楚雄州烤烟人工防雹经济效益评估

王金萍，赵 勇，徐顺琼，李宏波

(1.云南省云南大学大气科学系，云南 昆明 650091;2.云南省楚雄州气象局，云南 楚雄 675000;3.云南省楚雄师范学院，云南 楚雄 675000)

楚雄州烤烟人工防雹经济效益评估

王金萍1，2，赵 勇2，徐顺琼3，李宏波2

(1.云南省云南大学大气科学系，云南 昆明 650091;2.云南省楚雄州气象局，云南 楚雄 675000;3.云南省楚雄师范学院，云南 楚雄 675000)

烤烟是楚雄州财政收入的主要来源之一，但冰雹灾害每年都要给全州的烤烟生产造成巨大的损失。楚雄州自2001年开始应用人工防雹技术进行大规模烤烟人工防雹工作，有效地减轻了冰雹给烤烟生产带来的损失。如何对其经济效益进行科学定量的评估，是人影工作中的一个重要问题。该文通过对我州规模化地开展烤烟防雹前后烤烟遭受冰雹灾害损失情况对比，应用区域回归分析、天气回归分析及局部个例分析等方法，从多方面多角度对我州的烤烟人工防雹效益进行评估，计算出符合我州实际的烤烟防雹效益值，其方法对其他地区也有参考价值。

烤烟防雹;经济效益;评估

1 防雹效果的检验

在人工防雹作业中，作业是否有效是我们首先要回答的问题。由于防雹效果的指标及其分布形式事先并不知道，因此我们采用非参数性检验中的秩和检验法来对防雹效果进行显著性检验。根据楚雄州各县开展防雹的时间、规模情况(表1)，将时间系列分为作业期8 a(2001—2008年)与非作业期(1990—1996年)7 a。为保证统计效果的客观准确性，选取的统计量为楚雄州烟草公司统计的全州年度雹灾面积资料和楚雄州统计局统计的年度烤烟种植面积资料(表2)，采用不成对的秩和检验法，把防雹前7 a的雹灾面积资料为A组，开展防雹作业后8 a的雹灾面积资料为B组，则防雹前的秩和T=6+10+11+12+13+14+15=81(表 3)，据 Na=7，Nb=8，查秩和检验表，取显著水平α=0.025，得T1-α=73，因为 T≥T1-α，所以 A 和 B有显著差异，确认开展8 a防雹作业有效，可信度达97.5%。

表1 楚雄州1990—1996、2001—2008年防雹布点情况一览表 (单位：hm2)

表2 楚雄州1990—1996、2001—2008年烤烟种植及受雹灾情况一览表 (单位：hm)

表3 楚雄州1990—1996、2001—2008年烤烟防雹效果秩和检验表 (单位：hm2)

2 防雹效果评估方法

2.1 区域回归试验

根据我州防雹布点情况，将全州烤烟的种植面积划分为防区内和防区外。与天气系统尺度相对而言，我州10县(市)防区内外所受的天气系统影响基本一致，根据开展防雹前烤烟雹灾面积资料，计算出防区内和防区外雹灾面积的相关性，建立防区内和防区外雹灾面积的历史回归方程，用防区外作业期的实际受灾面积xk估计防区内的自然雹灾面积yy，用估计出的自然雹灾面积yy减去实际雹灾面积yk，得出作业后的防雹效果。

设防区外受灾面积为xi，防区内受灾面积为yi，据防雹前7 a资料求出变量xi与yi的相关系数r=0.977，对应自由度 m=7-2=5，α =0.01，查得 rα=0.874，由于 r＞ rα，表明 xi，yi间相关性很好。用历史资料建立区域回归方程，求得回归系数：

b=∑(xi-xn)(yi-yn)/∑(xi-xn)2=1.3 946

a=yn-bxn=279.12，

进一步得到区域回归方程：yy=279.12+1.3 946*xk。

2001—2008年防区内、防区外烤烟年平均雹灾面积分别为yk=76.27 hm2和xk=830 hm2，带入上面区域回归方程，得防区内的自然雹灾面积估计值yy=1436.64 hm2，年平均减灾面积 yy-yk=1360.37hm2。

采用t检验对雹灾面积减少是否显著进行检验，由于n较小，只有7 a，采用H检验，确定防区内和防区外雹灾面积均属正态分布。采用多个事件检验法检验开展防雹后多年作业的平均效果，计算后得t=11.38，对应自由度m=7-2=5，α=0.01，查 t检验表表得 tα=6.859，由于 t＞ tα，表明雹灾面积减少值是显著的，单边检验显著度超过0.01，说明防雹效果是显著的。

2.2 多元回归分析

由于冰雹灾害的时空分布变化较大，且与气候变化密切相关，因此引入气候因子来进行防雹效果评估，根据楚雄州冰雹过程的天气背景特征，本着因子相关性好且相互间独立的原则，经筛选，选取楚雄州5—9月的东风日数和雷暴日数作为预报因子，建立雹灾面积的统计预报模型，利用该模型来预测2001—2008年的受灾面积，然后与实际受灾面积对比，得到防雹效果。

2.2.1 多元回归方程的建立 设预报量y为当年烤烟受灾面积(hm2)，选用的预报因子有 x1：5—9月雷暴日数x2：5-9月14时东风日数，预报量和各因子的样本资料列于表4。

