2010～2019年文山州气象灾害特征分析

董兴欣，刘云生，冯德花

(文山州气象局，云南 文山 663000)

0 引言

受季风气候、地理位置和特定的地形地貌影响，中国气象灾害种类繁多[1]，根据中国气象局资料统计，在各类自然灾害中，气象灾害大约占到 70%以上[2]。近些年对于气象灾害的研究主要是集中在其种类、特征、灾害损失、成因及防御措施、风险定量评估等方面[3-7]；也有分析气象灾害对农业的影响[8-11]。云南地处低纬度高原，是全国自然灾害最为严重的省份，有“无灾不成年”之说，气象灾害是云南最大的自然灾害[12]，也有从云南气象灾害的特征、成因、防灾减灾措施等方面进行分析研究[13-16]。

文山州对于灾害性天气的研究较多，但多数是从预报和天气成因的角度进行分析[17-20]，对于本地的气象灾害特征分析还比较欠缺，因此利用2010～2019年文山州气象灾害的灾情资料，采用统计分析法、无量纲化法和归一化法对文山州气象灾害的时空分布特征及其带来的综合损失分布特征进行了较全面分析，以期为文山州气象灾害风险防御提供依据。

1 数据来源与研究方法

资料来源于《云南减灾年鉴》[21]及气象灾害管理系统收集的2010～2019年的灾情数据，《云南减灾年鉴》里全面、系统、翔实地记载了云南省发生的灾情且具有较高的可信度。灾情数据以县(市)为统计单位，统计了各县(市)主要气象灾害损失，主要包括干旱灾害、暴雨洪涝灾害(含暴雨造成的山洪地质灾害)、大风冰雹等强对流灾害、雷电灾害、低温冷冻造成的直接经济损失、受灾人口、死亡人口(含失踪人口)、农作物受灾面积，下文对以上5种灾害简称为旱灾、洪灾、风雹灾、雷灾和冷灾。

本文采用统计分析法分析气象灾害的时空分布特征；用当年的直接经济损失除以当年的GDP得到当年气象灾害造成的直接经济损失占GDP的比例，可得到经济损失的程度[22]，可对比不同年份之间经济损失的占比。另采用无量纲化和归一化法构建气象灾害损失综合指数，得到不同县(市)不同气象灾害造成的损失程度对比[23]。

对于某县(市)单种气象灾害的综合损失指数(Ij)，公式为：

(1)

式中：dij为某县(市)第j种气象灾害造成的第i类灾害损失；dmax为全州各县(市)第j种气象灾害造成的第i类灾害损失的最大值；n为灾害损失的种类。

对于某县(市)所有气象灾害总的综合损失指数I，公式为：

(2)

式中：Di为某县(市)所有气象灾害造成的第i类灾害损失；Dmax为全州各地区所有气象灾害造成的第i类灾害损失的最大值；n为灾害损失的种类。通过Di与Dmax的比值对各类损失进行归一化处理，然后进行平均，得到该地区所有气象灾害的综合损失指数。

本文选取直接经济损失、受灾人口、死亡(含失踪人口)、农作物受灾面积4类灾害损失进分析，对于洪灾、风雹灾、旱灾、冷灾的综合损失指数Ij和总的综合损失指数I，考虑到死亡人数数值相对其余3类损失数值明显偏小，对指数I的计算会产生较大的干扰影响，因而剔除，n=3；而对于雷灾，灾害损失只有死亡人口，因而n=1。

2 主要气象灾害及损失情况

云南的主要气象灾害有旱灾、洪灾、冷灾、雹灾、风灾和雷灾，本文将雹灾和风灾记为风雹灾，得到影响文山州的5类主要气象灾害，即旱灾、洪灾、冷灾、风雹灾和雷灾。

经统计(表1)，文山州2010～2019年共发生了365次气象灾害事件，共造成直接经济损失160.84亿元，受灾人口1 457.45万人(死亡和失踪人口不计入受灾人口)，死亡100人(含失踪人口)，农作物受灾面积120.26×104hm2。从发生频次来看，洪灾是影响文山州次数最多的气象灾害，为179次，占总数的49%，雷灾最少，仅为8次；从气象灾害造成的直接经济损失来看，洪灾造成的直接经济损失最多，为72.56亿元，而雷灾基本没有造成经济损失；从受灾人口来看，旱灾造成的受灾人口最多，为550.7万人次，其次是冷灾422.02万人次；从死亡人口来看，洪灾造成的死亡人口最多，为81人，其次是雷灾15人，旱灾和冷灾没有造成人员死亡；从农作物受灾面积来看，旱灾造成的受灾面积最多，为67.48×104hm2，其次是冷灾28.09×104hm2，雷灾没有造成农作物受灾。

