皖南山区倒春寒发生特征及气象风险区划

杨木勇 孙秀邦 汪大林

（安徽省宣城市气象局，安徽宣城 242000）

安徽省茶区相对集中，产量丰富，2017 年全省茶叶产量达11.51万t，其中皖南山区的宣城市（3.39万t）和黄山市（2.85万t）2017 年茶叶产量居全省前两位，约占全省茶叶总产量的54%。茶树原产湿热地区，喜热不耐严寒，容易受到低温冻害的影响，因此安徽省茶叶单产较低。在低温冻害中以倒春寒对茶叶生长影响最大，本文将根据灾害风险评估原理和倒春寒致灾特征，分析皖南山区各地不同强度倒春寒的出现历史概率，进行茶叶倒春寒风险评估分析，为茶叶的生产提供气象科学保障依据。

1 资料和方法

1.1 资料来源和倒春寒定义 本文所用资料主要为安徽省宣城市和黄山市13 个国家级气象台站1981-2015 年3-4 月日平均气温、日照时间等逐日气象资料（由于历史原因休宁站1988-1991 年无数据，期间暂不进行数据处理）。

1.2 倒春寒年次频率计算 倒春寒年次频率见表1，计算不同程度倒春寒发生年次频率，为不同程度倒春寒发生年次数与统计资料总年数之比。

表1 倒春寒级别分类

1.3 倒春寒气象风险指数 根据倒春寒对茶叶的影响，倒春寒影响茶叶主要有日均温降温幅度、日最低气温、低温持续日数、低温过程平均温度等因素。为了较好反映倒春寒对茶叶生产的影响程度，定义倒春寒综合气象风险指数（R）如下：

其中，R 为倒春寒的风险指数；f1、f2、f3和f4分别轻级、中级、重级和特重级倒春寒发生频次（分别占总发生次数的比例）；I1j、I2j、I3j和I4j分别为历史上出现轻级、中级、重级和特重级倒春寒对应的发生强度。n1、n2、n3和n4分别为轻级、中级、重级和特重级倒春寒发生次数，n 为统计年内总倒春寒的次数。公式（1）的含义是通过不同程度的倒春寒发生频次和低温强度进行加权，得到多年平均总的风险指数。从公式（1）中得出，风险指数越高，倒春寒的风险就越大。

2 结果与分析

2.1 皖南山区倒春寒气象风险要素空间分布特征

2.1.1 发生频率特征 图1 为皖南山区倒春寒发生年次频率空间分布图。由图可见，皖南山区倒春寒发生年次频率在34.3% ～45.7%，平均为42.1%（2.4 a 一遇）。祁门县、黄山区、广德市、宁国市和旌德县5 区的大部分山区倒春寒年发生频率在45.7%（2.2 a 一遇）；绩溪县、郎溪县和泾县发生倒春寒的频率在42.9%（2.3 a 一遇）；黟县和宣城市大部分地区发生频率在40.0%（2.5 a 一遇），黄山市区、歙县和休宁县等县区大部分地区倒春寒发生频率在40% 以下，其中休宁县发生频率为38.7%（2.6 a 一遇），歙县发生频率为37.1%（2.7 a 一遇），黄山市区发生概率为34.3%（2.9 a 一遇）（图1a）。

中度及以下倒春寒年次频率在0% ～17.2%，平均为10.2%（10 a 一遇）。黄山区近年来未发生过中度及以下倒春寒天气，广德市、宣城市和泾县中度及以下倒春寒年发生年次频率在5.8%（17.2 a 一遇）以下，宁国市和旌德县等地中度及以下倒春寒发生年次频率为8.6%（11.6 a 一遇）。绩溪县、郎溪县、休宁县、歙县、黟县、祁门县和黄山市区中度以下倒春寒年发生频率在10 a 一遇以上，其中黄山市区和祁门县最高，为17.2% 和17.1%，达到5.8 a 一遇。其他大部分地区中度以下倒春寒年发生频率都在6 ～10 a 一遇（图1b）。

皖南山区重度及以上倒春寒发生年次频率明显高于中度及以下倒春寒年次频率，重度及以上发生频率在17.1% ～45.7%，平均为31.9%（3.1 a 一遇），其中黄山市区年发生频率最低，为17.1%（5.8 a 一遇）。歙县、黟县、休宁县、祁门县、绩溪县和郎溪县大部分地区发生重度及以上倒春寒年次频率在3.0 a 一遇以下，宣州区、泾县、旌德县、宁国县、广德市和黄山区发生重度及以上倒春寒年次频率在 3 a 一遇以上，其中黄山区发生频率最高，为45.7%，为2.2 a 一遇（图1c）。

