2020年4月延安市蘋果花期低溫凍害氣象決策服務探討

楊 麗 楊愛琴 李桂英 侯蓓蕾

（1延安市氣象局，陜西延安 716000；2富縣氣象局，陜西富縣 727500）

延安市地處黃土高原腹地，地形以溝、梁、塬、峁為主，屬于干旱半干旱氣候，春季（3—5月）冷空氣活動頻繁，晝夜溫差大，低溫凍害易發(fā)，對農業(yè)造成不利影響。延安市是蘋果種植優(yōu)勢生態(tài)區(qū)，同時也是低溫凍害高發(fā)區(qū)。低溫凍害是影響延安市蘋果產量和品質最嚴重的自然災害之一。雷延鵬等[1]研究表明，延安市蘋果花期凍害有日期提前和影響加重的趨勢。2020年4月延安市出現了2次低溫過程，使處在開花期的蘋果受到了嚴重影響。這2次低溫凍害過程有一個共同特點，即持續(xù)時間長、影響范圍廣、降溫強度大，特別是4月20—25日正值蘋果盛花期，低溫凍害天氣過程影響較大。針對這2次過程，延安市氣象局市縣配合，部門聯(lián)動，積極開展預報決策服務，為降低低溫凍害對果業(yè)的不利影響提供了氣象保障，并取得了較好的效果，但仍有一些方面需要改進。

本文利用延安市154個氣象監(jiān)測站氣溫資料、MICAPS資料以及延安市農業(yè)農村局提供的災情資料，從天氣實況及災情、環(huán)流形勢分析、致災成因、服務亮點以及存在的不足等方面對此次低溫凍害進行了分析，并就如何提升氣象決策服務品質進行了進一步探討。

1 天氣實況及災情

1.1 天氣實況

2020年4月10—13日延安市出現了影響范圍較大的降溫天氣，其間日最低氣溫下降6.0～10.8℃，最大降溫幅度14.2℃（吳起周灣）。極端最低氣溫出現在4月12日早晨，各縣（市、區(qū)）氣象監(jiān)測站最低氣溫達-5.4～-0.3℃，鄉(xiāng)鎮(zhèn)站最低氣溫出現在吳起周灣（-9.6℃）。4月12日0℃以下低溫持續(xù)時間為1～9 h，持續(xù)時間最長為吳起縣，從4月11日23：00至4月12日8：00共9 h。4月10—13日日較差逐日增大，4月 13日最大，達 20.6～25.7℃（表 1）。

表1 2020年4月10—13日延安市各縣（市、區(qū)）氣象站逐日最高、最低氣溫和日較差 單位：℃

4月21—25日延安市出現持續(xù)降溫天氣過程，其間日平均氣溫降幅0.6～6.8℃，最低氣溫出現在4月24日早晨，各縣（市、區(qū)）最低氣溫達-7.8～-2.0℃，鄉(xiāng)鎮(zhèn)站最低氣溫出現在吳起周灣（-11.4℃）。4月24日0℃以下低溫持續(xù)時間為3～9 h，持續(xù)時間最長為吳起縣，從4月24日0：00至4月25日9：00共9 h。4月21—25日氣溫日較差逐日增大，4月25日最大，達 20.7～31.7℃（表 2）。

表2 2020年4月21—25日延安市各縣（市、區(qū)）逐日最高、最低氣溫和日較差 單位：℃

1.2 災情

4月10—13日延安市北部果樹正處于現蕾至花蕾分離期，東、南部及中部果樹已進入初花期。低溫對蘋果花有一定的不利影響。據延安市農業(yè)農村局統(tǒng)計，此次降溫全市只有甘泉縣、志丹縣、寶塔區(qū)累計146.67 hm2果園受到輕度凍害，并不影響產量與質量。

4月20—25日延安市南部和東部黃河沿線蘋果處于落花坐果期，延安中部蘋果處于盛花至落花期，北部蘋果處于初花至盛花期，低溫凍害天氣過程對蘋果花影響較大。據延安市農業(yè)農村局調查，全市果園發(fā)生凍害面積達到6 166.66 hm2，其中：輕度凍害面積約2 313.33 hm2，占37.5%；中度凍害面積約1860.00hm2，占 30.2%；重度凍害面積約 1993.33 hm2，占32.3%。經濟損失約11 543.54萬元。