表1 2010～2019年文山州主要气象灾害受灾情况统计表Tab.1 Statistical chart of the main meteorological disasters in Wenshan Prefecture from 2010 to 2019

总的来看，洪灾的发生频次和造成的直接经济损失和死亡人口均稳居第一，是对文山州影响最大的气象灾害；风雹灾虽发生频次较多，但由于局地性较强，影响范围较小、时间不长，造成的损失较小；旱灾造成的受灾人口最多、农作物受灾面积最大；旱灾和冷灾没有造成人员死亡，而雷灾主要造成人员死亡。

3 主要气象灾害的时空特征

3.1 年际变化特征

从文山州2010～2019年气象灾害发生频次年际变化(图1)可以看出，文山州气象灾害发生频次在26～47次/年，近10年灾害发生频次呈下降趋势，年平均值为36.5次，2013年灾害发生频次最高，为47次，其次是2011年，为46次，最少年是2017年，为26次，其次是2015年，为27次，最大年约为最小年的1.8倍。

图1 文山州气象灾害发生频次的年际变化Fig.1 Annual variation of meteorological disaster frequency in Wenshan Prefecture

从文山2010～2019年气象灾害死亡人数年及变化(图2)看，平均年死亡10人，其中2018年死亡人数最多，为30人，是死亡人数最少年(2019年)的30倍，且近10年死亡人数总体呈略上升趋势。

图2 文山州气象灾害造成的死亡人数年际变化Fig.2 Annual variation of the death toll caused by meteorological disasters in Wenshan Prefecture

从文山州气象灾害直接经济损失及其占当年GDP比例的历年变化(图3)可以看到，两者均呈下降趋势，且直接经济损失占GDP比例的下降趋势明显大于直接经济损失的下降趋势；2015年气象灾害直接经济损失最大，约为31.1亿元，是最小年2019年(3.8亿元)的8.2倍；2010～2019年气象灾害造成的直接经济损失占GDP比例的平均值约为3%，其中2010年最大，为8.8%，2019年最小，为0.3%。

图3 文山州气象灾害造成的直接经济损失 及其占GDP比例的历年变化Fig.3 Annual variation of the direct economic losses and their proportion in GDP caused by meteorological disasters in Wenshan Prefecture

3.2 月际变化特征

对文山州近10 a的主要气象灾害发生时段进行统计，可以发现(图4)：

洪涝灾害是影响文山州最为严重的气象灾害，发生频次最高，主要发生在5～9月(图4a)，7～8月发生频次最高，基本持平，约为50次，洪灾有明显的主汛期极易发生的特征。暴雨洪涝极易造成农作物受灾、家庭财产损失等情况，加上其多发的特点，造成的直接经济损失也稳居气象灾害造成直接经济损失的榜首，同时其引发山洪、地质灾害等是造成人员死亡的重要因素，近10年文山州暴雨洪涝造成的死亡人数为81人，占各种气象灾害造成死亡人口总数的81%。

风雹灾作为文山州发生频次第二高的气象灾害，主要发生在春夏季3～9月(图4b)，4月最多，5月次之。风雹灾局地性较强，影响范围较小、时间不长，造成的直接经济损失较小，主要造成烤烟、玉米等作物受灾，基础设施及房屋损坏，也能造成人员伤亡。

冷灾(低温冷害和霜冻)主要出现在12月至次年4月，以1月居多(图4c)。冷灾对甘蔗、油菜、蔬菜、香蕉等作物影响较大，造成农作物受灾面积较多，同时因灾死亡的牲畜也较多，造成的受灾人口及农作物受灾面积均位居第二。

图4 2010～2019年文山州主要气象灾害发生频次的逐月分布情况Fig.4 Monthly distribution of occurrence frequency of major meteorological disasters in Wenshan Prefecture from 2010 to 2019

旱灾作为对文山州农作物影响最严重的气象灾害，主要发生在2～9月，5月最多(图4d)。干旱易造成人畜饮水困难，其造成的受灾人口和农作物受灾面积均稳居第一，文山州的气象干旱多为冬春连旱，冬春连旱造成秋收作物不能按时播种，夏旱造成作物生长供水不足、缺水旱死等情况，均导致农作物产量严重减少。

