福建烤煙種植區暴雨變化特征分析*

.福建省氣象科學研究所 . 福建省煙草專賣局煙草農業科學研究所 馬治國李文卿王 芳彭繼達

福建烤煙種植區暴雨變化特征分析*

1.福建省氣象科學研究所 2. 福建省煙草專賣局煙草農業科學研究所 馬治國1李文卿2王 芳1彭繼達1

利用1971～2014年福建省烤煙種植區28個站的降水資料，對煙區暴雨日數和暴雨強度的變化特征進行分析。結果表明，福建煙區烤煙主要生長期內暴雨日數月變化呈現隨烤煙生育進程而增加的趨勢，其中南平煙區暴雨天氣主要發生在烤煙成熟期，而龍巖和三明煙區暴雨日數則在移栽期和成熟期略多，暴雨日數年際變化總體呈現隨年份遞增而增加的趨勢，其中南平市增加趨勢不明顯，而龍巖和三明市暴雨日數增加趨勢較顯著；烤煙主要生長期內暴雨強度的月變化小，且各地區差異也小，暴雨強度平均值在67.5～79.8mm/d，暴雨強度年際變化總體呈現隨年份遞增而增加的趨勢，其中南平煙區暴雨強度略有增加，但增加趨勢不明顯，而龍巖和三明煙區年均暴雨強度增加趨勢較顯著。

烤煙 暴雨日數 暴雨強度 氣候特征 福建省

1 概述

我國南方是暴雨多發地區，很多學者對暴雨氣候特征和成因進行了相關研究，取得了許多成果[1-5]。如彭麗英等[6]分析了華南前汛期暴雨降水的氣候特征，指出華南前汛期暴雨降水量和頻次的變化趨勢都呈略減少的特征，華南的暴雨近50%集中發生在前汛期，其中又以福建與廣東的西北部為甚，華南的西南部較小。鮑名等[7]分析我國近40年暴雨發生頻率的年代際時空變化特征，夏季暴雨發生頻率具有明顯的年代際變化，且各地區暴雨的年代際變化有一定差異。林建等[8]研究得出21世紀以來南方地區暴雨過程明顯增多，但以短持續性強降水過程為主。伍紅雨等[9]得出華南平均年和前、后汛期暴雨日數呈微弱上升趨勢，但是不明顯。第五次IPCC科學評估報告指出，大多數陸地上的強降水事件發生頻率有所上升[10]。我國極端降水的變化與IPCC評估報告的結論相同，在氣候變暖的背景下，極端降水發生頻率和強度具有增加的趨勢[11-15]。

福建省烤煙種植主要分布在南平、三明和龍巖等西北部內陸地區，是當地主要的經濟作物，常年種植面積在6萬ha左右，占全國產量的6%左右[16]。福建氣候溫和，日照充足，雨量充沛，適合烤煙生長，以清香型特色著稱，已成為全國卷煙重要基地之一，暴雨是其主要的氣象災害，它引發的洪澇災害對福建烤煙生產影響很大，常導致煙田長時間積水，煙株根系活力下降，根系變黑，整株葉片變黃、萎蔫甚至死亡。因此，本文通過對福建省烤煙種植區歷史降水資料的分析，研究烤煙主要生長期的暴雨分布變化特征，為烤煙安全生產和氣象減災服務提供參考。

2 材料與方法

2.1 數據來源

福建省日降水量數據來自福建省氣象局，降水資料包括福建烤煙種植區28個站1971～2014年1～7月的數據。烤煙物候期數據來源于福建省煙科所。

2.2 研究方法

2.2.1 烤煙主要生長期的確定

南平市種植的“CB1號（翠碧1號）”烤煙品種大田生長期一般為2月下旬～6月下旬，成熟采收期為5月中旬～6月下旬；南平市種植的“K326”和三明市種植的“云煙87”烤煙品種大田生長期在3月上旬～7月上旬，成熟采收期在5月下旬～7月上旬；龍巖市種植的“云煙87”品種的大田生長期在1月下旬～6月下旬，成熟期在4月下旬～6月下旬。因此，本文只分析烤煙大田主要生長期（1～7月）的暴雨分布特征。