2 環(huán)流形勢分析

2.1 4月10—13日環(huán)流形勢分析

4月10日8：00，500 hPa高空圖上，歐亞中高緯為兩槽一脊型，巴爾喀什湖有一南北向低槽，在巴爾喀什湖北側有-30℃冷中心，日本海至內蒙古中部有一橫槽，槽后有冷空氣堆積，新疆東部至貝加爾湖為高脊，延安市處于橫槽尾部，受西風影響，延安站溫度為-21℃。到4月11日20：00，巴爾喀什湖低槽東北向移動，高壓脊東移南退，迫使橫槽轉豎，脊前槽后冷空氣南下。延安站由西風轉為北風，且風速增大至14 m/s，溫度降至-25℃。兩槽一脊型由東西向轉變?yōu)槲鞅睎|南向，脊增強，形成高壓中心，有利于冷空氣南下。到4月12日20：00，延安市受槽后脊前西北氣流控制，冷空氣過程基本結束。

4月10日8：00地面圖上，西南地區(qū)到陜西北部主要受地面低壓控制，延安市處于低壓倒槽頂部，巴爾喀什湖和蒙古國受冷高壓控制，中心強度達到1 037.5 hPa，受蒙古國西部冷高壓中心分裂冷空氣南下的影響，到4月11日8：00巴爾喀什湖冷高壓東移補充至蒙古國冷高壓，高壓合并，自北路南下，進入陜西，到4月11日14：00高壓控制延安市，強度減弱至1 027.5 hPa，到20：00高壓控制陜西，冷空氣影響基本結束。

2.2 4月20—25日環(huán)流形勢分析

4月19日8：00 500 hPa高空圖上，中高緯呈兩槽一脊型，脊前冷槽在冷平流作用下，于4月20日8：00發(fā)展為東北冷渦，位于東北北部，冷渦后部有-40℃的冷中心；在冷平流作用下，4月21日8：00冷渦加強南壓至東北南部，中心達520 dagpm，后部有-36℃冷中心。4月22—24日低渦東移北上過程中不斷發(fā)展，最強（4 月 23 日 8：00）達 516 dagpm，配合有-36℃冷中心，其后部持續(xù)擴散的冷空氣造成此次持續(xù)降溫天氣過程。4月24—26日隨著冷渦東移，延安站轉為脊前西北氣流，冷平流減弱，降溫過程結束。

4月19日20：00，地面冷高壓位于貝加爾湖北部，中心強度1 040 hPa，前沿有一冷鋒，4月20日8：00冷高壓擴散南下，并于4月21日8：00分裂成2個高壓中心，向南的一個高壓中心繼續(xù)南壓，影響延安市，4月23—24日該高壓中心強度在南壓過程中由1 037.5 hPa減弱為1 027.5 hPa，逐漸變性，冷空氣影響基本結束。

3 致災成因

3.1 前期氣候異常，花期提前

劉 璐等[2]研究表明，平均氣溫對洛川蘋果始花期的影響時段集中于2月至始花期的一段時間，且該時段內的平均氣溫對始花期為負影響，即平均氣溫升高使始花期提前；降水量對始花期的影響集中在始花期前的一段時間，為正影響；日照時數對始花期的影響集中于始花期前的一段時間，且以負影響為主。自2019年11月至2020年3月，延安市各月平均氣溫較歷史同期分別偏高 1.6、1.4、2.0、2.1、2.2℃。3月極端最高氣溫達23.1～26.4℃，月降水量在2020年3月較歷年同期偏少12.1 mm，月日照時數在2020年2月和3月較歷年同期分別偏多50.8 h和71.6 h。2020年3月氣溫偏高、降水偏少、日照時數偏多，使2020年蘋果花期較歷年同期偏早7～10 d，較 2019 年提前 5～10 d（表 3）。

表3 2019年11月至2020年3月延安市氣候與歷年同期比較

3.2 降溫強度強，持續(xù)時間長

2020年4月連續(xù)遭受2次強冷空氣影響，尤其是4月20—25日是延安市自有氣象資料以來，降溫強度和持續(xù)時間與歷史同期相比最強的一次降溫天氣過程，過程日最低氣溫下降最大達10.8℃，極端最低氣溫達-7.8℃，最長連續(xù)凍害時間長達6 d，日較差最大達31.7℃。春季同一個月遭受2次低溫凍害在延安市蘋果種植歷史上極少發(fā)生。

