趙碧云 何盛浩 王東仙

摘要：利用1958—2017年荊門市國家氣象觀測站建站以來的日降水?dāng)?shù)據(jù)，對連陰雨天氣過程進行了氣候分析，并通過線性傾向估計、頻次分析、嚴(yán)重程度分析等方法，結(jié)合其對農(nóng)業(yè)的影響分析，總結(jié)了荊門市連陰雨天氣的氣候特點。結(jié)果表明，荊門市連陰雨發(fā)生頻次春季最多，夏季、秋季次之，冬季最少;荊門市連陰雨發(fā)生頻次年際變化總體呈下降趨勢;連陰雨累積距平曲線呈“兩降一升”型變化;荊門市輕度連陰雨占比61.4%，中度連陰雨占比30.2%，重度連陰雨占比8.4%。輕度連陰雨發(fā)生頻次總體呈上升趨勢，中度和重度總體呈下降趨勢，2013年以后中度和重度連陰雨發(fā)生頻次有上升跡象;荊門市連陰雨對農(nóng)業(yè)影響較大，尤其是發(fā)生在春、秋季的中度和重度連陰雨，易造成嚴(yán)重減產(chǎn)，帶來巨大損失。

關(guān)鍵詞：荊門市;連陰雨;氣候特征;農(nóng)業(yè)影響

中圖分類號：P426.615? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）20-0056-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.012? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Climatic characteristics of continuous rain in Jingmen city

and its impact on agriculture

ZHAO Bi-yun，HE Sheng-hao，WANG Dong-xian

（Jingmen Meteorological Bureau，Jingmen 448000，Hubei，China）

Abstract： The climatological characteristics of the continuous precipitation events in Jingmen city， as well as their impacts on agriculture， using daily precipitation data since the founding of Jingmen National Meteorological Observatory from 1958 to 2017， facilitated by linear trend estimations， frequency analyses and severity analyses. The results show that the frequency of the continuous rain in Jingmen city is the highest in spring， followed by summer and autumn， and the lowest in winter; The frequency of continuous precipitation in Jingmen city shows a declining trend annually; The cumulative anomaly curve of the continuous rain shows a "two-fall-one-up" type of variation; The proportion of light continuous rain in Jingmen city is 61.4%， moderate continuous rain in Jingmen takes 30.2%， and severe continuous rain takes about 8.4%. The occurrence of the mild continuous rain shows an increasing trend， while moderate and severe continuous rain show a declining trend. After 2013， the occurrence of moderate and severe continuous rain shows a sign of increase; Jingmens continuous rain has great impacts on agriculture， especially the moderate and severe continuous rain during spring and autumn， which can easily lead to serious yield reduction and enormous financial losses.

Key words： Jingmen city; continuous rain; climatic characteristics; agricultural impact

荊門市位于湖北省中部，漢江中下游，地處江漢平原北部地區(qū)，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨熱同期，災(zāi)害天氣頻繁發(fā)生。主要災(zāi)害性天氣有暴雨、干旱、雷暴、大風(fēng)、寒潮、倒春寒及連陰雨等。根據(jù)季節(jié)的不同連陰雨會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不同的影響。荊門主要種植作物包括水稻、小麥、油菜、玉米等，其中水稻作為主要農(nóng)作物，易受連陰雨天氣影響而減產(chǎn)，尤其是春季連陰雨和秋季連陰雨對其影響甚大[1-6]。

連陰雨指連續(xù)3～5 d以上的陰雨天氣現(xiàn)象（中間可以有間斷出現(xiàn)無雨）。由于連陰雨時空分布呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性與地域性，各省對連陰雨的定義和標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，其研究成果也帶有很強的地域性。王榮等[7]對長江中下游地區(qū)連陰雨的變化特征進行了分析;史瑞琴等[8]對華中三省秋季連陰雨時空變化特征及風(fēng)險開展了研究分析，這些研究結(jié)果顯示至2010年前后，近50年來長江中下游地區(qū)連陰雨出現(xiàn)日數(shù)和頻次總體是減少的[9-13]。本研究對荊門市連陰雨天氣進行了氣候分析，通過線性傾向估計、累積距平分析、頻次分析、嚴(yán)重程度分析等方法，結(jié)合其對農(nóng)業(yè)的影響分析，總結(jié)了荊門市連陰雨天氣的氣候特點，為當(dāng)?shù)貨Q策氣象服務(wù)提供歷史參考依據(jù)。

1? 資料與方法

1.1? 資料來源

氣象數(shù)據(jù)資料來源于荊門市國家氣象觀測站建站以來的歷史數(shù)據(jù)，資料年限為1958—2017年，主要氣象要素為日降水量。統(tǒng)計中，日降水量≥0.1 mm為一個雨日。

