农业基础气象 8

第六章农业气象灾害及防御对策基本概念自然灾害（naturalhazard）：自然环境中对人类生命财产安全和生活环境构成危害或损伤的自然变异和极端事件。气象灾害（meteorologicaldisaster）：由气象要素异常直接或间接引起的，给人类和经济社会造成损失的自然灾害。农业气象灾害（agrometeorologicalhazards）：因持续性或突发性的不利气象条件，危害农业生产造成的气象灾害。2019年全国主要气象灾害各项损失指标比例干旱和暴雨洪涝是我国最主要的农业气象灾害，占受灾和死亡人数、作物受灾面积和绝收面积、房屋倒塌数、直接经济损失的70%以上。此外，热带气旋（台风）、局地强对流（冰雹等）、低温冷冻害和雪灾也比较常见的。降水异常造成的农业气象灾害温度异常造成的农业气象灾害其他典型的农业气象灾害目录水分过多：暴雨洪涝水分过少：干旱水分相变：冰雹、雪灾第一节降水异常造成的农业气象灾害暴雨洪涝——基本概念暴雨（heavyrain或rainstrom）：降水强度很大的雨，通常指24小时累积降水量达到50mm以上或12小时累积降水量达到30mm以上的强降雨。洪涝（flood）：由长时间降水过多，或区域性持续的大雨，或局地短时强降水引发的江河洪水泛滥，冲毁堤坝、房屋或其他建筑物，淹没农田，造成农业和各类经济损失和人员伤亡的自然灾害。暴雨洪涝——灾害类型洪害：通常是大雨引起山洪暴发、河水泛滥、淹没农田、毁坏农业设施。涝害：由于雨水过多或过于集中，或农田排水不畅，造成过多的雨水不能及时排走，农田积水成灾，使作物尤其是旱作作物被淹受害。由于涝害多与洪害同时发生，所以常常也并称为洪涝。湿害：暴雨洪涝过后，由于排水不良或长时期的阴雨，虽然田间没有明显积水，但土壤水分长期处于饱和状态，造成作物根系或土壤耕作层缺氧，出现根系发育不良、烂根死苗，或使花果霉烂、籽粒发芽，导致大幅度减产。暴雨洪涝——衡量指标气候指标：如某一段时期内的降水量或降水距平，与暴雨洪涝的强度有较强的相关性，可以一定程度上反映暴雨洪涝时发生的天气气候条件。农业指标：包括两大类；一是统计意义上的宏观指标，如农作物受淹面积、绝收面积、直接经济损失等；二是较为微观的形态学指标，如根据植株在暴雨洪涝过后的反应（如叶片萎蔫、变黄或脱落的程度）进行分级。农业气象指标：如水分平衡旱涝指标，即根据降水量、径流量、土壤基础含水量、地下水供给量等推算出作物可利用的水分供应量，再将该供应量与由农田蒸散量推算出的该时期作物的需水量相比较，诊断其受灾情况。暴雨洪涝——形成和影响因素短时强降水或持续性大雨是产生暴雨洪涝的直接原因，产生暴雨的常见系统主要包括热带气旋、锋面、低涡或切变线、小尺度强对流等。作物的耐涝和抗涝能力，很大程度上决定了暴雨或洪涝发生时，是否会对农业生产造成危害或危害的严重程度。地形地貌、土壤的排水性和地下水位等，也会决定暴雨发生时出现洪涝危害的可能性和严重程度。农业活动的密集程度和相关水利设施的完善程度，也在一定程度上影响了暴雨洪涝灾害所带来的损失。暴雨洪涝——时空分布特征暴雨洪涝在我国频繁发生，但年内和年际变化都很大，时空分布很不均匀。暴雨洪涝的主要特征包括：季节性（发生时段集中）区域性（发生区域集中）阶段性（每个流域的频发期和低发期呈阶段性交替变化）重复性（近期出现过严重暴雨洪涝灾害的流域往往历史上也曾多次发生类似灾害）暴雨洪涝——时空分布特征我国东部大部分地区存在暴雨洪涝灾害，尤以长江、黄河等河流的中下游区域最为频繁。其中华南大部分地区、江南大部分地区、江汉东部、江淮西部、黄淮东南部、四川盆地北部和西部、贵州西南部、云南南部、辽宁东部和台湾等地，年雨涝频率在30%以上，局部地区超过50%。1981-2010年中国年雨涝频率分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号暴雨洪涝——时空分布特征我国的暴雨洪涝灾害主要集中在春、夏、秋三季。春涝主要由华南前汛期暴雨和江南春雨导致，对越冬和春播作物的影响较大。主要发生在华南地区及附近。夏涝是发生频率最高、覆盖范围最广的暴雨洪涝。江淮梅雨期暴雨、华北和东北的雨季暴雨、东南沿海的台风以及中小尺度强对流，都是导致夏涝的主要原因。对夏季播种、生长或收获的各类作物都会产生影响。秋涝主要是受到秋台风、锋面气旋、准静止锋等系统的影响，对秋收作物的产量形成和收获易造成危害。主要影响东南沿海和四川盆地北部等地。暴雨洪涝——时空分布特征在全球气候变化的背景下，我国暴雨洪涝的发生频率和强度都呈现上升趋势。年累计暴雨站日数平均每10年增加4.0%；极端日降水量频次平均每10年增加18站。2020年全国45个观测站的日降水量突破历史极值。1950年来中国洪涝受灾面积平均每年增加约11.99万公顷，1960年来增加趋势更明显。