(三)灾害性天气

  1. 暴雨

暴雨是北京夏季最常见的灾害性天气之一。

  1. 暴雨灾害 本市降水集中在夏季,往往是由几场暴雨构成的。暴雨日数多则年雨量多,反之则少。暴雨对农业生产的危害有三个方面:

①洪涝,作物被淹、庄稼冲毁,土壤流失。

②花期逢暴雨,受精不良,结实率降低。

③暴雨多伴有大风、冰雹,致使作物倒伏,折断死亡,果实糜烂。表 4-37 暴雨危害率及出现机率

县 名

8 月上旬危害率(%)

机率(%)

8 月中旬危害率

(%)

机率(%)

房 山

63

29.6

83.3

29.4

大 兴

42.8

26.3

100

30.8

通 县

63

29.6

100

29.4

顺 义

57

23.4

80

23.5

昌 平

40

21.4

50

15.4

平 谷

50

26.8

80

36.8

密 云

57

23.4

83.3

29.4

北京近 30 年来 8 月中旬的暴雨危害最大(见表 4-37)。南部平原可达80%以上。其中通县、大兴县为 100%,北部平原 40—50%,东北部山区为

50%左右,延庆县为 100%。平均每 3—4 年发生一次暴雨灾害。8 月上旬暴雨危害率除延庆县为 100%外,其他各县多在 40—60 之间,每 4—6 年发生一次暴雨灾害。

  1. 暴雨的空间分布 北京暴雨分布与年降水量分布相一致。是以百花山、军都山、云蒙山为界。此界东南迎风坡暴雨多在 150 毫米以上,分为三

个中心:房山区、怀柔县暴雨区,降水量都在 180 毫米以上;平谷县东部暴

雨区,降水量 150 毫米以上;通县、大兴县及昌平县平原区,是相对少量雨

区,前两县降水量不足 120 毫米,昌平县平原区降水量约在 100 毫米左右。两大山脉西北的背风坡是暴雨最少区,其中怀柔县北部、门头沟区西北部雨量不足 60 毫米(见图 4-29)。

图 4-29 北京地区年暴雨量分布图

  1. 暴雨的时间分布暴雨的年际变化大,据统计 1956—1979 年,日降

水量≥50 毫米的暴雨共出现 190 次,年平均 8 次左右,最多年 15 次(1959

年),最少年 2 次(1957 年),最多时一个月达 7 次(1959 年 7 月)。暴雨

最早出现于 4 月上旬,最晚结束在 10 月下旬。其中 80%的暴雨集中在 7—8

月,更集中在 7 月中旬至 8 月上旬,此期间出现的暴雨要占全年暴雨总数的

54%,占 7— 8 月暴雨总数的 66%。北京四次 400 毫米以上的特大暴雨,均出现在此时段内。

暴雨强度中,大暴雨占暴雨总数的 35%,特大暴雨占 14%(见表 4-38)。其中约有 60—80%的雨量集中在 3—15 小时的时程内。

表 4-38 不同等级暴雨出现频率

暴雨

大暴雨

特大暴雨

50 — 99.9 (毫米)

100 — 199.9 (毫米)

≥ 200 (毫米)

频 数

97

67

26

频率(%)

51.1

35.3

13.6

  1. 暴雨成因 每次暴雨过程的雨区范围均不同,有的是局地暴雨,有的可波及几个区县,有的是全市性暴雨。特大暴雨过程中心基本出现在海拔1000 米山前迎风坡地带,仅有个别例外。

①地形对产生暴雨的影响 北京每年 6 月中旬开始受夏季风控制,副高北跳,气旋和锋面不断形成,潜在不稳定能量的释放,使强对流天气明显增强增多。加上“北京湾”的喇叭口地形,正对夏季风:其一由于喇叭口效应, 促使气流辐合抬升;其二山麓地带崎岖不平,坡向不同,增温不同有利于热力不稳定条件的发展;其三阻挡暖湿气流移动滞缓,延长雨时。在以上气候背景和地形条件的共同作用下,使降水强度增加,暴雨频率较高。

