临夏地区主要气象灾害特征及影响分析
2017-04-19杨振鑫孙磊张锦泉
杨振鑫++孙磊++张锦泉
摘要 利用甘肃省临夏州1968—2011年气候观测资料,通过对主要气象灾害的时空分布特征和长期变化趋势进行分析,探讨了对社会经济的影响。结果表明:临夏地区干旱分布具有北部多、南部少的特点,出现干旱年份的几率占68%,出现春旱和春末初夏旱几率最高;降雹高峰期发生在1980年代,夏季降雹最多为1.5 d,出现最多的是5月,傍晚发生降雹的频率最高;暴雨分布具有南部多、北部少的特点,主要时段集中在7—8月,出现的概率占全年总数的92%,一日中出现暴雨的时段集中在20:00至次日2:00;春季发生低温冻害的次数较多,秋季略少,主要发生在3—5月,总体上发生低温冻害的几率呈上升趋势;大风主要出现在春、夏季,年平均大风日数在1.1~11.3 d之间;干旱位列临夏州主要气象灾害之首,气象灾害造成的经济损失呈逐年增加趋势,尤其是从2005年以来,造成的经济损失呈剧增的态势。
关键词 气象灾害;特征;影响;甘肃临夏
中图分类号 P429 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)24-0227-03
气象灾害是指大气对人类的生命财产和国民经济建设及国防建设等造成的直接或间接损害[1],它是自然灾害中的原生灾害之一,在所有自然灾害中气象灾害种类最多、危害范围最广、影响深度最大。临夏州境内气象灾害种类多、发生频率高、涉及范围广、影响程度深,是全省气象灾害最严重的地区之一。特别是近年来干旱、冰雹、暴雨、霜冻、寒潮、低温冻害及大风等极端天气事件频发,严重威胁着全州工农业生产和经济社会发展。据统计,气象灾害占全州自然灾害的88%以上,每年造成的经济损失占当年GDP的3%~6%。气象灾害对临夏州经济社会发展、工农业生产、人民群众生命财产安全和生态环境等造成了严重影响,并且随着全球气候变暖致使各类极端天气事件发生更为频繁,气象灾害的强度和影响程度不断加重。因此,通过对临夏地区主要气象灾害的时空分布特征和长期变化趋势分析,为临夏州气象灾害综合防御体系建设提供有力的科技支撑,为临夏地区农村气象灾害防御和农业气象服务工作提供参考。
1 资料与方法
1.1 区域概况
临夏州位于34°57′~36°12′N,102°41′~103°40′E之间,总面积8 169 km2,地处青藏高原和黄土高原过渡地带,地势受积石山、太子山山系影响,呈西南部高、东北部低的倾斜盆地,海拔高度在1 563~4 636 m之间。境内地形复杂,海拔相差悬殊,具有大陆性、季风和山地气候的特点,气候差别大,生态环境复杂多样。
1.2 分析方法
利用临夏州6个气象观测站1968—2011年气候观测资料,依据气象观测规范[2]规定的日期分界标准,采用数理统计方法对气候数据进行统计整理,分析临夏地区主要气象灾害的时空分布特征和长期变化趋势。
2 主要气象灾害分析
2.1 干旱
干旱是指长时间降水偏少,造成空气干燥、土壤缺水、水源枯竭、影响农作物和牲畜正常生长发育而减产的现象[3]。干旱是影响临夏州工农业生产和经济社会发展的主要气象灾害,也是制约农业发展的主要原因,更是影响粮食产量的主要因素[4]。临夏州一年四季均可发生干旱,按季节可分春旱、春末初夏旱、伏旱、秋旱和冬旱等类型。
2.1.1 干旱发生的几率。由图1可知,全州出现干旱年份的几率占68%,无旱年份占32%。从干旱范围看,临夏地区出现区域性干旱几率高达60%;局部干旱的几率为27%,全州出现干旱的几率仅为13%;在各季节时段干旱中,春旱和春末初夏旱出现的几率高、强度大;春旱发生几率达45%,初夏旱发生几率为30%,且春季和初夏容易诱发重旱;伏旱和秋旱出现较少,发生的几率分别为20%和10%,春旱和初夏旱是影响临夏地区夏秋作物产量的主要因素。
2.1.2 干旱分布特征。临夏地区干旱分布具有北部多、南部少的特点。从地域分布看,临夏州出现春末夏初旱的几率为13%~87%,其中永靖县大部和东乡县北部出现几率最高,达87%;其次是临夏市、广河县,出现几率达53%~56%;康乐县出现几率为20%~30%;和政县的几率最低,仅为13%。从季节分布来看,一年四季均可發生干旱,有的春旱在上年冬季出现,甚至在秋季就出现,干旱可持续4~5个月;有的春旱可持续到6—7月,出现秋冬旱、冬春连旱、春夏连旱等。
2.2 冰雹
