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丽水市桂花盛花期与气候条件的关系研究

2022-07-08白云霞姜燕敏强玉华何柠杉李亚敏

气象水文海洋仪器 2022年2期
关键词:盛花期最低气温丽水市

白云霞,姜燕敏,强玉华,何柠杉,李亚敏

(丽水市气象局,丽水 323000)

0 引言

桂花是常绿乔木,适应于亚热带气候地区,喜温暖,湿润。对桂花开花与花前气象条件的关系、桂花花期气象预报的研究已引起很多学者重视。姜纪红[1]等通过对杭州4个桂花品种进行物候观测和气象分析,得出桂花开花前的气象条件;王存真[2]等针对桂花始花期开展了预报模型分析;吴炫柯[3]等研究了9月份气象因子与盛花期的关系及其预报模式;郝日明[4]等研究了影响南京地区秋季桂花开花期的主要气象要素;这些研究表明:日照时数、雨日和温度对植物的花期影响较大,始花期前需要低温支持。这些研究成果对桂花的盛花期预报研究有较高的参考价值。国内学者对植物盛花期的研究方法大多为有效积温法、相关性分析法。植物盛花期的相关性分析方法主要统计花期前各气象要素、筛选关键气象因子建立预报模型[5-11]。鲜见有针对植物盛花期且气象因子选取全年时段经过月、旬、候的关键因子筛选进行预报研究。

丽水市在气候区划中隶属于中亚热带季风气候带,较适宜桂花生长。桂花盛花期与开花前期的气象条件密切相关,为此文章利用2000—2019年丽水市桂花物候观测资料和同期气象资料,通过逐步回归法建立预测模型,可用于指导丽水市桂花盛花期的短期预报和长期预报,具有明显的生态意义和社会经济意义。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取2000—2019年的桂花盛花期资料,以丽水市气候观测场西南方向600 m的桂花园区为观测对象,记录园区内桂花花期,包括始花期、盛花期和末期(开花花量占比分别为10%、50%、80%),取其最早开花花量接近50%日期为丽水市桂花的盛花期。分析花期资料发现,丽水市桂花盛花期最早在8月中旬,最晚在10月下旬,将物候期观测型资料同步为数据型资料,9月1日记为数值1,依次增加(桂花盛花期最早日期记为数值-13)。

1.2 研究方法

对近20 a(2000—2019年)丽水市桂花开花前期的逐月、逐旬、逐侯的气象要素进行全面普查,对同年度丽水桂花物候观测资料和气象资料进行单因子相关性分析,选择中高度相关性气象因子进行逐步回归分析,建立桂花盛花期长期预报回归方程。8个气象要素(包括降水量、降水日数、高低温、平均气温、光照、相对湿度、活动积温),选取1—12月逐月、逐旬、逐侯,共需要普查分析960个因子。并对2000—2019年桂花盛花期出现的日期进行验证,结果表明预测模型取得了较好的预测效果,同时对2018年、2019年、2020年进行试报。

2 结果与分析

2.1 桂花盛花期的年际变化分析

2000年以来,2002年桂花盛花期出现最早,2002-08-18就进入了盛花期;2017年盛花期出现最晚,于10月22日进入盛花期,最早与最迟相距65 d。平均盛花期为9月24日。盛花期到末期为桂花盛开和观赏最佳时期,考虑到历年盛花期离散程度较高,以盛花期前后7 d内为桂花盛花期正常日序时间段。偏早年份有:2000、2001、2002、2004、2007、2012、2018;偏迟年份有:2005、2008、2009、2010、2013、2017;其余均为正常进入盛花期年份。

2.2 桂花花期长短特征分析

桂花始花期到末期时间周期为4~15 d,正常开花年份为4~10 d,偏早年份为6~13 d,偏晚年份为5~15 d。偏早、偏晚年份相对于正常年份更易出现较长桂花花期。盛花期与始花期间隔时间平均为2.85 d,盛花期与末期间隔时间平均为5.4 d。同时近10 a出现较高频次二次开花现象,这与夏季高温、日照总时数以及秋季冷空气势力息息相关。

2.3 气象因素对桂花盛花期的影响分析

桂花的花期与气象条件息息相关。开花前期的低温支持是桂花萌动和发芽的关键条件,再经过气温回升、充足光照的阶段桂花就会开放。根据相关性分析发现,丽水的桂花盛花期与降水、温度、日照时数、雨日、相对湿度、活动积温密切相关,单气象因子在0.01的显著性水平上显著。

