李海鋒 頡小麗 馬周恩
摘要 利用1965—2015年扶風縣的氣象觀測資料和災情資料,分析近51年來扶風縣主要氣象災害種類、造成的損失和普遍發生的原因,并提出了具體的防范措施,為氣象災害防災減災提供借鑒。
關鍵詞 氣象災害;損失;原因;措施;扶風縣
中圖分類號 S42 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2017)03-0219-03
Abstract By using meteorological observation data and disaster data in Fufeng County during 1965-2015, main meteorological disasters, losses and causes were analyzed, the specific prevention measures were proposed, which will provide a reference for meteorological disaster prevention and mitigation.
Key words Meteorological disaster; Loss; Cause; Measures; Fufeng County
氣象災害是當前主要自然災害中影響最廣、發生頻率最高、損失最嚴重的一種類型。各界對氣象災害研究也愈來愈深入[1-5],如秦志英[3]對重慶市主要氣象災害進行了研究;曾維和等[5]從整體性治理理論視角對農村氣象災害防御體系建設的困境和對策進行了分析。扶風縣有比較豐富的氣候資源,為發展農業生產和多種經營提供了極有利的條件,但也存在干旱、連陰雨、暴雨、大風、冰雹、霜凍、干熱風等氣象災害[6],對扶風縣工農業生產造成了巨大損失。筆者利用1965—2015年扶風縣的氣象觀測資料和災情資料,整理出近51年來扶風縣主要氣象災害種類及其造成的損失,分析了其普遍發生的原因,并提出了具體的防范措施,以期為氣象災害防災減災提供借鑒。
1 主要災害種類
1.1 干旱
干旱是一種常見的氣象災害。干旱標準以當年降水量較歷年同期平均降水量偏少的程度來表示。小旱降水量較歷年同期偏少40%以上,中旱偏少50%以上,大旱偏少60%以上。
干旱是扶風縣比較常見的一種氣象災害,發生幾率很高。據統計,春播期(4月中下旬)平均3.0年發生1次中旱;夏播期(6月中旬前后)平均2.6年發生1次中旱。伏旱(7月中旬—8月上旬)出現的次數多,平均1.8年1次。
從災情調查來看,歷史上有9次干旱成災。1995年干旱,全年降水偏少50%,夏播作物面積減少50%,減產明顯;1996年3—5月,降水較同期偏少65%,整個春季無透雨,使小麥嚴重減產,產量僅為2 250 kg/hm2,直接經濟損失300萬元;1997年大旱,降水偏少86%,干旱139 d,玉米損失0.55億kg;1999年1—4月,天度、法門、南陽等鄉鎮降水量<10.0 mm,旱情嚴重,小麥、油菜根系發育不良,分蘗不足,沿山旱作田塊死苗嚴重,直接經濟損失200萬元;2002年7—11月,降水量僅205.0 mm,偏少率44.2%且高溫持續,對秋田作物生長、發育造成不利影響,直接經濟損失100萬元;2013年3—5月持續干旱,無灌溉條件田地小麥減產3~4成。
扶風地處平原,是聞名全國的商品糧基地縣,農田水利設施覆蓋率達90%左右,僅在北部沿山一帶無水利設施。故在人工干預下干旱對農業生產的影響呈減小趨勢。
1.2 連陰雨
