成都地區(qū)藍莓花期高低溫災(zāi)害時空分布特征及專項氣象服務(wù)

李昭霞

成都市雙流區(qū)氣象局，四川成都 610000

藍莓，被譽為“漿果之王”，其酸甜可口，富含常規(guī)的營養(yǎng)元素，還含有維生素E、花青素、熊果苷、類胡蘿卜素、果膠等其他豐富的礦物質(zhì)元素，受到人們喜愛。此外，藍莓可以消除面部沉淀，具有美白作用，還可以緩解視力下降，起到護眼作用，可謂老少皆宜。藍莓除了可以直接食用，它還常被用于加工成飲品、果脯，以及裝飾甜品。藍莓果樹在其主要物候期對氣象條件的變化敏感，氣象條件突變或氣象災(zāi)害(包括低溫受害、高溫受害等)來臨會極大程度地影響藍莓生長發(fā)育，從而導(dǎo)致藍莓的產(chǎn)量和質(zhì)量下降[1]。而成都地區(qū)降雨主要集中在夏季，日溫差大、年溫差小、日照時間充足等條件形成了極適合藍莓生長的亞熱帶季風(fēng)氣候。成都地區(qū)周邊區(qū)(縣)包括崇州、龍泉驛、雙流、新都、簡陽、金堂、溫江、都江堰、彭州、郫縣、新津、蒲江、邛崍、大邑等區(qū)(縣)。

1 資料和方法

所用氣象資料及藍莓生育期資料，主要包括1961—2020年的逐日日最低氣溫、日最高氣溫、日照時數(shù)等資料，來源于成都市14個氣象觀測站。應(yīng)用氣候傾向率、災(zāi)害指數(shù)、災(zāi)害發(fā)生頻率方法并結(jié)合氣象災(zāi)害指標(biāo)，統(tǒng)計分析了該地區(qū)藍莓主要物候期氣象災(zāi)害時空分布特征[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 成都地區(qū)藍莓花期氣象災(zāi)害的時空分布

通過顯著性檢驗、氣候傾向率和低溫災(zāi)害指數(shù)介紹在成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害的空間分布和時間變化情況[3]。

2.1.1 成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害的空間分布利用1961—2020年成都地區(qū)14個測站藍莓花期逐站逐年逐日最低氣溫資料，統(tǒng)計了逐站1961—2020年藍莓花期受害極端低溫，利用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重插值繪制出1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期受害極端低溫空間分布圖(圖1)。

圖1 1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害的空間分布

成都地區(qū)受害極端低溫為2.7～4.2 ℃，最低值2.7 ℃出現(xiàn)在西北部都江堰市，最高值4.2 ℃出現(xiàn)在西部金堂縣和簡陽市。其中，3.7～4.0 ℃主要分布在研究區(qū)的南部、中部和西南部，2.7～3.5 ℃主要分布在研究區(qū)的北部、東北部及西北部。

由于成都地形呈西北向東南傾斜狀，簡陽市和金堂縣地區(qū)海拔較低使得該地區(qū)氣溫較高，受害溫度均高于3.9 ℃，故研究區(qū)中低溫受害較嚴重區(qū)域主要位于研究區(qū)中部和西部，而研究區(qū)的東南部和東部地區(qū)受害較輕。

2.1.2 成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害的時間分布利用1961—2020年成都地區(qū)14個測站藍莓花期逐站逐年逐日最低氣溫資料，通過SPSS26和Python軟件對每個測站逐年受害極端低溫和年份做顯著性檢驗，然后利用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重插值繪制1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害顯著性檢驗分布圖(圖2)，并通過0.05顯著性檢驗的站點篩選出計算氣候傾向率。

圖2 成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害顯著性檢驗分布圖

在成都地區(qū)14個氣象觀測站中，有4個觀測站未通過0.05的顯著性檢驗。這代表其余10個觀測站的受害極端低溫有明顯變化或變化趨勢是可信的。通過顯著性檢驗的10個觀測站的氣候傾向率主要分布在研究區(qū)的北部、西部及中部。

在成都地區(qū)中10個測站的氣候傾向率均為正值，大部分地區(qū)的氣候傾向率為0.28～0.32，位于研究區(qū)北部和中部。最大值位于新都和金堂，為0.32；最小值位于蒲江，為0.13。表明該測站所屬地區(qū)受害極端低溫均呈現(xiàn)升高的趨勢，即藍莓花期低溫受害程度呈現(xiàn)減輕趨勢。結(jié)合圖3得出，研究區(qū)的南部和東部有顯著變暖的趨勢，而研究區(qū)的北部變化趨勢不明顯。

