山西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失及防御措施

裴 真 康 雪 楊永龍 賀青亮 郭兆蘭

(1山西省人工降雨防雹辦公室 2呂梁市老干部局)

1 氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害一般是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中導(dǎo)致作物顯著減產(chǎn)的不利天氣或氣候異常情況的總稱(chēng)。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害屬于自然災(zāi)害，多由溫度、水、風(fēng)等自然因子引起。由溫度因子引起的災(zāi)害有熱害、凍害、霜凍、熱帶作物寒害和低溫冷害，由水分因子引起的災(zāi)害有旱災(zāi)、洪澇災(zāi)害、雪害和雹害，由風(fēng)引起的災(zāi)害有風(fēng)害，由氣象因子綜合作用引起的有干熱風(fēng)、冷雨和凍澇害等。影響我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害有干旱、洪澇、低溫冷凍害、冰雹、臺(tái)風(fēng)以及干熱風(fēng)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因各種氣象災(zāi)害造成的農(nóng)田受災(zāi)面積達(dá)5 000萬(wàn) hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失占GDP總值的3%左右，占GDP增加值的10%以上。隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，氣象災(zāi)害造成損失的絕對(duì)值越來(lái)越大。氣象災(zāi)害造成農(nóng)作物受災(zāi)面積和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總損失呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，說(shuō)明環(huán)境脆弱性、不穩(wěn)定性總體在加大，抵御氣象災(zāi)害的能力在下降。

2 山西的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失

2.1 旱災(zāi)損失

所謂干旱是指久晴不雨或少雨、空氣干燥、土壤水分大量耗散，植物體內(nèi)水分嚴(yán)重虧缺，導(dǎo)致植株生長(zhǎng)發(fā)育不良，出現(xiàn)葉片萎蔫、卷縮、凋萎或枯死，繼而造成種植業(yè)減產(chǎn)甚至絕收的一種災(zāi)害。干旱是山西各類(lèi)氣象災(zāi)害之首，旱災(zāi)的損失超過(guò)其他全部氣象災(zāi)害總和的2倍以上。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1990年以來(lái)，全省每年平均因各種氣象災(zāi)害造成的農(nóng)田受災(zāi)面積占總耕地面積的73%;1990-1995年，由于氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失占全省農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的14.6%，占全省GDP的3.7%。1996年因氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)181億元，占全省 GDP的13.8%。

2.2 冰雹災(zāi)害損失

冰雹是從發(fā)展旺盛的積雨云中以冰球或冰塊的形態(tài)降落到地面的一種固態(tài)形式降水。山西地處中緯度地區(qū)，極鋒急流活動(dòng)頻繁，加之地形十分復(fù)雜，地勢(shì)起伏較大，植被覆蓋差，地面受熱不均，極易形成局地強(qiáng)大的熱力對(duì)流，促進(jìn)冰雹的形成與發(fā)展。冰雹出現(xiàn)雖然范圍較小、時(shí)間短促，但來(lái)勢(shì)猛、強(qiáng)度大，并常伴有狂風(fēng)暴雨，給農(nóng)作物和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重危害。山西是我國(guó)冰雹災(zāi)害較重省份之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全省成災(zāi)冰雹占總降雹次數(shù)的58%。各地冰雹均有成災(zāi)可能，大同市、朔州市、晉中市東山以及河曲、五寨等縣雹災(zāi)較重，尤其是靈丘、五寨、盂縣、昔陽(yáng)、和順等縣幾乎年年遭受雹災(zāi)。降雹常伴有短時(shí)局地大雨或暴雨，以及瞬間8級(jí)以上大風(fēng)，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、建筑設(shè)施以及人們生命財(cái)產(chǎn)安全等都具有很大的破壞性。我省成災(zāi)的冰雹主要發(fā)生在6－8月，處在生長(zhǎng)期特別是抽穗、開(kāi)花至灌漿、成熟期的作物，遭冰雹襲擊后，不再恢復(fù)生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)則顆粒無(wú)收，還可能危及人畜安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全省遭受冰雹襲擊縣市達(dá)60個(gè)，受災(zāi)減產(chǎn)縣市約有40個(gè)，平均每年成災(zāi)面積 10.7－11.3 萬(wàn) hm2，為旱災(zāi)成災(zāi)面積的1/6。