中国年累计暴雨站日数与极端降水频次变化（引自2021年《中国气候变化蓝皮书》）暴雨洪涝——对农业生产的危害对农业生产环境的破坏：直接冲毁房屋和农业生产设施，造成经济损失。淹没农田，破坏生态环境，导致植株被淹或损毁。因洪水长期侵蚀或沉积物覆盖，导致土壤结构，易发生板结，降低肥料的吸收利用率。因长期阴雨和场地破坏，给移栽、采收、晾晒等后续的农事操作带来不便。暴雨洪涝——对农业生产的危害对作物产生的影响：导致作物本身受到损伤，主要表现为植株倒伏、叶片变色、根系受损等方面。若开花期遭遇暴雨，还将造成“雨洗花”、蕾果脱落等危害，降低授粉和结实率。土壤水分长期饱和，可能使作物根系因长期缺氧而吸收功能减弱，造成植株水分和养分亏缺，严重时导致脱水凋萎或死亡。还可能导致土壤中产生硫化氢、甲烷等有毒物质，损害作物。长期的涝害与渍害，在春夏季还容易加重喜温喜湿的作物病虫害（如白粉病、除霉病、茎腐病、粘虫等）的发生和流行，从而影响作物的产量和品质。暴雨洪涝——防御措施首先，应当提高气象部门的暴雨预报能力，完善预警发布和应急管理机制，提升全社会的防灾减灾意识。此外，还有如下防御暴雨洪涝灾害的农业技术措施：治理江河，加强水利设施建设，提高防洪、排涝等能力。加强农田基本建设，完善排水体系；改良土壤结构，通过合理耕作和增施有机肥，增强土壤的透水性。调整种植结构，通过选择耐涝品种和调整播期，减小涝灾几率；实行大棚避雨、限根栽培、高垄深沟等防涝栽培。封山育林，增加植被覆盖，保持水土，缓解河道淤积。灾后及时排除积水，进行扶苗、补苗等，适时中耕，喷施叶面肥，加强病虫害防治，尽量提高产量，减少损失。干旱——基本概念干旱通常包含两种含义：干旱气候（aridity）指某地常年降水量很少。通常将年降水量少于250mm的地区称为干旱地区，将年降水量为250~500mm的地区称为半干旱地区。干旱灾害（drought）指某地某段时间内降水量较常年同期显著偏少，导致经济活动（尤其是农业生产）和人类生活受到较大危害的气象灾害。本章所说的干旱主要是指干旱灾害。干旱——灾害类型大气干旱：由于空气过于干燥，致使作物蒸腾强烈，即使土壤中仍有一定水分，但根系吸水难以补偿，最终致使水分收支失衡、作物体内严重缺水而造成危害。土壤干旱：在长期无雨或少雨时，若灌溉也相对缺乏，将导致土壤耕层缺水，作物根系吸收不到足够的水分，致使体内水分状况恶化而受害。生理干旱：有时土壤中仍有一定水分，但由于存在不良的土壤状况（如冻结、盐渍化等），导致根系吸水困难，造成作物体内缺水而受害。干旱——灾害类型干旱的强度等级可划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱。干旱等级旱情描述无旱降水正常或较常年偏多，地表湿润轻旱降水较常年偏少，地表空气干燥，土壤出现水分轻度不足中旱降水持续较常年偏少，土壤表面干燥，土壤出现水分不足，地表植物叶片白天有萎蔫现象重旱土壤出现水分持续严重不足，土壤出现较厚的干土层，植物萎蔫、叶片干枯、果实脱落，对作物和生态环境造成较严重影响，对工业生产和人畜饮水产生一定影响特旱土壤出现水分长时间严重不足，地表植物干枯、死亡，对农作物和生态环境造成严重影响，对工业生产和人畜饮水产生较大影响干旱——衡量指标降水量指标：如连续无降水日数、累积降水量、降水距平百分率、标准化降水指数等。干燥度或相对湿润度指标：干燥度是某地某时段内的可能蒸发量与降水量的比值。相对湿润度则是某地某时间段内的降水量与可能蒸散量之差，与可能蒸散量的比值。土壤水分指标：即土壤湿度，常用土壤含水量或土壤有效水分贮存量来表示。综合干旱指标：各种干旱因素的合理加权综合，如帕默尔干旱指标、综合气象干旱指数、作物水分供需指标等。干旱——形成和影响因素长期降水偏少是产生干旱的直接原因。大气环流异常和水汽输送不利是导致干旱的典型原因，例如东亚夏季风偏弱、西太平洋副热带高压或南亚高压偏强等。人类活动带来的植被退化和资源过度开发，可能导致土地荒漠化；引起的气候变化可能加剧蒸发、改变环流和水汽输送形势，改变降水分布，加剧部分地区的干旱。农业活动的密集程度和相关水利灌溉设施的完善程度，也在一定程度上影响了干旱灾害所带来的损失。地理位置（如原本的气候条件和降水情况）和作物的抗旱能力等，也可以影响干旱对农业生产造成的危害。干旱——时空分布特征干旱是对我国影响范围最广的农业气象灾害之一，具有以下特征：发生频率高（基本每年、每个季节都会发生）持续时间长（通常一次干旱的持续时间很长）波及范围广（几乎遍布全国所有省份）干旱——时空分布特征除新疆大部分地区处于气候干旱的常年干旱区外，干旱灾害总体上以黄河中下游地区最为严峻。华北大部、黄淮东北部、陕西北部、甘肃河东大部、宁夏、蒙古部分地区、吉林西部地区平均每年的干旱日数都在60天以上。1981-2010年平均的中国年干旱日数分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号干旱——时空分布特征干旱在我国一年四季都会发生，有时持续时间较长，出现跨越多季度的连旱。