2.2.2 暴雨日數和暴雨強度的界定

暴雨日數定義為日降水量≥50.0mm的日數，暴雨強度定義為暴雨以上的降水量之和與暴雨日數之比。

2.2.3 暴雨變化的分析方法

使用線性趨勢分析、多項式擬合法等[17]分析煙區暴雨日數和暴雨強度的變化趨勢特征，并進行顯著性檢驗；氣候要素的變化趨勢采用氣候傾向率[17]方法進行分析。

3 結果與分析

3.1 暴雨日數變化特征

3.1.1 暴雨日數月際變化特征

從圖1可見，福建煙區烤煙主要生長期暴雨日數的月變化呈增加趨勢，其線性方程為y = 0.0802x + 0.241，線性系數為0.08 d/月，通過置信水平為0.05的顯著性檢驗，表明烤煙隨著生育時間推移，遭受暴雨洪澇危害的頻率增大。福建烤煙生育期內暴雨日數出現最多的月份是6月份，平均值為1.0 d；最小的月份是2月份，為0.3 d。

圖1 福建省烤煙主要生長期暴雨日數月變化特征

從南平、龍巖和三明市各個縣市來看，烤煙主要生育期內暴雨變化特征可分成兩類變化，一種是以南平市為主，南平市暴雨日數變化特征是前少后多，1～2月不足0.1d，其后迅速增加，到6月份達到最大，為1.8d；說明南平市烤煙洪澇災害主要集中在成熟期。另外一種是龍巖和三明市為主，龍巖和三明市烤煙大田生長期暴雨日數分布呈兩頭略多、中間稍少特征，整體表現較為穩定，在0～1d之間波動；其中龍巖1月和7月分別是0.6 d和0.7d，三明最少月是4～5月，平均值是0.4 d，龍巖最小值是0.5 d，分布在2～4月和6月。南平市暴雨日數月際變化很大，從0.02 d到1.8 d，變異系數為90；而三明和龍巖煙區，暴雨日數分布較為均勻，變化相對較小，變異系數分別為1.75和1.4。

3.1.2 暴雨日數年際變化特征

從圖2可見，近43年來暴雨日數呈增加趨勢，線性方程為y = 0.0165x + 3.8651，每10年增長了0.165 d，但是變化趨勢不明顯，沒有通過顯著性檢驗，這與鮑名等得出的全國年平均降水量變化趨勢不明顯的結論相一致[7]。43年中，南平市烤煙主要生長期年最大暴雨日數出現在1998年，為8.3d；年最小暴雨日數出現在1991年，為2.1d；多年平均值為4.4d。

從多項式模擬看南平市烤煙主要生長期平均暴雨日數年際變化趨勢，1970年代到1980年代前期、1990年代后期，2006～2014年呈現增加趨勢，屬于多暴雨期；1980年代后期到1990年代前期、2000～2005年呈現減少趨勢，屬于少暴雨期。

圖2 南平市烤煙主要生長期暴雨日數年際變化特征

從圖3可見，近43年來暴雨日數總體趨勢呈增加趨勢，線性方程分別為：龍巖y = 0.101x + 2.3104，三明y = 0.112x + 2.3425，每10年增長了1.0 d和1.1d，通過了置信水平為0.01的顯著性檢驗。43年中，龍巖和三明煙區主要生長期最大暴雨日數分別出現在1999年和2004年，其值分別為12.4d和12.5d；三明年最小暴雨日數為0.4d，出現在1972～1973年、1975年，龍巖為0.3d，出現在1973年；多年平均值為3.6d 和4.8 d。

龍巖和三明煙區烤煙主要生長期平均暴雨日數年際變化特征還可以分成1972～2005年和 2004～2014年兩個時間段來分析，1972～2006年呈現增加趨勢，暴雨日數分別以2.8d/10a和3.0d/10a的趨勢增加，趨勢系數分別為0.86和0.84，并通過置信水平為0.01的顯著性檢驗；2004～2014年烤煙生育期暴雨日數呈現減少趨勢，暴雨日數分別以6.3d/10a和8.8 d/10a的趨勢減少，趨勢系數分別為0.68和0.76，通過置信水平為0.01的顯著性檢驗。

圖3 龍巖市和三明市烤煙主要生長期暴雨日數年際變化特征

福建煙區烤煙主要生長期暴雨日數年際變化趨勢均呈現增長的趨勢，表明受氣候變化影響洪澇災害的發生頻次增加，烤煙遭受洪澇災害的危險性增大；其中南平市暴雨日數年際變化不明顯，而龍巖和三明市年際變化趨勢較明顯，表明龍巖和三明市更容易引發暴雨洪澇災害，危險性高于南平市。在多暴雨期，對烤煙的生長發育危害很大，容易造成烤煙澇災，嚴重時導致絕收或減產，且品質下降。

