楚雄州烤煙人工防雹經(jīng)濟效益評估

王金萍，趙 勇，徐順瓊，李宏波

(1.云南省云南大學大氣科學系，云南 昆明 650091;2.云南省楚雄州氣象局，云南 楚雄 675000;3.云南省楚雄師范學院，云南 楚雄 675000)

楚雄州烤煙人工防雹經(jīng)濟效益評估

王金萍1，2，趙 勇2，徐順瓊3，李宏波2

(1.云南省云南大學大氣科學系，云南 昆明 650091;2.云南省楚雄州氣象局，云南 楚雄 675000;3.云南省楚雄師范學院，云南 楚雄 675000)

烤煙是楚雄州財政收入的主要來源之一，但冰雹災害每年都要給全州的烤煙生產造成巨大的損失。楚雄州自2001年開始應用人工防雹技術進行大規(guī)模烤煙人工防雹工作，有效地減輕了冰雹給烤煙生產帶來的損失。如何對其經(jīng)濟效益進行科學定量的評估，是人影工作中的一個重要問題。該文通過對我州規(guī)模化地開展烤煙防雹前后烤煙遭受冰雹災害損失情況對比，應用區(qū)域回歸分析、天氣回歸分析及局部個例分析等方法，從多方面多角度對我州的烤煙人工防雹效益進行評估，計算出符合我州實際的烤煙防雹效益值，其方法對其他地區(qū)也有參考價值。

烤煙防雹;經(jīng)濟效益;評估

1 防雹效果的檢驗

在人工防雹作業(yè)中，作業(yè)是否有效是我們首先要回答的問題。由于防雹效果的指標及其分布形式事先并不知道，因此我們采用非參數(shù)性檢驗中的秩和檢驗法來對防雹效果進行顯著性檢驗。根據(jù)楚雄州各縣開展防雹的時間、規(guī)模情況(表1)，將時間系列分為作業(yè)期8 a(2001—2008年)與非作業(yè)期(1990—1996年)7 a。為保證統(tǒng)計效果的客觀準確性，選取的統(tǒng)計量為楚雄州煙草公司統(tǒng)計的全州年度雹災面積資料和楚雄州統(tǒng)計局統(tǒng)計的年度烤煙種植面積資料(表2)，采用不成對的秩和檢驗法，把防雹前7 a的雹災面積資料為A組，開展防雹作業(yè)后8 a的雹災面積資料為B組，則防雹前的秩和T=6+10+11+12+13+14+15=81(表 3)，據(jù) Na=7，Nb=8，查秩和檢驗表，取顯著水平α=0.025，得T1-α=73，因為 T≥T1-α，所以 A 和 B有顯著差異，確認開展8 a防雹作業(yè)有效，可信度達97.5%。

表1 楚雄州1990—1996、2001—2008年防雹布點情況一覽表 (單位：hm2)

表2 楚雄州1990—1996、2001—2008年烤煙種植及受雹災情況一覽表 (單位：hm)

表3 楚雄州1990—1996、2001—2008年烤煙防雹效果秩和檢驗表 (單位：hm2)

2 防雹效果評估方法

2.1 區(qū)域回歸試驗

根據(jù)我州防雹布點情況，將全州烤煙的種植面積劃分為防區(qū)內和防區(qū)外。與天氣系統(tǒng)尺度相對而言，我州10縣(市)防區(qū)內外所受的天氣系統(tǒng)影響基本一致，根據(jù)開展防雹前烤煙雹災面積資料，計算出防區(qū)內和防區(qū)外雹災面積的相關性，建立防區(qū)內和防區(qū)外雹災面積的歷史回歸方程，用防區(qū)外作業(yè)期的實際受災面積xk估計防區(qū)內的自然雹災面積yy，用估計出的自然雹災面積yy減去實際雹災面積yk，得出作業(yè)后的防雹效果。

設防區(qū)外受災面積為xi，防區(qū)內受災面積為yi，據(jù)防雹前7 a資料求出變量xi與yi的相關系數(shù)r=0.977，對應自由度 m=7-2=5，α =0.01，查得 rα=0.874，由于 r＞ rα，表明 xi，yi間相關性很好。用歷史資料建立區(qū)域回歸方程，求得回歸系數(shù)：

b=∑(xi-xn)(yi-yn)/∑(xi-xn)2=1.3 946

a=yn-bxn=279.12，

進一步得到區(qū)域回歸方程：yy=279.12+1.3 946*xk。

2001—2008年防區(qū)內、防區(qū)外烤煙年平均雹災面積分別為yk=76.27 hm2和xk=830 hm2，帶入上面區(qū)域回歸方程，得防區(qū)內的自然雹災面積估計值yy=1436.64 hm2，年平均減災面積 yy-yk=1360.37hm2。

