旱涝规律（精选7篇）
旱涝规律 篇1
2009年入秋以来, 西南诸省区出现历史罕见的“旱灾”。截止2010年3月23日, 旱灾已致云南、贵州、广西、重庆、四川等5省 (区、市) 6 130.6万人受灾, 直接经济损失达236.6亿元[1,2]。这些受灾区大多数为岩溶区, 典型石漠化地区旱涝灾害发生频率最高[3,4]。云南省岩溶区水灾害防治与水安全保障, 关系该地区社会稳定与经济持续发展。岩溶旱涝灾害是云南省岩溶区内特有的灾害类型, 具有周期性、突发性、多发性和群发性等特征 (表1和表2) 。
岩溶洼地 (karst depression) 是由岩溶作用形成的底部平坦, 面积较大, 利于耕种的封闭负地形[5], 是岩溶发生旱涝灾害的典型地区。本文以云南省块所岩溶洼地为例, 以岩溶水文循环系统为基准, 分析岩溶洼地岩溶旱涝致灾规律, 提出工程治理思路, 为岩溶区水安全提供技术支撑, 使岩溶区水资源开发和岩溶生态环境保护更具科学性。
1 基本概况
研究区位于滇东北, 属北亚热带季风气候, 绝大部分地区属暖温带高原季风气候。年温差小, 日温差大, 干湿季节分明, 气候垂直变化明显, 河谷地区气温高、降雨量少;年平均气温约为12.1~14.4℃, 年降水量约为887.0~1 211.9 mm, 约有90%的年降水量集中在5-10月份。研究区内有海堂河, 由南东流向北西, 并穿过块所岩溶洼地, 经八哥洞伏流入口, 向北西方向的牛栏江排泄。
块所岩溶洼地受岩溶、地形地貌和形态控制, 属于构造-溶蚀-侵蚀地貌。受北东~北北东向构造控制, 构成岭谷相间、平行排列的向斜山谷、背斜山谷、单面山地形。山体碳酸盐岩地层与非碳酸盐地层呈条带或夹层展布, 坡面溯源侵蚀较强烈, 崩塌、坍滑等物理地质现象常见。最高点位于关家大山, 高程为2 186.1m, 最低点位于八哥洞伏流入口处, 高程为1 945m, 块所洼地北西方向为牛栏江, 河床高程为1 673m (图1) 。
1.1 岩溶发育特征
研究区范围出露各碳酸盐岩地层。根据岩性、岩溶发育条件和岩层结构特征, 把地层划分为均匀状纯碳酸盐岩层组、间层状纯碳酸盐岩层组与碎屑岩碳酸盐岩互层岩组三大类。
一类为均匀状纯碳酸盐岩层组, 岩组以灰岩、白云岩、白云质灰岩或白云质斑块灰岩等为主, 岩性纯、厚度大、分布连续, 岩溶作用过程中溶蚀速度最快, 岩溶最发育, 沿层面或构造破裂带易形成规模较大的溶洞-管道-管缝状岩溶系统, 在这类岩组分布区, 地下水常以不均匀的洞-管-缝型赋集为主;二类为间层状纯碳酸盐岩层组, 该层组纯碳酸盐岩连续沉积的单层厚度比大于90%, 不纯碳酸盐岩的比重增大, 单层厚度比一般小于10%, 岩溶较为发育, 地下水常出在洞穴-溶隙型岩溶水系统中;三类为碎屑岩碳酸盐岩互层岩组, 主要为碎屑岩夹不纯碳酸盐岩, 可溶岩溶蚀程度不高, 碳酸盐岩厚度比, 一般为30%~70%, 而碎屑岩厚度比则为70%~30%, 岩溶发育极微弱或不发育, 地下水赋存于岩溶裂隙、孔隙和线缝中。
三大类碳酸盐岩地层发育的溶洞、管道、裂隙和孔隙等特殊地下岩溶含水介质体的多重组合与复合, 构成研究区特殊的地下输蓄水空隙空间, 构建了岩溶多重介质环境生态脆弱的基础, 致使该区旱涝灾害频繁。
1.2 八哥洞伏流
八哥洞伏流进口位于菱角塘乡西南方向八哥洞村附近, 伏流长约7km。洞口宽约10m, 高15m, 深达数百米, 洞口底高程为1 945m。发育在灰岩地层中, 岩溶发育强烈。调查时, 处在旱季, 流量较小, 大于250L/s, 水位高程为1 972m;洪水期, 水位高程为1 995m左右, 洪水流量达10m3/s以上。水位、水量动态变化很大, 主要受降水影响和控制。
从八哥洞至红瓦房, 地处断层影响带, 山前岩石强烈破碎, 沿NE向断裂派生的次一级横向断裂, 裂隙十分发育, 沿断裂带的两侧有纵、横交错的溶沟、溶槽、溶缝等岩溶地貌。八哥洞谷地是岩溶内涝重灾区, 也是岩溶洼地最大的地表水排泄区, 并沿NW向的牛栏江排泄。
1.3 块所岩溶洼地
块所岩溶洼地范围下伏地层均为均匀状纯碳酸盐岩层组, 该岩组为本区分布最广、厚度最大、富水性最强的含水岩层, 多年平均地下水径流模数达19.0L/ (s·km2) , 岩溶发育十分强烈, 以垂直溶隙、切层裂隙、水平管道及溶洞等为主。沿洼地四周及谷坡边缘, 形成深度为10~30m的表层岩溶带, 该带地下河管道以上约300m深度内, 为强岩溶发育带。块所洼地形态如字母“U”, 开口向北东, 平均宽约为1km, 面积达14km2。在洼地的北东段, 谷地宽阔、平坦, 洼地边缘发育了大小数十处落水洞、消水洞、竖井、溶潭、伏流进口等岩溶地貌形态。洼地底部为第四系地层, 主要为残坡积层、冲洪积层、冲湖积层成因。岩性为粉质黏土、粉土、砂卵砾石、淤泥质土等, 厚度介于0.5~1m之间 (图1) 。
1.4 红瓦房落水洞
红瓦房落水洞位于八哥洞北东方向约2 000m坡脚下方, 洞口高程为1 935m, 发育在C1地层中。由于位置较低, 附近地表水集中汇入, 消水不畅形成深潭状。目前, 矿山安装二台抽水机抽水, 供矿山生产、生活用水, 出水量达50m3/h以上, 水位变幅10m左右, 水量丰富, 动态变化比较稳定。
菱角塘-八哥洞一带特大型的块所岩溶洼地的形成, 不仅与新构造运动、地形产生剧烈的抬升等作用有关, 而且沿谷地边缘发育一系列的消水洞、落水洞、伏流进口等岩溶个体形态, 均形成于地形相对低洼处, 这些地段有利于地表水和地下水集中汇流、冲刷、侵蚀等作用。枯水期, 这些消水洞、落水洞均无水。
1.5 海堂河
研究区内有一条河, 名为海堂河。由南东流向北西, 并流经块所岩溶洼地, 穿过洼地长约3km, 近平缓流向八哥洞, 并经八哥洞伏流向北西方向的牛栏江排泄。海堂河流量受降水控制, 旱季流量较小, 为260L/s, 特大干旱则无水量, 水位较低, 高程为1 972m;洪水期, 水位高程1 995m左右, 洪水流量达20m3/s以上, 水位、水量动态变化很大。
1.6 水文气象
块所岩溶洼地地处滇东北, 属暖温带高原季风气候。干湿季节分明, 气候垂直变化明显, 河谷地区气温高、降雨量少;年降水量约为887.0~1 211.9mm, 约有90%的年降水量集中在5-10月份。该区经常出现春旱, 丰水期降水常常快速汇流成地表水流, 向岩溶洼地集中汇流, 最终汇流到块所岩溶洼地最低点八哥洞, 由于八哥洞泄洪量有限, 洪水暴涨水量增大了八哥洞岩溶地下管道的排水压力, 致使洪涝灾害形成。
2 块所岩溶洼地水文循环特征
