摘要: 本研究以期为相关部门及农户在应对寒潮等灾害性天气过程时，降低损失、保障生产生活安全提供一定的依据。本研究利用Micaps基于常规气象观测，对2024年贵州省首次寒潮天气过程的环流背景、物理量场等方面进行分析，探讨了本次寒潮天气过程的演变形势和成因，同时，结合农业气象灾害实地调查资料，针对此次过程对我省农业生产影响进行了研究分析，并针对寒潮天气提出了建议措施。结果表明：地面冷空气在500 hPa高空槽的引导下不断南下，受源源不断的冷空气补充及中层西南暖湿气流的共同影响是此次寒潮天气的成因；本次寒潮天气过程对本省农业生产有利有弊，总体来说利大于弊，一方面利于调整作物生长节律、冻杀越冬虫卵和幼虫，抑制病害发展蔓延、土壤增墒，有效补充土壤水分，缓解了我省的南部和西部旱情。另一方面部分高海拔地区极端气温低、日最低气温 ≤ 0℃以及积雪日数持续时间长，导致部分油菜以及露地蔬菜受冻，对其产量造成一定影响，同时对部分大棚设施造成轻度灾害。
Abstract:
This study aims to provide a certain basis for relevant departments and farmers to reduce losses and ensure the safety of production and life when dealing with cold wave and other disastrous weather processes. Using Micaps based on conventional meteorological observations, this paper analyzes the circulation background, physical fields and other aspects of the first cold wave weather process in Guizhou Province in 2024, and discusses the evolution and causes of this cold wave weather process. At the same time, combined with agricultural meteorological disasters Field investigation data were used to study and analyze the impact of this process on agricultural production in our province, and the cold wave weather process was recommended measures are proposed. The results showed that the cold air on the ground continued to move southward under the guidance of the 500 hPa high-altitude trough, and was affected by the source. The combined influence of constant cold air replenishment and mid-level southwest warm and humid airflow is the cause of this cold wave weather; this cold wave weather process has both advantages and disadvantages for the province’s agricultural production. Generally speaking, the advantages outweigh the disadvantages. On the one hand, it is helpful to adjust the crop growth rhythm, Freeze kills overwintering insect eggs and larvae, inhibits the development and spread of diseases, increases