采用t檢驗對雹災面積減少是否顯著進行檢驗，由于n較小，只有7 a，采用H檢驗，確定防區(qū)內和防區(qū)外雹災面積均屬正態(tài)分布。采用多個事件檢驗法檢驗開展防雹后多年作業(yè)的平均效果，計算后得t=11.38，對應自由度m=7-2=5，α=0.01，查 t檢驗表表得 tα=6.859，由于 t＞ tα，表明雹災面積減少值是顯著的，單邊檢驗顯著度超過0.01，說明防雹效果是顯著的。

2.2 多元回歸分析

由于冰雹災害的時空分布變化較大，且與氣候變化密切相關，因此引入氣候因子來進行防雹效果評估，根據(jù)楚雄州冰雹過程的天氣背景特征，本著因子相關性好且相互間獨立的原則，經(jīng)篩選，選取楚雄州5—9月的東風日數(shù)和雷暴日數(shù)作為預報因子，建立雹災面積的統(tǒng)計預報模型，利用該模型來預測2001—2008年的受災面積，然后與實際受災面積對比，得到防雹效果。

2.2.1 多元回歸方程的建立 設預報量y為當年烤煙受災面積(hm2)，選用的預報因子有 x1：5—9月雷暴日數(shù)x2：5-9月14時東風日數(shù)，預報量和各因子的樣本資料列于表4。

表4 楚雄州1990—1996年烤煙受災面積與氣候因子一覽表

在假定變量y與x1、x2間呈線性相關關系的條件下，利用變量的觀察資料建立y對x1、x2的多元線性回歸方程：

y=b0+b1x1+b2x2

式中b0、b1、b2是待定的未知常數(shù)，將表4中的有關數(shù)據(jù)帶入多元回歸正規(guī)方程組計算，

y=-7 725．15+10.72x1+7．22x2

2.2.2 回歸方程的顯著性檢驗 由于以上回歸方程y=b0+b1x1+b2x2是在變量變量y與x1、x2之間存在著線性相關的假定下，利用樣本資料求出的，因此還需要對其進行統(tǒng)計檢驗，才能知道變量之間是否真的存在線性相關關系，以判明求得的線性回歸方程是否有意義。

通過樣本資料計算U(回歸平方和)，Q(剩余平方和)得到顯著性F檢驗值F=7.714。查F檢驗表a=0.05顯著水平，分子自由度為2，分母自由度為4時Fa=6.94，由于F＞Fa，肯定變量間存在著線性相關關系，y對x1、x2的回歸效果顯著，所求得的線性回歸方程是有意義的。

2.2.3 用回歸方程作預報并作防雹效益估計

將2001—2008年x1、x2值代入回歸方程，得到假設防區(qū)內未進行防雹時的受災面積估計值y，與防區(qū)內實際受災面積yt比較，得到進行防雹后的減災面積(表5)。

表5 楚雄州2001—2008年烤煙防雹效果一覽表 (單位：hm2)

2.3 局部個例分析

根據(jù)“冰雹走老路”這一活動規(guī)律，在冰雹源地或冰雹路徑上設炮點，根據(jù)設點前后該地烤煙受災情況的實際調查結果，分析出該地區(qū)的烤煙防雹效果。

武定縣的貓街、高橋兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于我州北部的冰雹路徑上，經(jīng)實地調查，未設立防雹點之前，貓街鎮(zhèn)每年因冰雹烤煙損失面積在66.67 hm2左右，高橋鎮(zhèn)每年因冰雹烤煙損失面積在80 hm2左右，自2001年起在兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)設立了4個防雹作業(yè)點后，由于及時地指揮作業(yè)，再沒有發(fā)生過烤煙遭受冰雹襲擊的事件，其減災效益及投入產出比的計算如下：

減災效益D=St*A，St為設立炮點后烤煙受雹災損失面積(hm2)，A為設立炮點后的當?shù)乜緹煻嗄昶骄€產值(元/hm2)，投入產出比：K=D/C，C為5年防雹總投入，計算結果如表6。