氣候影響評價及災(zāi)情資料來源于荊門市氣象局資料室，資料年限為2010—2017年。

農(nóng)業(yè)方面資料包括鐘祥市水稻、小麥生育期資料，來源于鐘祥市氣象局農(nóng)業(yè)氣象觀測站，資料年限為2010—2017年。

1.2? 連陰雨指標(biāo)

荊門市連陰雨定義為連續(xù)4 d及以上觀測站日降水量大于或等于0.1 mm的降雨過程稱為連陰雨天氣過程，期間允許有不連續(xù)的1 d間隔出現(xiàn)微量降水或無降水，但降水過程的持續(xù)時間必須在5 d或以上，連續(xù)2 d觀測站無大于等于0.1 mm降水，則認(rèn)為連陰雨天氣結(jié)束。

連陰雨季節(jié)劃分：3—5月，春季連陰雨;6—8月，夏季連陰雨;9—11月，秋季連陰雨;12月至次年2月，冬季連陰雨（雪）。

當(dāng)出現(xiàn)連陰雨跨季時，按連陰雨發(fā)生日數(shù)較多的所在季節(jié)劃分，若兩個季節(jié)發(fā)生日數(shù)相等，則按連陰雨發(fā)生開始時間劃分。

連陰雨按年劃分：以自然年（1月1日至12月31日）劃分，當(dāng)出現(xiàn)連陰雨跨年時，按連陰雨發(fā)生日數(shù)較多的所在年份劃分，若兩個年份發(fā)生日數(shù)相等，則按連陰雨發(fā)生開始時間劃分。

1.3? 程度評估標(biāo)準(zhǔn)

采用武漢區(qū)域氣候中心氣候災(zāi)害監(jiān)測分析業(yè)務(wù)系統(tǒng)的規(guī)定，按連陰雨持續(xù)天數(shù)將連陰雨分為輕度、中度、重度共3級。4～6 d為輕度;7～10 d為中度;10 d以上為重度。

1.4? 分析方法

1.4.1? 線性傾向估計法? 線性傾向估計是一種特殊的線性回歸形式，用一條合理的直線yi=a+bti（i=1，2，…，n）表示連陰雨次數(shù)y與其時間t之間的關(guān)系。其中，回歸系數(shù)b為傾向值，傾向值正（負(fù)）表明連陰雨隨時間呈上升（下降）趨勢。

1.4.2? 累積距平法? 累積距平是氣象上一種常用的、由曲線直觀判斷變化趨勢的方法。對序列x，其某一時刻的累積距平表示為：

將n個時刻的累積距平值全部算出，就可繪出累積距平曲線進行趨勢分析。通過對連陰雨的年發(fā)生頻次、年發(fā)生日數(shù)作累計距平分析，可分析連陰雨多寡的年際變化趨勢，根據(jù)拐點大致判斷突變年份。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 連陰雨頻次分布特征

通過1958—2017年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，荊門市連陰雨發(fā)生頻次年平均值為10.4次/年，其中輕度連陰雨6.4次/年，中度連陰雨3.1次/年，重度連陰雨0.9次/年。荊門市四季連陰雨發(fā)生次數(shù)年代際分布如表1所示。20世紀(jì)80年代連陰雨發(fā)生次數(shù)相對較多，為117次，70年代相對較少，為98次。20世紀(jì)60、70、90年代四季中春季連陰雨發(fā)生次數(shù)最多，20世紀(jì)80、90年代和21世紀(jì)前10年四季中夏季連陰雨發(fā)生次數(shù)最多。從季節(jié)分布來看，春季連陰雨發(fā)生概率最高，合計191次，占比31.6%;夏季次之，合計170次，占比28.1%;秋季排第三位，合計149次，占比24.7%;冬季最少，合計94次，占比15.6%。

荊門市連陰雨年際發(fā)生次數(shù)排序如表2所示，發(fā)生次數(shù)最多的是1989年，為18次，第二位的是1964年，為15次，第三位的是2002年，為14次，第四、第五位有較多年份并列。

