近60年新疆主要氣象災害變化特征 及其防災減災對策建議

■ 楊濤 張晉茹 楊蓮梅 李建剛

在全球變暖和新疆干旱氣候特征背景下，未來新疆氣象災害將呈現加劇趨勢，建議以工程性和非工程性防災減災建設相結合為原則，完善強有力的防災指揮中心和防災減災體系建設，其中加強非工程性防災減災體系建設，預防為主，防治結合,實現“從減少社會經濟損失向減輕災害風險轉變”。

當前，氣候變化正對世界各國產生日益重大而深遠的影響，受到國際社會的普遍關注。中國是易受氣候變化影響的發展中國家，我國政府高度重視氣候變化問題，并采取了一系列措施積極應對。科學研究表明，人類活動導致了近60年來以全球變暖為主要特征的氣候變化，20世紀的變暖在全球（或北半球）和中國都可能是近千年中最顯著的，IPCC第六次評估報告指出全球平均地表溫度2001—2020年比1850—1900年增加了0.99[0.84～1.10] ℃，中國主要極端天氣氣候事件的頻率和強度也出現了明顯變化，這種變化已經并將繼續對自然生態系統和人類社會經濟系統產生重大影響，成為人類可持續發展最嚴峻的挑戰之一。

新疆地處歐亞大陸腹地，屬大陸性干旱半干旱氣候，生態與環境極其脆弱，抵御自然災害的能力較低。新疆氣象災害種類繁多、危害大，主要有干旱、大風、沙塵暴、暴雨、短時強降水、冰雹、暴雪、高溫、干熱風、寒潮、霜凍等。這些災害不僅直接給新疆經濟和人民生命財產造成嚴重損失，而且也使得水資源短缺、區域不平衡和生態環境惡化進一步加劇，還間接地引發了泥石流、山體滑坡、病蟲害、生物疫病和交通事故等，因而成為影響新疆國民經濟發展的一大制約因素。受全球氣候變化的影響，新疆的氣象災害近年來也發生了顯著變化，本文綜合分析近60年來觀測資料，總結歸納新疆主要氣象災害的變化特征，并給出氣象防災減災對策與建議，為生態文明建設提供科學參考。

1 新疆近60年來主要氣象災害變化特征

1.1 資料

應用1961—2020年新疆105個氣象站逐日觀測資料，資料經過新疆氣象信息中心遷站歸一化處理，避免因遷站造成觀測資料不連續和突變，大風、沙塵暴、揚沙、浮塵、冰雹標準為氣象觀測國家標準，暴雪、暴雨為新疆干旱氣候背景地方標準[3]，在氣象業務和服務中廣泛應用。干旱指數用SPEI指數，該指數綜合考慮降水、溫度和蒸發等，可以反映干濕變化趨勢，對氣溫變化敏感，在變暖背景下表征干濕變化具有明顯優勢[4-5]，具體計算見文獻。

1.2 干旱化加劇

干旱是新疆經常發生的、危害最嚴重的氣候災害，危害性極大，表現為發生頻繁、持續時間長、區域性強、影響范圍廣、春旱嚴重。干旱是降水、溫度、輻射、風速、蒸發等多種要素共同驅動的結果，諸多學者應用各類表征干旱的指數研究指出新疆地區在1987年由普遍干旱期變為相對濕潤期，但從20世紀90年代后期由于氣溫顯著增加引起蒸發增加新疆存在變干的趨勢。氣象觀測數據表明1961—2020年新疆年平均氣溫呈顯著上升趨勢，增溫速率為0.31 ℃·（10a）?1，通過0.05顯著性檢驗，僅次于青藏高原（0.37 ℃·（10a）?1）和華北地區（0.32 ℃·（10a）?1），1997年之前新疆年平均氣溫大多低于氣候平均值，之后出現了明顯增暖，明顯高于氣候平均值（圖1a），但1997—2020年氣溫卻無顯著變化趨勢。年降水量呈顯著增加趨勢（圖1b），每10年增加8.1 mm，1987年之前新疆年降水量以偏少為主，之后明顯增多，但1987—2020年降水無顯著變化。從SPEI指數變化（圖1c），新疆表現為干旱化趨勢特征，從年代際看20世紀80年代中后期至90年代有明顯的“暖濕化”特征，表現為氣溫明顯增高，降水量顯著增多，干旱指數增加，1997年以后隨著溫度增高，潛在蒸散量加劇，而降水量增加趨勢減緩甚至微弱減少，導致較明顯的暖干化趨勢，即發生了“濕干轉換”的現象。