soil moisture, effectively replenishes soil moisture, and alleviates drought in the southern and western parts of our province. On the other hand, some high-altitude areas have extremely low temperatures, daily minimum temperatures ≤ 0˚C, and long-lasting snow days, causing some rapeseed and open-field vegetables to freeze, which has a certain impact on their yields and also caused minor damage to some greenhouse facilities.
1. 引言
寒潮是大规模的冷空气向中、低纬度侵袭，造成温度急剧下降的天气活动，常伴随大风、雪和冻雨等天气[1]，往往对当地农业生产、交通运输和群众生活等带来极为不利的影响。
近几十年来，许多学者对寒潮的环流特征、成因以及对农业的影响进行了研究分析[2]-[6]，Shreemat Shrestha等[7]调查了尼泊尔特莱地区冬季寒潮及其对农业的影响，发现雾和寒流事件严重影响了当地农民的冬季作物种植、牲畜养殖和日常生活。陈豫英等[8]分析了寒潮了成因，认为其常建立在前期强烈升温的基础上，有强冷空气在贝加尔湖和西西伯利亚堆积，并向南侵袭造成的。李昕翼等[9]发现500 hPa高空冷槽、700~850 hPa低层切变、地面冷锋是寒潮主要影响系统。何秀恋等[10]通过高空环流、海温背景等对2021年诏安县的两次寒潮天气进行分析，并对农业生产服务提出建议。程芳芳等[11]基于河南省两次寒潮过程对其农业生产影响进行了评估。许丹等[12]采用统计分析法对贵州省寒潮进行了时空变化特征分析，发现寒潮冬多秋少，海拔是影响寒潮空间分布的重要因子。以上研究多侧重于单方面的寒潮天气系统分析或农业影响评估，本研究利用Micaps气象观测资料，对贵州省2024年首次寒潮的环流背景和物理场等方面进行了分析，探讨了本次寒潮天气过程的演变形势和成因的同时，结合农业气象灾害实地调查资料，针对此次过程对我省农业生产影响进行了研究分析，并提出了应对措施，以期为相关部门及农户在应对寒潮等灾害性天气过程时，降低经济损失、保障生产生活安全提供一定的依据。
2. 天气实况及灾情
本次低温雨雪天气过程(2024年1月19日至28日)呈现出“温度低、雪量大、范围广”的特点(图1)。全省除赤水、望谟、册亨、罗甸外大部日最低气温均降至0℃以下，并持续2~9天，中部、东部和西部边缘降至−4.0℃以下，万山最低达−7.6℃。全省降水偏多，出现大范围降雪，除赤水、望谟、册亨外，省内其余县(市、区)域内均出现降雪，除南部边缘和北部边缘外70个县(市、区)有积雪，三穗、万山、岑巩、松桃、湄潭、天柱、镇远、台江、麻江、玉屏、都匀、凤冈、剑河共13个县(市、区)积雪深度超过10厘米，最大为三穗和万山19厘米，水城、大方、黔西、瓮安、福泉、凯里、台江、万山、天柱积雪在5天及以上。
据农业农村厅灾情数据显示：种植业累计受灾27.64万亩(油菜13.81万亩、蔬菜6.355万亩、茶园5.15万亩，其他农作物2.326万亩)，成灾4.71万亩，绝收0.484万亩(油菜0.154万亩、蔬菜0.292万亩、食用菌0.0315万亩、水果0.005万亩、中药材0.002万亩)，大棚损毁15,970个，预计经济损失13,375万元。
(a) (b)
(c) (d)
注：(a) 为日最低气温 ≤ 0℃日数分布图、(b) 为最低气温分布图、(c) 为积雪深度分布图、(d) 为雪出现次数分布图。
Figure 1. Distribution map of low temperature and snow cover in Guizhou Province from January 19 to 28, 2024
图1. 2024年1月19日至28日贵州省低温、积雪分布图
3. 寒潮过程成因分析
