冬季大棚蔬菜低溫冰雪災害評估與預警研究

摘要：建立客觀的冬季大棚蔬菜氣象災害災損評估模型與氣象災害預警指標，有利于提高防災減災科學性，穩(wěn)定蔬菜市場。試驗對１９９８～２００９年武漢城市圈大棚蔬菜風災損失數(shù)據(jù)與當?shù)貧庀髼l件、２００５～２０１０年冬季大棚蔬菜凍害實際監(jiān)測資料與大棚內(nèi)外的氣溫進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，大棚風災災損率與瞬間極大風速的平方值呈顯著的相關(guān)關(guān)系，大棚蔬菜低溫凍害災損率與低溫過程的極端最低氣溫相關(guān)不明顯，與低溫及其持續(xù)時間即累計小時負積溫的相關(guān)極顯著；由此分別建立了竹棚和水泥鋼筋大棚風災、雪災災損模型及凍害災損模型，利用模型對２００８年年初的低溫冰雪災害過程進行了檢驗，結(jié)果顯示，人為干預越少，即救災不力，則會使實際的災害損失越接近理論值；試驗通過災損模型建立了風災、雪災、凍害的預警指標，為災害客觀評估、氣象防災減災奠定了基礎。

關(guān)鍵詞：大棚；蔬菜；冰雪；低溫；評估

中圖分類號：Ｓ６２６．５；Ｓ４２６；Ｓ１６５＋．２５文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）22－4617-05

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ Ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ Ｓｎｏｗ Ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｎ Ｗｉｎｔｅｒ Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ

ＬＩＵ Ｋｅ－ｑｕｎ１，ＹＡＮＧ Ｗｅｎ－ｇａｎｇ２，ＬＩＵ Ｚｈｉ－ｘｉｏｎｇ１，ＬＩＵ Ｍｉｎ１

（１．Ｗｕｈａｎ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｗｕｈａｎ ４３００７４， Ｃｈｉｎａ； ２． Ａｇｒｏｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｕｈａｎ， Ｗｕｈａｎ ４３００４０， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｍａｒｋｅｔ， ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｎ wｉｎｔｅｒ gｒｅｅｎｈｏｕｓｅ vｅｇｅｔａｂｌｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｓｉｄｅ ａｎｄ ｏｕｔｓｉｄｅ ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ ｈｏｕｓｅ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｏｓｔ ｄａｍａｇｅ ｉｎｓｉｄｅ ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ ｈｏｕｓｅ ｆｒｏｍ ２００５ ｔｏ ２０１０， ｔｈｅ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｌｏｓｓ ｄａｔａ by ｗｉｎｄ ｄａｍａｇｅ， ｓｎｏｗ ｄｉｓａｓｔｅｒ， ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｎｄ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ ｉｎ Wuhan metropolitan ｆｒｏｍ １９９８ ｔｏ ２００９ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｎｄ ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ ｈｏｕｓｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｑｕａｒｅｄ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ． Ｔｈｅ ｆｒｏｓｔ ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｔｒｅｍｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｕｔ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｎｅｇａｔｉｖｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ， ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗｉｎｄ ｄａｍａｇｅ， ｓｎｏｗ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｎｄ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ ｈｏｕｓｅ ｗｅｒｅ ｂｕｉｌｔ， ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｉｎｄｅｘｅｓ ｗｅｒｅ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｆ ｃｏｌｄ ｗａｖｅ， ｉｃｅ ａｎｄ ｓｎｏｗ ｓｔｏｒｍ ｉｎ ２００８． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ； ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｉｎｄｅｘｅｄ could ｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ ｈｏｕｓｅ； vegetable； ｓｎｏｗ； ｆｒｏｓｔ； ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ

