农业气象学之气象灾害及其防御

chapter11农业气象灾害及其防御气象灾害的分布华南地区：干旱、洪涝、台风、春季低温、冻害、冰雹等长江中下游地区：春季低温、洪涝、干旱等华北及黄淮海地区：干旱、洪涝东北地区：洪涝、干旱、夏季低温、霜冻西南地区：干旱、洪涝、霜冻、冰雹西北地区：干旱、冷冻害主要内容

低温害与热害

干旱

洪涝灾害与湿害

风害

其他灾害低温害与热害低温害寒潮冷害霜冻冻害热害

冷害是主要气象灾害之一。如我国东北三省1969、1972、1976年因低温冷害，粮食减产均在50亿kg以上。四川盆地早春低温冷害可使麦类作物空壳率比正常年份增加10～20％低温害与热害

概念：是指温度在0℃以上，有时甚至是在接近20℃条件下对农作物产生的危害这种温度之所以会危害农作物，是因为不同作物在其不同的生育阶段，生理要求的适宜温度与能忍受的临界低温，大不相同

类型

(1)延迟型冷害：在作物营养生长期(有时也包括生殖生长期)的较长时间内遭受低温危害，影响了农作物正常的生理活动，使作物生育期延迟，不能在初霜到来之前成熟，而导致产量的降低，称为延迟型冷害。在我国东北地区称为“哑吧灾”冷害的概念和类型(2)障碍型冷害：在作物生殖生长时期内(从颖花分化到抽穗开花)遭受较短时间(一般几天)的异常低温，使生殖器官的生理活动遭到破坏，造成颖花不育、籽实空秕而减产，叫做障碍型冷害。我国南方就是水稻的“寒露风”害(3)混合型冷害：延迟型冷害和障碍型冷害在同一生长季中相继出现或同时发生，使作物在生长发育初期和孕穗时期都遭受低温的危害，不仅造成不育，而且延迟了种子的成熟，导致严重减产，称为混合型冷害

(1)选育耐低温、早熟品种：如选用早熟晚稻品种，在9月下旬以前抽穗扬花，就可以躲过低温对花粉受精的影响

(2)调节播种期：如适当提早播种插秧，由于播种期提前，减少农耗热，结合增施农家肥，改善农田的热状况，即改善农田小气候，这便可促进农作物的正常成熟抗御低温冷害的措施

(3)灌水：据天气预报，在低温来临之前，向农田灌水，可提高土壤温度和植株间的温度，改善农田小气候。据安徽资料：1976年采取灌水(8～9；2～3cm)和湿润灌溉3种处理，得出灌深水的地面温度(水层下)比灌浅水的平均温度增高0.3℃，比湿润灌溉增温1.2℃，这一试验说明灌水的增温效应，并以灌适当的深水，增温效果较显著

(4)喷水和根外追肥：在低温来临之前，喷水以及根外追肥，均可达到增温的目的。如广西南宁农业气象站，在低温来临前一星期，喷施磷肥加人尿，结实率提高13.5％抗御低温冷害的措施霜冻霜冻：指在植物生长季内，由于土壤表面、植物表面及近地气层的温度降到0℃以下，引起植物遭受冻害或者死亡的现象。霜和霜冻的区别

霜和霜冻是两个不同的概念，霜是由于夜间辐射冷却，使地面和贴近地面的气层温度降到露点温度以下(露点温度低于0℃)时，空气中水汽达到过饱和，直接在地面和地物表面凝华的白色冰晶

霜冻是指温暖时期(日平均气温在0℃以上)地面和植物表面的温度突然下降到足以使植物遭受冻害或死亡的天气现象。在发生霜冻时，可能有霜也可能没有霜。人们常将没有白色水汽凝结物的低温冻害称为黑霜

①因为在低温下，细胞原生质透性增大，水分外溢，植物因大量失水而死亡②低温还以破坏植物正常的新陈代谢，使植物体内产生毒素而受害③当气温降到0℃以下时，植物体内细胞间隙中的水分冻结成冰晶，而冰晶继续吸取细胞中渗透出来的水分，并逐渐膨胀。从而使细胞因受冰晶的机械挤压，遭受到伤害。再加上原生质脱水，引起胶体凝固，使植物萎蔫(或死亡)霜冻对植物的危害④当霜冻形成之后，如植物在阳光直接照射下，温度急剧上升，使细胞间隙中的冰晶迅速融化成水，没被植物的细胞吸收，就被蒸腾掉，导致细胞失去水分平衡，植株就因失水过多而死亡，这对植物的危害最大不同植物或同种植物在不同发育期对低温的忍耐能力不同。如水稻、棉花等，在0～-1℃之间的低温就会受害；而玉米、马铃薯等只能忍受-2～-3℃的霜冻。春季，植物萌芽，这时新叶和新梢刚生成，不耐低温。植物的营养器官比繁殖器官的抗寒性强。其中雌蕊抗寒力最弱，一般在0～-2℃都可以遭受冻害。在-3℃低温下便普遍受害霜冻对植物的危害