块所岩溶洼地范围补给 (“源”) 为海堂河流流量、大气降水、岩溶裂隙水。径流 (“流”) 分为地表径流和地下径流。地表径流为降水和海堂河水, 降水径流范围为洼地范围, 约为14km2;海堂河在洼地内径流长度约3km;地下水径流空间为广泛发育的岩溶裂隙、孔隙, 总体径流方向为南东向北西方向, 径流空间受岩溶地层倾向和岩溶发育强度控制, 径流空间大。排泄 (“场”) 分为地表水和地下水, 地表水向岩溶洼地最低点八哥洞排泄, 空间和时间受限制, 地下水由南东向北东排泄, 最终进入牛栏江。岩溶洼地储水 (“蓄”) 类型为地表水、大气降水和地下水。地表水为海堂河流水, 直接从洼地南东向洼地最低点八哥洞排泄, 难存储;大气降水集中在岩溶洼地内, 形成坡面流, 快速流入洼地内各消水洞、落水洞和八哥洞, 加之, 洼地内第四系覆盖层0.5~1m, 储水量小或无法储水;地下水主要为岩溶裂隙地下水, 赋存于岩溶裂隙、孔隙中, 储水量受大气降水控制, 在洼地下伏径流 (图1和图2) , 对岩溶旱涝灾害影响较大。
3 变化环境下岩溶洼地水文循环响应及致灾成因
块所岩溶洼地区的旱涝问题, 不同于非岩溶地区, 有其独特之处, 主要是由岩溶洼地区特殊的地表和地下水赋存与径流特征所决定的。通过图2、图3 (a) 、图3 (b) 和图3 (c) 可以看出, 在变化环境下, 岩溶洼地水文循环过程不同。
在自然条件下[图3 (a) ], 水文循环过程中每个环节均存在, 无变异现象。
在极端干旱条件下[图3 (b) ], 块所岩溶洼地水文循环过程中蒸发、降水和地表径流几乎消失, 只有地下径流的单一循环过程表现为“源”无、“流”少或空、“场”弱或空、“蓄”小或空等特征, 呈现旱灾。
在特大暴雨条件下[图3 (c) ], 块所岩溶洼地水文循环过程中蒸发、降水、地表径流和地下径流变异, 即岩溶洼地区水文循环的“源”、“流”、“场”、“蓄”均发生突变。表现为“源”多、“流”滞、“场”堵、“蓄”满等特征, 呈现涝灾。
对比在自然状态、特大暴雨和极端干旱3种情况下块所岩溶洼地水文循环过程, 发现过程中“源”、“流”、“场”、“蓄”中的任何一个环节变异均导致岩溶灾害的发生。如“源”增加为涝灾, 减少为旱灾;“流”快速集中汇流成涝灾, “流”无或减少成旱灾;“场”径流受阻为涝灾, “场”弱或空为旱灾;“蓄”满为涝灾, “蓄”小或空为旱灾。可见, 水文循环中某个因子变异, 即短暂缺失或突然参与水文循环, 必诱发其他因子连锁反应, 导致岩溶旱涝灾害的发生。
4 块所岩溶洼地旱涝灾害防治对策
通过岩溶洼地自然状态下、极端干旱和特大暴雨条件下水文循环过程的差异, 治理块所岩溶洼地旱涝灾害, 应从岩溶洼地水文循环系统出发, 从块所岩溶洼地水文循环过程的“源”、“流”、“场”、“蓄”四点入手, 综合考虑可控制条件, 其治理对策如下。
4.1“源”
块所岩溶洼地补给 (“源”) 为海堂河流流量、大气降水、岩溶裂隙水。为更好控制“源”, 可以在海堂河入块所岩溶洼地上游修建水库, 枯水期补给岩溶洼地区灌溉、生活和工业用水。建立雨量观测站, 建立水文预报模型, 为水库蓄水和放水提供基础数据支撑。
4.2“流”
块所岩溶洼地径流 (“流”) 分为地表径流和地下径流。为更好控制“流”, 海堂河上游修建水库, 调控河流来水量;人工拓宽八哥洞岩溶管道 (长约7km) , 暴雨来临, 增强泄洪能力。为流经洼地近3km的海堂河河道修建河堤, 增强其泄洪能力, 封堵岩溶洼地各消水洞和落水洞, 减少岩溶洼地内贫瘠的土壤侵蚀。
4.3“场”
块所岩溶洼地排泄 (“场”) 分为地表水和地下水。在干旱期, 地表无水, 主要是岩溶洼地区岩溶裂隙水在排泄, 应该在岩溶地下水由南东向北西径流方向上, 打钻井取水, 再结合海堂河上游水库蓄水, 可以解决干旱问题。
4.4“蓄”
块所岩溶洼地储水 (“蓄”) 类型为地表水、大气降水和地下水。其内第四系覆盖层0.5~1m, 储水量小或无法存储水。旱季, 地下水主要为岩溶裂隙地下水, 赋存于岩溶裂隙、孔隙中, 需打井取水, 并结合海堂河上游水库取水, 或在岩溶洼地下伏岩溶地下河流域修建地下水库, 可以解决干旱问题。
5 典型岩溶洼地旱涝灾害演变规律及防治措施
岩溶区岩溶洼地、盆地和峰丛谷地均存在水资源匮乏、土壤贫瘠、石漠化严重、植被覆盖率低、旱涝频发、地面塌陷等现象, 岩溶洼地、岩溶谷地和岩溶盆地是旱涝灾害易发区[6,7]。治理岩溶洼地区旱涝灾害应重视水文循环过程的每个环节, 对岩溶水文过程的“源”、“流”、“场”、“蓄”每个环节尽可能地控制在自然状态下。不同的岩溶洼地受断层、地形地貌、岩溶发育程度和水文气象的影响, 其旱涝灾害的致灾因子不一样[8,9], 在分析其治理对策时, 可以从水文循环过程入手, 针对每个环节, 采取相应的工程措施 (表3) 。
6 结语
在中国西南岩溶区存在一种特殊的岩溶地质单元, 即岩溶洼地, 岩溶易形成地表半封闭或封闭的岩溶地貌形态, 有利于短时间大量降水的汇集, 导致涝灾的发生;受控地质构造、岩溶发育程度和气候的影响, 难于储水, 又导致旱灾的发生。
本文以块所岩溶洼地为研究对象, 以水文循环为轴线, 分析自然状态、特大暴雨和极端干旱三种条件下水文循环连锁反应及旱涝灾害的致灾规律, 提出抗旱和治涝应重视水文循环过程中各环节, 人为参与水文循环, 采取工程措施参与水文循环, 迫使水文循环各环节不突变或异常参变, 为岩溶旱涝灾害治理提供借鉴。
中国西南岩溶洼地区“水利”和“水害”并存, 一方面水资源匮乏, 一方面涝灾频发, 旱灾和涝灾交替呈现, 严重阻碍了岩溶区经济的可持续发展, 应宏观系统分析岩溶洼地区的岩溶水文循环“源”、“流”、“场”和“蓄”特征, 结合旱和涝交替出现规律, 将治旱工程与治涝工程有机结合, 相互兼顾, 地表水 (建地表蓄水工程) 和地下水 (建地下水库) 联合调度, 因地制宜, 彻底根治岩溶洼地区旱灾和涝灾, 保障水安全。
参考文献
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崇左市旱涝变化特征及减灾对策 篇2
1 1953—2010年崇左市的旱涝变化特征
对1953—2010年崇左市的降水数据进行分析可知, 崇左市近58年的年平均降水量为1 301 mm, 而且崇左市的降水旱涝分布很不均匀。1953年, 崇左市的降水量高达1 878 mm, 1986年和2001年的降水量也超过了1 700 mm, 这些年份崇左市遭受了较严重的涝灾。1963年、2000年、2006年、2007年、2009—2010年的年降水量较少, 分别为949.9、950.0、868.0、841.8、962.4 mm, 这些年份极度缺水, 出现明显的旱灾。从崇左市历年的最大降水量比最小降水量比率来看, 最大降水量比最小降水量超出1倍以上, 这说明崇左市发生旱涝灾害的程度较重。整体看, 1953—2010年崇左市年降水量呈现逐渐减少的变化趋势, 其降水量以大约每10年40 mm的量级在减少。