武漢城市圈冬季大棚蔬菜生產(chǎn)面臨的天氣氣象條件比較惡劣，災害風險大，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是保護與改善蔬菜小氣候生長環(huán)境的大棚設施易受大風、降雪等天氣影響而造成大棚機械性破損，使棚內(nèi)蔬菜直接面對棚外的惡劣天氣；二是低溫冷（凍）害影響，其又分為晴冷型和陰冷型冷（凍）害。有學者研究發(fā)現(xiàn)［１－３］，晴冷型天氣條件下，可使白晝大棚內(nèi)的溫度上升加快，日最高溫度比棚外大氣溫度高出近２０ ℃；而夜間大棚內(nèi)外溫差小，有時棚內(nèi)氣溫甚至低于棚外大氣溫度，造成大棚蔬菜冷（凍）害出現(xiàn)。另一方面冬季的陰天寡照日數(shù)多，其平均值占總天數(shù)的４０％～５０％［４］，其中有３０％左右時間的日最低氣溫低于０ ℃。冬季的冷空氣活動，常常是大風或降雪伴隨溫度劇降，這對大棚蔬菜的生產(chǎn)形成雙重影響，有時甚至是毀滅性的，如２００８年１月長時間的冰凍雨雪天氣，造成大棚蔬菜出現(xiàn)嚴重的凍害，原計劃上市的蔬菜都受此影響無法生產(chǎn)出來，使蔬菜市場供應極度緊張。近些年在氣象災害風險評估方面的研究較多［５－８］，并制定了許多氣象災害預警標準或指標，但針對大棚蔬菜生產(chǎn)的風險評估很少，更缺乏具體的氣象災害預警標準或指標，這對大棚蔬菜氣象災害防災減災十分不利。因此，有必要對冬季大棚蔬菜低溫冰雪災害進行評估研究，制定客觀的氣象災害預警標準，科學指揮防災與救災，以穩(wěn)定蔬菜生產(chǎn)，保障市場供給。

武漢城市圈內(nèi)冬季大棚主要生產(chǎn)兩類蔬菜：一是半耐寒性蔬菜，如萵苣（Ｌａｃｔｕｃａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、藜蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｓｅｌｅｎｇｅｎｓｉｓ Ｔｕｒｃｚ．）等，這類大棚采用單層膜覆蓋，收獲期在冬季，對冬季蔬菜市場的影響巨大，其中１～２月份武漢市東西湖區(qū)萵苣的種植面積約占該階段上市蔬菜面積的１／３左右；二是喜溫性蔬菜，如辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．）、茄子（Ｓｏｌａｎｕｍ ｍｅｌｏｎｇｅｎａ Ｌ．）等，這類蔬菜冬季處于苗期，采用多層膜覆蓋，集中管理，一般在３月底以后進入采摘上市期，對冬季蔬菜市場的影響可以忽略。所以本研究以半耐寒性蔬菜萵苣為對象開展大棚蔬菜大風低溫冰雪災害評估研究，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

１材料與方法

１．１小氣候觀測與資料來源

大棚小氣候觀測時間為２００５年１２月至２００９年３月，地點位于東西湖區(qū)慈惠農(nóng)場；大棚為一拱圓形鋼架塑料大棚，棚長３０．０ ｍ，寬６．０ ｍ，頂高２．５ ｍ，棚膜（ＰＶＣ無滴膜）厚０．０８ cｍ。觀測儀器為江蘇省無線電科學研究所有限公司生產(chǎn)的ＺＱＺ－ＩＩ型自動溫度觀測儀，棚內(nèi)溫度觀測點位置安排見圖１，在２００９年１月８日至３月２２日，對圖１中設置的１、２、３、４觀測點的溫度進行了測定，其他時間對圖１中的２、４觀測點進行了測定；同時按地面氣象規(guī)范要求在大棚外距地表高１．５ ｍ處進行了氣溫的同步觀測，觀測時間為北京時間正點時刻。有關(guān)氣象資料由湖北省氣象資料檔案室提供。