圖1 1961—2020年新疆年平均氣溫（a，單位：℃），年降水量（b，單位：mm），SPEI指數 （c）

由于降水增加存在空間上的差異，當代綠洲農業規模的急劇擴張以及生態環境建設（植樹種草保護綠洲）的迫切需求，水資源供需矛盾近年來越來越尖銳。盡管近年來新疆的河流徑流量增大，但這種增大主要是以暴雨或冰雪融水洪水的形式出現的。由于缺乏大型控制性水庫，這一部分水量往往流失于河流尾閭湖泊或荒漠，實際上只起到了生態作用，而對于緩解春季農業干旱意義不大，所以干旱化也出現了加劇。1982—1997年新疆植被指數NDVI有明顯的增加趨勢，植被趨于“變綠”；1997年之后，植被NDVI下降明顯，且較前一階段植被覆蓋波動較大，說明1997年后植被長勢遲滯，有較為明顯退化，在干旱地區，潛在蒸散量增加可以加劇土壤水分蒸發，誘導干旱發生，進而影響到植被退化。

1.3 單次風災損失加劇

新疆年平均大風日數為16.8 d，1961—2020年大風日數呈明顯減少趨勢（圖2），減少速率為3.3 d·（10a）?1，減少趨勢顯著，通過0.05顯著性檢驗。1985年以前大風偏多，1985年以后明顯減少，1998—2001年、2006—2010年為近20年相對多發時段，但仍然遠遠少于歷年平均值；2010年代比1960年代減少了18.09 d。1966年大風日數最多，比歷年平均偏多17.22 d，2016年最少比歷年平均值偏少5.72 d。阿克蘇、喀什地區風災次數較多，強度最大，巴州重大風災受災次數最多，是風災防范和災后救助的重點地區。和田、吐魯番風災次數較多，強度較大，哈密強度較大，是風災防范和災后救助的次重點地區。

圖2 1961—2020年新疆區域平均年大風日數年際變化 （單位：d）

雖然新疆大風日數呈減少趨勢，但大風造成的災害損失與當地社會經濟發展狀況密切相關，據研究1980—2000年新疆風災每年平均造成2.4億元的經濟損失[12]，而現在一次大風天氣造成的損失就可達近5億元，如2019年7月25—26日，新疆巴音郭楞蒙古自治州庫尉輪和若羌地區出現8級以上的大風，風口風力達到12級，導致正處于果實膨大和迅速增糖期的香梨大面積落果，部分玉米、桃樹等農作物倒伏、落果，4.6萬人受災，農作物受災面積為20.7千公頃①1千公頃=10 km2。，直接經濟損失達4.9億元。

隨著新疆經濟的快速發展，同樣一次大風造成的災害損失加劇，尤其對農業、交通、電力和工程設施以及人民生活等影響顯著。由于風災造成損失各行業統計和評估存在諸多困難，每年總的風災損失無法客觀定量給出，但一次大風造成影響可以較清楚地獲得，2007年3月1日在新疆三十里風區出現大風，吐魯番境內一列火車客車遭遇11級極端大風，瞬間風力達13級，11節車廂被大風刮翻，3名旅客死亡，2名旅客重傷，32名旅客輕傷，南疆線被迫中斷9 h，六七千人出行受阻，風區最高風速紀錄為64 m·s?1。從1960年至今，蘭新鐵路新疆段共發生大風將列車掀離路軌事故30余起。2021年12月21日百里風區出現大風，瞬間風力達到14級，沿途21輛客運列車停輪避風，到達目的地全部晚點。新疆春季大風破壞性很大，對棉花和林果業常常造成巨大的經濟損失。

1.4 沙塵減少

1961—2020年新疆平均年沙塵暴日數呈明顯減少趨勢（圖3），減少速率為1.47 d·（10a）?1，通過0.05顯著性檢驗，南疆塔里木盆地西部和哈密東部減少速率大于4 d·（10a）?1。1990年以前沙塵暴多發，平均年沙塵暴日數為7.27 d，1990年以后沙塵暴減少明顯，除2001年以外所有年份均明顯少于歷年平均值，平均年沙塵暴日數為2.28 d；2010年代比1960年代減少了6.31 d。

