东北区低温冷害风险评估及区划[1]

收稿日期:2003-01-10;修订日期:2003-03-05

基金项目:国家“十五”科技攻关项目“农林重大病虫害和农业气象灾害预警及控制技术研究”

(2001BA509B14) 作者简介:袭祝香(1963-),女,吉林长岭人,高级工程师,主要从事短期气候预测.

文章编号:100424574(2003)022*******

东北区低温冷害风险评估及区划

袭祝香1,马树庆1,王　琪2

(1.吉林省气象台,吉林长春130062;2.吉林省气象科学研究所,吉林长春130062)

摘要:从变异系数、正态分布风险概率、风险指数三方面对东北区热量条件的稳定性和低温冷害的风险进行了讨论和评估;并将上述三种风险指标极差化,以求取低温冷害的综合风险指数,最后以综合风险指数为指标,并参考变异系数、正态分布风险概率、风险指数,给出了东北区低温冷害风险区划。关键词:东北区;低温冷害;风险评估;区划中图分类号:S426 文献标识码:A

Risk evaluation and zonation of the low temperature and cold damage in Northeast China

XI Zhu 2xiang 1,MA Shu 2qing 1,WAN G Qi 2

(1.Meteorological Station of Jilin Province ,Changchun 130062,China ;2.Institute of Meteorological Science of Jilin Province ,Changchun 130062,China )

Abstract :The stability of the heat condition and the risk of the low temprature and cold damage in Northeast China are discussed and evaluated from variational coefficient ,risk probability of normal distribution and risk in 2dex.Then the three indices are standardized and a comprehensive index is stly ,the risk zonation of the low temprature and cold damage in Northeat China is given by using comprehensive index with consulting variation coefficient ,risk probability of normal distribution and risk index.

K ey w ords :Northeast China ;low temprature and cold damage ;risk evaluation ;zonation

东北区是我国重要的商品粮生产基地,但东北区又是产量不稳定、年际波动较大的地区,其主要原因是农业气象灾害发生频繁。东北区作物的低温冷害即为东北区主要农业气象灾害之一,灾年粮食减产达15%以上。以往的冷害研究多侧重于冷害指标、机制及气候分析,而本文从风险概率的角度,通过多种方法对作物的低温冷害进行了风险评估,并给出了综合风险区划,从而为农业生产趋利避害、减灾和抗灾服务,并为开展农业保险分区提供依据。

1　评估对象和资料来源

东北区作物的低温冷害和5～9月平均气温和有密切的关系,据研究[1],东北区作物发生低温冷害的指标或界限为 一般冷害:

ΔΤ5-9=-94.80+3.238T 5-9-3.672×10-2T 25-9+1.358×10-4T 35-9

严重冷害:

12卷2期2003年5月自　然　灾　害　学　报

J OU RNAL OF NA TU RAL DISASTERS Vol.12,No.2May ,2003

ΔT 5-9=-80.47+2.963T 5-9-3.567×10-2T 25

-9+1.3671×10-4T 35-9

式中,ΔT 5-9为5～9月平均气温和的距平,T 5-9为5～9月平均气温和的多年平均值。如果某一站点5～9

月平均气温和的距平低于式(1)中的ΔT 5-9且大于式(2)中的Δ

Τ5-9,则视为发生了一般冷害;如果5～9月平均气温和的距平低于(2)式中的ΔT 5-9,则视为发生了严重冷害。就是说,5～9月平均气温和的高低,决定了东北区作物是否发生低温冷害,所以本文以5～9月平均气温和为评估对象。 本文气温资料取自东北区70个国家基本站,资料年代为1961～2000年。

2　东北区作物低温冷害风险评估指标

2.1　

热量变异系数指标

变异系数是标准差和数学期望的比值,其公式为

Cv =σ/x

式中,σ为标准差,x 为数学期望。变异系数描述了某一时间序列数值分散的程度,表明数据是高度集中在某个范围内,还是比较分散,变异系数越大,序列越不稳定。这里计算了3种变异系数,即5～9月平均气温和的,以及一般冷害指标(包含严重冷害年份)和严重冷害指标下5～9月平均气温和的变异系数。5～9月平均气温和的变异系数越大,则热量资源越不稳定,农业风险越大;一般冷害和严重冷害指标下5～9月平均气温和的变异系数反映了在一般冷害和严重冷害年份下热量资源的分布情况,变异系数越大,受灾就越严重,风险就越高。东北区各地上述3种变异系数比较一致,基本上都是5～9月平均气温和变异系数大,则一般冷害年份和严重冷害年份下5～9月平均气温和变异系数也大,反之都小。这里只给出了一般冷害年份下5～9月平均气温和的变异系数(见图1)。5～9月平均气温和及严重冷害年份下5～9

月平均气温和的变异系数图略。 由图可见,一般冷害年份下5～9月平均气温

和的变异系数黑龙江省北部为最大区,在0.025以上,黑龙江省的黑河一般冷害年份下5～9月平均气温和的变异系数达0.0279,表明这里热量资源最不稳定,低温冷害年份多,风险较高;黑龙江省东北部及吉林省长白山区也较大,在0.020～0.025之间;黑龙江省中南部,吉林省大部在0.015～0.020之间;吉林省的集安及辽宁省的桓仁为最小区,在0.010以下,风险最小,其中尤以桓仁最小,仅为0.0075;辽宁省大部及黑龙江省、吉林省西部在0.010～0.015之间。2.2　正态分布函数风险概率指标 一个时间序列在某一界限下的概率可以反映出在这一界限值以下序列值出现的可能性有多大。这里我们关心的是一般冷害指标以下年分和严重冷害指标以下年份出现的可能性有多大,即一般冷害和严重冷害界限下的风险概率,概率越大说明风险就越大。一般认为,气象中的气温序列是符合正态分布的。为了求取一般冷害和严重冷害界限下的风险概率,我们先验证一下东北区各地5～9月平均气温和是否服从正态分布。 正态分布函数以平均值为对称中心,若样本所述总体为非正态分布,则会产生峰左偏或峰右偏,峰高过低(平坦峰)或者峰高过高(锐窄峰)。峰的偏移用偏度表示,峰高用峰度表示。 设某一随机变化x 的偏度为

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99・2期 袭祝香等:东北区低温冷害风险评估及区划