但不同区域主要的干旱时段稍有差异。东北和华北地区，干旱主要出现在春末到夏、秋季，以春末夏初最为严重；西北地区东部的干旱同样以春末夏初最为严重，但夏秋旱的比例相对较少；长江中下游地区的干旱主要出现在夏秋两季，尤其以7~8月和10~11月最为严重；华南地区的干旱则主要出现在秋冬两季，以秋末冬初最为严重；西南地区的干旱则多出现在冬春两季，尤其以初冬和初春时较为严重。干旱——时空分布特征在气候变化的背景下，我国西南大部分地区、西北东部、华北南部、东北南部和西北部、黄淮、江汉及广东、广西、湖南等地，干旱日数都呈现增加趋势，对原本旱情就相对严重的西北和黄河中下游地区，干旱的威胁更加严重。反而在旱情原本相对较轻的长江中下游地区，干旱日数呈现一定的减小趋势。干旱——对农业生产的危害对农作物生产的影响：作物受旱后，轻则发生叶片萎蔫，导致光合效率不足，作物产量下降；重则出现叶片干枯脱落，产生落花落果，甚至因失水过多而死亡，完全绝收。干旱还会导致土壤板结，矿物质不能分解成离子状态，会导致植物根系吸收水分和营养物质困难，因而长势不佳，病虫害易发。我国有众多耕地缺少灌溉设施，或因地形复杂存在灌溉困难，部分耕地即使有灌溉设施也年久失修，因此整体抗御旱灾的能力较差，亟需引起重视。干旱——对农业生产的危害对林业、畜牧业和水产养殖业的影响：林业：干旱常与高温同时出现，导致森林火灾易发；还将降低幼林和新造林地的保存率，加大造林难度；同时，易导致林木整体长势不佳，抵御病虫害和鼠、兔等有害生物的能力下降。畜牧业：干旱导致牧草长势不佳，产量下降甚至出现草场退化，而且缺乏钙、磷、镁、硒等微量元素，牲畜出现吃不饱、营养缺乏等现象，更易感染寄生虫病，影响其繁殖力、成活率和健康成长。水产养殖业：干旱导致江河、湖泊、鱼塘等水位下降，甚至出现干涸，将严重影响水产养殖与捕捞的正常进行。干旱——防御措施首先，要提高气象部门对中长期干旱预报的准确性和应急管理部门的预警应对能力，提升全社会的防灾减灾意识。此外，还有如下防御干旱灾害的农业技术措施：植树种草，保持水土，改善生态环境和区域气候。兴修水利设施，加强农田建设，构建抗旱网络。科学用水管理，发展节水农业，采用喷灌、滴灌、地下灌溉等节水灌溉技术，通过覆膜和风障等方式减少蒸发。抓住有利条件，在科学的指导下，实施人工增雨。发展旱作农业，采用伏耕、秋耕、覆盖、免耕等抗旱耕作技术；改进耕作制度和作物布局，选育新型抗旱品种，扩大耐旱作物及耐旱品种的种植面积。冰雹——基本概念冰雹（hail）也叫“雹”，是从强盛的对流云中降落的冰相降水。冰雹粒子的大小通常为几毫米到一两厘米，但特殊情况下甚至可达十厘米以上。冰雹是冰晶在过冷水层中经历淞附过程（riming）而形成的，冰雹的干、湿增长，即淞附时过冷水冻结的速度快慢，就决定了冰雹冰晶层结构的透明与否，因此若将冰雹切开，常可发现透明层和不透明层交替出现。冰雹——时空分布特征“雹走一条线，专打山边边”我国冰雹分布与地形密切相关，在地形陡峭处尤为聚集，呈现出内陆多于沿海、高原山地多于平原、多按高原和大山脉走向呈带状分布的特点。青藏高原为冰雹高发区；沿海、盆地、沙漠等较少。但粒径和潜在危害较大的冰雹在青藏高原较少，主要集中在东部平原和山地交界、地形陡峭的地方。1981-2010年平均的中国年冰雹日数分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号冰雹——时空分布特征我国每个季节都可能有冰雹发生，但每个地区冰雹发生的主要月份略有不同。整体而言，西部地区冰雹在春末到秋初都可能发生且分布月份相对平均，北方多集中在夏季，南方多集中在春季。从一天中的日变化看，我国各地的冰雹大多数都主要发生在午后（14~17点），这与午后温度较高，地表热通量强烈，容易触发和加强对流有明显关系。从气候变化的长期趋势看，近年来我国冰雹发生的次数，整体呈较明显的减少趋势。冰雹——对农业生产的危害冰雹虽然覆盖范围小、持续时间短，但对局地产生的危害较大，也是我国主要的农业气象灾害之一。冰雹对农业生产的主要危害，是大冰雹粒子和常相伴出现的大风，对农作物、牲畜和大棚等农业设施造成的机械性损伤，例如使农作物茎秆折断、叶片破碎、出现倒状、花果掉落，损毁房屋、砸伤人畜等。冰雹的危害程度，主要取决于冰雹粒子的大小、持续时间，以及受害作物的种类及其发育阶段。冰雹——防御措施预防冰雹灾害首先要结合雷达、卫星、数值模式等手段，加强冰雹云的监测和预报能力。除此之外，还有如下防御冰雹灾害的农业技术措施：开展冰雹风险区划，合理作物布局，尽量避开冰雹多发地区和时段，在冰雹多发地选择抗倒伏品种并加强培土施肥。通过人影手段，科学防雹减灾。主要可通过爆破法（即用髙射炮、火箭或土炮等集中轰击云的中下部）或催化法（即人为播撒碘化银等气溶胶增加冰雹胚胎的数量）进行。