連續降水4 d以上(允許有小于0.1 mm間隔日)且降水總量>30.0 mm,定為連陰雨天氣過程。連陰雨可分為短期(5~7 d)、中期(8~15 d)、長期(>15 d)3種。從近51年扶風縣受災情況看,連陰雨主要出現在夏季和秋季。
夏季連陰雨:從受災情況看,歷史上出現了4次夏季連陰雨,占連陰雨總次數的40%。5月底出現1次,6月份出現3次,對農業生產造成巨大損失。因此,夏收夏播期間要搶時間、爭主動,以免造成不必要的損失。
秋季連陰雨:秋季連陰雨共出現6次,占連陰雨總次數的60%。1981年8—9月出現持續40 d以上的強連陰雨天氣。1983年10月的連陰雨,倒塌房屋7 289間,死亡人口16人,成災167 159人。1984年9月上旬出現的連陰雨,降水持續7 d,降水量124.6 mm;據調查,受陰雨影響,全縣倒塌房屋引起的賠付金額4.59萬元,涉及11戶,受災人口60人,5所學校停課,直接經濟損失8.52萬元。2003年9月下旬—10月中旬的連陰雨,對玉米收獲、小麥播種極為不利,導致小麥播種期偏晚10~15 d,錯過了適播期;同時渭河扶風段河堤多處垮塌,直接經濟損失40萬元。2011年秋淋天氣使法湯高速塌方,縣內滑坡50余處,倒塌房屋200間,造成了重大財產損失。
從災情調查看,連陰雨天氣對工農業的影響在20世紀80—90年代較為明顯,2000年以后影響不是很大,僅2011年出現的強秋淋天氣(創歷史記錄)造成了較大損失。
1.3 暴雨
暴雨是指日降水量≥50.0 mm的降水過程。經統計,近51年扶風縣年均暴雨日數為7 d。暴雨集中在6—9月,其中7—8月分別出現3和4次,共占總數的87.5%。扶風縣日最大降水量124.6 mm,出現在2004年7月15日,此次過程造成2人死亡,直接經濟損失高達3 000萬元。
扶風縣暴雨出現的幾率雖然較小,但危害大,幾乎每次過程都會造成財產損失。2000年以后出現的暴雨都造成了重大財產損失,尤其是配合其他過程,災情更為嚴重。據災情調查,1988年8月8日,2 h降水量64.0 mm,部分工廠、商店、庫房進水,勝利機械廠出現滑坡,3人死亡,183人受災。1997年7月7日降水59.8 mm,造成個別工廠、民房進水和部分財產受損,直接經濟損失2萬元。2000年8月28日,扶風縣城關鎮出現局地暴雨天氣并伴有大風和雷電,災害造成部分工廠倉庫進水,3所工廠停產;強雷電使部分電力設施受損,5個電力線桿倒塌,全鎮供電中斷2 h,直接經濟損失6萬元。2007年8月9日,扶風縣城關鎮出現日降水量70.6 mm的暴雨過程,造成城區大面積積水內澇,電力、交通、露天工廠等行業均有不同程度的損失,直接經濟損失3萬元。1992年8月12日大暴雨,直接經濟損失68.5萬元,2 895戶進水,170間住房倒塌。2004年7月15日23:00—16日01:00,扶風縣城出現強對流天氣,降水量110.0 mm,伴有大風、雷暴、冰雹,造成2人死亡,直接經濟損失3 000萬元。2012年4月23日,扶風部分鄉鎮出現暴雨過程,造成356 hm2農作物成災,直接經濟損失500萬元。
1.4 大風
瞬時風速≥17 m/s的疾風稱為大風。經統計,近51年扶風縣年均大風日數6 d,月、季變化明顯,主要出現在夏季和春季。扶風縣歷史上出現了7次大風過程,主要出現在6月份,為5次,占大風總數的71.4%, 5月出現了2次,占大風總數的28.6%。
大風的強度和持續時間決定著大風的危害程度。特別是夏季伴隨著雷陣雨出現的大風,時間短,風勢猛,危害大。