2 2009—2010年崇左市极度干旱天气及其影响
2009—2010年崇左市出现了1次极度干旱灾害。这次旱灾具有强度大和持续时间长的特点。由崇左市2009—2010年的降水距平百分率变化可以看出, 在长达6个月的时间内, 除了2009年10月和2010年3月这2个月的降水量减少近60%外, 中间的4个月降水量减少高达90%, 即在旱灾严重的4个月中, 崇左市的降水不足历史同期降水量的10%。2009年8月以来气温偏高、降水偏少造成的秋、春、冬三季连旱, 是崇左市自1951年以来第3个旱灾最为严重的年份, 人畜饮水和农作物生长都面临着前所未有的威胁, 田地龟裂、禾苗枯死、水源枯竭、春耕难以开展。截至2010年3月底, 全市7个县 (市、区) 的76个乡镇、2 327个村屯不同程度受灾。
3 崇左市旱涝灾害的防灾减灾对策
3.1 加强组织, 科学防旱、防涝、保种植
旱灾发生后, 应集中力量齐心协力进行科学抗旱。以2010年3月为例, 2010年3月1日市委、市政府举行崇左市万名工作人员深入农村开展强基惠农春季大行动启动仪式, 分别派13个工作队在基层一线指导农民进行抗旱、保春耕、保生产等工作;3月2日, 防汛抗旱指挥部办公室、市气象局启动4级抗旱应急响应, 实行旱情统计周报制度, 密切监测旱情发展;3月3日, 市水利部门派出4个工作组深入各县 (市、区) 检查并指导抗旱工作。
3.2 加强旱涝监测预警、天气过程预报和短期气候预测
旱涝天气发生前后, 崇左市气象部门与地方各级气象部门要密切关注旱情发展趋势, 做好旱涝监测预警、天气过程预报和短期气候预测工作, 根据旱涝灾情的发展, 加强与各个部门联动、共享和沟通信息。当旱灾发生时, 要整合各个部门力量共同抗旱, 并抓住有利天气形势, 及时实施人工增雨作业。旱情发生严重的地区, 气候干燥, 森林火险等级较高, 要及时发布森林火险等级指数, 提醒林业部门和相关部门增强防火意识、做好森林防火工作。
3.3 做好灾后农业技术指导
灾害发生后, 必须加强农业技术指导, 推广“三避”、水肥一体化、滴灌、旱地育苗等先进技术, 指导农民科学种植。涝灾后要帮助农民解决农膜、种子、肥料等农资难题, 及时调整农业种植制度, 实行改种补种。根据农作物耐旱性差异, 崇左市依托龙头企业, 实施“林果上山、甘蔗下田、坡地剑麻”的种植结构调整, 可利用荒山造林, 好地好田改种原料蔗, 把高坡低产的蔗地改种为耐旱性更强、发展前景广阔的剑麻, 对因干旱不能播种春玉米的田地要及时进行指导改种其他抗旱耐旱作物;并大力推广甘蔗深耕深松、地膜覆盖、测土配方施肥、小锄低砍等实用技术, 提高甘蔗保水抗旱能力[3,4]。
参考文献
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旱涝规律 篇3
1 2014年辽宁省夏季气候特征
2014年夏季 (6—8月) , 全省平均降水量为240.4 mm, 比常年 (403.8 mm) 偏少40%[3]。从空间分布看, 沈阳南部、大连、鞍山中部、锦州大部、阜新西部、辽阳、朝阳西南部和葫芦岛大部达到83.5~199.5 mm, 沈阳中部、丹东大部、铁岭东部为401.0~628.5 mm, 其余地区为200.0~374.7 mm;与常年同期相比, 沈阳南部、大连、鞍山、锦州、辽阳、朝阳西部、盘锦和葫芦岛偏少50%~80%, 其余地区偏少10%~40% (图1) 。
夏季全省平均气温为23.3℃, 比常年 (22.9℃) 偏高0.4℃。抚顺东部、本溪东部、丹东东部、铁岭东部、朝阳西北部为21.2~21.9℃, 鞍山中部、锦州南部、营口、辽阳和盘锦为24.2~25.3℃, 其余地区为22.3~24.0℃;与常年同期相比, 抚顺东北部、本溪东部、朝阳东北部偏低0.2~0.3℃, 大连、鞍山东西南部、锦州大部、营口大部、辽阳、盘锦和葫芦岛东部及南部偏高0.6~1.2℃, 其余地区偏高0.1~0.5℃ (图2) 。
2 2014年辽宁省夏季气候趋势预测
2.1 气候趋势预测
预计2014年6—8月, 全省降水量为335~377 mm, 接近常年。其中, 阜新西部、朝阳地区为240~300 mm, 抚顺、本溪、丹东地区为500~810 mm, 其他地区为300~500 mm。与常年相比抚顺、本溪、丹东地区偏多10%~20%, 其他地区接近常年 (图3) 。
预计2014年6—8月, 全省平均气温为23.4~23.9℃, 较常年 (22.9℃) 偏高0.5~1.0℃。与常年相比朝阳地区偏高1℃以上, 其他地区偏高0.2~0.9℃ (图4) 。
2.2 预测依据
2.2.1 前冬东亚大陆积雪。
2013年冬季, 冬季欧亚大陆、东北地区积雪前冬偏多, 后冬偏少, 尤其东北地区冬季末积雪偏少, 会造成下垫面偏暖, 初春回暖快。
由于前期冬季欧亚大陆积雪偏少, 找出历史上前冬积雪偏少年7年 (1975年、1978年、1981年、1985年、1994年、1997年、2006年) , 对这7年夏季降水、气温分别进行合成分析发现, 前冬积雪偏少年夏季降水易偏多 (图5a) , 气温易偏高 (图5b) 。
2.2.2 El Nino的影响。
自从2014年5月进入厄尔尼诺状态以来, 赤道中东太平洋海温继续偏高, 世界气象组织称秋季或出现弱厄尔尼诺现象[3]。厄尔尼诺对气候的影响主要通过海气相互作用实现。厄尔尼诺年的夏季, 由于赤道东太平洋海温升高、哈得来环流加强, 导致太平洋副热带高压强度增强, 但西太平洋海温降低, 大气对流活动减弱, 使得副高位置偏南。另外, 受环流形势的影响, 冷空气活动比较偏南, 加之夏季风偏弱, 暖湿气流北上势力不强, 因此冷暖空气交汇产生的季风雨带也随之偏南, 从而使长江中下游地区多雨以至发生洪涝, 东北地区少雨并形成干旱。
根据多年的气象观测数据统计情况, 厄尔尼诺年中国地区的气候特点可归纳为暖冬、北干南涝、东北冷夏和热带风暴减少。
厄尔尼诺对近30年东北气候的影响主要概括为当年夏、秋、冬少雨, 暖冬, 冷夏;次年夏、秋降水偏多, 冷夏, 暖冬 (表1、2) 。可以看出, 春夏发生厄尔尼诺年中, 共有6个年份夏季气温为负距平, 6个年份夏季降水为负距平;春夏发生厄尔尼诺8个年份的次年, 有6个年份夏季气温为负距平, 6个年份夏季降水为正距平。