灾后及时补救损失，根据严重情况，及时扶正植株、清理损伤部位、改种；并通过浇水、追肥和喷施农药，促进植株恢复生长，减少病菌感染。雪灾——基本概念雪灾（snowdamage）是指由于降雪过多、积雪过厚或雪层维持时间长而造成的灾害。雪灾一般发生在冬季，常伴随低温冻害出现。除此之外，冰雪灾害还包括雪暴（即暴风雪，伴有强降雪的风暴）、白灾（积雪长期掩埋牧场导致牲畜采食困难而受损）、雪崩（融雪季大量冰雪沿陡峭山坡崩滑）等多种形式。雪灾——时空分布特征我国雪灾的分布呈现明显北方多、南方少，高山高原多、低地平原少的特点。青藏高原大部分地区、东北北部和东部、内蒙古东部、新疆北部为降雪和积雪多发区；华南南部、云南南部、台湾等地则基本不会出现降雪，自然也没有积雪。1981-2010年平均的中国年降雪日数分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号雪灾——时空分布特征年最大积雪深度有4个高峰区：一是新疆北部地区，主要是天山和阿尔泰山区，年最大积雪深度为30~75cm，部分地区在75cm以上；二是内蒙古东北部和东北大部分地区，年最大积雪深度为50~75cm，最深可达100cm以上；三是西藏的喜马拉雅山区，平均为50~75cm，最深可达150cm以上；四是长江中下游部分地区，但整体较小，仅为南方的极值区，积雪深度约为30~50cm。随着全球变暖，我国整体的降雪日数呈现明显减小趋势，1961~2015年间年降雪日数平均每10年减少1.5天，因此雪灾的危害也可能随之略有减小。雪灾——对农业生产的危害雪灾主要出现在冬季，所以对大部分春种秋收的作物影响不大，从全国范围看，造成的作物受灾面积和直接经济损失的比例不高。雪灾主要对越冬作物、牧草和牲畜造成影响，可能导致作物和牧草长期受冻、被埋缺氧等，长势欠佳，牲畜因受冻和采食困难，掉膘、染病或死亡等。雪灾还可能导致能见度下降，影响交通出行，或出现积雪过厚和融雪雪崩，压垮大棚等农业设施。雪灾——防御措施雪灾同样需要提高预报准确性、预警发布能力和应急管理水平，当雪灾发生时应尽量少外出，驾车时减速慢行。除此之外，还有如下防御雪灾的农业技术措施：选育抗冻作物和牲畜品种；通过覆膜或有机肥土，以及喷施防冻剂、融雪剂等方式，减轻大雪和低温对作物的侵袭；对温室大棚、牛羊圈等，做好防风加固工作，储存足够的过冬草料，及时采取保温和增温措施。灾后及时补救，清除积雪，开沟降湿排涝；加强冬季蔬菜瓜果的储存管理；加强田间管理，中耕松土，铲除杂草，做好病虫害防治，提高抗寒能力，尽量减少损失。温度过高：高温热害温度过低：低温灾害霜冻冻害冷害寒害第二节温度异常造成的农业气象灾害高温热害——基本概念气象上将异常炎热的天气称之为高温，当这种异常炎热的天气持续数天之久时就可称之为高温热浪（heatwave或heatwave）。我国通常将日最高气温大于等于35℃的情况称为高温。在农业生产上，气温即使没有达到35℃，但只要超过了某种植物或动物自身生长适宜温度范围的上限，就会影响其正常发育，以及产量和品质的形成，对其造成损伤，即可称之为高温热害。但不同作物、不同品种或不同生长时期，生长适宜温度可能不同，因此通常只能针对某种特定情况进行讨论。高温热害——时空分布特征我国有两个高温集中区：一位于西北，主要覆盖新疆南部、准噶尔盆地、内蒙古西部等地，年均高温30~50天；二位于南部，主要覆盖江南、华南北部、海南北部、重庆等地，年均高温20~30天。西北和南部的高温集中区，平均每年出现高温热浪的次数都在3次以上。1981-2010年中国年高温日数分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号高温热害——时空分布特征我国除青藏高原、云贵高原和东北外，大部分地区的年最高气温都可以达到35℃以上。新疆的准噶尔盆地、吐鲁番盆地、塔里木盆地，以及内蒙古西部和重庆局部地区，平均的年最高温都突破了40℃。新疆吐鲁番地区的历史最高温高达48.3℃。高温热害——时空分布特征随着全球变暖，我国近40年来的高温日数整体呈上升趋势，特别是华南大部分地区、江南东部、湖南北部、浙江东部、江苏南部、内蒙古西部、南疆大部以及四川、重庆、陕西等地，平均的高温日数每10年增加1~3天。极端高温事件频率也显著增加，2020年全国共计有69个站点的日最高气温突破历史极值。1961-2020年中国极端高温事件频次变化（引自2021年《中国气候变化蓝皮书》）高温热害——时空分布特征不同农业对象忍耐高温的能力不同，对热害的敏感时期各异，因此讨论高温热害的时空分布比较复杂。水稻热害主要发生在6~7月份，此时正是水稻对热害的敏感期，主要影响华南和长江中下游地区；小麦热害主要发生在春末夏初，主要危害北方麦区；蔬菜热害发生的范围很广，华北平原以南7月平均气温都在26℃以上，使茄果类蔬菜难以越夏；畜禽热害主要发生在长江中下游及其以南地区的夏季。