2.3.1 气象因子相关情况分析

分析单气象因子在0.01和0.05水平上的显著性结果,1—4月相对湿度、气温、降水量、雨日条件均与桂花盛花期呈负相关,雨日多、气温高、光照足,盛花期出现较早;5月和6月无中高度相关性因子;7—8月光照、气温条件与桂花盛花期呈正相关,气温高、雨日少(7月第四候相对湿度不宜太低,8月雨日不宜太少),当年盛花期偏迟;9月、10月温度因子与桂花盛花期呈正相关,9月平均气温越高,10月第二候平均气温和平均最低气温越高,有利于盛花期偏迟;11—12月日照因子与桂花盛花期呈正相关,在桂花开花之前,如果当年11月第二候平均最低气温偏高、12月下旬高温平均和12月第六候高温平均偏高,则当年桂花盛花期可以预报为偏迟;11月和12月气温偏低,有利于盛花期较早出现。

2.3.2 桂花盛花期异常偏早年份(2002年)的气候分析

2.政策建议。①进一步改善信贷结构,加强抵御外界风险的能力。在保持合理流动性的同时,进一步加大力度调整信贷结构,加大对“三农”、小微企业的信贷资金投入,如成立风险补偿基金并予以财政补贴,以知识产权质押贷款为例,政府和银行等金融机构可一同搭建平台,完善评估体系,创新担保方式,进一步拓宽中小企业的融资渠道。金融机构要优化信贷结构和信贷投向,保证信贷资金的收益,加强抵御风险的能力。同时,政府要注重发展循环经济,搭建平台,构建机制,积极向金融机构输送低投入高产出的优质项目。

通过对桂花盛花期异常偏早年份(2002年)的气候条件分析得出:春季(3月)平均气温较高,7—8月平均最低气温明显偏低;6月已出现39 ℃以上高温天气,9月平均最低气温明显低于其余年份;春季平均最低气温高,夏季秋季平均最高气温低,有利于桂花盛花期偏早;春季雨日多,7—8月日照时数少;8月中旬已出现23 ℃以下气温,出现冷空气过程的时间较早,同时段内强度偏强,冷空气过后伴随回暖期,1周内出现始花期,因而当年桂花盛花期异常偏早。

2.3.3 桂花盛花期异常偏迟年份(2017年)的气候分析

通过对桂花盛花期偏迟年份(2017年)的异常气候分析发现:2017年气温持续偏高,为丽水自1953年以来次暖年,年平均气温为18.8 ℃(常年平均为17.9 ℃)。6月低温多雨寡照,出现典型降水集中期。夏季结束时间迟,盛夏高温日数多、强度强。2017年夏季一直延续到10月11日或12日,结束时间较常年明显偏迟。其中7月平均高温日数较常年偏多6.3 d;8月全市平均高温日数较常年偏多10.2 d;7月18—29日丽水市区连续12 d的最高气温均超过38 ℃,连续6 d的最高气温均超过40 ℃。秋旱绵延,9月中旬至11月上旬持续少雨天气,降水明显偏少,同时9月中旬至10月上旬、10月中旬后期至11月上旬均出现较长时间的连晴天气。夏季极端最高温度偏高,日照偏多,雨日偏少,导致当年桂花盛花期异常偏迟。

2.4 桂花盛花期前1周的气象条件变化

通过对丽水桂花盛花期前1周的气象条件变化情况进行分析:盛花期前1周为桂花始花期。出现开花量明显增多且开花量达50%即为盛花期。盛花期前一定有冷空气影响,气温有所下降,一般最低气温降至22 ℃附近甚至更低,冷空气过后气温缓慢或快速回升,除特早和特迟年份外,9月出现平均气温低于22 ℃时,且之后5~10 d内平均最低气温均不超过22 ℃,花期临近。

2.5 建立桂花盛花期的预测模式

2.5.1 桂花盛花期长期预测模式

利用2000—2019年的物候观测资料和同期气象要素资料,通过逐步回归方法建立预测方程:

Y=80.754-1.3X1-0.747X2+4.124X3

(1)

式中,X1是1月第三候高温平均;X2是4月第六候平均相对湿度;X3是7月第三候雨日。

Y=-70.765+5.366X1-2.004X2-1.256X3

(2)