從災情調查數據來看,大風造成的災害損失在2000年以后呈加重趨勢。1984年6月17日,瞬時風速達19 m/s,麥草垛被卷跑或刮倒,個別單位圍墻、煙囪倒塌,直接經濟損失1.32萬元。2001年6月12日,扶風縣城出現雷雨大風天氣,直接經濟損失1萬元;6月23日,大風過程使南陽、天度等鄉鎮蘋果落果率達30%~40%。2002年6月12日,法門、城關、南陽等鄉鎮出現大風天氣過程,蘋果落果率達15%,直接經濟損失30萬元。
2004年7月15日的雷雨伴有大風過程,造成2人死亡,直接經濟損失達3 000萬元。2010年5月26日,部分鄉鎮出現陣風天氣,小麥大面積倒伏,倒伏面積約占小麥總面積的20%,農作物受災面積311 hm2。2012年5月,陣風伴隨大風天氣過程,造成約5 000 hm2小麥倒伏,產量損失450萬kg。
1.5 冰雹
冰雹是一種固態降水現象,從大范圍看每年出現的次數不多,時間不長,但危害極大。經統計,扶風縣年均冰雹日數為1 d,出現在6月份。
冰雹并不是扶風縣經常出現的災害天氣,但每次冰雹天氣過程,均對工農業生產造成嚴重損失。據災情調查,近51年扶風縣出現了5次冰雹天氣過程。1996年7月12日,法門鎮、召公鎮、杏林鎮、太白鄉、黃堆、段家鎮及絳帳鎮部分村組出現冰雹,降雹持續40 min,冰雹個體大如雞蛋,小如杏核,地面積雹厚度3 cm,受災面積488 hm2,對秋田作物、經濟作物造成毀滅性損失,個別田塊絕收,直接經濟損失600萬元。1999年5月24日,午井鎮、城關鎮出現冰雹、大風強對流天氣,小麥、辣椒等經濟作物受損嚴重,18 hm2農作物成災,直接經濟損失100萬元。2002年5月14日,扶風縣出現冰雹、雷雨天氣,11個鄉鎮59 hm2小麥受災,直接經濟損失100萬元;5月16日,全縣再次出現大面積冰雹天氣過程,歷時10~15 min,全縣受災面積8 000 hm2,絕收3 334 hm2,直接經濟損失3 400萬元。2011年8月25日,法門鎮出現大風冰雹天氣,受災面積510 hm2,直接經濟損失1 986萬元。
2 災害形成原因分析
2.1 干旱
干旱常表現為土壤干旱和大氣干旱,但以大氣干旱為主。扶風屬于大陸性季風氣侯,降水量季節分配不均勻。冬季,扶風位于強大的西伯利亞高壓的南部,盛行冬季季風,經常受變性的極地大陸氣團控制,高空又受西風氣流控制,因此降水量少,干旱發生較多。夏季,扶風處于印度低壓南部、西太平洋高壓西側,盛行夏季季風,降水帶主要受副熱帶高壓脊線以北的西北氣流控制,西太平洋副熱帶高壓(以下簡稱副高)成為扶風縣降水的重要天氣系統,副高的強弱及南北移動決定了降水量的多少和季節變化。當青藏高壓影響或控制時,易發生初夏旱;當西太平洋副熱帶高壓持續控制時,易發生伏旱。
特大干旱年1995年副高強度指數均比歷年年平均偏高50以上,使扶風縣一直處于副高的下沉氣流控制下,降水量偏少,氣溫升高。1997年1—4月副高強度指數偏低,影響西南氣流北上和西北氣流南下,使降水量減少;8月下旬—9月上旬,按副高正常活動應該南退,但副高沒有南退,使扶風縣出現氣溫升高、降水量減少的干旱氣候特征[7]。
2.2 連陰雨
連陰雨的出現與影響我國雨帶遷移的西風帶和副熱帶高壓系統的季節性變化有關,連陰雨天氣出現的區域也有明顯的季節變化,從冬季過渡到夏季時,連陰雨的雨區由南向北推移;從夏季到冬季時,則由北向南推移,與雨帶位移的特點相一致。春季,南方的暖濕空氣開始活躍,北方冷空氣開始衰減,但仍有一定強度,冷暖空氣常交匯在長江和華南之間,鋒面也常停滯或徘徊于此,在地面天氣圖上出現準靜止鋒;在700 hPa等壓面圖上,出現位于地面準靜止鋒北側的東西向切變線,連陰雨天氣的位置就出現在地面鋒和700 hPa等壓面上的切變線之間,當鋒面和切變線的位置偏南時,連陰雨發生在華南;偏北時,連陰雨出現在長江和南嶺之間的江南地區。初夏,鋒面在長江中下游地區徘徊,造成該地區梅雨期的連陰雨。秋季,連陰雨主要發生在北方冷空氣開始活躍、南方暖濕空氣開始衰減但仍有一定強度的形勢下,其過程與春季相似,只是冷暖空氣交綏的地區不同,因而連陰雨發生的地區也與春季有所不同。