3.2 暴雨強度變化特征

3.2.1 暴雨強度月際變化特征

1971～2014年福建省煙區烤煙主要生長期平均暴雨強度月變化特征如圖4所示，可看出平均暴雨強度隨著生育進程有略微增加的趨勢，線性方程為y = 1.0508x + 68.083，每月平均增加1.05 mm/d，趨勢系數為0.81，并通過置信水平為0.05的顯著性檢驗。各月平均暴雨強度的變化差異不大，各個地區間的差異也不是很大；平均暴雨強度值在67.5～79.8 mm/d之間，各市最大值出現月份不同，南平市出現在6月，龍巖市在7月份，三明市在4月份。

圖4 福建省烤煙主要生長期平均暴雨強度月變化特征

3.2.2 暴雨強度年際變化特征

1971～2014年南平煙區烤煙主要生長期年均暴雨強度變化見圖5，從中可看出，年均暴雨強度隨著年份的增加呈現略有增加趨勢，線性方程為：y = 0.0174x + 74.689，每10年增加率為0.17 mm/d，但是變化趨勢不明顯。南平煙區烤煙主要生長期平均暴雨強度最小值為58.6 mm/d，出現在1985年；最大值為94.1 mm/d，出現在1982年；多年平均值為75.1 mm/d。從多項式模擬來看，1970年代到1980年代前期是暴雨強度減弱的時期，1980年代后期到21世紀初期是逐漸增強時期，之后再進入減弱期。

圖5 南平市烤煙主要生長期年均暴雨強度年變化特征

1971～2014年龍巖和三明煙區烤煙主要生長期年均暴雨強度變化見圖6，從中可看出，兩市變化趨勢基本一致，暴雨強度隨年份增加總體呈現增加趨勢，線性方程分別為：龍巖y = 0.3874x + 60.56，三明y = 0.4734x + 59.699，每10年增加率分別為3.87 mm/d和4.73 mm/d，趨勢系數分別是0.63和0.52，并通過0.01的顯著性水平檢驗。1971～2014年龍巖和三明市烤煙主要生長期平均暴雨強度最小值分別為54.5 mm/d（1975年）和51.1mm/d（1982年），最大值是88.5 mm/d（2014年）和117.1 mm/d（1996年）；多年平均暴雨強度值分別為69.3 mm/d和70.4 mm/d。

圖6 龍巖市和三明市烤煙主要生長期年均暴雨強度年變化特征

4 結論和討論

（1）從烤煙主要生長期暴雨月分布來看，南平煙區暴雨主要發生在成熟期，而龍巖和三明煙區則是各生育期發生頻率較接近，移栽期和成熟期略多；這與文獻[9]得出的結論一致。從烤煙主要生長期暴雨年際分布來看，福建煙區主要生長期暴雨日數年際變化趨勢總體呈現增加的趨勢，其中南平煙區烤煙主要生長期暴雨日數在1970年代到1980年代前期、1990年代后期，2006～2014年呈現增加趨勢，屬于多暴雨期，與全國變化趨勢基本一致[9]；1980年代后期到1990年代前期、2000～2005年呈減少趨勢，屬于少暴雨期；龍巖和三明煙區烤煙主要生長期暴雨日數在1972～2006年增加趨勢更顯著，而2004～2014年呈減少趨勢。

（2）福建省烤煙主要生長期各月暴雨強度的變化差異不大，在各個地區間的差異也不是很大；暴雨強度值在67.5～79.8 mm/d之間，且各煙區最大值出現月份不同。南平煙區烤煙主要生長期平均暴雨強度隨著年份遞增呈現略有增加趨勢，但變化趨勢不明顯，這和已有研究結果一致[9]，1970年代到1980年代前期是暴雨強度減弱的時期，1980年代后期到21世紀初期是逐漸增強時期，之后再進入減弱期。龍巖和三明煙區烤煙主要生長期平均暴雨強度隨著年份遞增均呈增加趨勢。

（3）通過暴雨日數和暴雨強度指標來分析煙區暴雨的變化特征，指標明確，簡單易懂，對烤煙防災減災具有很好的指導意義，但也會出現連續2日以上的降水過程，雖然單日未達到暴雨指標，但若整個降水過程累計降水量達到或者超過了烤煙澇害指標，對烤煙生產的影響不可忽視，因此，今后仍需對烤煙過程致災降水進行進一步研究。

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中國煙草總公司福建省公司科技項目（閩煙合同（2014）184號），通訊作者：李文卿。