2.2.3 东北冷涡。
刘宗秀等[4]曾指出:前冬NPO区500 h Pa位势高度场的“北正南负” (NPO负位相) 分布 (图6、7) , 预示夏季东北冷涡活跃, 有利于东北地区夏季多雨。
3 结论与讨论
(1) 2014年, 较好把握了辽宁省汛期降水偏少的气候特征及气温偏高的趋势。准确预测“辽宁初夏降水偏多, 盛夏降水偏少”, 2014年夏季辽宁平均降水量较常年偏少40%, 其中, 初夏 (6月) 全省平均降水量较常年偏多20%, 盛夏 (7—8月) 全省平均降水量较常年偏少50%, 为1951年以来同期最少值。
注:“-”表示负距平, “+”表示正距平。下同。
(2) 预测夏季气温总体偏高与实况一致。2014年夏季, 辽宁省平均气温较常年偏高0.4℃。除抚顺东北部、本溪东部、朝阳东北部气温偏低以外, 全省其余大部地区的气温偏高。
(3) 东北冷涡活动预测准确。3月底预测意见中指出“初夏东北冷涡强度偏强”。实况表明, 6月东北冷涡活动频繁, 共监测到3次东北冷涡活动, 较常年 (2次) 偏多1次, 6月东北冷涡强度偏强, 对辽宁地区影响较大。预测东北冷涡强度偏强特征把握准确。
(4) 对盛夏降水异常偏少程度预测不足。7月初, 辽宁省辽西地区首先出现气象干旱, 之后气象干旱迅速发展中度到重度气象干旱, 部分地区出现了特旱。8月14日, 国家气候中心全国气象干旱监测表明:辽宁省干旱面积14.1万km2, 重旱面积6.5万km2, 均列全国之首。
在前期预测工作中对2016年盛夏的干旱发展程度预测不足, 在今后的工作中对这种降水异常程度的预测会予以重视。
参考文献
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[3]2014年中国环境状况公报[EB/OL]. (2015-05-19) [2015-07-10].http://wenku.baidu.com/link?url=AMt J-CZLj Ch3c XSXv4Ru DUFu_mql0ky7AABdz Y-5l YRETav Ib3xz Vzd PRy FVL6HKkpt3qomeo Xr WAA7u4o Aj Mj j Yg6ti2zegc B_FPd9HB7G.
宿州市旱涝灾情分析及应对措施 篇4
宿州市位于安徽北部, 地处黄淮平原南端, 辖砀山县、萧县、泗县、灵璧县和埇桥区, 设95个乡镇、12个街道办事处。全市土地总面积9787km2, 总人口649.23万人。全市地处南北冷暖气候交汇地带, 降雨量年际变化大, 时空分布不均, 多年平均降雨量850毫米左右。汛期5-9月份降雨量集中, 占年平均降雨量的70%以上。该市境内现有50km2以上河流70条, 分属新汴河、奎濉河、怀洪新河、南四湖、故黄河、安河六个水系。目前, 全市共有大中小型涵闸1157座, 中小型水库82座, 机电排灌站246座, 现有机井60853眼, 其中可利用机井57550眼。
2 旱涝灾情成因分析
2.1 雨情、水情和灾情
2012年汛期, 全市平均降雨量为553.7毫米, 较常年偏少一成。汛期降雨呈现出时间短、强度大、相对集中等特点, 7月上旬出现了局部内涝。
6月28日~7月9日, 全市累计降雨量252毫米。最大降雨量为灵璧县长集474毫米, 共有9个乡镇降雨量超过400毫米, 32个乡镇超过300毫米, 52个乡镇超过200毫米。持续强降雨, 造成我市旱涝急转, 出现一次较为明显的灾情。泗县、灵璧县多数乡镇农田短时积涝, 暴雨集中区乡镇、街道、村庄短时积水。据统计, 全市农作物受灾面积42.7万亩, 受灾人口35.9万人, 倒塌房屋123户306间, 损坏房屋1215间, 直接经济损失4880万元。
灾情发生后, 市防指下发《关于迅速拆除沟河堵坝排除田间积水的紧急通知》, 及时上报雨情、水情、灾情等信息。并于7月5日派出3个防汛检查组, 深入5个县区检查指导防汛排涝工作。由于措施及时有力, 7月9日, 全市农田除个别低洼地和水利条件较差的地段积水之外, 大部分已全部排除积水;各河道水势平稳, 没有形成大的涝灾。
2013年7月1日至8月31日, 砀山县平均降雨379.1毫米、萧县降雨289.5毫米、埇桥区降雨349.0毫米, 灵璧降水量225.11毫米、泗县降水量258.6毫米, 除砀山县降水基本正常外, 萧县、埇桥、灵璧、泗县分别比历年同期偏少20.7%、10.7%、43.3%、31.8%。其中8月1日~31日, 埇桥区平均面降水量158.1毫米, 与历年同期基本持平, 砀山县139.4毫米, 萧县127.3毫米, 灵璧100.9毫米, 泗县93.8毫米, 分别比历年同期减少2.0%、12.1%、32.1%和35.2%。
2.2 旱情和灾情
2012年全市先后发生两次阶段性旱情, 分别为5月1日~6月28日和7月11日~8月19日。第一次全市受旱面积598.3万亩, 第二次受旱面积389.7万亩, 直接经济损失约4.26亿元。
旱情出现后, 市防指下发紧急通知, 派出督查组到县区指导抗旱工作。按照要求及时上报各类蓄水、旱情动态和抗旱行动情况等统计报表。据统计, 全市累计投入资金2.5亿元, 抗旱用油1.5万吨、用电848.3万度, 投入抗旱抢种服务队75支, 投入抗旱人数13万人次, 投入各类抗旱设备7.65万台套, 动用泵站52处、机电井3.16万眼。两次共抗旱保苗浇灌面积767.8万亩, 为农业丰收打下良好基础。
2013年7月下旬至8月中旬, 该市降雨量比历年平均偏少, 加之35℃以上高温日数达27~35天。其中砀山县高温日数27天, 萧县高温日数28天, 埇桥区高温日数30天, 灵璧县高温日数35天, 泗县高温日数31天。极端最高气温8月10日出现在灵璧县达39.4℃, 创下历史极值。该市泗县中南部、灵璧县南部、埇桥北部出现旱情, 泗县南部干旱严重, 全市最大受旱面积264.3万亩, 其中轻旱259万亩, 重旱5.3万亩。抗旱期间, 全市累计投入抗旱人数5.73万人, 机电井1.25万眼, 泵站16处, 机动抗旱设备2.17万台套, 抗旱资金5267万元, 抗旱用电66.2万度, 抗旱用油2819吨, 累计浇灌面积130.2万亩。
3 防汛抗旱应对措施
3.1 早部署、早行动、早落实