2.3 洪澇災(zāi)害損失

洪澇災(zāi)害與降雨的雨量、雨率、歷時(shí)等要素和地形、地貌、生態(tài)等條件均有密切關(guān)系，一般分為暴雨災(zāi)害和連陰雨災(zāi)害兩種，平均每年造成的受災(zāi)面積占全省總耕地面積的1.8%，是全省的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一。從洪水災(zāi)害發(fā)生的頻率來(lái)看，山西歷史上較大的洪水災(zāi)害隨著時(shí)間的推移呈遞增趨勢(shì)。由于地形等因素的影響，局地強(qiáng)降雨引發(fā)山洪，造成農(nóng)田和建筑物被沖毀、人畜傷亡和財(cái)產(chǎn)損失等在我省幾乎年年都有不同程度的發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1949年以來(lái)，暴雨洪水災(zāi)害給全省造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。山西大部分地區(qū)農(nóng)作物為一年一熟，故對(duì)連陰雨天氣十分敏感。秋季連陰雨機(jī)率雖然較小，但常會(huì)造成成熟作物未收獲或已收回的秋禾大量發(fā)芽、霉?fàn)€，損失嚴(yán)重。

2.4 凍害損失

低溫災(zāi)害是因寒潮或強(qiáng)冷空氣入侵造成的低溫冷害或凍害現(xiàn)象，在山西主要表現(xiàn)為霜凍。霜凍是指春末和秋初農(nóng)作物生長(zhǎng)期間，由于冷空氣入侵影響，使土壤表面或植物表面的溫度急劇下降到0℃以下，導(dǎo)致作物受害或死亡的一種低溫災(zāi)害。全省平均每年霜凍受災(zāi)面積約占總耕地面積的3.7%，成災(zāi)面積約占總耕地面積的1.9%，僅次于旱災(zāi)和雹災(zāi)。

2.5 風(fēng)災(zāi)損失

我國(guó)目前采用13級(jí)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)，瞬時(shí)風(fēng)速≥17.0 m/s(或風(fēng)力≥8級(jí))為大風(fēng)。在山西6級(jí)大風(fēng)即可對(duì)農(nóng)作物造成災(zāi)害，8級(jí)以上大風(fēng)的破壞性更大。造成山西風(fēng)災(zāi)的主要是冬季的寒潮大風(fēng)、夏季的雷雨大風(fēng)、秋季因寒潮或強(qiáng)冷空氣入侵而出現(xiàn)的大風(fēng)或磨谷風(fēng)，是經(jīng)常發(fā)生的一種災(zāi)害性天氣，損失較嚴(yán)重。

2.6 高溫、干熱風(fēng)災(zāi)害損失

高溫災(zāi)害是由于夏季副熱帶高壓控制的范圍內(nèi)是比較均勻的暖氣團(tuán)，天氣晴朗少云，造成空氣溫度高而傷害動(dòng)植物的災(zāi)害現(xiàn)象。高溫酷暑會(huì)造成人畜發(fā)病，死亡率增高，糧食歉收，棉花、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物減產(chǎn)等。干熱風(fēng)又稱(chēng)“干旱風(fēng)”，是農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，經(jīng)常出現(xiàn)在小麥揚(yáng)花、灌漿至乳熟期，導(dǎo)致其秕粒減產(chǎn)的一種干而熱的風(fēng)。全省干熱風(fēng)主要出現(xiàn)在南部地區(qū)，重干熱風(fēng)年占45%，輕干熱風(fēng)年占35%，基本無(wú)干熱風(fēng)年占20%，并且有每隔2－3年又連續(xù)出現(xiàn)2－3個(gè)重干熱風(fēng)年的規(guī)律，局部經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

3 山西主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御措施

人工影響天氣是緩解旱災(zāi)和防御雹災(zāi)最為有效的途徑，是保障糧食安全、飲水安全、生態(tài)安全的一項(xiàng)基礎(chǔ)性公益事業(yè)，是提高氣象防災(zāi)減災(zāi)能力、應(yīng)對(duì)氣候變化能力、開(kāi)發(fā)利用氣候資源能力的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。山西除省人工降雨防雹辦公室常年開(kāi)展飛機(jī)增雨作業(yè)外，另有90%的縣開(kāi)展了地面人工影響天氣作業(yè)，平均每年開(kāi)展人工增雨、防雹作業(yè)近500余次，發(fā)射增雨防雹彈5 000余枚，新型增雨火箭彈500余枚，有效受益、保護(hù)面積達(dá)到200萬(wàn) hm2，在減輕和緩解干旱和冰雹災(zāi)害方面發(fā)揮了顯著作用。