2.2? 連陰雨日數(shù)分布特征

通過統(tǒng)計，荊門市連陰雨發(fā)生日數(shù)年平均值為68.3 d/年，春季平均值為21.6 d/年，夏季平均值為19.9 d/年，秋季平均值為16.5 d/年，冬季平均值為10.7 d/年。荊門市四季連陰雨日數(shù)年代際分布如表3所示，其中20世紀(jì)80年代連陰雨發(fā)生日數(shù)最多，合計754 d，90年代相對較少，合計571 d?？傮w來說春夏兩季連陰雨較重，連陰雨日數(shù)較多，20世紀(jì)70年代、21世紀(jì)前10年春季連陰雨發(fā)生日數(shù)最多，20世紀(jì)80、90年代夏季連陰雨發(fā)生日數(shù)最多，20世紀(jì)60年代春、夏兩季發(fā)生日數(shù)相近。從季節(jié)分布來看，春季連陰雨發(fā)生日數(shù)最多，合計1 229 d，占比31.6%;夏季次之，合計1 162 d，占比29.8%;秋季排第三位，合計876 d，占比22.5%;冬季最少，合計629 d，占比16.1%。

荊門市連陰雨年際發(fā)生日數(shù)排序如表4所示，發(fā)生日數(shù)最多的是2002年，為112 d，第二位的是1989年，為106 d，第三位的是1963年，為105 d，第四位的是1964年，為100 d，第五位的是1973年，為96 d。

2.3? 連陰雨年際變化趨勢

對荊門市1958—2017年年際連陰雨頻次數(shù)據(jù)進行線性傾向估計，并求得建站60年以來荊門市年際連陰雨累積距平值（圖1）。從圖1可以看出，荊門市年際連陰雨發(fā)生次數(shù)總體呈微弱減少趨勢，傾斜率b=-0.000 2，說明這種減少趨勢不明顯。連陰雨累積距平曲線呈“兩降三升”型變化，存在明顯的偏多年和偏少年。其中，20世紀(jì)60年代初呈上升趨勢，到1965年出現(xiàn)拐點，開始呈下降趨勢，連陰雨年際次數(shù)明顯減少，到1978年為拐點，之后開始逐漸上升，從70年代末至90年代中期呈明顯上升趨勢，荊門市進入連陰雨多發(fā)階段，其中1989年變化最為顯著，出現(xiàn)18次連陰雨，為建站以來最多年份，累積距平也在該年由負(fù)轉(zhuǎn)正，而1994年之后至2017年，荊門市連陰雨頻次總體呈波動下降趨勢，總體上進入連陰雨少發(fā)階段，尤其是近10年，連陰雨發(fā)生頻次呈現(xiàn)明顯減少趨勢。

由1958—2017年荊門市連陰雨發(fā)生日數(shù)年際變化趨勢（圖2）可以看出，荊門市年際連陰雨日數(shù)總體呈減少趨勢，線性趨勢線傾斜率b=-0.074 5。連陰雨累積距平值曲線波動起伏較大，1962—1964年明顯增多，1965—1979年總體呈下降趨勢，1979年為拐點，之后呈波動上升趨勢，到1993年達到峰值，之后至2013年呈波動下降趨勢，期間出現(xiàn)明顯異常年份，分別是2002年異常偏多和2004、2011年異常偏少，2013年以后連陰雨日數(shù)又出現(xiàn)顯著上升趨勢。

2.4? 不同程度連陰雨變化特征

荊門市1958—2017年連陰雨持續(xù)日數(shù)排序情況如表5所示。根據(jù)連陰雨標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)時間最長的連陰雨出現(xiàn)在1983年，從1983年6月19日開始至7月18日結(jié)束，歷時30 d，之后依次是1985年的24 d，1998年的21 d，2010年的20 d，1963、1975、2002年均為19 d，位列第五。

荊門市1958—2017年共出現(xiàn)連陰雨630次，其中輕度連陰雨387次，占比61.4%;中度連陰雨190次，占比30.2%;重度連陰雨53次，占比8.4%。從圖3可以看出，荊門市輕度連陰雨發(fā)生頻次總體呈上升趨勢，趨勢線傾斜率b=0.014 1。從累積距平曲線可以看出，拐點出現(xiàn)在1974年，之前呈下降趨勢，之后呈上升趨勢，1990年至今出現(xiàn)多次波動。

荊門市中度和重度連陰雨則出現(xiàn)相反情況。從圖4可以看出，荊門市中度連陰雨發(fā)生頻次總體呈下降趨勢，趨勢線傾斜率b=-0.013 4。累積距平曲線顯示，1968年以前呈上升趨勢，之后便出現(xiàn)波動下降趨勢，一直持續(xù)至2017年均無明顯上升跡象。

荊門市重度連陰雨的頻次和累積距平曲線見圖5，其發(fā)生頻次年際變化總體呈下降趨勢，趨勢線傾斜率b=-0.002 8。而累積距平曲線顯示，1978年以前呈波動上升趨勢，之后則出現(xiàn)波動下降趨勢，一直持續(xù)到2013年，之后開始有上升跡象。