2012年和2013年2月市防指就发出《关于做好防汛抗旱准备工作的通知》, 安排部署各项防汛抗旱准备工作。2012年5月4日~8日市防指派出三个防汛抗旱检查组, 2013年5月份派出5个检查组, 分赴五县区实地查看了涵闸、水库、堤防、泵站、在建工程以及各县区防汛物资的储备等情况。每年6月中旬, 市防办组织有关单位对全市中小河流治理情况进行专项检查, 对检查中发现的问题, 及时提出整改意见, 要求制定切实可行的度汛方案, 消除安全隐患, 确保度汛安全。
3.2 坚持防汛抗旱两手抓
2012年五、六月份和2013年七、八月份, 该市发生了较为严重的旱情。市政府派出由市水利、农委、气象、民政等部门组成的五个抗旱抢种督察组, 分县包干督查指导各县区开展抗旱抢种工作。各县区也成立了相应的组织, 分赴乡镇, 乡镇干部包干到村, 全市上下形成一级抓一级, 一级对一级负责, 层层抓落实的局面, 为抗旱抢种奠定了坚实的组织基础。各级抗旱服务组织深入抗旱抢种一线, 指导农民机械播种、抗旱抢种, 现场解决群众在抗旱抢种过程中遇到的技术难题。市防指针对我市旱涝交替的特点, 始终坚持防汛抗旱两手抓, 在确保汛期各河道防洪安全的同时, 通过加强涵闸调控进行蓄水保水, 为抗旱保苗提供了有效水源。
3.3 严格落实水利工程防汛责任制
2012年和2013年4月上旬, 市防指对全市重点病险水库, 重点涵闸、堤防、险工险段检查出来的问题与除险加固措施登记造册, 上报省防办;把市直和各县区的中小型水库、大中型涵闸、重要堤防等《汛前检查责任卡》, 汇总上报省防办。并将全市所有水库、重要堤防和重点涵闸的防汛行政和技术责任人名单在《拂晓报》上公布, 接受社会监督。
3.4 加强值班及时预警
汛期, 市、县区全体防汛值班人员严格执行24小时值班制度和领导带班制度, 通过市防汛调度系统和涵闸监控系统, 密切关注天气趋势和雨情、水情、工情变化, 及时发出紧急通知、防汛预警等, 及时提出防范措施, 切实做好应对突发性强降水、强对流天气、台风等各项防范工作。2012年市防指召开视频会议12次, 共发出防汛预警5次, 指挥部命令3次, 宿防指电18次, 宿防指办电12次, 编写防汛抗旱简报12期, 防汛动态专报4期, 重要汛情专报5期等。防台风期间, 市防办每日三次向市政府应急办提供汛情、灾情, 及时发布最新情况。
3.5 积极做好防御台风工作
2012年汛期共有三次台风过程对该市造成了一定的影响, 分别是9号“苏拉”、10号“达维”、11号“海葵”台风。8月1日, 市防指发出紧急命令要求各县区采取应对措施, 力求把可能带来的灾害减小到最低程度, 并于8月1日18时启动了《防台风防汛应急预案Ⅲ级响应》。为防御11号台风“海葵”, 8月7日23时起, 将防台风防汛应急响应由Ⅲ级提升为Ⅱ级, 至8月16日8时解除了防台风防汛应急Ⅱ、Ⅲ级响应。
3.6 开展培训和实战演练工作
2012年6月5日和2013年5月21日, 市防指在市政务中心第四会议厅, 举办了全市防汛抢险培训班, 邀请有关专家作了防汛抢险知识专题讲座。各县区水利局长、分管局长、防办主任, 新任乡镇书记、乡镇长200多人参加了培训。每年5月中下旬, 市防指都组织开展一次防汛抢险实战演练。市抢险队投入2艘冲锋舟、10台车辆、100名队员, 进行水上搜救、抢险救生、堵口抢险、物资抢运、人口安全撤离等应急项目演练。五县区也都分别举办了防汛培训和各类演练。
4 结语
宿州是个传统农业大市, 农业生产是农民增收和地方发展的主要手段, 洪涝干旱灾害对农业影响特别大, 每年均有不同程度的干旱和洪涝发生。因此, 必须增强全民的防洪抗旱意识, 提高全社会的减灾意识, 建立健全防洪保安体系, 加强防汛抗旱减灾信息系统的建设, 提高防洪抗旱指挥调度决策能力。
摘要：通过对宿州市2012、2013年旱涝灾情成因分析, 采取有关应对措施, 并提出了做好防汛抗旱减灾工作的一点思考。
关键词：洪涝干旱,灾情分析,措施
参考文献
[1]周进生.我国旱灾特点及经济损失评估[J].灾害学, 1993 (03) .
[2]肖晖.厦门地区旱涝灾害的分析[J].台湾海峡, 1992 (04) .
旱涝规律 篇5
1 中国东部旱涝特征
1.1 分布特征
魏凤英等[2]研究发现, 我国东部旱涝分布类型主要有3种: (1) 以长江流域为中心全国大范围旱或涝; (2) 以长江为界, 南方和北方旱涝趋势相反; (3) 江淮流域与其南北两侧旱涝趋势相反。李茜等[3]通过研究近159年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布, 指出中国东部旱涝分布类型主要有4种, 东亚夏季海平面气压场主要呈现亚洲大陆与西太平洋海平面气压强弱相反的分布特征。
1.2 变化趋势
不少研究指出, 近半个世纪以来我国中东部区域的春季降水呈现出明显的减少趋势[4,5,6], 王建波等[7]研究也指出, 我国华北地区春季降水存在年代际变化, 1962—1977年4月降水偏多, 1978—1997年4月降水偏少。陈烈庭等[8]对中国东部的降水区划及各区旱涝变化的特征进行研究发现, 我国降水有减少的趋势, 但减少的程度视地域分布而有所不同。我国东部各区旱涝变化趋势大致有4种, 其中最严重的地区是华北各区。
2 中国东部旱涝变化影响因素
2.1 东亚季风对东部旱涝的影响
郭其蕴[9]研究发现, 当夏季风指数低时, 长江及其以北都少雨;夏季风指数高时, 长江流域少雨, 淮河以北和华南多雨;当指数接近常年平均值时, 长江中下游多雨。黄荣辉等[10,11,12]指出, 东亚夏季风系统在年际尺度上存在准两年振荡, 并从20世纪70年代中期起至今发生了明显变弱的年代际变化。
基于1950年以来的资料分析, 认为在东亚夏季风偏强 (弱) 时, 我国东部北方地区降水偏多 (偏少) , 长江流域及其以南地区降水偏少 (偏多) 。从以上更长时间尺度的分析结果可知, 这种关系可能呈现出年代际的位相转变。
2.2 印度洋海温异常对东部旱涝的影响
黄荣辉等[13]采用EOF方法对我国东部夏季降水异常与水汽输送的关系进行了研究, 认为降水与季风环流所驱动的水汽平流和环流场的辐合辐散有关。印度洋作为夏季我国东部地区重要的水汽来源之一, 当其产生海温异常的影响时, 不仅会对季风环流产生重要影响, 也会影响水汽输送和水汽辐合辐散从而对我国东部地区夏季降水产生影响。同时, 由于印度洋海温异常造成的副高位置和强度的异常, 也能改变我国东部地区的水汽条件[14]。