②天气形势对暴雨形成的作用 暴雨的产生还要有一定的天气形势相配合。天气过程归纳有以下七类:蒙古低涡低槽型是北京产生暴雨最主要的天气形势,占暴雨总数的 48%,占特大暴雨总数的 64%。其次切变型、回流型、内蒙低涡型及东北低涡型。此外西南低涡和台风型虽出现次数较少,但一旦出现就造成特大暴雨,例如西南涡造成的北京“63.8”大暴雨和 1972 年 7

月 27 日台风造成的怀柔枣树林大暴雨等。

  1. 冰雹

冰雹是北京危害农业生产的又一灾害性天气,尤其在山区、半山区更为严重。北京地区降雹频繁,几乎年年都有不同程度的灾害。如通县县志上记载“明朝万历十五年(即公元 1587 年)六月初二暮,通州大雨雹,自西北方来,大如鸡卵,间有如杵如升者,坏民房屋牲畜”;昌平县志“明朝天启二年(即公元 1622 年)夏四月,险雨怒号,雹如卵坏屋瓦,禾水偃拔”。建国

后也曾出现过多次严重雹灾,1964 年 6 月 10 日午后,先后从延庆县、怀柔

县、昌平县等开始,全市十三个区县部分乡普遍降雹,平谷县等地伴有 8 级

大风。雹径从鸡蛋、核桃大小到玉米粒大小不等,平均重量 3.5 克左右,最

大重量 9.6 克,地面积雹 2—10 厘米厚,全市计有 40 万亩农田果林受灾,个别区县还有人畜伤亡,是一次范围广,灾情重的降雹过程。次日,全市又有八个区县连续出现雹灾。1969 年 8 月 29 日下午全市十个区县先后降雹,直

径最大达 16 厘米,重 2 公斤,地面积雹半尺厚,城区还伴有几十年未见过

的大风,阵风达 11 级,长安街路灯有 2/ 3 被冰雹砸坏,民房玻璃瓦片破碎, 近郊丰台、海淀区六个乡白菜被毁,万余亩大秋作物和果树受灾,减产 50% 以上。城近郊区出现这样严重的雹灾实属罕见。

1984 年 6 月 2 日下午怀柔县北宅乡的一场雹灾,降雹 20 分钟左右,雹粒大如鸡蛋,更多象栗子状,冰雹满山遍野铺盖一层,低洼地区淤积冰雹约一米厚,眼看 800 亩黄熟的麦子砸成平地,果树只剩下干枝。给农业生产带来极严重的损失。

(l)冰雹的地区分布 冰雹分布和地形关系极为密切。北京山区面积大, 地形复杂受热不均,容易产生热力对流,在一定的天气系统配合下,有利冰雹的生成和发展,造成局地性的降雹。所以,山区雹日多于平原(见图 4- 30)。延庆县年平均雹日达 14 天,城区为少雹区,年平均雹日 l—2 天,东南部年平均雹日 3 天左右。就山区而言,迎风坡灾轻,背风地灾重。

图 4-30 年平均雹日数分布图

(2)冰雹的时间分布 降雹有明显的日变化。本市大部分地区降雹时间多出现在午后至傍晚(15—19 时),称午后多雹型。出现机率占全天降雹时间的 70%以上。降雹平均初日为 4 月中旬,平均终日为 10 月初。年平均雹

日数为 28.7 天。降雹的年际变化较大,个别年份初日可提前至 3 月下旬或推

迟到 5 月下旬;终日可提前到 8 月底或推迟到 11 月上旬。年雹日最多 46 天

(1971 年),最少为 12 天(1968 年),相差 3.8 倍。

据 1964—1978 年 15 年降雹资料统计,降雹有三个高峰。5 月下旬到 6 月下旬为初夏高峰期,降雹概率为 73—93%;7 月中旬为盛夏高峰期,概率87%;8 月下旬到 9 月上旬为夏末秋初高峰期,概率 70%左右。冰雹成灾概率在 50%以上。其中 6 月中旬为最高峰,概率达 80%;其次是 7 月上、中旬概率为 60—70%;初夏和夏末成灾概率为 50%左右。