圖3 1961—2020年新疆區域平均年沙塵暴日數年際變化 （單位：d）

1961—2020年新疆平均年揚沙日數為13.22 d，呈明顯減少趨勢，減少速率為2.5 d·（10a）?1，通過0.05顯著性檢驗。1991年以前為揚沙多發期，所有年份均多于歷年平均值，平均年揚沙日數為19.79 d；1991年以后明顯減少，所有年份均少于歷年平均值，平均年揚沙日數為9.92 d，前者約為后者的2倍；2010年代比1960年代減少了10.42 d。年際變化明顯，1979年出現最多，比歷年平均值偏多12.78 d；2013年最少，比歷年平均值偏少7.22 d。

1961—2020年新疆平均年浮塵日數為25.33 d，呈明顯減少趨勢，減少速率為3.93 d·（10a）?1，通過了0.05顯著性檢驗。1989年以前為浮塵多發期，所有年份多于歷年平均值，平均年浮塵日數為37.69 d；1989年以后明顯減少，多數年份均少于歷年平均值，平均年浮塵日數為20.91 d，前者為后者的1.8倍；2010年代比1960年代減少了14.75 d。年際變化明顯，1979年出現最多，比歷年平均值偏多26.47 d；2011年最少，比歷年平均值偏少12.83 d。

1.5 冰雹災害

新疆是冰雹災害多發區，區域特征顯著，1961—2020年新疆平均年冰雹日數呈顯著減少趨勢（圖4），平均每10 a減少0.17 d。1994年之前以偏多為主，1994年之后明顯減少。阿克蘇地區雹災頻次最多、受災面積及經濟損失最大，年平均雹災6～7次，平均每年有34.5萬畝農田受雹災，是雹災重點防御地區；喀什、塔城、伊犁、博州、石河子等地因雹災頻次較多，受災面積及經濟損失較大，為次重點防御地區，重大雹災平均2年發生一次。雹災主要集中在4—9月，雹災發生頻次6月最多，受災面積5月份最多，可比經濟損失值以7月份最大。一次雹災雖然影響范圍不大，持續時間短，但其強度大，常常使受災地區作物遭到毀滅性打擊。新疆雹災頻次、受災面積、經濟損失從1970年代開始增長較快，受災面積、頻次l990年代達到最大，尤其強對流天氣造成的局地性強冰雹災害次數明顯增加，2009年阿克蘇地區出現了有氣象記錄以來最嚴重冰雹災害。

圖4 1961—2020年新疆區域平均年冰雹日數年際變化（單位：d）

1.6 洪災次數增多、強度增強

新疆為干旱半干旱區，年降水量僅為170.6 mm，但降水分布極不均勻，呈現山區多、平原少分布特點，天山山脈新疆境內長1700 km，南北平均寬250～350 km，最寬處達800 km，是世界上最大的獨立緯向山系，是世界干旱區的多雨山地之一，隨海拔和地形差異年降水量為300～900 mm，是新疆暴雨頻發區，降水量西部多東部少、北坡多南坡少，源于天山的河流約占新疆水資源的70%。1961—2020年隨著降水量增加，新疆平均年暴雨日數呈明顯增加趨勢（圖5），增加速率為0.03 d·（10a）?1，通過0.05顯著性檢驗。1960年代至1990年代中期新疆暴雨日相對較少，1990年代中期以后相對較多，具有顯著年代際變化，2010年代比1960年代增加了0.21 d，1997—2020年暴雨日無顯著變化趨勢且年際變化加劇。天山山區年平均年暴雨日數為1.3 d，呈現明顯增加趨勢，增加速率為0.13 d·（10a）?1，暴雨局地性強，其中天池年平均暴雨日數4.1 d、小渠子2.6 d。