高温热害——对农业生产的危害高温会影响人体健康，从而影响农业生产的正常进行。高温对不同作物危害的存在差异。水稻在抽穗扬花期到灌浆结实期，易由于“高温逼熟”导致籽粒不爆满、粒重和产量下降，在我国长江流域及其以南的早稻和中稻生产中均有发生。小麦容易遭遇干热风等复合灾害，而棉花容易因高温而引起蕾铃脱落，瓜果和蔬菜容易因高温引起落花和座果率降低，番茄等蔬菜可能因高温导致呼吸强烈、消耗过多养分而容易早衰感病。蔬菜水果的贮存过程也可能由于温度过高，导致呼吸旺盛，有害物质大量积累，从而出现烂果烂菜等现象。高温热害——防御措施夏季高温时若要进行露天或大棚内的农业生产，需要做好如下防护措施：合理安排时间，尽量避开高温时段。气温达到40℃以上时，应尽量停止一切户外作业；若气温达到35℃以上，应尽量避免10~16点进行烈日下的劳作。体弱人群需重点防护。准备防暑措施，中暑后立即处置。室外劳动时应戴上草帽等遮阳器具，尽量穿浅色、易透气的衣服，备有充足的饮用水、凉茶和防暑药品。结束劳作后，应及时擦干汗水，稍休息后再用温水洗澡。在劳动过程中，一旦感到头晕等身体不适的中暑症状，应立即停止劳动，转移到阴凉处休息，适当补充水分和盐分，必要时可使用藿香正气水、仁丹、风油精等防暑药品。高温热害——防御措施此外，还有如下防御农作物高温热害的农业技术措施：进行高温灾害风险区划，合理选择播区和时间，培育抗高温品种。对于林木要注意阴性树种及阳性树种混交搭配种植，营造复层林，以及在造林时选择有利的地形和土壤等。采取遮阴、通风与覆盖措施，缓解高温，减缓水分蒸发；对于水稻等作物，可适当喷施磷肥与钾肥，增强作物的抗高温能力。及时补充灌溉，缓解高温危害。高温热害出现时，由于水分蒸发过度，容易伴随干旱灾害，因此要及时补充灌溉，以缓解高温，同时补充水分。低温灾害——分类和基本概念低温灾害可分为冻害、霜冻、冷害和寒害：冻害（freezeinjury或freezingdamage）：冬季（基础温度本来就较低）因剧烈降温使温度下降到0℃以下，或温度长期维持在0℃以下，而造成的较为严重的低温灾害。霜冻（frost）：在作物的生长季里（基础气温相对温暖），因某些特殊原因，土壤表面或作物层中的气温在短时间内降到0℃及以下，使作物因受冻而受到损伤甚至死亡的现象。冷害（coldinjury或colddamage）：在作物生长发育期间，尽管气温在0℃以上，但仍低于作物生长发育适宜的温度下限，影响农作物的生长发育和结实而引起减产的农业自然灾害。寒害（chillinginjury或chillingdamage）：通常是针对热带或亚热带的喜温作物，有时虽然绝对气温不低但已低于它们适宜的温度下限，从而导致其生理机能障碍或生长发育受阻。低温灾害——分类和基本概念冻害霜冻冷害寒害一般发生在作物生长的温暖季节一般发生在温度较低的冬季温度急剧降到0℃以下或维持在0℃以下，易引起作物体内水分冻结、枯萎、死亡等严重后果温度低于生长下限温度，但仍在0℃以上，作物生长速度减慢但通常不易发生致死等严重危害；喜温作物耐寒力差，因此其寒害一般较普通冷害更严重低温灾害——形成原因环境温度的剧烈下降是导致低温灾害发生的首要因素：平流冷却主要是由冷平流而导致的降温，如强冷空气南下。通常伴随着较强的风力，因此受害范围广，持续时间长，在作物迎向冷空气的迎风面受害较为严重。辐射冷却是由于夜间地面缺少太阳短波辐射能量的补充，但仍然在不断放出长波辐射，因而存在能量损失，产生的降温。主要发生在晴朗无风或微风的夜晚，通常风力很小，受害范围较小，集中在地势较低或土壤疏松的区域。有时一次降温幅度不是很剧烈，但由于冬季的气候特征或大范围持续的雨雪天气，导致低温持续了很长时间，还伴随阴冷潮湿、光照不足等，也可能造成积累型冻害和寒害。低温灾害——形成原因植物的低温抗性是影响低温灾害受灾程度的重要因素：不同植物，或同种植物的不同品种、不同生育阶段、不同部位，由于其适宜生长和生存的温度范围不同，对低温的抗性也有明显差异，因此即使在遭受相同低温的情况下，受到低温危害的可能性、程度和敏感性也会有很大差异。入冬时若作物经过抗寒锻炼的逐渐过度，受低温灾害影响的严重程度就会相对较轻，但若暖冬时突遇剧烈降温，一夜入冬，抗寒锻炼未能完成，受害程度就会相当严重。作物的种类或品种若较为喜温或抗寒性较差，或秋播过早导致过于旺长，即使温度只是略微降低，也可能导致低温灾害的发生。低温灾害——冻害的时空分布特征冻害按其发生时段可分为初冬冻害、严冬冻害和晚冬冻害。初冬冻害主要是由于初冬季节强冷空气入侵，温度骤降引起，此时刚进入越冬期的作物还未经过抗寒锻炼或还未停止生长，强冷空气突袭易造成冻害，也称为初冬温度骤降型冻害。严冬冻害主要是因冬季的长期低温积累，超出越冬休眠期作物的耐低温极限，从而对作物产生危害。尤其在隆冬季节强寒潮过境后，温度持续大范围降低并伴有大风，易导致大面积死苗，也称为冬季长寒型冻害。