3.1 人工增雨是緩解干旱的有效途徑

3.1.1 人工增雨原理

有些降水性云，自然降水效率不高，通過(guò)人工干預(yù)提高降水效率的過(guò)程，就是常說(shuō)的人工增雨。高空中的云分為冷云(云內(nèi)溫度在0℃以下)和暖云(云內(nèi)溫度在0℃以上)，對(duì)冷云的人工增雨催化，是播撒人工冰核或制冷劑，迅速?gòu)浹a(bǔ)云中的冰晶數(shù)濃度，加速冰水轉(zhuǎn)化，同時(shí)釋放的潛熱導(dǎo)致云內(nèi)空氣增溫和局部上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，促使云和降水的發(fā)展和持續(xù);對(duì)暖云的人工增雨催化作業(yè)，通常是向云中播撒吸濕性巨鹽核或吸濕性鹽的飽和溶液滴以及直接噴灑大水滴，以促進(jìn)形成降水胚滴或直接引入降水胚滴，加強(qiáng)云滴碰撞和雨滴滋生，促使形成較大水滴產(chǎn)生降水。

3.1.2 擴(kuò)展開(kāi)發(fā)利用空中水資源工程

水資源一般指易于為人類(lèi)利用的淡水資源，包括地下水、地表水和土壤水，其補(bǔ)給來(lái)源均為大氣降水。大氣降水來(lái)源于空中水汽循環(huán)。山西省空中水資源相對(duì)豐富，年平均空中水汽總量達(dá)6 500×108t，其中液態(tài)水約占20%(1 300×108t)，但平均年降水只有740×108t左右，水汽流失嚴(yán)重。因此，有效開(kāi)展人工影響天氣，合理開(kāi)發(fā)利用空中水資源，是山西省防災(zāi)減災(zāi)、緩解水資源短缺、改善生態(tài)環(huán)境的重要途徑之一。

“山西省擴(kuò)展開(kāi)發(fā)利用空中水資源工程”的建設(shè)內(nèi)容，是圍繞建設(shè)以現(xiàn)代化的空中水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以人工增雨防雹指揮控制系統(tǒng)為核心，以飛機(jī)人工增雨和地面高炮、火箭增雨防雹作業(yè)系統(tǒng)和作業(yè)基地建設(shè)為重點(diǎn)，充分利用和依托我省現(xiàn)有的氣象業(yè)務(wù)設(shè)施、技術(shù)能力，建設(shè)現(xiàn)代化的全省人工增雨防雹作業(yè)體系，不斷提高人工增雨防雹作業(yè)的科技含量、技術(shù)能力和效益水平，更好地開(kāi)發(fā)利用我省的空中水資源。

3.1.3 山西人工增雨情況

近年來(lái)，山西的人工影響天氣工作取得新成效，引進(jìn)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的DMT機(jī)載云物理探測(cè)系統(tǒng)投入人影科研和業(yè)務(wù)應(yīng)用，太原、運(yùn)城、大同3個(gè)飛機(jī)人影作業(yè)基地建設(shè)成效顯著，全年實(shí)施飛機(jī)人工增雨、增雪作業(yè)，有效緩解重大旱情，為降低森林火險(xiǎn)、奪取糧食豐產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)。作業(yè)的目的從最初的應(yīng)急抗旱擴(kuò)展到防災(zāi)減災(zāi)、水庫(kù)蓄水、森林滅火、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等;作業(yè)的時(shí)間從季節(jié)性作業(yè)擴(kuò)展到全年不間斷作業(yè);作業(yè)的范圍從旱區(qū)作業(yè)擴(kuò)展到包括河流和水庫(kù)源頭在內(nèi)的全境作業(yè)。從我省恢復(fù)飛機(jī)人工增雨作業(yè)以來(lái)，共飛行作業(yè)1 371架次，作業(yè)面積覆蓋全省，增雨總量近212億m3。多次在農(nóng)事關(guān)鍵期、嚴(yán)重干旱時(shí)期和森林火災(zāi)發(fā)生的緊急關(guān)頭，成功實(shí)施了人工增雨作業(yè)，大大減輕了災(zāi)害程度，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益均十分明顯。