本市冰雹连续出现时间最长可达 5 天,常见是连续两天。冰雹的连续性在 6、7 月份的高峰期表现尤为明显。地区分布是西、北部山区连续降雹机率较大,城近郊区和东南部机率较小。持续时间为 7—8 分钟,在 15 分钟以下占 58%,15 分钟以上占 42%。

( 3)冰雹直径 冰雹直径(见表 4-39),以玉米粒、豆粒(0.5-1.0 厘米)大小最多见,直径在 6 厘米以上的冰雹出现较少。

表 4-39 冰雹直径及出现频率

冰雹直径(厘米)

< 0.5

0.5 — 1.0

1.0 — 2.0

2.0 — 4.0

4.0 — 6.0

> 6.0

出现频率(%)

4.3

35.7

24.7

14.9

17.6

2.8

(4)降雹路径 本市冰雹源地都在山区,其移动路径与地形密切相关。降雹路径大致由西向东或西北向东南移动,主要路径有四条(见图 4-31)。

图 4-31 冰雹路径示意图

第一条 从怀柔县北部的卯镇山起往南分成三支。东支沿白河河谷到达密云水库北部;西支沿渣汰沟到四海;中路由琉璃庙往南到怀柔水库北部。第二条从延庆海坨山往西南经香村营、燕羽山分成两支。东支经大羊山穿过怀柔、密云县南部到平谷县熊儿寨、黄松峪一带;西支经长陵过沙河到海淀区。第三条从官厅水库顺永定河河谷而下到石景山区,往东进入城区。第四条起源于百花山,经猫耳山过房山区到大兴县境内。

以上四条路径是平均路径,有时也可能偏离这几条路径,有时属于局地降雹。

  1. 连阴雨

连阴雨是指连续 3 天以上的阴天并伴有降水的天气。根据资料统计,多雨年份连阴雨次数较多。从连阴雨出现的时间及对作物的影响,分麦收连阴雨和夏末秋初连阴雨。

麦收连阴雨除延庆县为 7 月 l—20 日外,大部分地区为 6 月 16 日到 7 月 5 日。麦收期间日照时数≤6 小时的日数达 3 天以上,过程降水量≥20 毫米,这样的降水天气称麦收连阴雨。山区连阴雨次数多于平原,平谷县最多, 丰台区最少。出现机遇为三年一遇到两年一遇不等,有的年份不出现连阴雨。连阴雨过程一般为 4—7 天,最长可达 12 天。

夏末秋初连阴雨常伴随低温,使玉米水稻灌浆过程缩短,影响籽粒重量降低产量。8 月份的连阴雨的次数及强度在一定程度上决定着当年汛期雨量的多寡。机率是三年二遇到四年三遇,持续日数为 3—5 天,最长 7—8 天。

  1. 低温冷害和冻害

低温冷害和冻害的实质都是温度偏低导致减产。低温冷害是指作物生育期内热量不足或作物某一发育阶段遇到低于生物学下限温度时,引起作物生育期延迟、晚熟或直接影响作物结实器官的形成,造成作物减产的灾害。冻害是农作物生育阶段遇到严寒和其他不利气象条件而受害,早晚霜冻和寒潮均可对作物造成冻害。此外大风、干旱等还能加重冻害。

  1. 风害

风是农作物重要的生存条件。它即是 CO2、O2 和水汽的输送者,又是农田小气候的调节 者。但大风和静风对农作物都有害。大风危害包括机械损伤(如茎杆折断、倒伏、果实脱落等)和生理损害(如花器萎蔫、生理干旱等)。静风对作物是间接危害。在静风环境中,乱流交换作用减弱,形成 Co2 和 O2 的低浓度环境,作物生理机能受到抑制,光合作用显著减弱。同时,在土壤较湿润的情况下,不利于根部有毒气体的逸出,造成植物中毒。

干热风又称干旱风,是小麦生育后期的一种自然灾害,缩短小麦灌浆过

程造成毙熟。干热风指标:日最高温≥30℃,相对湿度≤35%,风速≥ 3 米

/秒。本市干热风主要危害地区为山前暖区,尤以昌平县、房山县为重。为三、四年一遇。