低温雨雪天气过程期间，2024年1月22日08时500 hPa上(图2(a))欧亚中高纬维持两脊一槽型，东北地区及新疆西北部分别有高空冷涡形成，两涡之间有宽广的横槽建立，槽线横跨东北地区南部到西北地区北部，其北侧有较强的冷中心配合，中心温度低达−40℃，且温度槽落后于高度槽，此槽未来发展加深，不断向南分裂冷空气影响我国大部分地区；横槽以北在贝加尔湖到咸海有高压脊发展，脊前偏北气流引导冷空气南下；中低纬多短波槽东移影响贵州，贵州受槽前西南气流急流控制。700 hPa上(图2(b))低涡切变位于朝鲜半岛、长江中下游、贵州中南部一线，其南侧有西南急流稳定维持，为低温雨雪天气提供大量的暖湿气流，与南下冷空气在切变线上交汇。850 hPa上(图2(c))贵州受冷气团控制，锋区南下到华南沿海到滇东一带，−4℃线南压到广西北部、贵州西部等地。地面上(图2(d))欧亚地区受庞大的冷高压控制，高压中心位于贝加尔湖东侧(50˚N, 98˚E)，中心气压高达1077.5 hPa，地面冷空气在高空槽的引导下不断南下，受源源不断的冷空气补充及中层西南暖湿气流共同影响，造成贵州本次持续十天的低温雨雪天气过程。
注：(a) 500 hPa，(b) 700 hPa，(c) 850 hPa，(d) 地面气压场。
Figure 2. Circulation situation and impact system on January 22, 2024
图2. 2024年1月22日环流形势及影响系统
4. 本次寒潮对农业生产的影响
4.1. 油菜
考虑低温和积雪深度持续日数影响，我省大部蕾薹期油菜出现中至重级低温冻害，重级区域主要分布在省的西北部(图3)。
Figure 3. Monitoring map of low temperature and freezing damage in rapeseed budding period from January 19 to 28, 2024
图3. 2024年1月19日至28日油菜蕾薹期低温冻害监测图
目前我省早熟品种油菜处于开花期，中熟品种油菜处于现蕾抽薹期，晚熟品种油菜处于开盘期。图4为此次寒潮部分县区油菜受冻现场调查图，本次低温雨雪凝冻天气过程对早花早薹油菜影响偏大，开盘期油菜未受明显冻害影响。受持续低温冰冻影响，省的北部、中部和东部较高海拔地区叶片上积雪深度还有2.5~7 cm不等，持续4天左右，部分抽薹开花油菜主茎受冻、破裂，叶片出现水浸状的“熟叶”情况，蕾苔弯曲下垂，有部分蕾苔被压断、冻熟，百株受灾比例20%~70%，个别地区达到90%左右。从区域来看，油菜受灾区域主要集中在我省北部、中部和东部较高海拔地区。
(a) 开阳 (b) 施秉
(c) 瓮安 (d) 麻江
Figure 4. Picture of rapeseed being frozen
图4. 油菜受冻图
4.2. 小麦
图5为本次寒潮小麦长势图。小麦处于拔节至孕穗期，受前期旱情影响，底部叶片枯黄，株高矮，分蘖少，几乎无分蘖，群体结构差，总体来看，小麦未受明显冻害影响。
(a) 兴义市 (b) 兴义市
(c) 碧江区 (d) 碧江区
Figure 5. Wheat growth chart
图5. 小麦长势图
4.3. 马铃薯
根据2024年1月19~28日露地蔬菜低温冻害监测(图6)：考虑日最低气温 ≤ 0℃持续日数的影响，我省露地蔬菜除西南部大部和东南部边缘地区及赤水河谷外，其余大部出现轻至重级低温冻害，重级区域主要分布在毕节市、贵阳市、六盘水市高海拔区域。
Figure 6. Monitoring map of low-temperature freezing damage to open-field vegetables from January 19 to 28, 2024
图6. 2024年1月19日至28日露地蔬菜低温冻害监测图
正因低温及积雪维持时间长，积雪未能及时融化，受长时间积雪覆盖，黔东南州麻江、黄平调查点(图7)已出苗的马铃薯幼苗被冻烂倒折，但后期可重新发芽，植株将相对纤细，产量受到影响；未出苗的马铃薯，未受到明显冻害影响。
(a) 麻江 (b) 黄平
Figure 7. Potato freezing situation map
图7. 马铃薯受冻情况图
4.4. 大棚
由于局地出现大到暴雪，部分设施大棚损毁严重、棚内食用菌冻坏(图8)。从区域来看，大棚损毁区域主要集中在我省东部、北部和西部较高海拔地区。
(a) 惠水 (b) 水城
(c) 织金
