基于灾害指数的芮城县连阴雨分析

臧 曦

(山西省芮城县气象局，山西芮城 044600)

连阴雨天气由于持续时间长、累积降水量较大、气温偏低、光照偏少，是山西省主要灾害性天气之一[1]，主要出现在农作物生长的关键时期，对作物播种、收获等农事生产活动有很大的影响。许多气象学者对连阴雨天气过程从不同角度进行了大量研究[2-6]，有的研究从连阴雨对某一作物某一特定阶段的影响分析入手，有的系统分析了秋季连阴雨多年的变化趋势与时空结构，有的建立了某一作物受连阴雨影响较大的气象指标，有的从微观和宏观两方面分析某一次具体的连阴雨过程及其影响[7]等。上述研究主要侧重大范围区域的连阴雨特征，而对小范围区域关注较少。另外，连阴雨作为一种极端气候事件，其降水持续时间长、累积降水量大、气温低、光照少等特点决定其在给土壤提供水分、缓解旱情的同时往往也会对农业生产带来不同程度的不利影响，而一次连阴雨天气过程是否会造成灾害、灾害的影响程度如何、怎样判别其大小等方面的研究很少。笔者采用山西省气象局提出的，由赵桂香等[8]起草的关于连阴雨及其灾害等级的划分对近54年芮城县3—11月的连阴雨过程及灾害等级进行统计分析，找出芮城致灾连阴雨的主要特征，为更好地服务三农、提高气象灾害防御的针对性提供参考依据。

1 资料与方法

1.1资料选取资料取自芮城县地面气象观测站1961—2014年3—11月的逐日降水量，数据由山西省气象信息中心提供，已经过质量检验。

1.2连阴雨的划分将连续阴天和连续降雨日数均大于等于5 d，日照时数≤3 h/d、过程降雨量麦收期和秋收期≥30 mm、春季≥20 mm的天气过程作为一次连阴雨过程[8]。这可以允许其中有1 d日照时数>3 h或降雨量为0。

1.3连阴雨灾害指数(LYRI)的划分其计算公式为

LYRI=0.45I1+0.75I2+1.80I3

(1)

式中，I1、I2、I3分别为连阴雨时段内最大日降雨量、连续降雨日数、降雨总量的分级指数值，具体按表1取值。

1.4连阴雨灾害等级划分按照表2的标准，将连阴雨灾害划分为5个等级。

2 结果与分析

2.1连阴雨过程的时间变化特征从图1可以看出，近54年来芮城县共出现了158次连阴雨天气过程，出现次数整体呈下降趋势，变化倾向率为-0.35次/10 a；次数最多的年份是1983年，出现了6次，而1977、1995和2000年没有出现一次。9月份出现连阴雨天气的次数最多，达39次，占比24.7%；其次是7月份，为34次，占比21.5%，而3和11月份出现连阴雨次数很少，2个月累计出现了7次。

2.2连阴雨灾害等级分布对计算出的连阴雨灾害指数与表2的标准进行对比，从图2可看出，近54年来芮城县出现的连阴雨天气过程大部分对农作物生长发育或果实生长没有造成影响，对农业播种活动也基本没有影响(Ⅴ级)，这部分连阴雨过程达到了118次，占总次数的74.7%；Ⅳ级(轻度)有22次，占比13.9%，这种连阴雨过程会对农作物生长发育或果实成熟造成一定影响，或农业播种会受到一定影响；达重度的(Ⅲ级)有15次，占比9.5%，这种连阴雨会使果实霉变，产量下降，或对农业播种产生较大影响；而严重(Ⅱ级)和特别严重的(Ⅰ级)占比不到2%。54年中，连阴雨灾害指数最大为12.0，出现在2011年9月，最小的连阴雨灾害指数为1.2。进一步分析灾害指数的季节分布情况，发现Ⅳ级连阴雨灾害过程在春、夏、秋季均有分布，其中秋季占50%，而春夏两季基本一致，分别有5和6次；Ⅲ级连阴雨灾害过程主要集中在夏季和秋季，春季未出现；Ⅱ级2次，均出现在夏季；Ⅰ级1 次，出现在秋季。综合分析，芮城县Ⅳ级以上连阴雨灾害等级主要出现在秋季，占比50%；其次是夏季，占比35%；而春季出现很少，只有6次，占比15%。