晚冬（也称早春）冻害主要出现在冬末春初天气开始回暖时，此时春苗萌动或开始返青，耐低温能力减弱，部分丧失其抗寒性，若又突然出现“倒春寒”，融冻交替，则可能比严冬冻害更威胁作物生长，也称之为早春融冻型冻害。低温灾害——冻害的时空分布特征从空间分布上看，冻害在中、高纬度地区发生较多，对我国北方的越冬作物威胁最大，如冬小麦和冬油菜，因此受冻害影响最大的地区是北方冬小麦区北部。而青藏高原、东北和内蒙古局部的高寒地区，虽然整体气温最低，但一般不种植越冬作物，因此作物受冻害的影响相对较小，不过冻害对当地牧区的畜牧业和苹果、柿子等温带果树的种植业仍有一定影响。长江流域和华南地区，冻害发生的次数整体较少。但大部分越冬蔬菜和柑橘等亚热带果树的冻害，常以长江流域最为严重。低温灾害——霜冻的时空分布特征霜冻通常发生在9月至次年5月期间，但青藏高原、内蒙古东部、黑龙江西北部等地区，6~8月也曾出现过霜冻。在温暖季节向寒冷季节过渡期间出现的霜冻称之为早霜冻或秋霜冻。早霜冻时，秋季秋收作物正在日趋成熟，因此霜冻可能导致作物生长变慢或停止。秋季的第一次霜冻为初霜冻，初霜冻越早，作物受害的可能性越大。在寒冷季节向温暖季节过渡期间出现的霜冻称之为晚霜冻或春霜冻。晚霜冻时，冬小麦开始返青拔节，喜温作物已播种出苗，北方果树正值开花期，霜冻会对这些作物的生长产生重要影响。春季的最后一次霜冻称之为终霜冻，终霜冻越晚，作物受害的可能性越大。低温灾害——霜冻的时空分布特征一年中从终霜冻日到初霜冻日的天数则称为无霜期。我国霜冻整体北方多于南方，高原多于盆地，内陆多于沿海。青藏高原、黑龙江西北部、内蒙古东北部等地，霜冻最为严重。随着全球变暖，我国大部分地区的无霜期天数都平均每十年增加3天以上，青藏高原可达6.6天/十年。1981-2010年中国年无霜期日数分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号低温灾害——冷害的时空分布特征南方水稻春季冷害主要发生在长江中下游及以南地区的早稻播栽期，可能导致大面积的烂秧和死苗。湖南、湖北、福建、江西西北部、广西和广东北部地区相对严重。随着全球变暖，我国春季冷害发生次数总体呈减少趋势，特别是20世纪90年代后减少趋势更为明显。低温灾害——冷害的时空分布特征南方水稻秋季冷害主要发生在寒露前后，也称为“寒露风”。寒露风主要发生在长江中下游及以南地区的晚稻抽穗扬花期，可能导致授粉和受精受阻，空秕率增加，产量下降。出现频率由北向南递减。随着全球变暖，我国秋季冷害发生的次数也呈现微弱的减少趋势。低温灾害——冷害的时空分布特征东北夏季低温冷害主要发生在东北的东北部地区，主要表现为热量不足导致发育期延迟，或开花、授粉等过程发生障碍，而影响正常成熟，造成减产或失收。以黑龙江大部分地区和吉林部分地区最严重。随着全球变暖，东北夏季低温冷害的减少趋势非常显著。低温灾害——寒害的时空分布特征寒害主要是针对热带和亚热带作物的低温灾害，因此主要发生在华南地区。其整体频率分布呈现出由南到北、由沿海到内陆、从低海拔到高海拔逐渐加重的情况。华南地区的寒害主要发生在11月至次年3月，又通常以1月寒害影响区域范围最广。受全球气候变化的影响，华南地区同样呈现整体温度上升的趋势，总体上减少了冬季寒害发生的可能，但由于其年际变化较大，近年来仍然存在个别年份寒害较为严重的情况，需注意防范。低温灾害——对农业生产的危害冻害和霜冻对农业生产的影响较为严重：剧烈的低温可能造成植物体内的组织因冰冻而受损，导致植株长势不佳甚至直接死亡，因此对我国粮食作物、经济作物和果树、蔬菜的危害很大。瓜果豆类多为喜温蔬菜，不耐结冰，遭遇霜冻和冻害后，可能导致叶片和果实枯死，严重减产。强烈的低温还会直接冻坏植株分蘖节，造成叶片枯萎，部分根系和分蘖死亡，使其失去恢复生长的能力。牲畜在冬季也经常因受冻而掉膘、易感病，甚至直接死亡。低温灾害——对农业生产的危害冷害和寒害通常不会引起植物体内冰冻受损，因此灾害相对较轻，但同样会影响植物的产量和品质：作物的生长发育过程中，低温延缓其生长和发育速度，导致到收获期时，作物尚未完全成熟或产量降低，从而影响上市时间和最终产量，称之为延迟型低温危害。作物的生殖生长期（主要是生殖器官分化到抽穗开花阶段时），若突遭异常低温，可能使生殖器官生理机能遭到破坏，影响正常结实，以致颖花不育，籽粒空瘪，称之为障碍型低温危害。低温，尤其是连阴雨造成的低温，容易导致病虫害的发病率增加。低温灾害——防御措施首先，必须认识到我国大部分地区可能受到不同类型低温灾害的威胁，对低温灾害的防治也不止局限于冬季，应在生产初期就通过合理布局和科学管理，提高作物抗寒能力。其次，可通过以下农业技术措施提高作物的抗寒能力：选择合适的种植区域和种植时间，尽量避开低温灾害的高风险区域和时段，同时掌握适宜的播种深度。选育耐寒抗冻的品种，或选择生育期较短的早熟品种，并适当早播，降低生长后期遭遇低温灾害的风险。