”發(fā)生機(jī)理

“回南天”是華南及江南部分地區(qū)春季回暖返潮的特殊天氣現(xiàn)象［4］。

“回南天”是在特殊的天氣條件下發(fā)生的，這個特殊天氣條件是，空氣露點(diǎn)溫度≥物體表面溫度。露點(diǎn)溫度是指空氣在水氣含量和氣壓不變的條件下，降低氣溫（或冷卻）達(dá)到飽和時的溫度。當(dāng)水氣未達(dá)到飽和時，空氣溫度一定高于露點(diǎn)溫度，不會發(fā)生回南天現(xiàn)象。而當(dāng)水氣達(dá)到飽和時，空氣溫度與露點(diǎn)溫度相等，這是“回南天”發(fā)生的臨界點(diǎn)［4］。

上思縣在春季連續(xù)低溫陰雨后，出現(xiàn)快速回暖情況下，室外空氣溫度、露點(diǎn)溫度快速升高，而室內(nèi)物體受墻體阻隔，表層冷透后，溫度上升緩慢，與室外氣溫回升不同步，一旦室外暖空氣入室后被冷卻降溫，如果露點(diǎn)溫度≥室內(nèi)物體表面溫度，就有水氣發(fā)生相變凝結(jié)，由氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水，附著于冷的物體表面，這時空氣相對濕度等于100%，這是“回南天”現(xiàn)象發(fā)生的充分條件。

2.2 “回南天”業(yè)務(wù)建設(shè)及預(yù)報服務(wù)

2016 年1—12 月，廣西氣象局完成全區(qū)“回南天”觀測系統(tǒng)布網(wǎng)建設(shè)，共建有91 個“回南天”自動觀測站，開始了“回南天”常態(tài)化觀測。氣象科研人員基于2017—2020 年“回南天”觀測數(shù)據(jù)構(gòu)建八角各生長期、物候期積溫與花期、果實成熟期趨早或趨晚關(guān)系模型，制定了廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《回南天等級劃分》［5］；結(jié)合八角果實成熟采摘期、未來1～10 d 數(shù)值天氣預(yù)報信息，基于天氣預(yù)報指標(biāo)投票法，歸納出“回南天”發(fā)生的預(yù)報指標(biāo)，實現(xiàn)果實采摘期氣象預(yù)報，為“回南天”預(yù)報提供了技術(shù)支持。

根據(jù)“回南天”發(fā)生機(jī)理和廣西“回南天”時空分布、影響強(qiáng)弱等特點(diǎn)，將“回南天”強(qiáng)度劃分為輕度、中度和重度3 級（表1）。

表1 “回南天”等級劃分

其中，回南天指數(shù)（I）的算式如下［5］。

式中，I表示當(dāng)天的回南天指數(shù)（℃）；Td表示氣象觀測站百葉箱錄得的露點(diǎn)溫度（℃）；Tz表示“回南天”觀測站錄得的瓷磚地面溫度（℃）。

經(jīng)統(tǒng)計顯示，2017—2020 年上思縣共發(fā)生37 次“回南天”過程，其中重度“回南天”2 次，中度7 次，輕度28 次（表2）。分析顯示，上思縣每年1—5 月均有“回南天”發(fā)生，其中1—3 月較為頻繁，與八角春季果實成熟時間重疊。“回南天”過程多在2～7 d。

表2 2017—2020 年上思站“回南天”觀測記錄

根據(jù)上思縣“回南天”發(fā)生特點(diǎn)，種植戶籌資建立八角烘干加工扶貧車間和具有屏蔽潮濕空氣功能的存儲室。

3 “回南天”預(yù)報方法

“回南天”是華南及江南偏南地區(qū)特有的潮濕天氣現(xiàn)象，經(jīng)過氣象專家的深入研究和實踐，形成了可行的預(yù)報方法，即在掌握天氣形勢特征后，采用指標(biāo)投票法判斷有無“回南天”發(fā)生。

