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第10章 农业气象灾害(3)

高温逼熟或早衰。单纯的高温可造成生育期缩短,穗形或果实变小产量下降,北方小麦和南方早稻都很常见。还常造成呼吸强烈养分消耗过多易早衰感病,北方初夏高温常造成番茄早衰。冬小麦过早播种或播后18℃以上温度会发生徒长,叶片细长,分蘖节入土浅,越冬极易遭受冻害。如高温超过适宜温度还可抑制发育。如1999年夏季高温干旱使华北平原北部玉米生育期延迟7~10天并大幅度减产。

伤热烂菜、烂果。蔬菜、水果贮藏中温度过高导致呼吸旺盛,有害物质积累,烂果、烂菜。如冬贮大白菜在5℃以上就会掉帮,持续时间长还会烂心。

(四)热害的防御

①选用耐热作物和品种,利用附近高海拔山区建立淡季蔬菜基地。

②通过浇水、覆盖、遮荫等措施降低局部气温。

③种树造林改善生态环境,缩小温度日变幅。

④喷洒植物生长调节剂,提高耐热性,促进恢复生长。

(五)干热风防御

①生物防御措施。如营造防护林和小麦、泡桐间作可降低温度、增加湿度、削弱风速和减少蒸发。

②农业防御措施。选育抗干热风品种;适时合理灌溉;调节播期使灌浆乳熟阶段躲过当地干热风盛行期。

③化学防御措施。可增强小麦抗御干热风的能力。一类用氯化钙、复方阿司匹林等药剂处理种子,另一类是在小麦生育后期干热风来临之前,用石油助长剂、磷酸二氢钾、草木灰水、矮壮素等药剂喷洒叶面。要避开高温、降雨和大风天气,一般在上午露水消失后至11时和下午3时以后至落日前较为适宜。

(第三节)气流类气象灾害

一、大风

(一)大风的概念、种类和分布

中央气象台规定风速大于等于17米/秒(8级)以上的风为大风。按成因可归纳为:冷锋后偏北大风、高压后部偏南大风、温带低压发展时的大风、台风、龙卷风、雷暴大风(飑线)等。内蒙古、东北、河北、豫北、陕北、晋北等地是北方大风经常出现地区,东南海面和沿海也较多,大部地区为5~50天,总的趋势北方多于南方,沿海多于内陆,高山隘口多于盆地河谷。东北、华北和西北为10~75天,西南、华南和长江流域3~25天。最多的:①青藏高原,年75~100天或以上,是高原牧业生产主要灾害之一。②中蒙边境地区和新疆西北部,为风潮入侵我国门户,多达50~80天,导致严重的风沙及风蚀沙化。③东南沿海及岛屿,50~150天,台湾海峡及沿岸有的超过150天,对农业、渔业及航海影响较大。④东北松辽平原处于蒙古低压发展地区,春季大风频繁,导致风沙,加剧春旱。大风日数25~50天。此外各地高山一般都在100天以上,新疆北部的阿拉山口为166天左右。

大风危害取决于风力强度和持续时间。瞬时最大风速除了高山隘口和龙卷风以外,只有中蒙边境和沿海出现过40米/秒以上风速。东南沿海主要受台风影响,强台风中心附近最大风速一般达12级,即33米/秒以上,1996年第8号台风在台湾登陆最大风速达55米/秒。大风持续时间以山口最长,如新疆达坂城一次大风持续5小时以上频率55%以上,持续1小时以内只占15%。大风持续最长日数在风口地区可达半月以上,如阿拉山口为19天。

(二)大风的成因

沿海夏秋大风主要是台风造成,北方冬春大风主要是天气系统和寒潮造成。

①冷锋后强冷空气活动,以春季最多,冬季次之,夏季最少。

②随着高压东移或南下入海,高压后部出现偏南大风,华北、西北和华东冬季常见。

③温带低压如东北低压、蒙古气旋、江淮气旋、东海气旋发展时。以春季居多,风力6~8级,低压稳定少动时可维持几天。蒙古气旋发生发展地区可出现较多风沙天气。

④雷雨大风,又称飑线,是一种很窄并伴有雷暴大雨和强风的对流性天气,常出现在强冷锋前,以下午6时到夜间12时较多。多发生在长江流域以北,春夏居多。

(三)大风的危害

①影响农事活动,破坏农业生产的设施,严重时威胁人畜的生命。

②土壤风蚀沙化。北部和西北内陆风蚀十分强烈,近半个世纪以来已形成沙漠化土地约50000千米2,如内蒙古乌兰察布盟后山地区开垦农田经过30~50年已有43%平均吹蚀20~25厘米。嫩江下游、吉林西部和黄河故道等地风蚀沙化也很严重。