Figure 8. Greenhouse damage diagram
图8. 大棚受损图
5. 气象服务情况
针对2024年首次寒潮过程，贵州省气象部门高度重视，预报值班员24小时密切监测强冷空气动态，提前发布寒潮预报预警信息。1月15日，贵州省生态与农业气象中心发布《农业气象灾害监测预警——15至18日强对流天气(短时强降水、风雹)预警》，提醒农业部门提前部署强对流天气防御措施。19日上午，联合省农业农村厅提前发布1期分作物(露地蔬菜、油菜、热带水果)、分区域、分灾种的贵州省低温冻(寒)害高风险预警信息，19日下午启动气象灾害(低温凝冻) IV级应急响应后，参加了省农业农村厅组织召开的应对本轮低温雨雪凝冻天气过程工作调度会，介绍未来十天天气趋势以及对农业生产的影响预估，根据高风险预警信息，省农业农村厅于19日17时启动农业自然灾害(低温冻害) Ⅳ级应急响应，并启动部门日会商机制，联动保障冬季农业生产运行。21日，提升气象灾害(低温凝冻)应急响应为Ⅲ级后，为做好重大农业气象服务，逐日做好农业气象灾害监测和预警工作，掌握低温、积雪、凝冻、干旱发生区域、影响程度，及时发布预警监测产品，并于22日在省农业农村厅厅党组会上通报降雪情况及农业气象风险研判情况。
应急期间，做好“滚动式”农业气象灾害风险预警工作，对农业生产部门提供分作物(露地蔬菜、油菜、热带水果)、分区域、分灾种的精细化指导服务。共联合农业农村厅发布贵州省低温冻(寒)害风险预警信息2期；发布《农业气象灾害监测预警——贵州省农业低温冻(寒)害监测预警快报》4期、《农业气象灾害监测预警——贵州省强对流天气(短时强降水、风雹)预警》1期、《农业气象干旱监测快报》3期、《贵州省“菜篮子”农产品零售价格监测周报》1期，并向动静贵州、天眼新闻客户端、多彩贵州网、ZAKER新闻客户端、公益助农(FM98.9广播) 5家主流媒体报送特色农产品产销信息；每日通过农信通发布短信提醒，提醒农户注意防范低温天气的不利影响。
6. 寒潮天气应对建议措施
(1) 提高气象服务。提升预报预警准确率，提前做好气象预警工作，并在预警期间，做好“滚动式”气象灾害风险预警工作，为相关部门和农民提供精细化的气象指导服务。
(2) 加强气象科普宣传。做好气象灾害科普宣传工作是气象服务的基础，更是提升气象服务效益的有效途径。多途径、全方位地加强气象科普宣传，充分利用气象趋利避害的双重作用，更能推进气象为农服务高质量发展。
(3) 加固基础设施、及时除雪。在寒潮天气来临前，及时加固设施，在棚内加钢管、木杆、竹子等立柱支撑，以免雪压过大造成大棚倒塌；若有积雪，在保障安全的前提下，及时除雪。
(4) 事后做好降湿排渍。及时清理厢沟、腰沟、围沟，做到“三沟”相通，降湿排渍，提升地温，促根健壮，预防渍害、病害发生。
7. 结论与讨论
本文利用Micaps常规气象观测资料、农作物低温冻害监测资料，并结合实地农情调查，分析了2024年贵州首次寒潮天气过程的成因及对贵州省农业生产的影响进行了探讨，得到以下结论。
(1) 地面冷空气在500 hPa高空槽的引导下不断南下，受源源不断的冷空气补充及中层西南暖湿气流共同影响，造成贵州本次持续十天的低温雨雪天气过程。
(2) 本次低温雨雪天气对全省农业生产有利有弊，总体来说利大于弊。有利方面：一是本次低温天气有利于调整作物生长节律，控制油菜、小麦等越冬作物旺长态势，延长作物的营养生长期。二是受前期气温偏高影响，病虫害已有发生，东部地区部分田块油菜根腐病、根肿病偏重发生，西南部地区气温偏高叠加干旱，油菜蚜虫已开始露头；本次降温天气有利于冻杀越冬虫卵和幼虫、抑制病害发展蔓延。三是雨雪天气利于土壤增墒，有效补充土壤水分，省的南部和西部旱情得到明显缓解。不利方面：我省北部、中部和东部较高海拔地区极端气温低、日最低气温 ≤ 0℃以及积雪日数持续时间长，导致油菜叶片、茎秆受冻明显，早薹早花油菜出现花蕾脱落现象，部分油菜茎秆、叶片被积雪压弯甚至折断，将对产量造成一定影响；部分地区露地蔬菜受冻，其中省的东部地区受灾最重。局地早播已出苗马铃薯幼苗受冻明显，将对产量造成一定影响。降雪天气造成东部、北部和西部部分食用菌棚架、畜禽棚舍等设施压塌。
(3) 为降低气象灾害对农业生产造成的损失，须提高气象预警服务，加强气象灾害科普宣传，提高公众气象防灾减灾意识，才能充分利用气象趋利避害的双重作用，进一步推进气象为农服务高质量发展。
NOTES
*通讯作者。