3.1 發(fā)生“回南天”的天氣形勢特征

利用常規(guī)氣象資料，普查歷史個例，結(jié)合2017—2020 年“回南天”觀測數(shù)據(jù)，采用逐例與合成分析方法，對廣西“回南天”發(fā)生特征及預(yù)報著眼點(diǎn)進(jìn)行分析研究，歸納出有利于廣西“回南天”發(fā)生的大氣環(huán)流形勢共同特征為，500 hPa 中國北支西風(fēng)氣流轉(zhuǎn)為緯向環(huán)流，冷空氣偏北活動，南下勢力減弱，南支西風(fēng)活躍，南支槽加深并向東移動影響廣西；850 hPa 孟加拉灣至中南半島、北部灣一帶有西南風(fēng)急流形成，建立低空水汽輸送帶，向華南上空源源不斷輸送充足暖濕空氣；地面冷空氣快速減弱，華南靜止鋒減弱北抬或消失。

3.2 預(yù)報“回南天”的指標(biāo)及檢驗

廣西氣象臺2013 年開始，采用指標(biāo)投票法開展“回南天”常態(tài)化預(yù)報，并延續(xù)至2022 年，具體方法為，劃定廣西“回南天”預(yù)報關(guān)鍵區(qū)，總結(jié)歸納出4 個“回南天”預(yù)報指標(biāo)［4］。

1）第1 個指標(biāo)為冷空氣減弱指標(biāo)，廣西周邊4個格點(diǎn)（25°N、105°E，25°N、110°E，20°N、105°E，20°N、110°E）氣壓值48 h 變量之和。

同時桂林氣壓p由≥1 017 hPa 減小到＜1 017 hPa，表示冷空氣快速東撤。

2）第2 個指標(biāo)為冷空氣活動指標(biāo)，地面天氣圖（p成都-p海口）+（p漢口-p?？冢?（p興仁-p海口）+（p桂林-p?？冢? hPa，表示北方無冷空氣南下影響廣西。

3）第3 個指標(biāo)為暖空氣活動指標(biāo)，850 hPa 高度上（25°N、105°E，25°N、110°E，30°N、110°E）氣溫48 h 變量之和。

滿足此條件時表示快速回暖。

4）第4 個指標(biāo)為華南靜止鋒北退減弱指標(biāo)，對數(shù)壓力圖（Tlogp圖）探空曲線中，鋒區(qū)逆溫層上限持續(xù)下降到850 hPa 以下，次日趨于落地消失，華南靜止鋒減弱北抬過本站或消失，表示暖濕氣流快速北上。

以上指標(biāo)通過閾值篩選法選出，按照TS評分法檢驗，對2008—2013 年每年12 月至次年4 月“回南天”發(fā)生時段預(yù)報指標(biāo)查算，樣本總天數(shù)787 d，同時滿足4 個指標(biāo)閾值的有19 個樣本，其中14 個與實況相符，2 個漏報，3 個空報，“回南天”預(yù)報準(zhǔn)確率TS=73.7%，達(dá)到發(fā)布常態(tài)化“回南天”預(yù)報的條件。

4 “回南天”專項預(yù)報氣象服務(wù)案例

2021 年3 月24—30 日，上思縣出現(xiàn)1 次“回南天”的過程。3 月20 日，駐村第一書記通過與自治區(qū)氣象臺首席預(yù)報員聯(lián)系和研判，得出了3 月24 日預(yù)報指標(biāo)滿足發(fā)生“回南天”的起報條件，當(dāng)天啟動氣象服務(wù)預(yù)案。

4.1 “回南天”預(yù)報指標(biāo)研判

其中第1 至第3 個指標(biāo)為自動判識，3 月25 日達(dá)成2 個指標(biāo)，3 月24 日達(dá)到第4 個指標(biāo)（表3）。

表3 2021 年3 月20 日“回南天”天氣預(yù)報指標(biāo)

基于傳統(tǒng)的指標(biāo)投票法，23 日暖空氣活動指標(biāo)顯示，暖空氣已經(jīng)開始向北輸送，24 日冷空氣減弱指標(biāo)、暖空氣活動指標(biāo)、華南靜止鋒北退減弱指標(biāo)均已達(dá)到，滿足了發(fā)布“回南天”預(yù)報條件。廣西氣象臺3 月20 日17：00 提前4 d 發(fā)布“回南天”預(yù)報，持續(xù)時間為3 月24—30 日。

考慮到“回南天”過程維持時間比較長，空氣中的水氣含量充足，蒸發(fā)量小，潮濕難以消除，氣象部門建議農(nóng)戶對八角進(jìn)行分批采摘、晾曬和儲存，同時關(guān)好朝南門窗，提升室內(nèi)溫度，抵消暖濕空氣與室內(nèi)溫差，降低水氣凝結(jié)量，有序通過現(xiàn)代化烘干設(shè)備對八角進(jìn)行加工和儲存。