圖5 1961—2020年新疆區域平均年暴雨日數年際變化（單位：d）

新疆洪水有暴雨洪水、融雪（冰）洪水、混合型洪水及潰壩性洪水等四類，春季主要是融雪型洪災，夏季以暴雨洪災為主，冬季主要是冰洪災，夏季是洪災的多發季節，占全年的88.4%，暴雨型洪水因來勢兇猛、洪峰大、陡漲陡落，破壞性極強，致災比例極大，其形成災害概率占52.9%，造成損失的比例更是高達63%，因此，新疆洪災損失的自然因素主要是暴雨洪水，平均每年發生重大洪水災害16縣次。

阿克蘇、喀什和昌吉地區是新疆各級洪災次數最多的地方，是重洪災區。阿勒泰、塔城、博州和伊犁地區融雪型洪水較多，南疆巴州僅在中低山區有暴雨洪水，是次重洪災區。特級洪災平均每2年發生1次，一級洪災平均每2年發生3次。1987年開始，新疆氣候趨暖、夏季降水顯著增多，且天山及其兩側暴雨發生高頻區暴雨頻次呈顯著增加趨勢，使得發源于天山南北兩側河流的暴雨洪水和冰雪融水洪水災害自20世紀80年代以來呈顯著增多趨勢，且超標準洪水變率明顯增強，洪災次數增多，量值增大。

1.7 雪災加劇

新疆天山及其以北是中國冬季降雪和雪災的高頻區，1961—2020年新疆平均年暴雪日數呈明顯增加趨勢（圖6），增加速率為0.02 d/10a，通過0.05顯著性檢驗。2000年代中期以前以偏少為主，變化趨勢不大，2000年代中期以后偏多年份增加，特別是2010年代后期呈大幅增加趨勢。新疆平均每年發生雪災5.3次，重大和一般雪災發生概率分別為39.8%和60.2%。春季雪災最多最重占54.1%，冬季次之占28.4%。雪災是制約新疆畜牧業持續發展的重要致災因子，其中阿勒泰、塔城、伊犁牧區是雪災最重、損失最大的區域。雪災對新疆畜牧業的影響最為嚴重，占42.8%，其次對交通、農業、建筑、通信等也有嚴重影響。新疆天山以北是雪災的高發區，隨著氣候變化新疆降雪量和降雪次數呈現顯著增多趨勢，且阿勒泰、塔城、伊犁這些暴雪多發區暴雪次數也顯著增多，使得新疆雪災次數、強度和災害損失出現明顯增加趨勢，新中國成立以來最嚴重的五次特大雪災依次為2009年11月—2010年3月、2016年11月、2015年12月、2011年3月和2013年11月，均發生在2009年以后，2009年、2010年、2016年、2015年和2013年暴雪日居歷史前5位，與最嚴重的五次特大雪災對應，嚴重的暴雪嚴寒天氣給新疆北部地區的交通、基礎設施、農業、畜牧業等帶來嚴重的災害損失。如 2009年11月5日至2010年3月21日，新疆出現六次持續性暴雪過程，由此導致新疆出現有氣象記錄以來冬季最大降水量和最嚴重雪災，其中阿勒泰、塔城、伊犁和烏魯木齊冬季降水量分別達223.8 mm、234.2 mm、269.1 mm和123.2 mm。新疆維吾爾自治區民政廳災情報告，2009年12月22日—2010年1月8日的暴雪嚴寒天氣導致新疆141.73萬人（次）受災，因災死亡13人，16.1856萬人（次）的受災群眾緊急轉移安置，因災傷病1168人，倒塌房屋7125間，損壞房屋21856間，受損棚圈及蔬菜大棚8911座（間），死傷大小牲畜10.1萬頭（只），有371萬頭（只）牲畜覓食困難，至2010年2月初暴雪災害造成直接經濟損失達6.5億元。