圖3 1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害的空間分布

為研究藍莓花期所選成都地區(qū)低溫受害隨時間變化的規(guī)律，計算藍莓花期低溫災(zāi)害指數(shù)，分析1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期低溫災(zāi)害指數(shù)年際變化趨勢可得：1961—2020年低溫災(zāi)害指數(shù)總體呈現(xiàn)起伏較大的下降趨勢，即低溫災(zāi)害呈現(xiàn)減輕趨勢；20世紀60年代至70年代中期，指數(shù)呈現(xiàn)先漲后跌趨勢；自20世紀70年代中期至90年代末，指數(shù)總體呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，1988年左右出現(xiàn)藍莓花期低溫災(zāi)害指數(shù)最大值，此時低溫受災(zāi)最為嚴重；20世紀90年代至21世紀10年代指數(shù)下降趨勢增強，但在1996年左右有極為明顯的增長趨勢；21世紀10年代至20年代指數(shù)下降趨勢趨于平穩(wěn)，并于2013年左右達到藍莓花期低溫災(zāi)害指數(shù)的最小值0.46。從藍莓花期低溫災(zāi)害指數(shù)總體下降趨勢可知，研究區(qū)近60年呈現(xiàn)增溫趨勢。

2.2 成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害的時空分布

通過顯著性檢驗、氣候傾向率和高溫災(zāi)害指數(shù)介紹了成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害的空間分布和時間變化情況。

2.2.1 成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害的空間分布利用1961—2020年成都地區(qū)14個氣象觀測站藍莓花期逐站逐年逐日最高氣溫資料，統(tǒng)計了逐站1961—2020年藍莓花期受害極端高溫，利用ArcGIS反距離權(quán)重插值繪制出1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期受害極端高溫空間分布圖(圖3)。

成都地區(qū)受害極端高溫為16.7～19.1 ℃，最低值16.7 ℃出現(xiàn)在新都區(qū)，最高值19.1 ℃出現(xiàn)在簡陽市。其中，16.9～17.5 ℃主要分布在研究區(qū)的北部和中部偏北方向，17.7～18.3 ℃主要分布在研究區(qū)的南部和西南部，18.8～19.1 ℃主要分布在研究區(qū)東南部。由于一定程度的地形作用，簡陽市高溫受害較研究區(qū)西北部、中部和西南部更為嚴重，即研究區(qū)的東南部受害高溫的溫度普遍高于研究區(qū)其他區(qū)域。

2.2.2 成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害的時間分布利用1961—2020年成都地區(qū)14個氣象觀測站藍莓花期逐站逐年逐日最高氣溫資料，通過SPSS26和Python軟件對每個測站逐年受害極端高溫和年份做顯著性檢驗，然后利用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重插值繪制1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害顯著性檢驗分布圖，將通過0.05顯著性檢驗的站點篩選出計算氣候傾向率。

成都地區(qū)14個觀測站有且僅有1個觀測站通過0.05的顯著性檢驗，這代表這13個測站的受害高溫有明顯變化或變化的趨勢是可信的，且通過顯著性檢驗的站點主要分布在研究區(qū)的各個位置。

成都地區(qū)14個觀測站的氣候傾向率均為正值，通過顯著性檢驗的觀測站的氣候傾向率為0.30～0.56，所得氣候傾向率最大值位于龍泉驛區(qū)為0.56，最小值位于溫江區(qū)為0.30。表明該測站所屬地區(qū)受害高溫均呈現(xiàn)升高的趨勢。結(jié)合受害低溫的顯著性空間分布和氣候傾向率分布可以得出，研究區(qū)的東南部有較為顯著的變暖的趨勢，而研究區(qū)的北部和西南部暫無顯著變化趨勢。

為研究藍莓花期所選成都地區(qū)高溫受害隨時間變化的規(guī)律，計算藍莓花期高溫災(zāi)害指數(shù)，分析1961—2020年成都地區(qū)藍莓花期高溫災(zāi)害指數(shù)年際變化可得：1961—2020年高溫災(zāi)害指數(shù)總體呈現(xiàn)起伏較大的上升趨勢，總體可稱高溫災(zāi)害呈現(xiàn)出加強趨勢；20世紀60年代至70年代指數(shù)較低但呈現(xiàn)波動式增幅上升趨勢；20世紀70年代末期至21世紀00年代呈現(xiàn)較為平緩的趨勢，其高溫災(zāi)害指數(shù)基本不變；21世紀00年代末期至20年代呈現(xiàn)波動較大的上升趨勢，且在2004年左右高溫災(zāi)害指數(shù)急劇下降至-0.05，隨后指數(shù)又急劇增長，于2020年左右出現(xiàn)近60年來的藍莓花期高溫災(zāi)害指數(shù)最大值0.92，此后仍呈現(xiàn)增長趨勢。由藍莓花期高溫災(zāi)害指數(shù)總體上升的趨勢可知，近60年來研究區(qū)在藍莓花期有增溫趨勢，且該結(jié)果符合藍莓花期低溫災(zāi)害指數(shù)下降趨勢所得結(jié)論。