霜冻的产生不仅与北方冷空气活动有关，而且受夜间地面辐射冷却程度的影响。霜冻按其成因可分为三类：

(1)平流霜冻因温度低于0℃以下的北方冷空气入侵而引起的霜冻，称为平流霜冻

特点：一天中的任何时间都可出现，因冷空气侵袭的范围较大，而且持续时间较长,有时甚至接连几天都出现霜冻，所以造成霜害的区域较广，小气候的差异较小霜冻的种类

(2)辐射霜冻在晴朗、无风或微风的夜晚，由于地面或植物表面温度下降到足以使植物受害的低温而形成的霜冻，称为辐射霜冻。它一般发生在夜晚和清晨，日出后终止

特点：具有局部性，小气候的差异显著，它的强弱受地形、地势和土壤性质的影响较大。所以，辐射霜冻一般常出现在谷底、洼地、干松的土壤和枯枝叶层上面霜冻的种类

(3)平流辐射霜冻由冷空气的入侵和夜间辐射冷却共同作用下形成的霜冻，称为平流辐射霜冻。入侵的冷空气温度在0℃以上，并不足以形成霜冻，但因夜间的辐射冷却，促使地面和贴近地面的气层温度降到0℃以下，形成霜冻。这种霜冻常出现在初秋和晚春，一个地区每年的初霜冻和终霜冻多属混合霜冻。春季正值植物发芽时期，秋季则作物即将成熟，这时出现的霜冻危害性最为严重霜冻的种类霜冻的发生首先取决于天气条件，其次还与地方的自然地理环境有关，而尤以地形的影响最大

(1)天气条件：当冷空气入侵后，地面为冷高压控制；天空无云或少云，无风或微风的天气条件下，有利于地面和接近地面气层的辐射冷却；有效辐射大，降温剧烈，形成较重的霜冻

(2)下垫面状况：干燥疏松的土壤表面易形成霜冻。因在这种情况下，土壤的导热率和热容量小，升温和降温都很剧烈。反之，紧实的土壤霜冻要轻些影响霜冻的主要因子

(3)地形的影响①洼地、盆地和谷地，霜冻要重些，且霜冻期也长些。因为冷空气易于聚积而不易扩散的缘故不同地形发生霜冻的危害程度影响霜冻的主要因子②坡地霜冻危害情况，一般冷空气总是沿山坡下滑，山脚易堆积冷空气，所以山脚霜冻最重，山顶较轻。③不同坡向对霜冻的影响也不同，一般北坡霜冻重于南坡。因冬季北坡几乎没太阳直接辐射，地面温度低，再加上北方冷空气侵袭时，北坡又首当其冲，使温度降低，易形成霜冻，故北坡霜冻重，南坡轻④东坡及东南坡的霜冻危害比西坡及西南坡严重，因日出时，东坡、东南坡受阳光直接照射，温度回升快，植物体内细胞因蒸腾失去水分平衡，植株失水过多而受害甚至死亡，故受霜冻危害较重影响霜冻的主要因子

(1)早霜冻和初霜冻秋季发生的霜冻为早霜冻，秋季出现的第一次霜冻，称为初霜冻

(2)晚霜冻和终霜冻春季发生的霜冻为晚霜冻，春季出现的最后一次霜冻，称为终霜冻

初霜冻发生的越早，终霜冻出现越晚，对农作物的危害就越大初、终霜冻及霜期

(3)霜期和无霜期

霜期：从秋季的初霜开始到第二年春季的终霜止,这段时间称为霜期

无霜期：终霜到初霜之间的时期，称为无霜期四川盆地霜期一般在12月到次年2～3月，甘孜、阿坝等川西高原地区，初霜在8～9月，终霜为5～6月。一般无霜期长对植物生长发育有利初、终霜冻及霜期预防霜冻的措施大致可以分为两类。一类是改进栽培管理技术，增强植物抗寒性。另一类是霜冻来临前夕，用直接加热或减少辐射冷却作用，提高植株附近地面层空气温度，防御霜害霜冻防御措施