3.2 冰雹災(zāi)害防御

3.2.1 人工防雹的原理和方法

冰雹是在垂直氣流發(fā)展十分旺盛的雷雨云中產(chǎn)生的，強(qiáng)度大，范圍小，造成局部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。目前，人工防雹多采用“三七”高炮或火箭向云內(nèi)發(fā)射攜帶碘化銀催化劑的炮彈和火箭彈，人工增加云中凝結(jié)核形成冰雹的胚胎，爭(zhēng)食云中水源，使雹胚個(gè)個(gè)“吃不飽”，長(zhǎng)不大，在提前降落過(guò)程中由于下降增溫而逐漸融化成水。

3.2.2 近年來(lái)人工防雹作業(yè)情況

近年來(lái)，全省各地大范圍的開(kāi)展了人工防雹作業(yè)。運(yùn)城、長(zhǎng)治、太原、晉中、陽(yáng)泉、呂梁等市，根據(jù)當(dāng)?shù)刈魑锷a(chǎn)的需求，積極開(kāi)展人工防雹作業(yè)，有效地保護(hù)了當(dāng)?shù)責(zé)熑~、蘋(píng)果、紅棗、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物和設(shè)施農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)、豐收。

3.3 其他防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)

目前，較為有效的氣象災(zāi)害防御除了人工增雨和防雹之外，對(duì)于霜凍災(zāi)害的防御多采用地面焚燒秸稈熏煙、噴灑藥物和設(shè)置隔離屏障實(shí)施保護(hù)等辦法，阻止強(qiáng)冷空氣迅速接近地面使農(nóng)作物受害。對(duì)于干熱風(fēng)的防御，我省晉南干熱風(fēng)多發(fā)地區(qū)研制并采用在葉面噴醋，防止小麥過(guò)快蒸發(fā)干枯，實(shí)踐證明是有效方法之一。

4 結(jié)語(yǔ)

自然災(zāi)害給人類(lèi)社會(huì)造成的損害是極其嚴(yán)重的。據(jù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算，氣象災(zāi)害造成的損失約占整個(gè)自然災(zāi)害的70%左右。當(dāng)前，人類(lèi)防御自然災(zāi)害的能力雖然有限，但并非對(duì)所有災(zāi)害都無(wú)能為力。從氣象科技角度看，通過(guò)飛機(jī)、火箭等工具對(duì)過(guò)冷水云層播撒催化劑可以增加降水，緩解旱情;通過(guò)高炮、火箭等發(fā)射工具向強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)播撒大量催化劑，加之爆炸作用，可以抑制冰雹云的生長(zhǎng)發(fā)展，從而達(dá)到防止冰雹災(zāi)害、化雹為雨的目的;通過(guò)其他經(jīng)濟(jì)有效方法，可以防御或減輕霜凍和干熱風(fēng)的危害程度;通過(guò)嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)并及早提供預(yù)報(bào)與預(yù)警意見(jiàn)，可以使人們提前進(jìn)行多方位的準(zhǔn)備和防御，最大限度地減少災(zāi)害造成的損失。

氣象災(zāi)害的影響范圍廣，時(shí)間跨度大，造成的損失嚴(yán)重，采取一些行之有效的方法防御災(zāi)害的發(fā)生或減輕災(zāi)害的程度，意義重大，經(jīng)濟(jì)效益顯著。一次成功的人工增雨作業(yè)，可使久旱無(wú)雨、心急如焚的人民群眾受益解困;一次成功的人工防雹作業(yè)，可使面臨絕收的農(nóng)作物或經(jīng)濟(jì)林化險(xiǎn)為夷，豐收在望。氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)“三農(nóng)”的經(jīng)濟(jì)效益是毋庸置疑的，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，產(chǎn)值將會(huì)越來(lái)越高，災(zāi)害造成的損失價(jià)值也會(huì)越來(lái)越大，防災(zāi)減災(zāi)的意義也就顯得更加重要。

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