4 服務亮點

4月這2次降溫過程，降溫預報精準，服務信息精細，應急響應及時，聯(lián)動落實牢靠。雖然降溫持續(xù)時間長、降溫影響范圍大、降溫強度大，但在市委、市政府、各級政府和氣象部門共同協(xié)調防御下，防御工作有效及時，大大減輕了降溫對果樹花期的影響，將凍害損失降到了最低。

2次降溫過程中，延安市氣象局分別于4月10日17：00和4月19日12：30啟動霜凍Ⅳ級應急響應，各縣（市、區(qū)）氣象局先后啟動霜凍Ⅳ級應急響應，全市共發(fā)布霜凍藍色預警信號53期。

延安市氣象局及時編發(fā)決策服務材料，先后共制作發(fā)布《重要天氣報告》2期、《農業(yè)氣象專報》12期、延安市蘋果花期凍害分布和凍害防御作戰(zhàn)圖7期、《溫情通報》6期，市、縣氣象部門加密制作精細化溫度預報、逐小時溫度實況，并及時傳真市委、市政府及相關部門。

延安市氣象災害應急指揮部辦公室4月8日下發(fā)《關于做好降水、降溫、大風天氣防御工作的通知》（延氣應指辦函〔2020〕11 號），4 月 19 日下發(fā)《關于做好持續(xù)低溫天氣防御工作的通知》（延氣應指辦函〔2020〕14號）。延安市人民政府辦公室4月10日下發(fā)《關于切實做好應對降溫天氣的緊急通知》，要求各級各部門要采取有效措施，積極應對，全力以赴做好春季果業(yè)花期凍害防御工作。4月19日下發(fā)《關于做好持續(xù)低溫天氣防御工作的通知》，指出南部縣（市、區(qū)）果樹已進入盛花期，北部進入初花期，此次降溫過程對延安市南部縣（市、區(qū)）果花凍害較小，北部縣（市、區(qū)）果花存在凍害風險，局地存在中度凍害風險，要求各級各部門高度重視，采取有效措施，積極應對。

5 存在的不足

準確的天氣預報是做好氣象服務的前提[3-4]。雖然市氣象臺準確預報了這2次冷空氣過程，但就逐日溫度預報而言，4月13日最低氣溫預報較實況偏高0.7～4.2℃，4月24日最低氣溫預報較實況偏高0.1～3.9℃，冷空氣影響過程中的最低氣溫預報準確率還有待進一步提高。

在低溫凍害發(fā)生過程中，市氣象局使用的是氣象監(jiān)測站的數據進行預報與服務，而果園位置和氣象監(jiān)測站有一定距離，因而氣象監(jiān)測站的最低氣溫并不能真實反映果園的實際最低氣溫。

6 結語

受蒙古冷空氣影響，2020年4月延安市發(fā)生2次低溫凍害天氣過程，0℃以下低溫持續(xù)最長時間10 h，極端最低氣溫達-11.4℃，尤其是4月20—25日延安市大部分果園正值盛花期，對延安市蘋果產業(yè)造成較大影響。

制作延安市蘋果花期凍害分布圖和蘋果花期凍害防御作戰(zhàn)圖、加密制作精細化預報、及時通報溫度實況是4月低溫凍害氣象服務過程中的亮點。掛圖作戰(zhàn)，分級防御，精細服務，為凍害防御工作高效有序開展提供了氣象保障支撐。

充分利用現有的數值模式和觀測資料，研究冷空氣影響下的最低氣溫變化規(guī)律，結合蘋果花期特征，總結當地天氣預報經驗，進一步提高最低氣溫預報準確率，提升蘋果花期低溫凍害決策氣象服務的效益。

加強果園監(jiān)測站建設，加強部門間合作，實現數據共享[5-6]。在以后的低溫凍害服務過程中，利用果園監(jiān)測站的實時數據進行預報和服務，能更有針對性地為凍害防御工作提供氣象保障。