(1)采用合理的栽培管理技术措施①因地制宜，合理配置作物品种。如在谷地和洼地霜冻较重的地方，选择耐寒性品种。在山坡中部和靠近水域的地方，霜害较轻，可种植抗寒能力较弱的品种。如，华南地区为了避免霜冻的危害，多将橡胶树种植在避风向阳的中上坡②改良品种，提高抗霜冻能力③冬前增施磷钾肥，可增强植株健康度和抗寒力④营造防护林。防护林可以减弱寒风的侵袭，提高田间温度，使霜不易生成霜冻防御措施

(2)防御霜冻的物理方法①熏烟法：在霜冻出现前，先准备一些干草、树叶、谷秆堆成烟堆，大约一公尺一个，预计有霜之夜，当温度降到作物受害的临界值以上1～2℃时，点燃预先堆放于田间的烟堆，使形成稳定的烟幕，也称为人工烟幕法②灌水法：灌水是一种预防霜冻的好方法。试验证明，一般在霜冻来临前1～2天灌水，地面平均温度可提高2～3℃，持续时间也可保持2～3夜，从而改善了农田小气候霜冻防御措施①烟幕可减小地面有效辐射，使地面降温速度减慢②烟堆燃烧，放出热量，提高近地气层的温度，增温效果约1～3℃③烟雾中亲水性微粒吸附大气中的水分，使水汽凝结放出潜热，缓和气温下降的幅度近年来，利用燃烧化学烟雾剂，造成烟幕防霜，由于烟幕的浓度大，范围广，维持时间长，防霜冻的效果好熏烟防霜的原理干热风是我国北方麦区的主要气象灾害之一。研究干热风害发生的规律和防御措施对北方小麦增产有重要意义(一)干热风的概念

1干热风：是高温、低湿及伴随一定风力而造成大量蒸发的一种灾害天气热害(干热风)

2对植物的危害：主要表现为大气干旱，而土壤中的水分含量并不缺少。因植物蒸腾作用强烈，植物损失水分过多，破坏了植物的水分平衡和光合作用，结果在短时间内给作物的生育和产量带来巨大的影响热害(干热风)

3干热风和土壤干旱的差异：干旱发生时是由于长期无雨、土壤缺水，致使植物体内水分平衡和叶绿素逐渐破坏，植株枯黄而死；干热风发生时，由于温、湿、风等气象要素的急剧变化，使植物蒸腾量很大，即使在土壤水分充足的条件下，也易发生植物水分失调，正常的生理活动受到抑制或遭到破坏，因而使植株受到危害甚至死亡。在干热风影响下，由于叶绿素来不及分解，植株表现青枯、灰绿或青灰等现象。干热风(高温、低湿、风)在整个昼夜都可发生，植物的水分支出在夜间几乎没有减弱热害(干热风)

干热风的标准：一般是日最高气温>30℃，日最小相对湿度<30％，风速>3m/s(或风力3级以上)。据研究，我国的干热风主要有以下三种类型：

1高温低湿型：特点是大气急剧增温变干，以大气干旱为主要特征。一般地面吹偏南风或偏西南风(有的地方吹偏东风)。对小麦危害的主要因子是高温和低湿，风加剧干、热的危害程度。这种天气使小麦杆尖、炸芒，植株枯黄，它是华北和黄淮地区干热风的主要类型干热风的类型

2雨后枯熟型：主要出现在小麦乳熟及蜡熟初期，若遇到雨后高温或雨后猛晴，日晒强烈，吹热风，常造成小麦青枯或枯熟。这种天气多发生在华北和西北地区

3旱风型：特点是空气湿度低、风速大，但气温不一定高于30℃，对小麦的危害主要是风和干旱。多发生在黄淮平原的苏北、皖北等地区干热风的类型干热风的防御措施①选择适宜的作物、品种和播期，使作物避开气候上的高温时段；②选用耐热作物和品种，在高温季节种植比较耐高温的作物；③植树造林改善生态环境，缩小温度日变幅；④浇水、覆盖、遮荫等措施降低局部气温；⑤合理间作套种，利用高杆作物遮荫，降低矮作物体温；⑥植物生长调节剂的使用。一、干旱的概念干旱是一种长时期降水偏少，造成空气干燥、土壤缺水、水源枯竭，影响农作物和牲畜正常发育而减产的现象。干旱

(一)按干旱的成因分类

1土壤干旱(soildrought)：是指由于长期无雨，土壤水分缺少，形成厚的干涸层，因而引起植株水分平衡破坏的现象.