2.5? 連陰雨對農(nóng)業(yè)的影響

荊門市主要農(nóng)作物有水稻、小麥、油菜、玉米、蔬菜等，以鐘祥市水稻為例，通過對比分析2010—2017年鐘祥市中稻（2010、2011年品種為兩優(yōu)2176，其他年為新兩優(yōu)8號）的全生育天數(shù)、地段每平方米產(chǎn)量與其生育期5—9月的連陰雨日數(shù)、連陰雨雨量（表6）可以看出，中稻生育期期間的連陰雨日數(shù)和全生育天數(shù)呈一定的正相關(guān)關(guān)系，但這種正相關(guān)并不是一一對應(yīng)。當(dāng)連陰雨日數(shù)較多時，全生育天數(shù)較長，2014年連陰雨日數(shù)最多，達到60 d，而其全生育天數(shù)也是最長，為149 d，但由于其全生育天數(shù)最長，產(chǎn)量也是最高的;而2011年連陰雨日數(shù)最少，對應(yīng)的全生育天數(shù)為137 d，接近平均水平，當(dāng)年產(chǎn)量較高?？傮w來說，鐘祥市中稻生育期期間的連陰雨日數(shù)對全生長天數(shù)有一定影響，連陰雨日數(shù)偏多將導(dǎo)致全生育天數(shù)變長，但對產(chǎn)量的影響不起決定性作用，而連陰雨雨量相較于連陰雨日數(shù)對中稻的產(chǎn)量影響更大，2010年、2013年和2016年這3年的連陰雨雨量排前三位，其稻產(chǎn)量都較低，尤其是2016年，連陰雨雨量最大，達到了627.8 mm，當(dāng)年中稻產(chǎn)量也是最低，地段每平方米產(chǎn)量為815.43 g。

通過對比分析2010—2017年鐘祥市小麥（品種為9023-8和鄭麥9023）的全生育天數(shù)、地段每平方米產(chǎn)量與其生育期上年10月20日至當(dāng)年5月的連陰雨日數(shù)、連陰雨雨量（表7）可以看出，小麥生育期期間的連陰雨日數(shù)、雨量和全生育天數(shù)、地段每平方米產(chǎn)量呈一定的正相關(guān)關(guān)系，但不是一一對應(yīng)。當(dāng)連陰雨日數(shù)、雨量較少時，全生育天數(shù)較短，產(chǎn)量也較低，2011年連陰雨日數(shù)最少，為8 d，雨量也最少，為34.9 mm，而其全生育天數(shù)也較短，為207 d，其產(chǎn)量是最低的，為304.18 g，其次是2012年較低，為315.36 g，當(dāng)年連陰雨日數(shù)較少，為35 d，雨量也較少，為170 mm;而2010年、2013—2016年這5年產(chǎn)量均較高，對應(yīng)的連陰雨日數(shù)較多、連陰雨雨量也較大。2017年全生育天數(shù)異常偏少，是個例外，除此之外也符合雨多產(chǎn)量高的規(guī)律?？傮w對小麥而言，生育期的連陰雨日數(shù)和雨量的多少與產(chǎn)量大致呈正比關(guān)系，與全生育天數(shù)有一定的正相關(guān)關(guān)系。

根據(jù)荊門市2010—2017年的氣候影響評價，荊門市農(nóng)業(yè)方面每年都不同程度地受到連陰雨的影響，其中2016年出現(xiàn)12次連陰雨，排歷史第四位，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生較大影響。2016年造成減產(chǎn)的主要原因是5月的春季連陰雨和11月的秋季連陰雨。2016年5月共出現(xiàn)3次連陰雨，分別為6—9日、19—23日、25—28日。6—9日出現(xiàn)荊門全市范圍的連陰雨，并伴有強降溫和局地大風(fēng)，全市48 h最高溫度降幅達11.9～13.3 ℃，其中7日白天到夜間全市普降中到大雨。19—22日持續(xù)4 d日照時數(shù)為0，其中19日白天到夜間全市普降中到大雨。25—28日持續(xù)4 d日照時數(shù)為0，且26—28日持續(xù)3 d日平均氣溫<20 ℃，影響早稻穎花分化和枝梗數(shù)，甚至引起穎花敗育和不孕，不利于形成大穗，造成早稻減產(chǎn)。而11月則有兩段較長時間的連陰雨天氣，分別為6—9日、16—23日，尤其是16—23日，日照偏少極為明顯，長時間的日照不足加上降水偏多導(dǎo)致田間土壤持續(xù)偏濕，不利于油菜、小麥根系生長，對蔬菜生長也造成影響。