2.3 暴雨等強對流天氣
強對流天氣是指出現短時強降水、雷雨大風、冰雹和颮線等現象的災害性天氣,它發生在對流云系或單體對流云塊中,在氣象上屬于中小尺度天氣系統。造成扶風暴雨的主要天氣系統是西太平洋副熱帶高壓、西風低槽、高原槽、低渦切變、高低空急流等系統。特別是扶風處在青藏高原東北側,境內地形結構復雜,地形對暴雨的形成有重要作用。同時臺風對暴雨的產生也有間接和直接的作用。
暴雨的水汽來源主要有2條:①西南路徑,低空西南急流將孟加拉灣水汽經過云貴高原輸送到陜西;②東路,東風氣流(急流)將東海的水汽輸送到陜西,當有低值系統東移、冷空氣配合時,就會產生暴雨。影響扶風的暴雨主要有西南氣流型、低渦切變型、西風槽型、西北氣流型4種類型。
(1)西南氣流型。盛夏時期,我國上空為東高西低形勢,西太平洋副熱帶高壓脊西伸至我國大陸上,588 hPa線西伸至110° E,脊線在30° N附近,從高原東部到陜西上空(115°~125° E、25°~45° N)有較強的西南氣流,當有低值系統移經時,與低層西南氣流疊加的區域常會產生暴雨。這種類型占暴雨的12%。
(2)低渦切變型。我國上空以緯向環流為主,多小波動。西太平洋副熱帶高壓和青藏高原的大陸副高2個高壓在陜西上空形成切變。由于青藏高原的地形影響,在高原及其高原的東側多低渦或切變線形成,低渦或切變線向東或東北方向移動,經過陜西上空,在95°~110° E、28°~40° N有低渦或偏南風與偏北風切變,往往會出現暴雨。有29%的暴雨是出現在低渦切變型的。
(3)西風槽型。西太平洋副熱帶高壓脊線位于我國大陸20° N。500 hPa,烏魯木齊至西安有西風低槽,槽線南北長度大于5個緯距,槽線近于東北至西南走向。在這種形勢下,西風槽東移至陜西,在槽線或切變線上可以形成強度很大的暴雨。
(4)西北氣流型。貝加爾湖附近有低渦(或低壓),河套以西為西北氣流控制,亞洲中低緯度為平直氣流。在這種環流形勢下,貝加爾湖低渦底部不斷有冷空氣分裂南下,與副熱帶高壓西北側的暖濕氣流在青藏高原東側交綏,陜西易產生持續性的暴雨[8]。
從歷史資料來看,扶風縣出現強對流天氣一般呈現出高空有冷溫槽、低空有切變的環流形勢。同時,扶風縣地勢由西北向東南傾斜呈北高南低。境內自北而南由低山丘陵、山前洪積扇平原、黃土臺塬和渭河平原等4個地貌類型構成。占全縣總面積近2/3的渭北塬區地形由西北向東南傾斜,塬面被自西而東橫穿的津河和由北而南的七星河、美水河自然分割成4大塊。塬內分布有9處槽形和碟形洼地。這種階梯狀上升的地形格局、溝谷密布的起伏地形和塬內多處洼地的地表形態,有利于大氣對流和局部活動中心的形成,是強對流天氣發育的有利地形[9]。
3 防范措施
3.1 干旱
3.1.1 提高水資源的利用率。
黃土高原旱作農業,作物用水的主要來源是自然降水。黃土類土壤質地良好,土層深厚,結構疏松,對水分具有良好的滲透性、持水性、移動性以及相對穩定性的特征和吐納調節功能,開發好土壤水庫,可以提高水資源利用率。提高土壤水庫貯水量的方法有3個方面:①平田整地,建設基本農田,修建水平梯田和條田。②早伏耕,蓄水保墑。夏秋季節,對土地深耕,加深耕作層,通過微型孔隙將自然水儲存起來;伏秋深耕可以積蓄天然降水,起到“秋雨春用,春旱秋防”的作用。③冬春鎮壓,保墑提墑。鎮壓粑耱,中耕松土,具有切斷毛細管的作用,提墑保墑。