冰雹是由强对流系统引起的一种剧烈的天气现象,由于其空间尺度小、历时短、突发性强、发展演变快、来势猛、破坏力大且常伴随着大风和强降水,给局部地区的工农业生产、交通运输、通讯、电力等设施以及人们日常生活和生命财产造成严重的危害。临夏州是甘肃省特重冰雹灾区之一,冰雹是影响临夏州农业生产的主要气象灾害。
2.2.1 冰雹发生的几率。临夏州近40多年共发生降雹达836次,年平均降雹日数大于19次;通过比较、分析近10年全州各乡镇气象站与雨量哨点出现冰雹的有效记录发现,每年实际出现的降雹次数至少在24次以上。由图2可知,临夏州降雹的年际变化显著,降雹次数最多的是1987年,为42次;最少的是2011年,为2次。降雹高峰期发生在1980年代,1990年代至今降雹相对较少,年降雹次数总体上呈波动状态,90年代后期开始呈下降趋势。
2.2.2 冰雹的时间分布特征。临夏州主要降雹天气发生在春、夏、秋季,全年出现最多的季节是春、夏季,出现最多的月份是5月,占29.3%;其次是6月,占24.4%;7月占17.1%,8月占9.8%,4月占4.9%;最少的是10月,占2.4%。从季节分布来看,春季全州平均降雹日数为0.8 d;夏季最多,为1.5 d;秋季最少,为0.4 d。从月份分布来看,临夏州降雹时段长达7个月,5—6月占全年降雹总数的53.7%。冰雹一日中发生的时段主要集中在午后和傍晚,尤其傍晚发生降雹的频率最高;其中13:00—17:00出现的概率为35.1%,17:00—20:00出现的概率为55.8%。
2.2.3 冰雹的空间分布特征。临夏州山区降雹较多,川塬区较少。根据单点降雹日数统计发现,位于山区的东乡县年平均降雹4.0 d,最多8 d;处于川塬区的永靖县年平均降雹1.4 d,最多为4 d。总体来看,地形条件仍是影响临夏州冰雹的主要因子,山区平均海拔2 000 m左右的区域降雹较多。
2.3 暴雨洪涝
暴雨是指短时间内出现的大量降水现象,对当地经济社会发展和人民生命財产安全影响重大;暴雨和洪涝是2种密不可分的自然灾害,由短时或连续的强降水引起地面径流并沿坡沟迅速下泻,形成突发性洪水,引发泥石流和山体滑坡等次生灾害。临夏州发生的暴雨具有突发性强、强度大、雨量集中、来势猛等特点,容易造成山洪暴发,河水泛滥,冲毁农田、房屋等。
2.3.1 暴雨发生的几率。临夏州大(暴)雨出现的概率相对较高,主要集中在5—9月,其中7—8月出现的概率占全年总数的92%。由暴雨引发的山洪最早出现日期为4月2日,最迟日期为10月3日。一日中暴雨集中的时段在午后至夜间,90%以上的暴雨出现在20:00至次日2:00。由图3可知,临夏州的暴雨总体呈上升趋势,且具有5年一遇的特点。
2.3.2 暴雨分布特征。临夏州暴雨分布具有南部多、北部少的特点,年均发生暴雨0.2次,即每5年出现1~2次;从空间分布特点看,和政县发生暴雨最多,年均0.6次,即每5年出现3~4次;其次是临夏市年均发生0.4次,即每5年出现2次左右;广河、东乡、康乐县年均发生0.2次,即每5年出现1~2次;全州暴雨主要集中在7—8月,每年因暴雨引发的山洪、滑坡、泥石流等地质灾害造成的灾害损失也较严重。
2.4 低温冻害
低温冻害主要是受强冷空气及寒潮侵入造成的气温骤然下降,使农作物因环境温度过低而受到损伤以致减产的农业气象灾害。冷空气是造成低温冷冻灾害发生的主要原因,寒潮、霜冻、强降温引发的低温冻害一般都会引起大范围的农作物受冻减产。低温冻害是临夏州出现于早秋和晚春时节的主要气象灾害之一,随着现代农业快速发展,高经济附加值的经济作物比以往大幅度增多,更易遭受低温冻害的侵袭,造成的经济损失将大大增加。
2.4.1 低温冻害发生的几率。临夏州春季发生低温冻害的次数较多,秋季略少。根据低温冻害出现的时间及其对作物的影响,可分为春季(3—5月)低温和夏末初秋(7—9月)低温2种类型。由图4可知,全州发生低温冻害的几率1980年代相对较少,2000年代以后呈显著增加态势,总体上临夏州发生低温冻害的几率呈上升趋势。
2.4.2 低温冻害的分布特征。根据1981—2010年临夏州历年发生低温冻害统计分析发现,全州出现寒潮、强降温、霜冻年平均次数分别为0.3、1.0、5.9次。其中,晚霜冻分布明显存在着地域特点,西南部的和政、康乐县出现次数最多,每年都在7次以上;中部的临夏市、东乡次之,平均5次;北部的永靖最少,年平均3次。春季是寒潮的多发季节,秋季次之,对农作物造成灾害的寒潮一般发生在3—5月,时间发生的越迟造成的灾害越严重。强降温的时间分布与寒潮相似,春季低温年发生较多,秋季略少。