正因为水汽条件对于降水影响的重要性, 学者对印度洋海温异常造成水汽条件改变的发生机制做了许多研究工作。李琰等[15]研究发现, 在印度洋海温异常偏冷时, 西南水汽增强, 在华南地区辐合而在长江流域及以南地区辐合减弱, 出现华南地区夏季降水异常增多而江淮流域及以南地区降水异常减弱的现象。钱玮等[16]对印度洋偶极型海温异常影响我国南方夏季降水的机制做了一定的研究, 认为在正的偶极子指数年, 印度洋海温异常引起大气上升运动使水汽发生异常辐合, 从而使降水量发生异常。印度洋海温异常对季风及副高等系统产生影响, 使水汽条件改变从而影响我国东部地区夏季降水情况。一般认为, 当印度洋海温异常偏暖时, 江淮流域降水偏多而华南地区降水偏少。
2.3 ENSO对东部旱涝的影响
张礼平等[17]通过研究ENSO对中国东部降水的影响表明, 衰减的El Ni觡o对应夏季南亚高压偏东, 副高偏强、偏西、偏南。印度季风、南海季风减弱, 黄河下游以南副热带季风增强。黄河中下游及以南形成异常环流辐合带, 西南—东北带状区域最有可能出现由El Ni觡o导致的降水异常。中等或强El Ni觡o事件后, 黄河—长江流域范围内都会出现明显的多雨带。ENSO与中国东部夏季降水关系与PDO由冷位相转为暖位相有关[18], 因为前期中等或强El Ni觡o时, 中国东部夏季主雨带明显, 黄河中下游及以南出现的可能性最大。前期中等或强La Ni觡a时, 中国东部夏季主雨带位置偏北。
3 结语
(1) 中国东部旱涝分布类型主要有3种:以长江流域为中心全国大范围旱或涝的旱涝分布;以长江为界, 南方和北方旱涝趋势相反的旱涝分布;江淮流域与其南北两侧旱涝趋势相反的旱涝分布。
(2) 通过对以上几个方面深入的研究探讨, 总结来说:中国东部旱涝主要与东亚季风、印度洋海温、ENSO有关。东亚夏季风偏强 (弱) 时, 北方地区降水偏多 (偏少) , 长江流域及其以南地区降水偏少 (偏多) ;印度洋海温异常对我国东部各地区夏季降水情况造成的影响不尽相同, 当印度洋海温异常偏暖 (偏冷) 时, 华南地区降水偏少 (偏多) , 江淮地区降水偏多 (偏少) ;前期中等或强El Ni觡o时, 中国东部夏季主雨带明显, 黄河中下游及以南出现的可能性最大。前期中等或强La Ni觡a时, 中国东部夏季主雨带位置偏北。
(3) 虽然许多学者关于中国东部地区旱涝变化及其影响机制做了大量的研究探索, 但在该领域中还存在一些问题需要解决。一是许多研究还具有局限性。二是青藏高原夏季风变化和南亚高压对中国东部旱涝是否有影响仍不清楚。这些问题仍需要在今后的研究中解决。
摘要：系统地总结了中国东部旱涝变化研究现状, 从中国东部旱涝分布特征和变化趋势2个方面对中国东部旱涝的基本特征进行概述, 得出中国东部旱涝基本情况。分析了影响中国东部旱涝变化的因素, 包括东亚季风对东部旱涝的影响、印度洋海温异常对东部旱涝的影响、ENSO对东部旱涝的影响, 找出它们之间的联系, 并简要讨论了该领域未来可能的研究方向。
呼玛县4-6月旱涝预报方法探讨 篇6
呼玛县为农业县, 主栽大豆、小麦两种作物。据资料统计, 4月旱象发生的频率为33%, 5月、6月分别为78%、67%, 5、6月是旱象发生最多的时期, 此期间正值小麦出苗———抽穗期、大豆播种———幼苗期, 干旱直接影响小麦产量和大豆营养生长。小麦为需水较多的作物, 大豆对温度、水分都很敏感。春播期——幼苗期, 气候条件适宜, 对小麦、大豆等作物的播种、出苗、幼苗生长有利。进入6月份, 气温比常年高1.9℃;降水特少, 比常年少70.0毫米, 降水距平百分率-79%;日照比常年多79.3小时, 除6月20日降水6.1毫米、24~27日降水10.3毫米外, 大部分乡镇没有出现有效降水, 使土壤墒情变差, 全县范围内普遍出现严重干旱。此时小麦正处于拔节、孕穗、抽穗、开花的关键时期, “卡脖旱”严重地影响了小麦的幼穗分化和小花分化, 造成小麦植株较矮、麦穗特小, 穗粒数少, 这是我县小麦严重减产的主要原因。干旱同时使大豆前期营养生长受到抑制, 发育迟缓, 植株较矮。直到7月9日, 我县普降中雨, 部分乡镇降中到大雨, 使全县旱情得到缓解。这场降水为小麦灌浆、乳熟提供了必要的水分条件, 同时, 为大豆起身创造了一次有利条件。此后至7月17日, 我县大部分乡镇未出现有效降水。干旱使小麦籽粒千粒重低, 成熟期提前。同时, 使大豆少部分花荚脱落。7月18日~20日, 全县再次普降中雨, 部分乡镇降中到大雨, 使旱情彻底解除。但此时小麦已基本成熟, 降水对其已不起作用, 小麦成熟期比历年早16天, 县属产量仅66公斤/亩, 比近5年减产6~7成, 属歉年。此期间降水多造成涝也是有的。因此提前预报4~6月旱涝程度, 对落实作物种植比例, 合理安排地块, 品种选择搭配, 采取农业措施等, 为夺取农业丰收提供了可靠依据。对于土壤水分的研究, 不同学科有不同的研究方法, 主要从农业水文气象方面探讨4~6月旱涝程度的预报方法, 并应用于预报, 直接为农业生产服务。
1 思路
1.1 土壤总供水量。
实践证明:造成旱涝的主要原因是土壤含水量过少或过多, 因而水分就成了影响旱涝的主要因子。把地表水、土壤水、地下水、大气降水等一切水分来源渗入地下统称为地下水, 地下水在封冻期间有比较稳定的特点, 我们利用这一特点, 在封冻期测定0~50cm土壤重量含水率 (60~100cm土壤重量含水率比较稳定, 且对作物生长发育影响不大, 故在不考虑) , 计算出0~50cm土壤水分总贮存量 (V) , 作为地下水贮量, 再加上来年4~6月大气降水 (R4~6) , 即为地下水总收入, 称之为土壤总供水量。
1.2 土壤水分总支出。
农业气象工作者把水分充分供应条件下农田土壤蒸发和植株蒸腾之和叫蒸散量 (E0) 。[1]植物正常生长所需要的水分包括生理需水和生态需水, 而植物生化耗水所占的比重是很小的, 跟总耗水量比较起来可以忽略不计, 而植株表面的水分蒸发也是有限的, 跟土壤蒸发比较起来也微不足道。因此, 农田中植物需水量主要由植物蒸腾和土壤蒸发所组成[1]。由此, 认为蒸散量可为土壤水分总支出。
1.3 有效水分。
土壤总供水量支出中还包括作物凋萎水分 (D) , 凋萎水分存在于土壤总供水量之中, 它是维持作物生命的下限水分, 不是作物生长的可利用水分, 因此, 在总供水量中减去蒸散量, 再减去凋萎水分, 所余水分才是作物生长发育可利用的有效水分 (Y) 。即Y=V+R4-6-E0-D= (V-D) +R4-6-E0, 而V-D为封冻期有效水分贮存量u, 所以Y=u+R4-6-E0。
1.4 修正后的有效水分。
在一般正常情况下, 蒸散量 (E0) 可根据预报用公式计算出, 封冻期有效水分 (u) 可计算出。为了弥补特殊气候条件所造成的预报偏差, 应加随机项用修正值得以修正。