3.1.2 實施集水節灌農業。
集水節灌農業是以天然降水富集、貯存工程為基礎,以有限供水節水補灌為手段,以水的高效利用轉化為核心的技術體系。雨水富集技術,是將降水的徑流收集起來供灌溉利用。集水窖的修建,要根據集水場地、集流效率和周圍環境確定。雨水富集技術,可使淡季貯水旺季用、閑時貯水忙時用、白天貯水夜間用。農田灌溉要逐步摒棄大水漫灌方法,推廣小畦灌、噴灌和滴灌技術,這樣既能滿足農作物生長發育對水分的實際需要,又可節約大量的水資源。
3.1.3 大力開發空中水資源。
據測算,陜西空中的水含量比較豐富,人工增雨雪是開發利用空中云水資源的主要途徑。人工增雨雪的主要技術是向云中播撒人工催化劑,在冷云中用人工冰核或干冰等強冷卻劑進行催化;低暖云中則用大顆粒或大水滴加強云內水滴的重力碰撞增長過程,使不具備降水的云逐漸發展為具備降水條件,使水汽或云變為雨滴下降到地面。試驗結果表明,在一定條件下,對冷云催化可增加降水量10%~25%。據統計測算,飛機人工增雨的投入和效益比在1∶30以上。
3.1.4 興修水利,防洪抗旱。
自然降水分布并不完全符合人類生產生活的需求,修建水利工程,控制水流,進行水量的調節和分配,具有防洪抗旱多種功能。水利是農業的命脈,我國農業的發展史就是水利工程的建設史,凡有水利工程的地方,農業生產發達,產量穩定。當前水利工程正向綜合性、多目標發展,不僅僅是防洪抗旱,還與發電、航運、城鎮供水,防止水土流失、維護生態平衡等聯系起來。興修水利有許多綜合效應,為農業灌溉只是其中的一個方面。水利工程對抗御因季節降水不均勻所產生的干旱,起著不可替代的作用。
3.2 冰雹
3.2.1 改善生態環境。
通過大面積植樹種草、綠化荒山,改善冰雹等強對流天氣賴以產生的下墊面生態條件,縮小下墊面熱力差異,削弱對流上升運動,從源頭上減少出現冰雹的物理條件,最終達到減弱或減少雹災的作用。
3.2.2 開展人工消雹。地面人工高炮火箭防雹是應對突發性冰雹災害非常有效的措施,在寶雞市已開展多年,扶風縣在2000年已經購置了移動的防雹作業設備,在實踐中積累了比較豐富的經驗。但仍存在作業設施少、覆蓋面積小等問題。應盡快在黃堆、天度等鄉鎮建立固定作業防雹點,配合移動作業實施,構建布局合理的防雹火力網。防雹站點依據冰雹發生的強度指標、方位,確定用彈量和發射仰角等作業方案,及時組織火箭、高炮集中轟擊,化雹為雨。
參考文獻
[1] 劉彤,閆天池.我國的主要氣象災害及其經濟損失[J].自然災害學報,2011,20(2):90-95.
[2] 辛吉武,許向春.我國的主要氣象災害及防御對策[J].災害學,2007,22(3):85-89.
[3] 秦志英.重慶市主要氣象災害分析[J].西南師范大學學報(自然科學版),2000,25(1):78-85.
[4] 孫霞,俞海洋,孫斌,等.河北省主要氣象災害時空變化的統計分析[J].干旱氣象,2014,32(3):388-392.
[5] 曾維和,楊星煒.農村氣象災害防御體系分割式困境與對策[J].閱江學刊,2015(6):31-42.
[6] 扶風縣區劃辦氣象組.扶風縣農業氣候分析報告[R].1984.
[7] 劉引鴿,韓景衛,屈康慶.寶雞市干旱氣候特征分析[J].寶雞文理學院學報,2000,20(2):154-156.
[8] 李建軍,李建芳,韓正芳,等.《寶雞市氣候變化及其對農業生產影響研究》技術報告[R].2011.
[9] 郭俊理,韓景衛.扶風縣7·14特大暴雨災害致災因素分析[J].水土保持通報,2005,25(4):87-90.