2017年4月3—10日荊門市以連陰雨天氣為主，其中5日北部小到中雨，南部大雨，9日全市普降大雨，局部暴雨。4月上旬正是荊門市夏糧油作物處于生長發(fā)育關(guān)鍵階段，也是小麥赤霉病侵染的高峰期，油菜菌核病發(fā)病盛期，這次連陰雨過程持續(xù)時間較長，程度較大，氣溫對小麥赤霉病、條銹病以及油菜菌核的發(fā)展和蔓延十分有利，對夏糧油作物的品質(zhì)與產(chǎn)量產(chǎn)生十分不利的影響。同時中南部地區(qū)出現(xiàn)了輕度濕漬害，對春玉米、棉花育苗等農(nóng)事活動產(chǎn)生不利影響。

2017年9月1日至10月19日，荊門市先后出現(xiàn)8次降水，共計三段連陰雨天氣過程，分別是9月1—6日、9月22日至10月6日、10月10—19日，連陰雨日數(shù)達到31 d，其中9月22日至10月6日出現(xiàn)15 d的重度連陰雨。三段連陰雨相繼出現(xiàn)形成了歷史罕見的超長連陰雨天氣過程，降水量偏大、雨日偏多、日照時數(shù)嚴(yán)重不足、氣溫偏低。超長連陰雨天氣嚴(yán)重影響了荊門市秋收秋播，造成大量中稻倒伏，穗上發(fā)芽發(fā)霉現(xiàn)象，損失慘重，同時9月中下旬是晚稻灌漿的關(guān)鍵時期，光照嚴(yán)重不足，灌漿受阻，晚稻空秕粒大大增加。此外部分花生、大豆、晚茬玉米、棉花出現(xiàn)霉?fàn)€;油菜等秋播作物受濕漬害影響，已播種的發(fā)芽出苗率不足，未播種的油菜、小麥等作物播種均推遲。據(jù)民政部門統(tǒng)計，自2017年9月1日至10月14日，荊門全市農(nóng)作物受災(zāi)面積3.97萬hm2，其中成災(zāi)面積2.91萬hm2，絕收面積1.99萬hm2，直接經(jīng)濟損失達7.6億元。

以上案例顯示連陰雨對荊門市農(nóng)業(yè)影響較大，尤其是發(fā)生在春、秋季的中度和重度連陰雨，易造成農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)。

3? 小結(jié)

通過對荊門市連陰雨的氣候特征及其對農(nóng)業(yè)影響的分析，得出以下主要結(jié)論。

1）荊門市連陰雨發(fā)生頻次及日數(shù)春季最多，夏季次之、秋季第三，冬季最少;年際發(fā)生次數(shù)最多為18次，出現(xiàn)在1989年;年際發(fā)生日數(shù)最多為112 d，出現(xiàn)在2002年;連陰雨日數(shù)最長為30 d，出現(xiàn)在1983的6月19日至7月18日。

2）荊門市連陰雨發(fā)生頻次、發(fā)生日數(shù)年際變化總體呈微弱下降趨勢;連陰雨累積距平曲線呈“兩降三升”型變化，存在明顯的偏多年和偏少年。1964年為第一個拐點，由升轉(zhuǎn)降;其次是1978年為第二個明顯拐點，之后由下降轉(zhuǎn)為上升趨勢，荊門市進入連陰雨多發(fā)階段，其中1989 年變化最為顯著，當(dāng)年出現(xiàn)18次連陰雨，為建站以來最多年份，連陰雨日數(shù)為106 d，排歷史第二位;1994年為第三個拐點，荊門市進入連陰雨少發(fā)階段，期間2002年出現(xiàn)了氣候突變，連陰雨異常偏多;2013年是第四個拐點，之后荊門市進入連陰雨多發(fā)階段。

3）荊門市輕度連陰雨占比61.4%，中度連陰雨占比30.2%，重度連陰雨占比8.4%。輕度連陰雨發(fā)生頻次總體呈上升趨勢，中度和重度總體呈下降趨勢，近幾年中度和重度連陰雨發(fā)生頻次有上升跡象。

4）荊門市中稻生育期期間的連陰雨日數(shù)對全生長天數(shù)有一定影響，但對產(chǎn)量的影響不起決定性作用，而連陰雨雨量的大小對中稻的產(chǎn)量影響更大;荊門市小麥生育期的連陰雨日數(shù)和雨量的多少與產(chǎn)量大致呈正比關(guān)系，與全生育天數(shù)有一定的正相關(guān)關(guān)系?？傮w而言，荊門市連陰雨對農(nóng)業(yè)影響較大，尤其是發(fā)生在春、秋季的中度和重度連陰雨，易造成農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)。

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