1.5 旱涝指标。根据修正后的有效水分数值的大小, 及历年旱涝程度找出旱涝指标, 为预报依据。
2 预报方法
2.1 建立预报模式:Y修=Y+C=u+R4-6-E0+C;式中, Y修:修正后
的有效供水量 (mm) ;Y:有效供水量 (mm) ;U:封冻期0~50cm土壤有效水分贮存量 (mm) ;R4-6:下年4~6月大气降水预报值 (mm) ;E0:蒸散量 (mm) 。C:随机项。
2.2 方法与步骤。
2.2.1计算封冻期0~50cm土壤有效水分贮存量u。每年土壤封冻后, 11月8日取土测墒, 用公式u=p×h× (w-wk) ×10计算封冻期0~50cm土壤有效水分贮存量。式中, p为土壤容重平均值 (g/cm3) 。h为土层厚度 (cm) 。w为0~50cm土壤重量含水率平均值 (%) 。wk为凋萎湿度平均值 (用重量含水率表示) 。2.2.2求算下年4~6月降水量预报值R4-6来源于长期天气预报。2.2.3求算蒸散量E0。蒸散量=农田土壤蒸发量+植株蒸腾量蒸散量公式:E0=0.10∑t>0℃;式中, E0:蒸发力 (mm) ;0.10为常数;∑t>0℃为4~6月>0℃积温平均值;2.2.4求算有效供水量Y (mm) 。
Y=u+R4~6~E0。2.2.5确定随机项C。根据长期天气预报, 4~6月高温、大风超过历年时, 应分别减去10~30。2.2.6求算修正后的有效供水量Y修 (mm) 。
Y修=Y+C
将所得值按指标等级进行旱涝评定。
3 旱涝指标分析
3.1 土壤重量含水率旱涝指标:土壤重量含水率<22%为旱;土壤重量含水率>40%为涝。
3.2 修正后土壤有效供水量旱涝指标。重旱<85mm;旱85~100mm;轻旱100~150mm;正常150~210mm;涝>210mm。
3.3 旱涝标准分析。
轻旱:出现旱象时间在一旬以内, 程度0~10cm耕层土壤重量含水率<22%, 对作物影响不大。旱:时间在二旬以内, 程度0~10cm耕层土壤重量含水率﹤22%。重旱:时间在二旬以上, 程度0~10cm耕层土壤重量含水率<22%。涝:0~10cm耕层土壤重量含水率﹥40%为涝。在旱涝预报时可根据封冻期有效土壤水分贮存量、大气降水和修正后有效供水量的指标作如下分析:a.如果封冻后土壤有效水分贮存量多, 4~6月降水量少, 按修正后的有效供水量指标衡量, 应出现旱象时, 旱象出现时间应在后期。b.如果封冻后土壤有效水分贮存量少, 4~6月降水量正常, 出现干旱时间应在前期, 此种情况对小麦、大豆均有利。c.如果封冻后土壤有效水分贮存量多, 4~6月降水量也多, 春季将有涝象。在分析时均应考虑随机项的订正值。
4 预报结果
根据上诉方法和步骤, 对1979年~2001年4~6月份的旱涝程度进行了预报拟合, 对2002年、2003年、2004年进行了预报检验, 准确率96.2%, 26年中只有1985年4~6月预报为正常, 结果实况为轻旱, 出现误差。原因:根据各项旱涝指标分析, 预报1985年4~6月正常, 但此期间降水不均匀, 降水主要集中在6月, 为237.8mm, 而前期4~5月降水特少, 为15.0mm, 比历年少43.5mm。其中5月中、下旬仅降水0.3mm, 致使5月下旬干土层达3cm, 出现轻旱。
5 讨论
5.1 此预报方法简便、易学、好用, 比用c=0.38r9-10+r4-5/0.25∑T4-5湿润系数方法预报效果好。
5.2 此预报为下年土壤墒情预报, 为农业年景分析提供了依据, 便于各级领导提前安排好生产计划, 直接为农业生产服务。
5.3 预报的结果受大气降水预报准确率的影响。
5.4 指标的确定仅用呼玛县的资料, 能否适用于其他省市、县还有待于验证。
摘要：从农业水文气象方面探讨4-6月呼玛县旱、涝发生时的土壤水分各项指标, 并建立旱、涝预报模式, 应用于预报, 效果较好。
关键词：4-6月,旱涝,预报方法
参考文献
[1]欧阳海.农业气候分析方法.南京气象学院, 1982, 5.
旱涝规律 篇7
关键词：夏季旱涝,OLR特征,短期气候预测,内蒙古通辽
通辽市地处大兴安岭南麓浅山丘陵地带, 属中纬度季风气候区[1], 近年来无论是春季还是夏季干旱都比较严重, 降水量比平均值偏少33.0%～63.5%。有必要研究通辽地区的干旱, 分析影响这种干旱的低纬度天气系统。因此, 利用卫星观测到的长波辐射资料OLR场, 研究影响中纬度地区降水的热带及副热带天气系统, 分析预测通辽地区的夏季降水的旱涝情况。副热带高压是影响中纬度地区降水量多少的间接因子, 弄清楚低纬度系统的强弱, 也就能预测通辽地区的旱涝情况。选取4—9月的OLR资料, 分析通辽地区的旱涝与低纬度的OLR场的对应关系。
1 通辽地区旱涝副热带天气系统的OLR数值特点
OLR场不仅反映了大气中的云量云顶层高度的温度, 而且在热带地区晴空大气状态下, 间接地反映了下垫面的海温情况。中纬度地区夏季多雨或少雨, 又与副热带高压有很好的相关关系。因此, 了解副热带高压、赤道太平洋海温以及低纬度OLR场与通辽地区降水量之间的关系, 有利于做好短期气候预测工作。分别从通辽地区8个测站平均降水量中选取旱涝年各7个个例, 划分标准。
其中:M为站点数, xi为降水量, x为历年降水量平均值, y′降水量距平百分率新序列。旱涝年距平百分率为±20%。一般在低纬度地区OLR小值区域为对流区域, 大值区域为大规模下沉区域。西太平洋副热带高压西伸脊点为东经110°～150°范围588线的西界位置经度数值, 西太平洋副热带高压北界位置为副高体北侧588线平均纬度数值, 印度低压面积指数取值范围为南纬10°至北纬3°, 东经70°～110°;OLR值是选取上述副高体北界及西伸脊点所对应的OLR场上最大轴线数值。通过对影响通辽地区夏季降水副热带高压的位置与OLR强度值对照可以看出, 在低纬度地区OLR≥240 W/m2的区域为大规模的下沉干区。因此, 涝年的副高体很强很明显, 而旱年的副高体很弱, 甚至说形成不了大规模的完整的下沉区。从另外一个角度讲, 上述说明了对应通辽地区涝年的副高体的下垫面海温要比旱年的副高体的海温高, 即涝年副高体强大, 这和人们通常所说的副高进退与雨带的移动同步是一致的。仔细观察西太平洋副热带高压北界位置, 涝年和旱年均为北纬27°, 平均在同一个位置, 没有区别;但是, 从OLR场上的数值可以看出二者之间有很大的区别, 相差12 W/m2, 即涝年比旱年大。一般在低纬度地区OLR数值≤220 W/m2为对流活动区和降水区, 这说明了不管是涝年还是旱年副高北界都是对流活动区;旱涝年份的副高体的平均北界位置在500 hPa高度图上, 虽然不能很好地区分, 但是从辐射通量上可以明显地看出差异, 说明涝年的副高体面积要比旱年的副高体面积明显强大。上述副高位置上的OLR值所反映的地气系统射出的长波辐射, 其物理意义非常明显, 表明在副热带上空的副高体与所对应的下垫面辐射量场在物理意义上是一致的。