回代和试报结果,见表1。

表1 丽水桂花盛花期回归方程回代和预报结果

表1结果显示,考虑盛花期前各气象因子对当年花期偏迟或偏早的影响,偏早年份适用方程(2),偏迟年份适用方程(1)。

2.5.2 桂花盛花期短期预测模式

桂花盛花期短期预测重点为秋季的冷空气过程,先冷后暖的温度变化有利于促进桂花的盛放。关键在于9月出现的冷空气过程的强度和时间,冷空气过后的温度回弹,是桂花盛花期集中出现的时间段。从近20 a气象资料分析来看(除特迟和特早年份外),9月出现平均气温低于22 ℃时,且之后5~10 d内平均最低气温均不超过22 ℃,即临近桂花花期。

2.5.3 桂花2次开花情况分析

近10 a,丽水的桂花常出现2次开花现象,统计近20 a桂花花期资料发现,除2017年外,2010—2019年各年份均出现花开二度现象。造成桂花2次开花的现象未有文献分析,对2000—2009年和2010—2019年两个10 a段桂花盛花期的气象条件分析发现:2次开花时间大部分出现在10月上旬和中旬,盛花期与夏季温度气象因子高度相关,而近10 a的8月份高温平均明显高于前10 a,且8—9月日照总时数相对较高;近10 a秋季(10月)平均气温和平均最低气温也有上升趋势。同时近年来秋季较易出现多次弱冷空气补充影响,秋季气温的起伏是影响桂花二次开花的重要因素之一。

2.5.4 2018年、2019年、2020年试报

1)2018年丽水入春时间较常年普遍提早10~23 d,春季气温偏高,五月高温历史罕见,气候持续偏暖,年平均气温位居历年第2高,年高温日数偏多较明显,主汛期降水明显偏少。从气象因子相关情况分析来看整体较适宜出现偏早盛花期。选择预测方程(2):具体要素值为X1=26.67,X2=12.2,X3=22,Y=20.3。

2)2019年4月下旬降水异常偏多,梅汛期降水集中期持续时间长、暴雨过程多、累计雨量大,7月上中旬雨日多光照少,秋季降水异常偏少,气象干旱范围大。从气象因子相关情况分析来看整体较适宜出现偏迟盛花期。选择预测方程(1):具体要素值为X1=11.02,X2=82.4,X3=5,Y=25.5。

3)2020年丽水市平均气温为19.1 ℃,为历年最高;日照显著偏少,暖冬明显(2019年12月—2020年2月),为有气象记录以来最暖;3月局地暴雨过程多;5-7月降水集中期持续时间长、暴雨强度强;梅中有伏,6月平均气温为历年最高;入秋时间明显偏早,且雨日和降水量明显增加。从气象因子相关情况分析来看整体较适宜出现偏早盛花期。选择预测方程(2):具体要素值为X1=24.13,X2=11.89,X3=12,Y=19.8。

3 结束语

文章利用2000-2019年丽水市桂花物候观测资料和同期气象资料,对丽水桂花盛花期进行了详细分析,并得出以下结论:

1)盛花期到末期为桂花盛开和观赏的最佳时期。桂花盛花期物候观测资料存在一定的人工误差,同时考虑到历年盛花期离散程度较高,以盛花期前后7 d内为桂花盛花期正常日序时间段。

2)普查近20 a气象因子:花前的温度、雨日直接影响盛花期,尤其7-9月的高温对盛花期的偏早或偏迟有明显影响;9月冷空气影响过后,气温回升,日照充足,桂花盛花期临近;9月受冷空气影响越早,越有利于盛花期提前。

3)桂花盛花期长期预报:需要对前期特别是7-8月的气候资料进行认真分析,综合考虑各气象因子及环境的变化因素,对当年年份盛花期的偏早和偏迟作出正确判断,会更有利于在选择预报模式时减少误差。

4)桂花盛花期短期预报的重点是分析9-10月的冷空气过程。对比杭州桂花开花与花前气象条件的关系,桂花开花前的主导气象影响因子皆为开花前的平均气温和最低气温。杭州早桂开花:首次10 d滑动平均气温小于26 ℃,最低气温<24 ℃;杭州晚桂开花:首次10 d滑动平均气温小于23 ℃,最低气温<20 ℃;则2~3 d内开花。而从近20 a丽水市气象资料分析来看(除特迟和特早年份外),9月出现平均气温低于22 ℃时,且之后5~10 d内平均最低气温均不超过22 ℃,即临近桂花花期。

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