圖6 1961—2020年新疆年暴雪日數年際變化（單位：d）

2 未來新疆氣象災害變化趨勢預估

據全球變化趨勢預測和我國氣候專家的氣候預測，從目前至本世紀中期，新疆氣候變化將繼續保持變暖增濕趨勢，到2050年年平均氣溫增加1.5 ℃以上。屆時天山山地的眾多小冰川將有可能消失，這將增大新疆眾多靠小河流養育的小綠洲的干旱風險。國際政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報告早就指出，有跡象表明全球增暖導致冬季風減弱，夏季風增強。因此，目前的雨區將向我國西北擴展，使位于西北內陸的新疆獲得更多的降水機會。根據氣候模式，IPCC對未來100年的氣候極端事件及其影響進行了預測，其主要預測結果是：①幾乎所有地區的陸地最高溫度上升，熱日和高溫天氣更多；最低溫度上升，冷日與寒潮更少；②降水極值將比平均值增加，強度增加；極端降水事件的頻率增加；③夏季中緯度大陸腹地將出現干旱化趨勢。這主要是由于增溫和潛在蒸發共同作用的結果，而同期降水的增加不能補償潛在蒸發的增加。由于全球變暖所造成的海洋蒸發量的加大，海洋對陸地的水汽輸送將增多，新疆繼續增濕的可能性將增大，但由于距海洋遙遠，水汽輸送量有限，因而增濕的幅度不會很大，也就是說，新疆總的干旱氣候格局將不會有大的改變。在全球變暖和新疆干旱氣候特征背景下，未來新疆氣象災害可能呈現加劇趨勢。

3 新時代防災減災指導方針和措施

新時代中國特色防災減災救災要堅持以防為主、防抗救結合方針，堅持常態減災和非常態救災相統一，努力實現從注重災后救助向注重災前預防轉變，從應對單一災種向綜合減災轉變，從減少災害損失向減輕災害風險轉變，全面提升全社會抵御自然災害的綜合防范能力。氣象災害作為自然災害中最常見、出現最頻繁的災害種類，也應遵照黨中央新時代防災減災救災指導方針。從工程措施來說，加強氣象災害監測、預測預報預警、評估系統建設，加強災害預測預警能力是需要持續開展并不斷完善的工作，隨著經濟社會發展，人類開發地域、生產方式、生態影響、交通運輸、高質量公共服務等方方面面的變化導致承災體的暴露度、脆弱性時刻發生變化，也要求監測、預測預報預警、評估不斷適應變化，所以系統建設要持續進行以滿足需求；從非工程措施來說，開展氣象災害科學基礎研究，包括災害普查、機理研究、基于對特定承災體影響的預警等也是應對災害的基礎工作，還有防災減災科普、防災減災法規也是非常重要的。

從工程性和非工程性防災減災措施結合來看，以監測預測系統為支撐，以防御機制建設為核心，應急聯動、統一指揮、預警傳播、災害保險等等多方面工作舉措統籌是防災減災的重點；以預估評估技術為支撐，規劃開展人工影響天氣、重點區域防護工程也是減輕災害風險的有力措施。

從新疆區域來說，近年來持續推進氣象災害防御機制，自治區人民政府指出完善政府主導、部門聯動、社會參與的氣象災害防御機制，構建以縣級氣象災害防御指揮機構為主體，以自然村、氣象災害防御重點單位、氣象次生災害易發區為網格的基層氣象防災減災體系。具體來說通過氣象災害普查，摸清災害風險分布，加強高風險地區監測，持續開展災害影響評估，機理研究，加強風險預測預警能力，包括科學預測能力、預警發布能力、風險決策能力等，就是防御機制和防災減災體系的系統性建設工程。新疆已經在廣泛開展人工增雨雪和防雹、山區水庫及防洪工程、工礦企業防雷設施、交通線路防風墻、經濟林果防雹網等各類工程措施。貫徹新疆氣候資源保護和開發利用條例以及在生態、大氣污染防治等方面開展的保護性工作，也是減輕災害風險的重要舉措。還需要進一步加強預警、應急能力，加強公眾的災害知識科普。

4 氣象防災減災提升路徑

新疆位于干旱、半干旱區，自然地理復雜，生態環境脆弱，氣候條件多變，天氣災害隨地域和季節變化有較大差異，隨著全球變暖，各種天氣災害次數和強度呈現加劇的趨勢，給國民經濟建設和生態環境保護帶來嚴重危害。為了應對各種氣象災害，建議進行工程性和非工程性防災減災建設相結合的原則，其中加強非工程性防災減災體系建設，預防為主，防治結合。