凍害災損數(shù)據(jù)分為實地監(jiān)測與統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)兩類。實地監(jiān)測在東西湖區(qū)慈惠農(nóng)場，對象是大棚內(nèi)無其他保護措施（如加蓋草墊等保溫措施）的成株萵苣（即進入莖肥大期后生長的萵苣），時間為２００５年１２月至２００９年３月；統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)來自于武漢市東西湖區(qū)農(nóng)業(yè)局及孝感市孝南區(qū)農(nóng)業(yè)局在２００８年初低溫雨雪的災害統(tǒng)計。風災災損資料來自黃岡市團風縣農(nóng)業(yè)局，資料年代為１９９８～２００９年。２００８年年初雪災損失災情統(tǒng)計資料分別來自于武漢市東西湖區(qū)農(nóng)業(yè)局以及鄂州、黃石、黃岡、咸寧、孝感、天門、潛江、仙桃等市農(nóng)業(yè)局。

１．２資料處理

根據(jù)國家農(nóng)業(yè)部大棚蔬菜低溫凍害調(diào)查分級標準（試用）［９］，１級凍害可能減產(chǎn)１０％以下，２級凍害可能減產(chǎn)１０％～３０％，３級凍害可能減產(chǎn)３０％～８０％，４級凍害可能減產(chǎn)８０％以上，試驗將大棚凍害劃分為以上４個等級。大棚風災與雪災災損分級標準分別為１級損害為因災害損壞的大棚占總大棚數(shù)的１０％以下，２級損害為１０％～３０％，３級損害為３０％～８０％，４級損害為８０％以上。

２結(jié)果與分析

２．１災害評估模型

２．１．１風壓災損模型風災對大棚的破壞主要取決于風壓大小及大棚的抗壓能力。以大棚災損百分率作為風災風險系數(shù)，則風壓災損模型如下：

Ｒｗ＝ｆ（ｗｐ，Ｐ）（１）

式中，ｗｐ為風壓，單位為ｋＮ／ｍ2；Ｐ為抗壓能力。風壓就是垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力。根據(jù)伯努利方程得出的風－壓關(guān)系，風的動壓為

ｗｐ＝０．５·ｒｏ·ｖ2（２）

其中，ｒｏ為空氣密度，單位為ｋｇ／ｍ2；ｖ為風速，單位為ｍ／ｓ。由于空氣密度（ｒｏ）和重度（ｒ）的關(guān)系為ｒ＝ｒｏ·ｇ，因此有ｒｏ＝ｒ／ｇ。在公式（２）中應用這一關(guān)系，就可得到：

ｗｐ＝０．５·ｒ·ｖ2／ｇ （３）

此公式為標準風壓公式。在標準狀態(tài)下（氣壓為１ ０１３ kＰａ，溫度為１５ ℃，空氣重度ｒ＝０．０１２ ２５ ｋＮ／ｍ2），重力加速度ｇ＝９．８ ｍ／ｓ2，由此得到：

ｗｐ＝ｖ2／１ ６００ （４）

公式（４）為用風速估計風壓的通用公式。造成大棚破損的因子很多，如大棚使用時間、大棚搭建質(zhì)量等等［１０］。因此當大棚受到不同程度地外力影響時，破損也會不同程度地發(fā)生。分析中發(fā)現(xiàn)，大風對大棚造成的破損百分率與瞬間極大風速形成的風壓關(guān)系最密切；而與其他風壓如１０ ｍｉｎ最大風速風壓或風壓累計值等的相關(guān)性較差。圖２是黃岡市團風縣農(nóng)業(yè)局對１９９８～２００9年幾次風災損失與瞬間極大風速形成的風壓之間的關(guān)系做出的相關(guān)圖，并利用最小二乘法分別建立了竹棚、水泥鋼筋大棚的風壓災損模型。竹棚風壓災損模型為：

Ｒｗ＝2.298 7·wp-11.150 0wp≥4.85 0wp＜4.85（５）

水泥鋼筋大棚風壓災損模型為

Ｒｗ＝1.229 9·wp-6.029 6wp≥4.90 0 wp＜4.90 （６）

公式（５）、（６）中，ｗｐ為風壓，單位為ｋＮ／ｍ2，Ｒｗ為由大風造成的大棚損壞百分率，簡稱大棚風災災損百分率。將式（４）代入式（５）、（６），則可得到關(guān)于瞬間極大風速的大棚風災災損模型，竹棚瞬間極大風速的大棚風災災損模型為：

