西藏雪灾变化及灾前影响预评估研究*
2021-06-06格央次旦巴桑坚参扎西次仁德吉
格央 次旦巴桑 坚参扎西 次仁德吉
(西藏自治区气象台,西藏 拉萨 850000)
雪灾在西藏的各种气象灾害中居首,发生十分频繁,几乎年年都有发生。作为全国五大牧区之一的西藏,牲畜是牧民最重要的生活生产来源,雪灾往往造成大批牲畜死亡,使牧民的财产遭受严重损失,严重的雪灾甚至危及西藏草地畜牧业的可持续发展。统计数据显示,西藏历史上有特大雪灾的年份是1915年、1926 年、1932 年和1939 年等。自1957 年以来,西藏主要牧区大致2~3 年就有1 次范围较大的雪灾,全区性的严重雪灾有四次:1956—1957 年、1965—1966年、1976—1977 年冬春和1997—1998 年,这四次雪灾的共同特点是范围广、强度大、积雪深、持续时间长、灾情严重。1980—1998 年是多发时段,其中1997 年9月至1998 年4 月,那曲、阿里、昌都、拉萨及日喀则、山南地区南部等地普遍降大到暴雪,造成严重雪灾,直接经济损失9 亿元。1998 年以后,特别是近十年,全区雪灾强度和数量呈现逐渐下降的趋势,较大范围的雪灾(2 个地区以上同时发生雪灾)发生在2002 年、2003年、2005年、2013年和2019年[1]。
1 近十年西藏雪灾的变化特征分析
就具体的雪灾灾情结合气象数据分析,1990—1999 年,雪灾134 次,其中,1998 年冬春季那曲出现了历史罕见的极重灾,受灾人数26 万,死亡63 人,死亡牲畜826 万,受损房屋10 万余间;2000—2009 年雪灾93 次;2010—2019 年雪灾52 次。近十年全区强降雪造成的灾害有明显的减少。原因分析:⑴近年来西藏逐步建立以草定畜奖励、薪柴替代补贴和草原生态临测制度为主要内容的试点草原生态保护奖励机制,大力推进草场承包责任制的试点和推广力度,从畜牧业的家庭经营层面完善了保护和建设草原草场的制度,提高了广大牧区抗雪灾的能力。⑵随着气象预报准确率、决策气象服务的前瞻性和针对性不断提高,各级政府对气象预报服务的重视程度、应急措施和反应手段也不断提高,气象预警信号的传输基本解决了最后一公里的问题。⑶西藏气候变化呈现出“气温明显升高、降水呈增加趋势”的主要特征,特别是冬季气温升温比较显著,积雪日数减少,雪灾造成的灾害程度也会降低。
2 降雪致灾阈值分析
2.1 历史灾情数据分析
自治区气象台人员分析研究了2010 年至2019 年共计10年的雪灾灾情数据,数据来源于西藏自治区气象台灾情数据库。对一场降雪来说,造成其成灾与否有许多因素,如:积雪深度、气温、积雪日数、过程降雪总量、风速等等[2],但相关的研究显示,影响一场降雪能否成灾的众多因子中,最大积雪深度、积雪日数、过程降雪总量和风速(最大风速)是四个主因素成分,因此选定这四个因子作为降雪致灾因子[2]。
项目组分别按海拔高度、农牧区、灾害频率和站点做了统计分析,海拔高度分为:/<2000m、2000m~4000m/、>4000m;农牧区分为:牧区、农区和半农半牧区;灾害频次分为:高频区、中频区、低频区。
海拔高度分为/:<2000m、2000m~4000m/、>4000m。
图1 西藏各县海拔分区图
农牧区分为:牧区(革吉、改则、措勤、仲巴、萨嘎、尼玛等15个县);农区(贡嘎、墨竹工卡、琼结、朗县、墨脱、达孜、曲水等35 个县)和半农半牧区(札达、普兰、昂仁、谢通门、岗巴等24个县)。
图2 西藏各县农牧业生产分区图
灾害频次分为:高频区、中频区、低频区。
图3 西藏各县雪灾频次分区图
2.2 降雪致灾阈值百分位数计算