③农作物机械损伤。东南沿海夏秋热带风暴和台风常使水稻倒伏,橡胶树折枝、断干或倒伏。风速≥17米/秒可将大树连根拔起。北方春季大风常使蔬菜保护地设施遭受破坏。夏秋雷雨大风能使玉米、高粱、谷子、水稻倒伏,掉粒、折断。

④生理危害。加速蒸腾,使气孔关闭,降低光合强度,林木或作物枯萎。北方冬春寒潮大风可加剧冻害和旱害,造成果树新枝抽条。东南沿海地区的海潮风含较高盐分可渗透到植物组织中去,影响授粉和花粉发芽。

⑤传播病虫害和扩散污染物质。

⑥大风与风沙对牧业生产的危害。首先是破坏草场,包括机械损伤,沙尘附着在叶面使草质量变劣。强烈风沙可搬石移沙,风蚀土壤,掩埋草场,破坏草场生态系统。春季大风使草场蒸散加剧,土壤水分下降,影响牧草返青生长,延迟青草期。其次,危害牲畜的正常发育和健康。风力5~8级难以放牧,采食时间缩短,风沙弥漫能见度差,牲畜受惊乱跑易丢失死伤。风沙还可传染病原菌。第三,影响皮毛品质。

(四)大风的减灾对策

①营造防风林带和风障。

②牧区注意选择避风场所,看住头畜。沿海渔船及时回港避风。

③临时加固大棚等农业设施。

④种植抗风作物品种,苗期促进根系和茎秆发育,提高抗风能力。

⑤加强对大风的监测和预报,及早采取预防措施。

二、台风

(一)台风的概念

发生在热带洋面上的低压涡旋统称“热带气旋”,在西太平洋称台风,在东北太平洋和大西洋称飓风,在印度洋为热带风暴。我国是世界上台风侵袭较多的国家,平均每年登陆我国台风6~7个。以华南最为频繁,广东、海南最为严重。

(二)台风的结构

台风是一种热带气旋,平均直径700~900千米,有的可超过1000千米,但小的只有200千米。在气压、温度及流场方面有明显特征,从而产生强烈天气现象。①气压场、流场。台风中心气压极低,一般在990~870hPa,水平方向表现为一个近似圆形的低压系统,等压线密集,过境时会造成气压急剧下降。北半球气流绕台风中心逆时针急速旋转,由于水平气压梯度大,近中心处风力极强。垂直方向上台风流场大体分三层:从地面到3千米左右为流入层,空气边旋转边辐合流入;3~7.6千米为中层,气流急剧的旋转并强烈上升;中层顶到台风顶部(约12~16千米)是流出层,气流向外辐散;台风眼区则有下沉运动。水平方向上流场分三区。第一是外围大风区,从台风外围到最大风速区称外围区,半径约200~300千米,最大800千米,风速向中心增强。第二是台风涡旋风雨区,又称最大风速区,绕中心10~20千米宽,风速分布不均匀,常在中心右方出现最大风速。第三是台风眼区,半径5~30千米,风速急剧下降甚至静风,气流下沉,天气晴好。②台风温度场。重要特点是具有暖心结构,由强烈积云发展释放潜热所致。曾观测到台风中心温度比周围大气高10℃~11℃。台风眼区气流下沉增温也是一个原因。这种暖心结构是台风维持和发展的重要能源,一旦台风移入冷海面或陆地,或者移近西风带有冷空气侵入,会切断或削弱热源,使暖心结构破坏,台风衰亡。

(三)台风的形成条件

①足够广阔的热带洋面,温度26.5℃以上,洋面蒸发大量水汽。高温高湿的低层大气层结很不稳定,蕴藏较大能量。②低层存在热带扰动,可使空气上升释放潜热,形成热带气旋性漩涡。③足够大的水平地转偏向力,可使热带扰动辐合气流形成气旋性涡旋,所以台风通常在离赤道5°~8°以外洋面形成。④基本气流垂直切变要小,通风不好,凝结潜热始终在有限范围加热,很快形成暖心结构,保证初始扰动地面气压不断降低。

(四)台风的形成过程

洋面上弱热带扰动产生或移来,在合适环境下摩擦产生辐合气流,把大量暖湿空气带到内部辐合上升产生大量对流云,并凝结释放潜热加热涡旋中心上空气柱逐渐形成暖心结构。中心气柱受热膨胀使低层气压不断降低。高层气压升高气流辐散,也使低层涡旋中心气压迅速降低。而低层涡旋增强又加强了低空暖湿空气向涡旋中心区辐合,促使更多的暖湿空气上升,对流更加旺盛,释放出更多的潜热,使得涡旋中心及附近气柱更暖,有利于涡旋中心低层气压迅速下降。如此反复循环,最后使热带弱低层扰动发展成台风。