2大气干旱(atmospheredrought)：大气干旱是由于高温低湿而引起植物水分平衡的破坏。这时，尽管土壤中具有一定的有效水分，但因植物蒸腾量很大，蒸腾所消耗的水量超过了根系吸收的水量，使植物发生凋萎(干热风就是大气干旱的一种形式)干旱的类型3

生理干旱(physiologicaldrought)：由于土壤环境条件不良，使根系的生理活动遇到障碍，导致植物体内水分失去平衡而发生的危害。例：作物被淹根系缺氧不能正常吸收水分而发生萎蔫；早春回暖果树蒸腾失水加剧，根系不能从未化冻土壤中吸收水分，因而发生抽条；盐碱地常因幼苗根系渗透压低于土壤溶液而不能吸收水分。干旱的类型

(二)按干旱发生的季节分类

1春旱：干旱发生在春季3～5月。特点：温度不高，相对湿度低，缺雨或少雨。我国黄河流域和淮河以北的地区最常发生，西北和长江上游也常出现

2夏旱：夏旱是7、8月，作物生育旺盛时期的干旱。特点：太阳辐射强烈，温度高、湿度低，蒸发、蒸腾量大。夏季，当副热带高压向北推进时，长江流域常在它的控制下，形成连晴高温天气干旱的类型四川西部常在5、6月发生干旱，称为夏旱；长江中下游包括四川东部地区在7、8月份，常有几天到十几天的连晴高温天气，而这时正是“三伏期”，故称伏旱。伏旱不但影响晚稻生长发育，而且也影响旱地作物的产量。农民常把伏旱称为“卡脖旱”

3秋旱：秋季，副高压向南撤退到华中地区时，出现秋高气爽天气，引起秋旱。在长江流域秋旱比春旱、夏旱更为常见，秋旱不但影响晚秋作物和夏播作物的生长发育和产量，而且也影响冬作物的出苗和冬前生长。干旱的类型

4冬旱：发生在12月至次年2月份的干旱。冬旱对华南和西南地区的危害大于北方。

5季节连旱：有些年份干旱持续时间较长，连续两个季节以上发生的干旱。季节连旱持续时间长，对农业生产的危害特别大。干旱的类型

(三)按干旱发生的面积分类根据干旱发生的面积占本地区面积百分数的大小把干旱分为五类：

1、局地干旱：受旱面积小于或等于10％

2、中等干旱:受旱面积为11—20％

3、大旱：受旱面积为21—30％

4、特大旱：受旱面积为31—50％

5、毁灭性旱灾：受旱面积大于50％干旱的类型干旱的指标降水量距平百分率来表示某地某时段内降水量与常年的偏离程度并以此衡量干旱是否发生及干旱的程度。R为当年该地某一时段的实际降水量；同期多年平均降水量。当D>0，表示该地区当年某一时段降水量偏多；当D<0，表示降水量偏少。旱期干旱指标旱大旱连续3个月以上-25%~-50%-50%~-80%连续2个月-50%~-80%-80%以上1个月-80%以上不同区域的旱灾特点东北地区盛夏干旱，“三天一小干，五天一大旱”华北地区春旱严重，有“春雨贵如油”的说法长江地区伏旱，有农谚“春旱不算旱，夏旱减一半”.7月份雨带北移，受副热带高气压带控制，易发生旱灾，但台风雨经常可以缓解灾情华南地区夏秋旱西南地区四季均可发生旱灾总的说来，我国旱灾以春旱发生地域最广，频率最高，夏旱和秋旱次之

(一)大搞农田基本建设，增加灌溉面积。灌溉是防止土壤干旱的最根本的措施

(二)防旱的轮作布局和耕作保墒技术。扩大抗旱作物的种植面积，早春耙地，秋季深耕，适时中耕、培土、镇压，及时播种等，都是防旱抗旱的有效措施

(三)选育抗旱作物及作物品种。培育壮苗，适时追肥，选择早熟的品种，可以躲过干热风的危害防旱、抗旱措施

(四)覆盖法。采用稻草、麦秆、树枝、树叶等覆盖物，盖在地上，减少土壤水分的蒸发

(五)种子抗旱锻炼。对于谷类作物用药剂浸种、闷种，可以提高植株的抗旱能力

(六)以小流域为单元，工程措施与生物措施相结合，进行综合土地整治。

(七)人工降雨防旱、抗旱措施保护水资源，节约用水，加强水利工程建设等一、洪涝和湿害的概念洪涝灾害和湿害都是由于长期阴雨和暴雨，雨量过度集中，出现河水泛滥，山洪暴发、土地淹没，作物被淹或冲毁的现象。分布总的特点：东部多，西部少；沿海多，内陆少；平原低地多，高原山地少；山脉东坡和南坡多，西坡和北坡少洪涝灾害与湿害二、洪涝对农作物的危害