表6 貓街、高橋鎮(zhèn)2001—2005年防雹效益一覽表

3 幾種評估方法得出的防雹效益評估結果

通過以上3種防雹效果檢驗方法，得到了楚雄州開展烤煙防雹工作后取得的減災面積S，引入全州烤煙雹災損失系數(shù)K≈0.76(計算過程略)，將減災面積S換算為損失面積Su，即可通過“防雹效益=損失面積×多年平均公頃產值”得到防雹減災的經(jīng)濟效益，最后以投入產出比的方式反映出來(表7)。

表7 楚雄州2001—2008年烤煙防雹效益統(tǒng)計表

4 結論

①第1種區(qū)域回歸分析法統(tǒng)計量與統(tǒng)計因子均為雹災面積，災情統(tǒng)計資料當?shù)責煵莶块T提供，統(tǒng)計變量較為客觀、詳實，在統(tǒng)計資料可信度較高的情況下，進行防雹效益評估，方法上較為客觀合理，統(tǒng)計結果的可信度較好。對區(qū)域回歸分析法得出的結果進行分析，我們可以看到，全州烤煙人工防雹的效益為1∶8.5。

②第2種多元回歸統(tǒng)計法根據(jù)當?shù)乇⑻鞖馓卣饕肓吮⑻鞖庖蜃樱瑥脑摲椒ǖ慕y(tǒng)計結果可以看出，我州開展防雹以來的烤煙防雹效益為1∶6.6。由于冰雹是小概率事件，從統(tǒng)計學方面考慮，自然變率越大，越是需要長期實驗才能檢出防雹效果。由于受資料限制，所取時間期間較短(僅為7 a)，在氣候異常年(雹災特多或特少年)，該方法在統(tǒng)計結果會產生較大偏差，但若做全州性統(tǒng)計的話，其結果仍具一定的參考價值。

③第3種局部個例分析方法，是根據(jù)局部地區(qū)冰雹活動有一定規(guī)律這一特征和存在準確定量受災面積歷史經(jīng)驗值的基礎上作出的，其結果可信度的大小，依賴于當?shù)亟y(tǒng)計的防雹減災面積的準確度。在假設歷史經(jīng)驗值準確的情況下，其統(tǒng)計方法較為客觀定量，對位于冰雹活動路徑上的地區(qū)或是冰雹常年受災地區(qū)是一種較為科學、合理的評估方法，結果直觀、可信，在區(qū)域較小的縣鄉(xiāng)一級有較好的應用價值。從該方法的統(tǒng)計結果可以看出，我州位于冰雹活動路徑上的局部地區(qū)近5 a來的烤煙防雹效益在1∶8.3 ～1∶10 之間，最高達1∶11.6，明顯高于全州平均值，從另一個方面也說明了炮點布局是否合理對防雹效益有著較大的影響。該方法的缺點是在冰雹活動規(guī)律年變化較大的地區(qū)或冰雹活動異常年份(雹災特多或特少年)，其統(tǒng)計結果會產生較大偏差。

④本文通過應用3種典型的人工防雹效果檢驗方法，結合我州實際，計算出了我州烤煙人工防雹的經(jīng)濟效益，以投入產出比的方式體現(xiàn)全州烤煙防雹平均效益約為1∶8.1，比之以往的效益計算，該結果具有較強的理論基礎和統(tǒng)計依據(jù)。由于資料的限制，該文僅考慮了烤煙的防雹效益，未考慮其增雨、增濕及其他糧經(jīng)作物的受益，否則該效益還會進一步增加，對我州未來烤煙防雹的投入與發(fā)展規(guī)劃具有很大的參考價值。

［1］ 章澄昌.人工影響天氣概論［M］.北京：氣象出版社，1992：267-291.

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［3］ 中國氣象局科技發(fā)展司.人工影響天氣崗位培訓教材［M］. 北京：氣象出版社，2003：218-233.

［4］ 施能.氣象統(tǒng)計預報中的多元分析方法［M］.北京：氣象出版社，1985：1 00-146.

P482

B

1003-6598(2011)06-0032-04

2011-11-26

王金萍(1972-)，女，高工，主要從事中短期天氣預報工作。

1.國家自然科學基金地區(qū)基金項目(40965002);2.云南省自然科學基金資助項目(2005D0077M2)