1.1 通辽地区旱涝与中低纬度OLR场特征
OLR场的范围为南纬50°至北纬50°, 东经60°至西经60°。主要是考虑到太平洋洋面地区, 副热带高压维持的地区以及北半球中纬度地区。通辽地区夏季旱涝年份, OLR场特征在副热带地区及赤道热带太平洋地区, 有明显的差异。特别是西北太平洋副热带高压控制区及印度至孟加拉湾和赤道中东部太平洋等地区的差别更为显著。涝年在东经120°～150°, 北纬20°～30°范围, 即西北太平洋副热带高压附近有1个大值区, 最大OLR值可达265 W/m2左右;而旱年在东经120°～150°, 北纬20°～30°范围高值中心不明显, 上述范围最大值也只有245 W/m2。涝年的赤道中东部太平洋OLR场的中心数值最大为280 W/m2, 比旱年的270 W/m2数值大, 二者相差10 W/m2左右, 而且涝年的OLR大值轴线向西延伸的要多一些, 可达到东经150°, 旱年的仅仅到东经180°, 并且比涝年OLR最大值轴线略偏南。
综上所述, 涝年的OLR场副高体 (范围东经120°～150°, 北纬20°～30°) 明显且有中心闭合体;旱年的OLR场副高体 (范围东经120°～150°, 北纬20°～30°) 不明显, 很弱甚至没有明显的中心闭合体。赤道中东部太平洋OLR场存在1个大值轴线, 并且涝年比旱年偏西偏北。
1.2 通辽地区旱涝与OLR的相关关系
从1975年至2010年夏季 (6—8月) 中选取7个涝年和7个旱年个例, 分析中低纬度纬度地区的OLR场气候特征。蒋尚城等[2]对长江流域旱涝同OLR的关系研究结果表明, OLR同降水存在负相关关系。笔者的研究结果也是负相关关系, 因此可以把卫星观测资料应用于天气气候研究中。
1.2.1 通辽地区涝年与OLR距平场特征。
在副热带地区的东经120°～160°、北纬20°～40°范围有一正距平区域, 最大值中心在北纬30°、东经140°附近为17 W/m2。在这个范围内基本上是夏季西太平洋副热带高压所在的位置, 所对应的天气系统是大范围的高压晴空区。在这个范围卫星观测的长波辐射能通量自然就是高值区, 这是因为晴空海平面所放出的辐射能要比有云的海区所放出的辐射能要大得多的缘故[3,4,5,6]。因此, 通辽地区夏季涝年的OLR场对应西太平洋副热带高压区域有1个明显的高值区。通辽涝年在赤道中东部太平洋OLR场上存在正距平这一特征可能与ENSO事件有联系。
1.2.2通辽地区旱年与OLR距平场特征。
通辽地区夏季旱年的OLR场对应西太平洋副热带高压区域有1个明显的高值区, 比涝年副高体弱。在赤道上有1个负距平中心, 在西经180°附近, 中心值为-19 W/m2。这一特征与涝年恰恰相反, 但是不同的是旱年的负距平中心位置要比涝年的正距平中心的位置略偏南。从通辽旱涝年的OLR场特征上, 可以得出旱涝年的副高体的OLR值均为高值区, 涝年副高体比旱年副高体偏西偏强;旱涝年的赤道中东部太平洋地区OLR场存在明显的差别, 即涝年是狭长的正距平带, 旱年是狭长的负距平带, 且中心位置旱年比涝年偏南。
1.2.3 通辽地区旱涝年OLR距平差值场特征。
为了进一步分析通辽地区的旱涝年的中低纬度OLR场的差异, 把涝年的距平场减去旱年的距平场得到OLR特征场。并可以看出副热带地区, 为正值区域, 说明了涝年的OLR值在这个区域要比旱年的OLR值高, 这就是通常人们所说的副热带高压涝年强于旱年。赤道中东部太平洋旱涝年有明显的差异, 涝年的OLR场值大于旱年, 这就是通辽地区夏季旱涝低纬度长波辐射场的最大区别所在。另外, 涝年的副高西伸脊点比旱年的偏西, 而当副高体特别偏北时 (副高北界达到北纬35°) 又会产生干旱, 只有在副高体形成完整的带状时, 通辽地区才会产生洪涝。综上所述, 涝年的赤道中东部太平洋OLR值大于旱年的值。
2 实际应用情况
从普查通辽地区的旱涝年份的OLR场和所对应的天气图上的副热带地区, 一般情况, 5月涝年的副热带高压脊 (OLR场正距平区域) 都有所加强西伸;旱年恰恰相反。选取5月的ORL场月平均距平图, 作当年通辽地区的夏季旱涝趋势预测, 分3种情况。
2.1 预测指标
在北纬15°～25°、东经105°～145°范围内主体OLR距平场, 5月有明显正距平区域, 网格距5°×5°, 网格点数≥5个, 为涝年。在北纬15°～25°、东经105°～145°范围内主体OLR距平场, 5月有明显负距平区域, 网格距5°×5°, 网格点数≥4个, 为旱年。不满足上述2个条件的为非涝年非旱年。
2.2 预测应用
2010年夏季预测情况, 5月负距平场网格距为7个, 结论2010年夏季是旱年, 实况全市降水量距平百分率为-48.6%～-20.2%, 全市平均降水量距平百分率为-23.6%, 属于划分的涝年, 正确;2011年夏季预测情况, 5月正距平场网格距为3个;结论2011年夏季涝年, 实况全市降水量距平百分率为23%～69%, 全市平均降水量距平百分率为45.7%, 属于划分的涝年, 正确。从近2年的预测情况上看, 全市8个站的降水量预测基本上都是正确的。因此, 利用卫星观测的地面长波辐射OLR场资料, 在短期气候预测中应用效果非常好, 为短期气候预测开辟一条很好的气候诊断及气候预测的新途径。
3 结语
通过分析通辽地区旱涝年的OLR场特征, 得出一些有实际意义的结果。通辽地区的旱涝年在OLR场上呈反位相配置, 即西北太平洋副热带高压控制区、印度至孟加拉湾以及赤道中东部太平洋等地区, 当上述地区OLR分布异常时对通辽地区的旱涝有重要的影响。通辽地区涝年, 西北太平洋副热带高压位置偏西, 强度偏强;印度低压偏强;赤道中东部太平洋OLR为明显的正距平。而旱年西北太平洋副热带高压脊线位置偏东, 强度偏弱;印度低压偏弱;赤道中东部太平洋OLR为明显的负距平。
参考文献
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[2]蒋尚城, 朱亚芬, 朱元竞.卫星观测的中国辐射区气候[J].气象学报, 1991, 49 (4) :512-517.
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