2.5 大风
大风指近地面层风力达8级(平均风速17.2~20.7 m/s)或以上的风。中国气象观测业务规定,瞬时风速达到或超过17 m/s(或目测估计风力达到或超过8级)的风为大风。大风是一种严重的灾害性天气,大风过境时经常狂风骤起、飞沙走石,有时摧毁电力、交通设施,造成房倒树拔、农作物倒伏等。
2.5.1 大风出现的几率。临夏州大风多出现在春、夏季,由图5可知,年平均大风日数为1.1~11.3 d,其中东乡县年大风日数最多(11.3 d),康乐县年大风日数最少(1.1 d),其他地方为3.1~5.3 d,年极大风速最大值出现在东乡县(29.7 m/s)。
2.5.2 大风的分布特征。临夏州各地大风日数均呈单峰型,东乡县大风日数最多,年变化幅度最大(2.0~2.5 d),从2月开始迅速增多,5月达最大值,之后逐渐减小,10—11月大风基本结束;其次是永靖县年变化幅度1.0~1.5 d,从2—3月开始增多,最大值出现在6月,之后逐月减少,9—10月趋于结束;康乐县大风年变化幅度最小,最大值出现在6月前后,9—10月结束;广河、和政县大风年变化日数、振幅均相当,变化规律和永靖县基本一致;临夏市大风年变化幅度较小,最大值出现在6—7月,11月趋于结束。
3 气象灾害对社会经济的影响
据相关资料统计,临夏州平均每年因气象灾害造成的直接经济损失超过1.36亿元[5]。根据临夏州1978—2011年的主要气象灾害与经济损失关系曲线图(图6)分析发现,干旱位列临夏州各种气象灾害之首,平均每年因干旱造成的经济损失6 000万元以上;1978年和1986年因气象灾害造成的经济损失约5 000万元,1980年代初期气象灾害造成的经济损失较轻,从1987年开始造成的经济损失呈逐年增加的趋势。尤其是从2005年以来,气象灾害造成的经济损失呈剧增的态势。究其原因,主要是近几年随着经济社会的快速发展,气象灾害与经济发展同向增长,造成的经济损失趋于增加;另一方面,随着全球气候变暖,极端天气气候事件增多,造成的经济损失增加。
4 结论
通过对临夏地区主要气象灾害的时空分布特征和长期变化趋势分析,探讨了对社会经济的影响,主要结论如下:
(1)临夏地区干旱分布具有北部多、南部少的特点,全州出现干旱年份的几率占68%,出现区域性干旱几率达60%;出现春旱和春末初夏旱的几率高、强度大;永靖县和东乡县出现春末夏初旱的几率高达87%。
(2)临夏州降雹的年际变化显著,降雹高峰期发生在1980年代,1990年代后期开始呈下降趋势;夏季降雹最多为1.5 d,秋季最少为0.4 d,降雹出现最多是5月,傍晚发生降雹的频率最高,山区降雹较多,川塬区较少。
(3)临夏州暴雨分布具有南部多、北部少的特点,和政县发生暴雨最多;主要时间段集中在7—8月,出现的概率占全年总数的92%。一日中出现暴雨的时段集中在午后到夜间,90%以上的暴雨出现在20:00至次日2:00。暴雨出现次数总体呈上升趋势。
(4)临夏州春季发生低温冻害的次数较多,秋季略少。出现寒潮、强降温、霜冻年平均次数分别为0.3、1.0、5.9次,春季是寒潮的多发季节,秋季次之,主要发生在3—5月,总体上发生低温冻害的几率呈上升趋势。
(5)临夏州大风多出现在春、夏季,年平均大风日数在1.1~11.3 d之间,东乡县年大风日数最多,达11.3 d;康乐县年大风日数最少,为1.1 d;年极大风速最大值出现在东乡县,为29.7 m/s。
(6)临夏州平均每年因气象灾害造成的直接经济损失超过1.36亿元。干旱位列临夏州各种气象灾害之首,平均每年因干旱造成的经济损失6 000万元以上;从1987年开始,气象灾害造成的经济损失呈逐年增加的趋势,尤其是从2005年以来,气象灾害造成的经济损失呈剧增的态势。
5 参考文献
[1] 朱乾根,林锦瑞,寿邵文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2000.
[2] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003:2-3.
[3] 邓振镛,张强,尹宪志,等.干旱灾害对干旱气候变化的响应[J].冰川冻土,2007(1):114-118.
[4] 杨先荣,黄成秀,贾效忠,等.甘肃中部农业干旱灾害分析[J].甘肃农业,2004(9):24-27.
[5] 尹宪志,邓振镛,徐启运,等.甘肃省近50a干旱灾情研究[J].干旱区研究,2005(1):120-124.