(五)台风的形成路径

第一条为偏西路径。稳定受副高南侧偏东气流引导,从菲律宾以东洋面一直向西移动,经南海,在华南或越南登陆,或突然转北到广东登陆,对华南影响较大。第二条为西北登陆路径。台风向西北偏西移动,在台湾、福建登陆,或从菲律宾以东向西北经琉球群岛在浙江一带登陆后渐行消失,有的再转向东北入东海或黄海,对华东影响最大。第三条为转向路径。台风从菲律宾向西北移动,到达我国东部海面或在沿海登陆后向东北方向移去。这类路径为数最多,如近海转向可影响我国东部沿海及日本;如在远海转向对我国影响不大。6月以前或9月以后多取第一、三条路径,7、8月多取第二条路径。

(六)台风的危害

最强大的台风破坏范围宽达500千米,弱小台风25千米,多数台风80~160千米。带来的灾害有三种:①风灾。可倾覆船只,影响渔业生产和水上运输;吹倒大树,毁坏作物。②雨涝灾。有的暴雨总量可达500~600毫米以上,造成山洪暴发和内涝,冲垮水库和堤坝,中断交通,伤害人畜。③风暴潮灾。指强烈大气风暴所引起的强风和气压剧变,可引起海面水位异常涌升。严重时可冲垮海堤,使海水倒灌,农田淹没。台风经常造成人畜死伤。

(七)台风灾害的防御

①监测。目前全球广泛应用气象卫星探测台风,许多国家还使用飞机。我国有完整的台站网和密度较大的气象雷达网,我国发射的风云气象卫星可以有效监测台风。

②预报。采用天气图、数值预报、数理统计或三者有机结合,特别注意应用气象卫星云图、雷达资料及各种气象资料综合分析。

③警报服务。如气象部门发布的台风消息、台风警报和台风紧急警报等。

④建立相应的防御机构,制定应急预案。

三、龙卷风

(一)形态特征

龙卷风是大气中最强烈的一种涡旋现象,寿命短促,范围很小,但风力极强,破坏性极大。外形为漏斗状云柱,从浓积云或积雨云中垂直伸向地面,由凝结的水滴、地面杂物及从水体卷去的水分组成,不及地的叫漏斗云,及陆的称陆龙卷、及海的称海龙卷。

龙卷风在气团内部、静止锋、台风、低压冷锋、飑线等天气系统均可出现。与大气对流旺盛时间一致,主要在6~9月的中午至傍晚,下半夜至上午很少。寿命短促,大多只能维持几分钟到几十分钟,只有极个别到几小时。着地龙卷生命史较长,但漏斗云生命史较短。

(二)龙卷风的危害及防御

龙卷风涡旋中心风速最小或无风,中心以外数十米极狭小环带风速最大,可达100米/秒以上。破坏宽度多在1千米以内,有的仅几十米。1988年7月4日下午河南省固始县五个村受害,640间房屋被毁,损坏919间,死4人,伤79人,刮倒农作物107亩,树木倒折无数,直接经济损失160万元。

防御措施:①植树造林,保持水土,减少对流,破坏其形成条件。②增加水体面积,缓和垂直对流。③加强监测预报,适时发出警报,向安全方向躲避。

四、雷暴大风

雷暴大风,又叫飑线,是一种很窄有强风并伴随着雷暴大雨的对流性天气带,具有巨大破坏力,常出现在强冷锋前,过境风速20米/秒以上,生命史6~9小时,移速比冷锋快2~3倍。

飑线生命史分三个阶段。初生阶段3~5小时,有6级左右大风并伴雷雨。全盛阶段历时1~2小时,风向突变,风速骤增,气压剧升,温度剧降,破坏力很大。消散阶段历时2小时左右,风速减小,雷雨强度降低,气压渐降,气温渐升,天气转好。飑线移动速度可达60千米/小时以上,路程一般100~250千米,宽度0.5~6千米。我国飑线多发生在长江流域以北。飑线初期平均风速6级,阵风8级,可吹断细树枝。全盛阶段平均风速10级以上,阵风超过12级,可拔树倒屋,并伴随强阵雨和冰雹,对农作物可造成很大损害。利用气象卫星、雷达和台站网可以对飑线有效监测,以便提前采取防措施。

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