4.2 上思縣“回南天”實況

根據(jù)上思縣“回南天”觀測數(shù)據(jù)制作實況圖，結(jié)果見圖1。由圖1 可知，上思縣3 月25 日14：00 露點(diǎn)溫度（綠色線）≥瓷磚地面溫度（紫色線），是“回南天”發(fā)生時刻，此后在30 日20：00 之前，露點(diǎn)溫度有小幅波動，即出現(xiàn)日變化，但是維持潮濕天氣直至30 日晚上冷空氣到來后，“回南天”潮濕天氣結(jié)束。

圖1 2021 年3 月24—30 日上思縣“回南天”觀測數(shù)據(jù)

預(yù)報和啟動“回南天”氣象服務(wù)預(yù)案提前1 d，這種誤差是由于“回南天”觀測室在縣氣象局，不在南屏瑤族鄉(xiāng)渠坤村，暖濕空氣移動存在一定的時間、空間差距。

4.3 “回南天”氣象服務(wù)效益

通過實踐，利用專業(yè)氣象預(yù)報信息來指導(dǎo)種植戶進(jìn)行分批次采摘、烘干和存儲，有效解決了八角烘干、存儲問題，并很好保留了八角色澤，大大提高了八角的成品率，解決了長期困擾當(dāng)?shù)匕私巧a(chǎn)最后一關(guān)，為八角產(chǎn)業(yè)振興打下技術(shù)基礎(chǔ)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，并探索出有效應(yīng)對“回南天”制約八角成品質(zhì)量的對策。使渠坤村八角種植、采摘和存儲效率均有所提高，降低貯運(yùn)損失，提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率，增加經(jīng)濟(jì)附加值，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)得到提升；研制新一代烘干加工設(shè)備或引進(jìn)行業(yè)及國外成熟的加工設(shè)備及技術(shù)，機(jī)械化加工代替手工方式，穩(wěn)步有序開展八角烘干技術(shù)，降低人力成本，提高生產(chǎn)效率［6］；發(fā)揮龍頭企業(yè)引領(lǐng)作用，形成八角產(chǎn)業(yè)上下游集聚，實現(xiàn)信息、技術(shù)、渠道等資源共享；加強(qiáng)對接協(xié)調(diào)，積極與涉農(nóng)高校、火鍋聯(lián)盟企業(yè)等溝通對接，在招商引資、項目申報、技術(shù)指導(dǎo)、品牌推介、科技創(chuàng)新、產(chǎn)學(xué)研融合等方面爭取更多支持，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展［7］。積極發(fā)展農(nóng)村電商拓寬銷路，打通物流配送最后一公里；通過入駐電商平臺拓寬八角銷售渠道，借力短視頻加強(qiáng)宣傳，培育專業(yè)直播帶貨團(tuán)隊增加銷量，降低疫情帶來的影響［8］。村集體經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)總收入從2017 年度的2.57 萬元提高至2020 年度的25.89 萬元，翻了近10 倍，實現(xiàn)了農(nóng)民增收。2018—2020 年幫助70 戶共297 人脫貧，貧困發(fā)生率下降至0.006 7%［9］。

隨著氣象服務(wù)信息化發(fā)展，越來越多靈活多變的直通式服務(wù)被采用，如廣西氣象局通過氣象為農(nóng)服務(wù)APP、為農(nóng)服務(wù)微信等便民措施，使得公眾對氣象服務(wù)的滿意度逐年上升（圖2），樂于接受專業(yè)氣象科技服務(wù)，也提高了氣象科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化效果。

圖2 2011—2018 年廣西公眾氣象服務(wù)滿意度逐年評分

5 小結(jié)

氣象部門主動融入地方發(fā)展，利用部門氣象資源優(yōu)勢，在氣象為農(nóng)服務(wù)助力決戰(zhàn)決勝脫貧攻堅工作中發(fā)揮作用。并總結(jié)出提高八角品質(zhì)的有效對策為：利用氣象部門提供的“回南天”是否發(fā)生、“回南天”發(fā)生等級、“回南天”持續(xù)時間等專業(yè)氣象預(yù)報信息，指導(dǎo)種植戶進(jìn)行分批次采摘、烘干和存儲，有效提高了八角的成品率。