也可使用育苗-壮苗移栽而非直接播种的方式，保证其抗寒能力。可增施有机肥、磷肥、钾肥等，提高植株活力。还可对作物适当进行抗寒锻炼，可以提高植株本身的抗寒能力。低温灾害——防御措施此外，可通过以下农业技术措施提高周围环境的温度：在农田或果园的上风向，设置防护林等屏障，或为苗圃搭建防寒棚，阻挡冷平流侵袭。同时合理密植，减少散热。在农田或果树周围，铺设薄膜、草帘、尼龙布等覆盖物，减少地面和植株的热量丧失。合理喷施化学防冻药剂，如稻田的水面增温剂，或果树的抑蒸保湿剂。对农田进行喷水或灌水保温，但需特别注意，温度过低时可能导致水田冻结，不宜选用。在突发性低温危害出现时，可进行烟熏保温。但需要注意其释放的颗粒物会对周围环境造成污染，因此需谨慎使用。台风寒潮典型的复合型气象灾害——连阴雨第三节其他典型的农业气象灾害台风——概念热带气旋（tropicalcyclone）是热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定气旋性环流的非锋面性涡旋。狭义上，发生在西北太平洋和南海海域的底层中心附近风力达到12级及以上的热带气旋才称为台风（typhoon）。广义上，在我们平时的日常生活中，或气象局的公共服务中，通常将底层中心附近风力达到8级及以上的热带气旋，均统称为“台风”，纳入台风的监测、预警和灾害统计中。台风——命名台风有两种命名方式。首先是使用年份+排序的四位数字进行编号，如2201表示2022年出现的第1个符合要求的台风。此外，还可为台风直接命名，命名按照以下命名表依次使用，但一旦某个台风造成了特大损失，那么它将从命名表中删除，由原先提供该名称的国家或地区重新推荐命名。柬埔寨中国朝鲜中国香港日本老挝中国澳门马来西亚密克罗尼西亚菲律宾韩国泰国美国越南达维海葵鸿雁鸳鸯小犬布拉万三巴杰拉华艾云尼马力斯格美派比安玛莉亚山神安比悟空云雀珊珊摩羯丽琵贝碧嘉普拉桑苏力西马仑飞燕山陀儿百里嘉潭美康妮银杏桃芝万宜天兔帕布蝴蝶圣帕木恩丹娜丝百合韦帕范斯高竹节草罗莎白鹿杨柳玲玲剑鱼蓝湖琵琶塔巴米娜桦加沙浣熊博罗依麦德姆夏浪娜基莉风神海鸥凤凰天琴洛鞍西望洋鹦鹉森拉克黑格比蔷薇米克拉海高斯巴威美莎克海神红霞白海豚鲸鱼灿鸿琵鹭浪卡沙德尔紫檀简拉维艾莎尼艾涛班朗科罗旺杜鹃舒力基彩云小熊蔷琵烟花查帕卡尼伯特卢碧银河妮妲奥麦斯康森灿都电母蒲公英狮子山圆规南川玛瑙妮亚图雷伊马勒卡鲇鱼暹芭艾利桑达翠丝木兰米雷马鞍蝎虎轩岚诺梅花苗柏南玛都塔拉斯奥鹿玫瑰洛克桑卡纳沙海棠尼格榕树山猫帕卡珊瑚玛娃古超泰利杜苏芮卡努兰恩苏拉台风——形成天气学上常以“CISK”机制（ConditionalInstabilityoftheSecondKind，第二类条件性不稳定）来解释台风可能的形成原理。海面上若存在低压的初始扰动，则会产生辐合和抬升。热带海面温度高，大量海水蒸发，提供了充足的水汽。水汽在抬升过程中发生抬升冷却，凝结成云，释放潜热，加热气团，促使对流运动进一步发展，同时导致海平面气压的进一步下降。这使得周围的暖湿空气源源不断地流入补充，在地转偏向力的作用下产生旋转，并在中心附近汇聚，再抬升、凝结、加强。如此循环，形成正反馈的机制，不断自我加强，就形成了云和降水范围极广、中心低压极低、周围风速极大的台风系统。台风——形成按照此机制，通常认为台风的形成需要具备以下条件：广阔的热带洋面：通常台风只出现在海温高于26-27℃的暖洋面上，高温高湿的低层大气是台风形成的重要条件。初始的低压扰动：初始的低压扰动，是台风可以发生后续自我加强的前提。通常，需要在低层大气存在初始低压，且高层辐散超过低层的辐合，才能长久维持并加强。垂直风切变不宜过大：垂直风切变不宜过大才能保证抬升运动尽量垂直发展，水汽凝结所释放的潜热集中保存在台风中心区域附近，维持并加强台风后续的发展。适合的纬度：纬度过高则海温不足，无法提供充足水汽；而纬度过低则地转偏向力过小，无法产生旋转。因此台风通常发生在5°~20°左右的洋面上。台风——结构台风眼区：台风核心区，半径通常为5~30km，温度较高，气压很低，下沉气流主导，天气晴朗，静稳无风。云墙区：紧邻台风眼周围的高耸云墙，通常宽度约为几十千米，是造成暴雨、大风、风暴潮等灾害最为严重的区域。螺旋雨带区：台风的外围区域，云雨带呈螺旋状排列并不断旋转，长度可达几千千米，也会产生雷雨大风等天气（强度稍弱于云墙）。台风由内至外可分为：台风眼区、云墙区、螺旋雨带区台风——移动路径西移路径：向偏西方向移动，到广东、海南一带登陆，对华南地区影响最大。西北路径：向西北方向移动，在浙江沿海登陆，或先在台湾登陆，然后影响福建、浙江沿海一带。转向路径：先朝西北移动，在北纬25°附近突然转向，折往东北方向，路径呈现抛物线状。通常仅影响华东沿海的部分地区。