阎琦　陈妮娜　田莉　陆井龙　李爽　黄阁

摘要：利用1960—2014年辽宁省50个气象站逐日降水、雪深资料和NCEP再分析资料，对辽宁省设施农业暴雪垮棚过程的时空分布特征及天气形势进行分析。结果表明，近55年辽宁单站暴雪垮棚过程总频次呈现自东向西减少的空间分布特征，东部的本溪、抚顺东部、丹东北部最多出现18次以上，辽宁西部在6次以下，中部地区在6～18次之间；暴雪垮棚过程中月频次2月最多，其次是3月和11月，最少的是12月和1月，暴雪垮棚过程年频次存在14、9、5、3年的变化周期；辽宁暴雪垮棚过程按照海平面气压场分为倒槽型、黄河气旋型和江淮气旋型3类天气学模型。

关键词：设施农业；暴雪垮棚过程；时空分布；天气学模型

中图分类号：S427；S165⁺.25 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0373—04

辽宁地区设施农业发展迅速，以日光温室和塑料大棚为主，2011年辽宁设施农业面积已达50.53万hm²，2012年增长至66.67万hm²，占辽宁种植面积的1/6，居全国第一。设施农业已成为辽宁地区抗灾避灾、农业增效和农民增收的优势主导产业，所以设施农业气象预报已成为气象为农服务的重点之一。辽宁省地处欧亚大陆东岸，中纬度地带，属温带大陆季风气候，冬季寒冷期长，多暴风雪天气。近年来，辽宁地区频发暴雪极端事件，初春或秋末还会出现湿雪或雨夹雪等高影响天气，会造成暴雪垮棚事件，对设施农业生产影响显著。2007年3月3—5日暴雪垮棚过程中，辽宁省有448 536栋冷暖大棚倒塌或严重受损，经济损失约为48.11亿元。几乎每年都有不同程度暴雪垮棚事件发生，因此加强暴雪垮棚预报技术研究、提高暴雪垮棚天气预报准确率，对气象为农服务提供科技支撑具有一定的经济效益。目前，关于天气条件对农业影响的分析较多，但在暴雪垮棚方面的研究却比较少，因此加强暴雪垮棚方面的研究对适应辽宁地区设施农业发展的需求具有重要意义。本试验在前期研究的基础上，利用辽宁地区50个基准站1960—2014年逐日降水、雪深资料、NCEP再分析资料对暴雪垮棚天气过程的天气形势进行分型研究，建立短期预报的天气学模型，以期为暴雪垮棚预报提供参考依据，更好地为农业生产服务。

1材料与方法

1.1材料

选取辽宁50个基本气象站1960—2014年共55年10月至翌年4月的逐日降水、雪深资料，分析辽宁暴雪垮棚过程时空分布特征。所用资料由辽宁省沈阳区域气候中心提供。应用NCEP（2.5°×2.5°）再分析资料对暴雪垮棚过程天气形势进行分型研究。

1.2暴雪垮棚过程的标准

根据实际暴雪垮棚发生时的辽宁暴雪资料，中国气象局沈阳大气环境研究所通过试验确定暴雪垮棚指标，结果见表1。目前该指标也是沈阳中心气象台业务应用指标，将每年10月至翌年4月出现雪深大于温室坡度角小于30°垮棚的雪深指标的过程取作暴雪垮棚过程。按上述标准，统计各站的暴雪垮棚过程时间、频次资料。

2结果与分析

2.1设施农业致灾暴雪过程的时空分布特征

2.1.1单站暴雪垮棚过程频次空间分布对于某测站来讲，冬季12月至翌年1月出现雪深大于17cm或10—11月和2—4月期间出现雪深大于9cm的降雪时，就计该测站出现暴雪垮棚过程1次，统计出1960—2014年辽宁单站暴雪垮棚总频次，结果见图1。近55年辽宁单站暴雪垮棚频次时空变化情况是：11月总频次在辽宁东北部最大，达6～8次，其他大部分地区在2次以下；12月、1月总频次最多的海城、大石桥、东港出现2次暴雪垮棚过程，朝阳、锦州、葫芦岛大部分地区没有出现过暴雪垮棚过程，其他地区为1次；2月总频次呈现自东向西减少的空间分布特征，东部的本溪、抚顺东部、丹东北部最多出现10次以上，辽宁西部在4次以下，中部地区在4～10次之间；3月总频次大值中心位于丹东北部，为6～8次，其他地区2～6次；10月、4月没有出现暴雪垮棚过程。

近55年辽宁单站暴雪垮棚过程总频次呈现自东向西减少的空间分布特征，东部的本溪、抚顺东部、丹东北部最多出现18次以上，辽宁西部在6次以下，中部地区在6～18次之间（图1）。

2.1.2单站暴雪垮棚频次多时间尺度变化特征

2.1.2.1逐月、逐句的变化情况 单站暴雪垮棚频次旬变化特征（图2-a）是：11月上旬就开始出现，11月中旬是1个小高峰期，11月下旬开始进入偏少阶段；12月至翌年1月是暴雪垮棚过程出现最少的时期；2月上旬暴雪垮棚过程开始增多，2月中旬是暴雪垮棚过程最多的阶段；从2月下旬开始到3月下旬暴雪垮棚过程逐渐减少。单站暴雪垮棚频次逐月变化情况（图2-b）是：2月最多，其次是3月和11月，最少的是12月和1月。

2.1.2.2年际变化情况 暴雪垮棚过程定义为某日有≥1站次满足暴雪垮棚指标的过程即为1次暴雪垮棚过程。1960—2014年暴雪垮棚过程年频次多年变化情况（图3），近55年平均为3.3次，1962年最多（出现11次），其次是2010年（出现10次），最少的为0次。从3年滑动平均曲线分析可知，暴雪垮棚过程偏多的时段有1962—1964年、1971—1973年、2010—2013年；暴雪垮棚过程偏少的时段有1965—1970年、1984—1995年、2010—2013年。

2.1.2.3周期變化情况 采用标准Morlet小波变换分析1960—2014年辽宁年暴雪垮棚过程频次的周期变化，结果如图4所示。通过分析发现，辽宁暴雪垮棚过程年频次存在14、9、5、3年的变化周期。14年左右周期的变化信号从20世纪80年代中期开始且强度维持至今，目前处于14年周期偏少阶段；9年周期的变化信号强度在20世纪80年代后期开始逐渐减弱，直至消失；5年的变化信号一直存在，5年周期的变化在20世纪70—90年代表现明显，3年周期20世纪90年代和21世纪初表现显著。