表1 各季连阴雨灾害指数分级对照

表2 连阴雨灾害等级划分

2.3连阴雨灾情普查情况利用同时期灾情普查资料，对近54年来芮城县连阴雨灾害发生情况进行统计分析，结果发现，有连阴雨灾情记录的共有13次，占所有连阴雨次数的8.2%；占Ⅳ级以上连阴雨过程的32.5%，这说明在芮城县尽管出现连阴雨天气的机率较大，但大部分连阴雨天气过程不会造成灾害。由连阴雨造成的灾害损失占总的气象灾害损失的11%左右，且主要出现初秋，这可能与芮城县的农业生产活动有关。出现在春季的连阴雨过程，那时正值春耕春种和冬小麦返青拔节生长需水的关键时期，充足的降水对农业生产造成的影响一般不大；而进入夏末初秋，那时玉米成熟等待收获、棉花正值吐絮收获、红枣也进入成熟期，过多的降水会造成玉米、棉花收获困难而发生霉变，红枣裂果等，从而出现在这个阶段的连阴雨天气对农业生产更易造成灾害。

图1 1961—2014年芮城县连阴雨次数的年际(a)和月际(b)变化Fig.1 Interannual (a) and monthly (b) changes in the numbers of consecutive rainy in Ruicheng County from 1961 to 2014

图2 1961—2014年芮城县连阴雨等级分布特征Fig.2 Distribution characteristics of continuous rainy grades in Ruicheng County from 1961 to 2014

2.4灾害指数与实际灾情的关系将发生灾情的过程逐一列出，与根据所定义的连阴雨灾害指数相对应，以期找出灾害指数与实际灾情之间的相关程度，具体见表3。从表3可以看出，有连阴雨灾情记录的时段均出现相应的连阴雨天气过程，同时连阴雨灾害指数都较大，其中Ⅴ级有灾情记录的有5次，Ⅳ级的有3次，Ⅱ级和Ⅰ级的各有1次。连阴雨灾害指数能够较好地反映出连阴雨天气过程是否会产生灾害，但由于实际灾情的记录不够完整规范，不能将连阴雨造成的灾害进行定量定性的分类，同时即使是灾害指数相同的不同连阴雨过程，由于出现的时间不同，对农业生产所造成的影响也不尽相同，所以不能很好地确定灾害指数的大小与灾情大小的关系程度。

3 讨论

(1)用连阴雨灾害指数的大小来表征某次连阴雨天气过程的影响程度具有较好的指导意义，但最大日降水量、连续降水日数和降水总量的各权重系数是否在山西省各地一致还有待进一步通过模拟验证，特别是降水总量在夏(秋)季需在100 mm以上才有权重，而实际上短时的强降水也很可能造成灾害。

(2)由于选定连阴雨过程时，包括了其中有1 d日照时数>3 h或降水量为0的情况，但该研究在实际选取时没有参考日照时数，而是简单地将过程中日降水量≥0.1 mm日期认定为日照时数≤3 h，因此选取的连阴雨过程有可能偏多。

表31961—2014年芮城县连阴雨灾情及对应过程情况统计

Table3ThedisastersituationandthecorrespondingprocessstatisticsofconsecutiverainyinRuichengCountyfrom1961to2014

灾情记录Disasterrecords连阴雨过程Consecutiverainyprocess对应的连阴雨灾害指数Correspondingcontinuousrainydisasterindex对应等级Correspondinggrade1963-04—1963-051963-05-19—05-262.4Ⅴ级1964-081964-08-28—09-045.1Ⅲ级1964-101964-09-20—09-272.9Ⅴ级1975-09—1975-101975-09-28—10-041.9Ⅴ级1976-08-19—08-291976-08-19—08-298.4Ⅱ级1981-08—1981-091981-08-28—09-075.7Ⅲ级1983-06-19—06-261983-06-19—06-262.4Ⅴ级1983-09-01—09-301983-09-04—09-103.3Ⅳ级1983-09-20—09-283.2Ⅳ级1984-09-30—10-101984-09-21—09-284.2Ⅳ级1991-05-29—06-021991-05-28—06-022.1Ⅴ级1992-091992-09-12—09-286.6Ⅲ级2011-09-01—09-182011-09-04—09-1912.0Ⅰ级2014-09-07—09-172014-09-07—09-177.5Ⅲ级

(3)实际灾情普查由于各方面原因记录并不规范完整，不能很好而真实地代表连阴雨过程出现时所产生的灾情。灾情的收集与记录需要各方面的力量，在现阶段要多发挥信息员的作用，多利用区域气象监测站数据，尽量完整真实地记录连阴雨过程出现后发生的灾情。

(4)灾害等级的划分及影响划分比较粗糙，跨度较大。实际上，连阴雨灾害造成的影响是多方面的，在每个阶段的影响程度也是不一样的，这从统计中可以看到一部分连阴雨过程灾害指数较小却有灾情，而一部分指数大的过程反而没有灾情。

(5)关于连阴雨天气过程特别是致灾情连阴雨过程出现时的主要天气形势没有进行分析，对连阴雨过程的预报指导作用有待加强。

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