采用百分位数法研究确定不同分区不同降雪致灾阈值所造成的灾害风险等级。百分位数又称百分位分数,是一种相对地位量数,它是次数分布中的一个点。把一个次数分布排序后,分为100 个单位,百分位数就是次数分布中相对于某个特定百分点的原始分数,它表明在次数分布中特定个百分比低于该分数。百分位通常用第几百分位来表示,如第五百分位,它表示在所有数据中,累计频次达5%.以积雪深度为例,积雪深度分布的第五百分位表示有5%的雪灾的积雪深度小于此值,95%的积雪深度大于此值。
百分位数计算方法,设Pm=L +(m/100·N-Fb)/f·i
式中:Pm 为第m 百分位数;L 为第m 百分位数所在组的下限;N 为总次数;Fb为第m 百分位数所在组前一组的向上累积次数;f 为第m 百分位数所在组的次数;i 为第m 百分位数所在组的组距[3]。
2.3 致灾指标等级划分
项目组对2010—2019 年共计10 年的雪灾灾情数据与雪灾过程相对应的的最大积雪深度、积雪日数、过程降雪总量和风速(最大风速)做了对比分析。针对52次雪灾过程,分别按海拔高度、农牧区、灾害频率做了统计分析。
采用百分位数法,按海拔高度、农牧区、灾害频率分区计算最大积雪深度、积雪日数、过程降雪总量和风速(最大风速)百分位数。
经过三次计算:第一次选择了95%、90%、75%、70%、55%、50%和10%的计算,结果发现不太合理,第二次增加45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%和5%的计算,但发现编号655这个站在哪个分区里,哪个分区的计算结果就有异常,因此在第三次做计算的时候就把655这个站单独计算,并且所有分区都计算了15 个百分位数值。根据各分类的计算结果,我们取90%、70%、50%、20% 四个点的百分位数,以此作为初步的降雪致灾阈值。如表1至表10所示。
表1 海拔>4000m百分位数值表
表2 海拔2000m~4000m百分位数值表
表3 海拔<2000m百分位数值表
表4 半农区半牧区百分位数值表
表5 农区百分位数值表
表6 牧区百分位数值表
表7 灾害高频区百分位数值表
表8 灾害中频区百分位数值表
表9 灾害低频区百分位数值表
表10 655站百分位数值表
根据项目组的计算结果,显然最大风速这个因子没有好的指示意义,因此项目组在后面做预评估的时候就把这个因子剔除了。
3 降雪影响风险预评估
依据百分位数法确定的降雪阈值,结合阈值对应的历史灾情,将预评估灾情等级定义为四级[5],即一级为最严重影响,二级为严重影响,三级为中级影响,四级为一般影响。依此,建立西藏雪灾影响预评估的等级[3-4]。
表11 基于百分位数值的西藏雪灾影响预评估分级表
一级最严重影响:全县50%左右的区域受灾、公路运输受阻停运、牲畜死亡严重、温室大棚、养殖大棚、工业厂房及简易房屋出现损毁或倒塌的危险性大。供水、供电、通信等设施可能受损中断。学校有停课的可能[4]。
二级严重影响:全县可能有30%~50%的区域受灾。牲畜死亡较严重、公路运输受阻或停运。简易房屋出现损毁或倒塌的危险性较大、电力等通信线路中断的可能性大,蔬菜作物等遭受冻害[4]。
三级中级影响:全县可能有15%~30%的区域受灾,出现幼畜和病畜死亡,部分路段封闭、电力及通信线路等有中断的可能,苗床受损、地膜育苗、蔬菜作物易受冻害[4]。
四级一般影响:全县可能有5%~15%的区域受灾,出现幼畜和病畜死亡、路面结冰、视线不清,交通事故频发的可能性大,苗床受损、地膜育苗、蔬菜作物易受冻害[4]。
4 结论
每个站点会有三个预评估结论,预报服务人员可以根据实际的天气情况,做出最终的预评估结论。
目前的分析结果只是一个初步的计算结果,特别是海拔小于2000m 和牧区这两个分区的部分值有些异常,项目组将在后期做更细致的分析研究,对阈值做修正完善。最终的研究成果计划应用到2021 年西藏自治区气象台山洪项目(决策气象服务综合制作发布平台)中,项目组将根据影响系统演变情况和实时预报结论,开展雪灾预评估,边检验边修正。