3 成都地區(qū)藍莓花期專項氣象服務(wù)

3.1 藍莓花期專項氣象服務(wù)產(chǎn)品

低溫災(zāi)害較嚴重區(qū)域主要位于成都地區(qū)中部和西部，而東南部和東部地區(qū)受害較輕；高溫災(zāi)害在東南部有較為顯著的變暖的趨勢，而北部和西南部暫無明顯變化趨勢。藍莓花期一般為2月1日—3月30日，根據(jù)成都地區(qū)1991—2020年歷史數(shù)據(jù)可知，2019年3月28日主城區(qū)出現(xiàn)29.3 ℃極端高溫天氣，2007年3月31日12個區(qū)市縣出現(xiàn)高于30 ℃極端高溫天氣。極端溫度的出現(xiàn)會導(dǎo)致藍莓不能正常開花授粉，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。掌握藍莓花期各階段所需的氣候條件，如溫度、降雨量及日照等，結(jié)合既往成都地區(qū)相關(guān)氣象指標(biāo)情況，開發(fā)專項氣象服務(wù)產(chǎn)品，有利于提高藍莓種植效率。

雙流區(qū)氣象局公共氣象服務(wù)計劃可以主要從以下3個方面為種植戶提供幫助：(1)充分利用既往多年平均氣象條件數(shù)據(jù)和當(dāng)年的觀測數(shù)據(jù)，通過短信平臺建立群組將針對藍莓花期災(zāi)害性天氣專題短信發(fā)送給種植戶，將實際氣象條件與藍莓花期所需條件相結(jié)合，及時提醒種植戶開展相應(yīng)保護預(yù)防措施；(2)建立并完善藍莓氣象災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)測系統(tǒng)，重點觀測寒潮霜凍、連續(xù)陰雨天氣、低溫等影響藍莓花期的氣象災(zāi)害因素，并及時通知提醒種植戶做出相應(yīng)防護措施，降低損失；(3)可提供相關(guān)氣象數(shù)據(jù)證明材料，最大限度地減少種植戶因氣象災(zāi)害遭受的經(jīng)濟損失。

3.2 藍莓氣象科普知識宣傳

結(jié)合《成都市雙流區(qū)全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要實施方案(2021—2025年)》《成都市雙流區(qū)“十四五”氣象事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求，雙流區(qū)氣象局氣象科普團隊計劃可主要從以下2個方面為種植戶提供幫助：(1)針對藍莓花期氣象災(zāi)害種類，為種植戶現(xiàn)場開展氣象科普宣講、宣傳服務(wù)，一對一為種植戶現(xiàn)場解答疑問；(2)創(chuàng)新開展藍莓系列科普服務(wù)新媒體產(chǎn)品，通過新媒體平臺進行發(fā)布，采用通俗易懂的方式傳播晦澀難懂的氣象科學(xué)理論、防災(zāi)減災(zāi)知識，使種植戶可以隨時隨地查閱影響藍莓花期氣象要素并采取應(yīng)對措施。

4 結(jié)論

利用1961—2020年成都地區(qū)14個地面氣象觀測站逐日最低氣溫、最高氣溫、日照時數(shù)資料，計算受害極端低溫、受害極端高溫、氣候傾向率、低溫災(zāi)害指數(shù)LTI、高溫災(zāi)害指數(shù)HTI等氣象指標(biāo)，分析成都地區(qū)在藍莓花期的低溫災(zāi)害、高溫災(zāi)害變化情況，結(jié)果表明：

(1)低溫災(zāi)害變化趨勢。低溫災(zāi)害指數(shù)發(fā)現(xiàn)低溫災(zāi)害趨于減輕；研究區(qū)的南部和中部呈顯著變暖的趨勢，而研究區(qū)的北部變化趨勢不明顯，研究區(qū)中低溫受害較嚴重區(qū)域主要位于研究區(qū)中部和西部，而研究區(qū)的東南部和東部地區(qū)受害較輕。

(2)高溫災(zāi)害變化趨勢。高溫災(zāi)害指數(shù)發(fā)現(xiàn)高溫災(zāi)害趨于加重；研究區(qū)的東南部呈較為顯著的變暖的趨勢，而研究區(qū)的北部和西南部暫無明顯變化趨勢。其中，簡陽市高溫受害較研究區(qū)西北部、中部和西南部更為嚴重，即研究區(qū)的東南部受害高溫的溫度普遍高于研究區(qū)其他區(qū)域。