图1 皖南山区省倒春寒及中度及以下、重度及以上倒春寒发生频率（单位：%）

2.1.2 倒春寒各强度分布和强度指数分布、起止时间分布特征 通过对皖南山区13 个国家级气象观测站1981-2015 年倒春寒天气的统计分析，得出倒春寒不同程度强度的比例和强度指数的分布、起止时间分布。皖南山区各县市倒春寒发生频率平均达0.42 次/a，广德县、宁国市、旌德县、黄山区和祁门县发生频率最高，达到0.46 次/a，黟县、绩溪县、郎溪县和泾县次之，黄山市区最少，仅0.34 次/a。从发生强度看，各地情况都不同，但都以轻度最少，中度、重度次之，特重度最多。轻度倒春寒占所有倒春寒的4.7%，中度约占19.7%，重度约为24.8%，特重度倒春寒发生比重为50.6%，占了倒春寒发生总数的一半，发生重度及特重度倒春寒所占比例平均高达75%。从不同发生程度的强度指数看，轻度倒春寒的平均强度为1.6左右，中度倒春寒平均强度为6.8，重度倒春寒平均强度为12.7，特重度倒春寒平均强度高达45.1。从倒春寒发生起止时间来看，各个县市最早出现倒春寒时间都在3 月15 日，最晚结束倒春寒时间基本都在4 月。

2.1.3 倒春寒的风险强度要素特征 倒春寒对双季稻风险影响不仅与发生频率有关，还与倒春寒发生时的冷积温总量、低温持续天数、日照有关。从各风险强度要素特征看，综合分析倒春寒过程可得出，大部分的倒春寒过程，皖南山区茶叶倒春寒持续时间为8.0 ～10.0 d；过程冷积温多在36.9℃～55.6℃，折合每天冷积温约为3.7℃～7.0℃，也就是说，低温过程平均气温多在3℃～7℃；过程日照平均每天为1.0 ～2.5 h。

2.2 倒春寒综合气象风险区划 根据倒春寒发生各风险频率和强度要素，由式（1）计算得到倒春寒综合风险指数，根据综合风险指数数值范围按等值区间划分4 级（表1）。

表1 皖南山区倒春寒综合风险等级区划

皖南山区绝大部分地区倒春寒综合风险指数在5.0 以上，都为中度风险以上，表明皖南山区倒春寒发生频率较高，强度较大，倒春寒对茶叶风险高；其中祁门县的大部、休宁县西部山区和绩溪县南部乡镇等地区综合风险指数在10.0 以下，为倒春寒中度风险区，为皖南山区倒春寒风险最小的区域。黟县、黄山市区、歙县的大部分山区、绩溪县大部分山区、泾县和郎溪县风险指数在10.0 ～15.0，为倒春寒高风险区域，倒春寒发生频率高，强度大，容易发生重度以上倒春寒灾害，对茶叶的生产影响较大。黄山区、宁国市、广德县、旌德县和宣州区大部分山区倒春寒综合风险指数＞15.0，为倒春寒特高风险区，倒春寒发生频率最高，且强度最大，对茶叶的生产影响也最大，这些区域要特别注意防范倒春寒天气带来的不利影响。

3 结果和讨论

根据皖南山区1961-2015 年气温、日照等气象资料进行倒春寒灾害风险分析，得到结果如下。

（1）皖南山区茶叶种植区发生倒春寒频率较高，为2 ～ 3 a 一遇；中度及以下倒春寒发生频率较低，平均为10 a 一遇，发生重度及以上倒春寒频率高于轻中度频率，平均为3.1 a 一遇。在空间频率分布以黄山区最高，广德市、宁国县、泾县和旌德县次之，黄山市区最低。

（2）皖南山区各县市倒春寒发生频率平均达0.42 次/a；从发生强度看，以轻度最少，中度、重度次之，特重度最多；各个县市最早出现倒春寒时间都在3 月15 日，最晚结束倒春寒时间基本都在4 月。

（3）皖南山区茶叶种植区中以祁门县的大部、休宁县西部山区和绩溪县南部乡镇等地区为倒春寒中度风险区；黟县、黄山市区、歙县的大部分山区、绩溪县大部分山区、泾县和郎溪县等地区为倒春寒高风险区；黄山区、宁国市、广德县、旌德县和宣州区大部分山区为倒春寒特高风险区。

鉴于低温风险影响，茶叶减产定损可操作性差，目前也无规范的受灾面积和减产损失的资料，以上风险评估仅从气象角度考虑，未考虑具体受灾对象分布，评估结果有一定局限性。