表4 楚雄州1990—1996年烤烟受灾面积与气候因子一览表

在假定变量y与x1、x2间呈线性相关关系的条件下，利用变量的观察资料建立y对x1、x2的多元线性回归方程：

y=b0+b1x1+b2x2

式中b0、b1、b2是待定的未知常数，将表4中的有关数据带入多元回归正规方程组计算，

y=-7 725．15+10.72x1+7．22x2

2.2.2 回归方程的显著性检验 由于以上回归方程y=b0+b1x1+b2x2是在变量变量y与x1、x2之间存在着线性相关的假定下，利用样本资料求出的，因此还需要对其进行统计检验，才能知道变量之间是否真的存在线性相关关系，以判明求得的线性回归方程是否有意义。

通过样本资料计算U(回归平方和)，Q(剩余平方和)得到显著性F检验值F=7.714。查F检验表a=0.05显著水平，分子自由度为2，分母自由度为4时Fa=6.94，由于F＞Fa，肯定变量间存在着线性相关关系，y对x1、x2的回归效果显著，所求得的线性回归方程是有意义的。

2.2.3 用回归方程作预报并作防雹效益估计

将2001—2008年x1、x2值代入回归方程，得到假设防区内未进行防雹时的受灾面积估计值y，与防区内实际受灾面积yt比较，得到进行防雹后的减灾面积(表5)。

表5 楚雄州2001—2008年烤烟防雹效果一览表 (单位：hm2)

2.3 局部个例分析

根据“冰雹走老路”这一活动规律，在冰雹源地或冰雹路径上设炮点，根据设点前后该地烤烟受灾情况的实际调查结果，分析出该地区的烤烟防雹效果。

武定县的猫街、高桥两个乡镇位于我州北部的冰雹路径上，经实地调查，未设立防雹点之前，猫街镇每年因冰雹烤烟损失面积在66.67 hm2左右，高桥镇每年因冰雹烤烟损失面积在80 hm2左右，自2001年起在两个乡镇设立了4个防雹作业点后，由于及时地指挥作业，再没有发生过烤烟遭受冰雹袭击的事件，其减灾效益及投入产出比的计算如下：

减灾效益D=St*A，St为设立炮点后烤烟受雹灾损失面积(hm2)，A为设立炮点后的当地烤烟多年平均亩产值(元/hm2)，投入产出比：K=D/C，C为5年防雹总投入，计算结果如表6。

表6 猫街、高桥镇2001—2005年防雹效益一览表

3 几种评估方法得出的防雹效益评估结果

通过以上3种防雹效果检验方法，得到了楚雄州开展烤烟防雹工作后取得的减灾面积S，引入全州烤烟雹灾损失系数K≈0.76(计算过程略)，将减灾面积S换算为损失面积Su，即可通过“防雹效益=损失面积×多年平均公顷产值”得到防雹减灾的经济效益，最后以投入产出比的方式反映出来(表7)。

表7 楚雄州2001—2008年烤烟防雹效益统计表

4 结论

①第1种区域回归分析法统计量与统计因子均为雹灾面积，灾情统计资料当地烟草部门提供，统计变量较为客观、详实，在统计资料可信度较高的情况下，进行防雹效益评估，方法上较为客观合理，统计结果的可信度较好。对区域回归分析法得出的结果进行分析，我们可以看到，全州烤烟人工防雹的效益为1∶8.5。

②第2种多元回归统计法根据当地冰雹天气特征引入了冰雹天气因子，从该方法的统计结果可以看出，我州开展防雹以来的烤烟防雹效益为1∶6.6。由于冰雹是小概率事件，从统计学方面考虑，自然变率越大，越是需要长期实验才能检出防雹效果。由于受资料限制，所取时间期间较短(仅为7 a)，在气候异常年(雹灾特多或特少年)，该方法在统计结果会产生较大偏差，但若做全州性统计的话，其结果仍具一定的参考价值。

③第3种局部个例分析方法，是根据局部地区冰雹活动有一定规律这一特征和存在准确定量受灾面积历史经验值的基础上作出的，其结果可信度的大小，依赖于当地统计的防雹减灾面积的准确度。在假设历史经验值准确的情况下，其统计方法较为客观定量，对位于冰雹活动路径上的地区或是冰雹常年受灾地区是一种较为科学、合理的评估方法，结果直观、可信，在区域较小的县乡一级有较好的应用价值。从该方法的统计结果可以看出，我州位于冰雹活动路径上的局部地区近5 a来的烤烟防雹效益在1∶8.3 ～1∶10 之间，最高达1∶11.6，明显高于全州平均值，从另一个方面也说明了炮点布局是否合理对防雹效益有着较大的影响。该方法的缺点是在冰雹活动规律年变化较大的地区或冰雹活动异常年份(雹灾特多或特少年)，其统计结果会产生较大偏差。

④本文通过应用3种典型的人工防雹效果检验方法，结合我州实际，计算出了我州烤烟人工防雹的经济效益，以投入产出比的方式体现全州烤烟防雹平均效益约为1∶8.1，比之以往的效益计算，该结果具有较强的理论基础和统计依据。由于资料的限制，该文仅考虑了烤烟的防雹效益，未考虑其增雨、增湿及其他粮经作物的受益，否则该效益还会进一步增加，对我州未来烤烟防雹的投入与发展规划具有很大的参考价值。

［1］ 章澄昌.人工影响天气概论［M］.北京：气象出版社，1992：267-291.

［2］ 杨联章，陈群.高炮防雹增雨技术［M］.北京：气象出版社，2001：23-32.

［3］ 中国气象局科技发展司.人工影响天气岗位培训教材［M］. 北京：气象出版社，2003：218-233.

［4］ 施能.气象统计预报中的多元分析方法［M］.北京：气象出版社，1985：1 00-146.

P482

B

1003-6598(2011)06-0032-04

2011-11-26

王金萍(1972-)，女，高工，主要从事中短期天气预报工作。

1.国家自然科学基金地区基金项目(40965002);2.云南省自然科学基金资助项目(2005D0077M2)