4.1 完善強有力的防災指揮中心和防災減災體系建設

防災指揮中心負責統一領導，指揮和協調各方面力量，發揮各職能部門的優勢，加強氣象、水利、農業、牧業、林果業、交通、電力、自然資源、生態環境監測等相關領域科學數據、計算機算力網絡和人才等資源共享，實現各部門間減災信息資源共享，發揮群體優勢，以有效減輕因各種氣象災害造成的損失。加強和完善“政府主導、部門聯動、社會參與”的氣象災害防御機制，形成區域聯防、上下聯動、部門聯合的氣象災害及其次生災害應急處置機制，提高氣象災害監測預報、預警服務、應急處置和應對防范水平。對突發的重大氣象災害，采取應對措施，做到預警有手段，轉移有路線，避災有地點，安置有方案，生活有著落，防疫有保障，全面提高氣象災害指揮快速反應能力。

4.2 進一步加強各種氣象災害科學基礎研究

新疆干旱、大風、冰雹、洪水和雪災災害防治工作綜合性強、區域性強、學科跨度大，應加大對區域天氣災害形成機理和預警預報技術研究，深化防災減災系統工程及工程、非工程措施的研究，綜合各相關部門制定出科學合理的防災減災規劃和災害風險評估模型，為氣象災害預防和抵御提供理論基礎和科學指導作用。

4.3 開展氣象災害的影響預報研究

基于氣象災害科學、精細化的預報預警，結合災害風險影響評估和研究，開展多部門、多學科交叉的基于氣象災害影響的預報和基于影響的風險預警，是氣象工作落實“從減少社會經濟損失向減輕災害風險轉變”的有效途徑，在災害防御鏈條中，氣象災害的影響研究和預報可以令防御建議更精準、更直觀，也是極有挑戰性的工作，目前處于起步階段，需要開展和加強各種氣象災害天氣對哪些行業能造成什么樣的影響、損失會有多大，這是要重點關注和研究的，也是氣象預報服務工作進一步發展的目標，可能孕育一種新的業態。

4.4 完善和優化氣象災害監測、預警預報預測和評估系統建設

利用較完善的綜合監測網和先進的科學技術，氣象與相關部門協調合作，探索多因子多災種綜合預報途徑，不斷提高災害的精細化監測、預警預報預測水平，并使氣象災害信息采集及時，分析加工準確、自動化程度高、綜合能力強、效率高，反應迅速，為減輕和防御氣象災害的影響贏得寶貴時間。根據災情的最新評估情況，提出對減災預案的修改和補充意見，以便有的放矢解決問題。

4.5 強化各種災害的具體應急預案和災害保險

在調查研究基礎上，制定多學科、合理的應急對策預案。一旦有緊急事件，通過電視、廣播、短信、微信、視頻公眾號、網絡等多種媒體告訴公眾真實的情況，按預定的應急方案執行。大力開展災害保險，減輕天氣災害造成的經濟負擔，使災后的經濟得以盡快恢復，是一項安定民心、災后重建和恢復生產的有效措施。

4.6 加強全民防災減災的宣傳教育工作和防災減災法規建設

進行各種自然災害發生先兆、發展特征和緊急避險知識的普及和宣傳，充分利用學校教育、電視傳媒、報刊雜志、網絡平臺等開展人民群眾防災減災的教育，提高個人、企業、部門在面臨氣象災害時的自我保護能力，以減少不必要的傷亡和損失。以法律法規為依據補充制定一些必要的地方性法規和管理條例，努力防御和減輕氣象災害造成的損失。

5 小結

通過近60年新疆主要氣象災害變化特征分析、氣象災害防災減災措施及對策思考，本文小結如下：（1）表明大風、沙塵、冰雹呈顯著減少趨勢，干旱、暴雨、暴雪呈顯著增加趨勢。（2）未來新疆總的干旱氣候格局將不會有顯著改變，在全球變暖和新疆干旱氣候特征背景下，未來新疆氣象災害呈現加劇趨勢。（3）為了應對全球變化背景下各種氣象災害，建議以工程性和非工程性防災減災建設相結合為原則，完善強有力的防災指揮中心和防災減災體系建設，進一步加強各種氣象災害科學基礎研究，開展氣象災害的影響預報研究，完善和優化氣象災害監測、預警預報預測和評估系統建設，強化各種災害的具體應急預案和加強保險，加強全民防災減災的宣傳教育工作和防災減災法規建設等，預防為主，防治結合，實現“從減少社會經濟損失向減輕災害風險轉變”。

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