Ｒｗ＝229.87·v2/1 600-11.150 0v≥8.80 v＜8.8（７）

水泥鋼筋大棚瞬間極大風速的大棚風災災損模型為

Ｒｗ＝122.99·v2/1 600-6.029 6 v≥8.90v＜8.9 （８）

公式（７）、（８）中，ｖ是瞬間極大風速，單位為ｍ／ｓ。竹棚、水泥鋼筋大棚的災損模型相關(guān)系數(shù)分別為０．９７２ ２、０．９８３ ８，樣本數(shù)為８，其相關(guān)性均達到了極顯著差異水平（α＝０．００１）。

２．１．２雪壓災損模型根據(jù)大棚拱架受力分析［１１］，雪壓的大小表達式為：

ｓｐ＝０．０１·μ·ρ·ｈ （９）

公式（９）中，ｓｐ為雪壓，ｈ為積雪深，單位ｃｍ；ρ為積雪比重，單位ｋｇ／ｍ３，據(jù)研究［１２］，武漢市及其周邊地區(qū)參照西南地區(qū)積雪密度３００ ｋｇ／ｍ３取值。μ為大棚頂部積雪分布系數(shù)，其表述如圖３，它與大棚的形狀有關(guān)；對拱形屋面分布狀態(tài)，一般取值０．４～０．８［１１］，武漢市及周邊地區(qū)一般大棚寬度是高度的３倍左右，通過對幾次積雪實際觀測發(fā)現(xiàn)，取μ＝０．６比較合理。雪壓造成的大棚倒塌常有發(fā)生；在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，菜農(nóng)對防風災沒有有效的辦法，而對雪災，只要掃掉棚上的積雪即可有效防御。在采取了防御措施之后，雪災的實際災害損失要小于雪災可能造成的損失；為了客觀地描述雪災的風險系數(shù)，假定在雪壓與風壓相同的條件下雪壓造成的損失與風壓是相同的，并將公式（９）取代公式（５）、（６）中的風壓，則可得到基于積雪深度的雪壓災損模型，竹棚雪壓災損模型為：

Ｒｓ＝4.137 7h-11.150 0h≥2.50 h＜2.5 （１０）

水泥鋼筋大棚雪壓災損模型為：

Ｒｓ＝2.213 8 h-6.029 6h＞3.0 0h≤3.0 （１１）

公式（１０）、（１１）中，ｈ為積雪深度，單位ｃｍ；Ｒｓ為大棚積雪災損百分率。

２．１．３凍害災損模型圖４分別為２００９年１月8～１６日、２４～２５日兩次低溫發(fā)生過程中大棚內(nèi)的溫度變化。前一次低溫過程在阻塞高壓作用下，冷空氣持續(xù)南下，天氣晴朗但低溫維持較長時間；大棚不同部位的最低溫度，即圖４上１、２、３觀測點最低溫度分別為－７．４、－５．０、－５．８ ℃，時間均出現(xiàn)在１４日上午８∶００前。后一次低溫過程不同部位的最低溫度分別為－７．７、－５．３、－６．０ ℃，均出現(xiàn)在２４日上午８∶００前，雖然棚內(nèi)溫度比上次更低，但維持時間較短。凍害觀測結(jié)果前者受凍害的萵苣是大棚兩旁沿邊的二行，后者是大棚兩旁沿邊一行的萵苣，其他部位的萵苣受凍很少，萵苣受凍百分率前者明顯高于后者。由此可見，萵苣凍害損失與低溫強度及其持續(xù)時間均有很大的關(guān)系，具有典型的累積型災害特征，因此利用有害積溫這一物理量來建立凍害災損模型是可行的。有害積溫是溫度低于或高于某一致災臨界溫度的累計量，根據(jù)前人研究［１３，１４］成株萵苣凍害臨界溫度為０ ℃這一結(jié)果，試驗采用的有害積溫量用低于０ ℃的累計量表示，即用負積溫來描述。它的計算方式為以日最低氣溫低于０ ℃為冷空氣過程開始日，以日最低氣溫高于０ ℃為過程結(jié)束日，這一期間低于０ ℃的所有正點小時累計值，其計算公式如下：