1

洪涝对农作物的危害主要是在淹水情况下，土壤毛细管中充满了水，空气不能自由地进入土壤，植物的根部缺乏生命所必需的氧，而且土壤中还积累了CO2和有机酸等有毒物质，影响根系的正常发育，久淹后，植株会窒息而死亡

2江河沿岸河水泛滥，冲毁作物，造成损失洪涝灾害与湿害机械性破坏二、洪涝对农作物的危害

3

洪涝对作物生长状况及产量的影响，决定于作物的种类、品种及发育期。如，高梁、黑豆和水稻等，是抗涝作物；小麦、玉米是一般的耐涝作物，棉花、甘薯、花生、芝麻等是怕涝作物。水稻较其它粮食耐涝，深水稻又较一般稻耐涝；水稻被淹没减产以孕穗期为最大，抽穗次之，乳熟期被淹没，虽妨碍灌浆，但对产量的影响已不如孕穗期、抽穗期被淹没的严重洪涝灾害与湿害治理河道兴修水库修筑江海堤围植树造林合理配置农业，尽可能做到因时、因地制定耕作栽培制度发生洪涝后，应加强田间管理，及时洗去污泥，进行排水、中耕、松土、施肥、防治病虫等，均可减少因洪涝而造成的损失洪涝灾害的防御措施

1大风：大风是指风力大到足以危害农业生产及其它经济建设的风。我国气象台以平均风力达到8级或以上作为发布大风的标准。一般在6级以上的大风就可能危害农作物

2大风的危害：大风对农业、渔业、畜牧业、交通运输和基本建设等都有危害大风对作物的危害：包括土壤风蚀，作物机械损伤，生理过程受到障碍和间接影响等方面大风及其危害3四川的大风，一是偏北大风，二是偏南大风。偏北大风发生的次数多，强度大，持续时间长，影响范围大，因而造成的损失也大。一般说来。地势高的地区和山口河谷地区；风的强度大，造成的危害也大大风及其危害

1

营造防风林。谷地在风口处营造防风林，在风沙危害的地区营造防沙林，在滨海地区营造海防林，有了林带的保护，风速减弱，风蚀和流沙都可得到控制

2

选育抗风的作物品种

3

防止土壤风蚀。如种牧草、保护植被、镇压土壤等，都是防止风蚀的有效措施

4

抢收。及时收听天气预报。在大风来临前组织人力抢收成熟的庄稼，来不及收完的谷类作物可用顺风向压倒的办法以减轻损失防御大风的方法台风：大于12级的风危害：台风来临常伴有狂风暴雨和惊涛骇浪具有很大的破坏力，给生命财产和农业生产造成巨大的损失，破坏交通通信设施，严重地威胁着航海和飞行的安全。易产生洪涝、海啸。一次台风登陆一般产生200～300mm降水量，有时可达1000mm，常造成沿海地区的水灾，有利的一面：伏夏，长江流域炎热久旱后，台风可以带来丰沛的雨水，有利于缓解或解除旱情，同时还可起到降温作用防御措施：加强气象卫星的监测与预报、发布台风预报或警报台风台风一次普通的台风，释放的能量相当于几颗原子弹爆炸释放的能量。破坏力极强，往往是毁灭性的1900年，美国得克萨斯洲遭一场飓风袭击，死亡6000人1954年，日本北海道，一条大型渡船被台风击沉，1000人死亡1970年，飓风袭击孟加拉国，引起潮浪，吞灭20万人

(一)龙卷风

1

龙卷风：是一种具有垂直轴并伴有极大风速的空气涡旋。龙卷风常从高厚的积雨云底部伸出一个很象“象鼻”的云柱龙卷风及其危害

2

龙卷风的出现：通常单个出现，有时也成对出现。成对出现的两个龙卷旋转方向相反，一是气旋式，另一是反气旋式。龙卷风的象鼻形云柱有的能伸展到地面或水面，有的却稍伸出即缩回云中。当它伸达地面或水面时，常吸起大量尘土或水柱

3

陆龙卷和海龙卷：在大陆上的龙卷风叫陆龙卷，在海洋上的龙卷风叫海龙卷。

4

龙卷风的大小和持续时间：水龙卷的直径通常为25～100m；陆龙卷约100～1000m，