雷灾是文山州发生频次最少的气象灾害，但其带来的威胁不可小觑，主要发生在4～9月，6月夏初发生次数最多(图4e)。雷灾虽然没有造成明显的直接经济损失和农作物受灾，但其主要造成人员伤亡，近10年文山州雷灾造成的死亡人口为15人，仅次于洪灾，所以雷灾也是需要重点防范的气象灾害。

3.3 空间分布特征

3.3.1 各种气象灾害发生频次空间分布

通过分析2010～2019年文山州气象灾害发生频次的空间分布可以发现(表2)，旱灾各县(市)发生频次相差不大，在3～5次。洪灾作为发生频次最多的气象灾害，在广南发生次数最多，其次为富宁，最少为西畴；风雹灾害在砚山最为突出；雷灾马关发生最多，其造成的死亡人口也最多；冷灾西畴发生次数最多。就全州八县(市)而言，洪灾和风雹灾均有发生，且次数较多，其余灾害发生次数较少。

表2 2010～2019年文山州各县(市)气象灾害发生频次分布Tab.2 The frequency distribution of meteorological disasters in Wenshan Prefecture from 2010 to 2019 次

3.3.2 气象灾害综合损失

统计2010～2019年文山州各县(市)的主要气象灾害造成损失可以发现(表3)：灾害发生频次最多的是广南县78次，约为最少西畴县29次的2.7倍；灾害造成直接经济损失最多的是富宁县，为37.64亿元，约为最少西畴县9.21亿元的4.1倍，麻栗坡县为第二多，30.95亿元；受灾人口广南县最多，为310.00万人次，最少为麻栗坡县123.83万人次；灾害造成的死亡人口麻栗坡县最多，为32人，其次是富宁县26人，最少为文山市1人；农作物受灾面积广南县最多，为22.16×104hm2，其次为砚山县20.62×104hm2，最少为西畴县5.72×104hm2。总体来看，西畴县是气象灾害造成损失最小的县。

表3 2010～2019年文山州各县(市)主要气象灾害损失统计表Tab.3 Statistical chart of major meteorological disaster losses in Counties(cities)of Wenshan Prefecture from 2010 to 2019

3.3.3 不同县(市)气象灾害综合损失指数

采用无量纲化和归一化法构建某地区的单种气象灾害的综合损失指数、所有气象灾害总的综合损失指数，分析不同县(市)各类气象灾害造成的损失程度对比如表4。

表4 文山州各县(市)气象灾害综合损失指数Tab.4 Comprehensive loss index of meteorological disaster in Wenshan Prefecture

可以看出，洪灾影响最严重的是富宁县，值为0.98；风雹灾影响最严重的是马关县，值为0.81；冷灾和旱灾均对砚山影响最为严重，值为0.81和0.91，造成的损失程度远远高于其它县(市)；雷灾对马关的影响最大，值为1；从总的综合损失指数来看，富宁最高，为0.85，其次是广南0.80，西畴最低为0.3，各类气象灾害对富宁、广南的影响较大，对西畴的影响最小。

4 结论

(1)2010～2019年文山州气象灾害造成的死亡人口呈上升趋势，直接经济损失及其占GDP比例和灾害发生频次均呈下降趋势。洪灾是影响文山州最主要的气象灾害，其发生频次、造成的直接经济损失和死亡人口均位列第一。

(2)从各类气象灾害的月际分布来看，各月均有气象灾害发生，其中风雹灾、旱灾主要发生在春夏季，洪灾和雷灾主要发生在夏季，冷灾主要发生在冬季，初春偶有发生。

(3)从灾害发生的空间分布来看，除砚山县发生频次最高的气象灾害是风雹灾外，其余7县(市)均为洪灾，频次最低均为雷灾；气象灾害发生频次最高、受灾人口最多、农作物受灾面积最多的均为广南县，造成直接经济损失最多的是富宁县，死亡人口最多的是麻栗坡县。

(4)采用无量纲化和归一化法构建的单种气象灾害综合损失指数和总气象灾害综合损失指数，可较好地反映气象灾害造成的总体影响，揭示气象灾害损失的空间分布特征。可以看到，暴雨洪涝灾害主要影响富宁县，风雹灾害和雷电灾害主要影响马关县，低温冷冻灾害和旱灾主要影响砚山县。

(5)总体来看，位于文山州东北部的富宁、广南县为气象灾害综合损失较为严重的地区，其中富宁县气象灾害损失最重，文山州中南部的西畴县是气象灾害损失最轻的地区。