Ｐ０＝∑Ｔｈ Ｔｈ≤０ ℃（１２）

公式（１２）中，Ｔｈ為大棚內(nèi)（外）低于０ ℃的逐時氣溫；Ｐ０為大棚內(nèi)（外）的小時負積溫。表１中是武漢市東西湖區(qū)慈惠農(nóng)場２００５年１２月至２００９年１月期間，幾次低溫過程發(fā)生時有害低溫累計量與萵苣凍害實際的監(jiān)測數(shù)據(jù)。２００８年初，在低溫冰雪天氣過程期間，因發(fā)生電力供應中斷，使大棚內(nèi)溫度缺乏觀測數(shù)據(jù)，大棚外氣溫資料為距大棚直線距離約１ ｋｍ的一個自動氣象站的觀測數(shù)據(jù)。圖５是根據(jù)表１數(shù)據(jù)計算得到的萵苣實際監(jiān)測的受災情況，即萵苣凍害受災率與棚內(nèi)、棚外小時負積溫相關(guān)關(guān)系圖，并由此得到凍害災損模型如下：

Ｒｆ＝-0.155 6∑Ｔｈ-1.845 3（１３）

或Ｒｆ＝-0.110 5∑Ｔ０ｈ+0.014 6（１４）

公式（１３）、（１４）中，Ｔｈ、Ｔ０ｈ分別為大棚內(nèi)、外小于０ ℃的小時氣溫；Ｒｆ為凍害損失百分率。樣本數(shù)分別為５、６；萵苣實際監(jiān)測的災損率與棚內(nèi)外相關(guān)系數(shù)分別為０．９７６ ６、０．９９８ ８，其相關(guān)性均達到了極顯著差異水平（α＝０．００１），其中與棚外的小時負積溫的相關(guān)性更顯著，與過程的極端最低氣溫的高低相關(guān)不明顯。對２０１０年１月１０～１４日、２月１１～１９日兩次明顯低溫過程的負積溫進行計算，結(jié)果大棚外負積溫分別為４０．０、９３．６ ℃／ｈ，計算災損率分別為４％、１０％；而實際調(diào)查結(jié)果顯示，兩次明顯低溫過程的大棚中受凍害的萵苣分別為５％、１０％，顯示出模型是基本可信的。

２．１．４綜合損失模型當大棚設施被破壞后，直接面對惡劣的露天環(huán)境的大棚內(nèi)蔬菜損失為１００％。由此綜合上述模型后冬季低溫冰雪災損評估模型為：

Ｒ＝１００－（１００－Ｒｗ）（１００－Ｒs）（１００－Ｒｆ） （１５）

２．２氣象預警指標確定

災損評估模型有利于災害前后科學準確地評估災害損失，但積極地防御與抗災救災則有必要制定科學的氣象災害預警指標［１５］。表２是根據(jù)國家農(nóng)業(yè)部大棚蔬菜災害損失標準，結(jié)合風壓、雪壓損失模型計算得到的武漢城市圈蔬菜大棚大風、雪災及凍害氣象災害指標。表２中風災、雪災１、２、３級指標與武漢市東西湖區(qū)農(nóng)業(yè)局蔬菜大棚風災與雪災輕、中、重災害指標相接近。由此說明了基于風壓建立的雪災災損模型及其指標是可信的。

２．３模型理論計算與實際災損比較

表３是２００８年１月１２日～２月３日低溫冰凍雨雪天氣期間，利用模型與最大積雪深度計算的雪壓竹棚理論災損率與實際災損統(tǒng)計數(shù)據(jù)的比較，從表3中不難看出，實際損失率均低于理論損失率，說明各地實際受災都有減輕，但減輕的程度有所不同。理論計算最大災損率最接近實際統(tǒng)計值的是黃石市，實際損失率為３８％，較理論損失率低１２個百分點；其次是咸寧市和仙桃市，實際損失率為３４％和22％，均較理論損失率低１６個百分點，誤差最大的是武漢市東西湖區(qū)，兩者之差為９４個百分點。東西湖區(qū)是武漢市的“菜籃子”基地，７０％以上的旱地農(nóng)田種植蔬菜，其中大部分冬季實行大棚栽培，東西湖區(qū)氣象局通過手機氣象短信對蔬菜種植戶提供雪災預警服務，使雪災損失降到了最低；與此相鄰的孝感市也是武漢市“菜籃子”供應基地，兩地菜農(nóng)各類信息彼此交流，雪災損失同樣很低。根據(jù)各地農(nóng)業(yè)部門災后的調(diào)查總結(jié)，發(fā)現(xiàn)一些地區(qū)實際災害損失過大與防災減災意識不強有很大的關(guān)系。可見，人為干預越少，即救災不力，則雪災災損越接近理論值，說明雪災災損模型完全可用于氣象災害的預警服務。