1981-2010年影响中国的台风频数及主要路径分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号台风——时空分布特征台风影响的区域遍布我国东部沿海，影响频数呈现自南向北、自沿海向内陆递减的整体规律。由于台风的西移路径较为常见，且华南海岸线绵长，因此台风对华南沿海影响最大。台风的登陆地点遍布我国东部沿海，南起海南三亚，北至辽宁营口。登陆个数和次数都是广东省最多。1981-2010年影响中国的台风频数及主要路径分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号台风——时空分布特征从时间分布上看，西北太平洋和南海海域几乎每个月都有台风生成，但主要集中在7~10月。7~10月间平均每月可生成台风3.5个以上，8月最多，平均可达5.8个；1~4月较少，基本在1个以下，又以2月最少，平均每十年仅生成1个。从登陆我国的台风统计情况看，1~3月间虽有台风生成，但从未有台风登陆过我国。7~9月是台风登陆我国可能性最大的时段，但在此期间登陆我国的台风占全年登陆台风总数的80%左右。台风——时空分布特征西北太平洋和南海海域生成的台风个数呈现略微的减小趋势，平均每十年减少0.9个。但登陆我国的台风数量，总体却呈现微弱的上升趋势，平均每十年增加0.2个，也就是说台风一旦生成，登陆我国的可能性增加。登陆我国的台风，年平均强度和最大强度也都呈现出略微增强的气候变化趋势。台风——对农业生产的危害大风：强烈的大风可摧毁建筑物和农业生产设施，导致作物和果树出现倒伏、折枝、落花、落果等机械损伤甚至被连根拔起。暴雨洪涝：暴雨可能导致洪水特别是山洪爆发，可能冲毁堤坝、桥梁和道路，淹没农田、掩埋建筑物，并可能造成后续的渍害。风暴潮：风暴潮可能使沿海水位猛涨5-6m，严重的风浪可致使渔船倾覆，缆绳掀断，撞毁桥梁、码头、海堤等。但台风也非一无是处，台风外围的螺旋雨带为沿海地区带来大量降水，有利于缓解南方夏季高温伏旱，并提供生产生活蓄水。台风——防御措施台风灾害来临前的准备：气象部门应密切监测台风的生成与发展过程，提高对预报的准确性，及时发布台风灾害预警，准备留出充足的时间。应急管理部门，应提前做好防台预案，储备好充足的抗台物资。必要时可转移危险地带的群众，停课、停工等。居民要及时查阅台风预警信息，减少外出，储备好食物、水和应急物品；关紧门窗，做好加固。农户应推广抗风耐涝品种，在台风来临前，备足物资，加固海塘堤坝和生产设施，疏通沟渠，及时抢收作物并撤离。出海渔船应尽快回港或至就近港避风；滩涂、水库下游、易受涝地等高危地带的渔民需尽快撤离。应提前做好应对因台风过境造成堤坝塌方和养殖水产品疾病暴发的准备。台风——防御措施台风灾害发生后的重建：加大财政投入力度，调度救灾储备物资，督促农业保险理赔，组织农户及时进行灾后的抢修、重建与补救措施。组织专家指导救灾，及时调配种子、化肥、农药等生产资料。针对不同的作物，采取不同的灾后处置。例如南方受淹水稻，应及时疏通沟渠，冲洗叶片泥浆，加强水肥管理。对出现倒伏但茎秆尚未折断的旱粮作物，应及时扶起，促进通风，防止果穗发芽霉变，及时中耕培土。此外，还应喷施叶面肥促进恢复生长，喷施杀菌剂预防病害和穗腐。对受损严重地区，可指导农民因地制宜改种、补种。及时关注台风动态，确认台风是否已完全过境，在确保安全前，继续留在安全的室内场所或避风港，避免外出。寒潮——基本概念寒潮（coldwave）是高纬度地区的强冷空气暴发南下，导致所经之地出现剧烈降温、大风和雨雪天气。按照《冷空气等级》国家标准，寒潮是单站日最低气温24小时降温幅度≥8℃或48小时降温幅度≥10℃或72小时降温幅度≥12℃（其中48小时、72小时的气温必须是连续下降的），且日最低气温≤4℃的冷空气。若达不到此标准，则只能称之为冷空气。寒潮——时空分布特征我国北方大部分地区冬季会受到寒潮的反复侵袭。寒潮频次分布总体呈明显的北多南少的特征。东北地区东部和北部、内蒙古大部分地区、新疆北部地区和西藏部分地区，寒潮最为严重，平均每年发生寒潮10次以上；而南方地区，由于其最低气温一般降不到寒潮的等级，因此寒潮的频率不足每年1次。1981-2010年中国年寒潮频次分布图（引自《中国灾害性天气气候图集》）审图号：GS京（2023）2271号寒潮——时空分布特征寒潮最大降温幅度通常呈现北强南弱的特点。在寒潮频发的东北、内蒙古、新疆北部、西藏西北部、青海西北部等地，都曾出现过降温幅度超过25℃的寒潮；北方地区寒潮最大降温幅度普遍在20℃以上；南方大部分地区的寒潮最大降温幅度在15~20℃，仅有台湾、海南、云南和四川盆地，从未出现过降温幅度达15℃以上的寒潮。寒潮一般多发生在秋末、冬季和初春时节，但除夏季（6~8月）没有出现过寒潮外，9月至次年5月间都有可能发生寒潮。在全球变暖的背景下，我国的区域性寒潮频次呈现明显下降趋势，平均每十年减少0.4次。寒潮——对农业生产的危害寒潮通常是大范围的降温、大风、雪灾或雨凇等灾害的叠加