利用凍害災損模型對２００８年１月１２日～２月３日武漢市東西湖區(qū)大棚萵苣凍害進行理論計算，從１月１２日降溫降雪開始，持續(xù)到１月１５日、２２日、３０日，凍害造成的損失分別達到了１０％、２９％、８０％。低溫冰凍雨雪發(fā)生后，東西湖區(qū)農(nóng)業(yè)局統(tǒng)計調(diào)查大棚蔬菜１、２、３、４級凍害的百分率分別為２０％、８％、４４％、２８％；與東西湖區(qū)相鄰的孝感市孝南區(qū)也大致如此，１、２、３、４級凍害的百分率分別為１１％、１６％、４０％、３３％。兩地１、２級凍害合計百分率均不足３０％，而３、４級凍害合計百分率均超過了７０％。該過程特點一是低溫伴隨雪災；二是極端溫度不低，武漢市的極端最低氣溫為－５．２ ℃；三是持續(xù)時間長，時間長達２０ ｄ以上，中前期溫度相對較高，后期溫度相對較低，負積溫累計過程中前期相對平緩，實際發(fā)生的凍害程度表現(xiàn)出明顯的逐漸加強過程。低溫冰凍雨雪過程初期上市的蔬菜受凍害程度相對較輕，中后期（２００８年２月上旬）上市的蔬菜凍害損失嚴重，說明凍害災損模型較好地反映了該過程凍害演變規(guī)律及實際受災情況。

３小結(jié)與討論

試驗在建模過程中力求不受非自然因素的干擾，雖然樣本數(shù)量較少，但較客觀地反映了自然力量作用于承災體的過程。結(jié)果表明，大棚風災災損率與瞬間極大風速的平方值呈顯著的相關(guān)關(guān)系，雪災災損率隨積雪深度增加而增加。大棚蔬菜凍害受災不能簡單地用低溫指標來描述，受災百分率與低溫及其持續(xù)的時間有關(guān)，即低溫凍害災損率隨低溫天氣過程累計小時負積溫呈線性相關(guān)，對２０１０年１、２月兩次低溫過程凍害災損率進行計算，具有較高的相似度。

低溫與冰雪災害往往在冬季相伴而行，科學救災需要制定一整套風災、雪災、低溫凍害等氣象災害預警指標。研究表明，武漢城市圈若刮５級以上的大風或出現(xiàn)２．５ ｃｍ厚度以上的積雪就會對蔬菜大棚生產(chǎn)造成危害，６級大風或５．３ ｃｍ厚度以上積雪將導致竹棚２級損害。當日最低氣溫在－５．０～－４．０ ℃持續(xù)２ ｄ，小時負積溫將達到－５０ ℃／ｈ以下，導致大棚中有５％以上的萵苣遭受凍害；當日最低氣溫在－５．０～－４．０ ℃持續(xù)３ ｄ或－７．０～－６．０ ℃持續(xù)２ ｄ，將會有１０％以上的萵苣遭受凍害。

在２００８年初的雪災，各地實際災損情況均低于理論計算值，表明社會抗災行動均會產(chǎn)生積極的效果，實際上由于防災救災重視程度不同，損失程度各地也有所不同。未來幾年武漢城市圈蔬菜大棚仍將以竹棚為主，風災、雪災、凍害等氣象災害預警指標的制定也應當以針對竹棚為主。

參考文獻：

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