1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链的时空演变特征分析（英文）

Based on the collation and statistical analysis of flood and drought information in Baoji area from 1368 to 1911, and in the context of climate change, we investigated the spatio-temporal evolution characteristics of drought and flood disaster chains in this area during the Ming and Qing dynasties using the methods of moving average, cumulative anomaly and wavelet analysis. The results are as follows:(1) We found a total of 297 drought and flood events from 1368 to 1911 in Baoji. Among these events, droughts and floods occurred separately 191 and 106 times, which accounted for 64.31% and 35.69% of the total events, respectively.(2) We observed distinct characteristics of flood and drought events in Baoji in different phases. The climate was relatively dry from 1368 to 1644. A fluctuant climate phase with both floods and droughts occurred from 1645 to 1804. The climate was relatively wet from 1805 to 1911. Moreover, we observed a pattern of alternating dry and wet periods from 1368 to 1911. In addition, 3 oscillation periods of drought and flood events occurred around 70 a, 110 a and 170 a, which corresponded to sunspot cycles.(3) We also observed an obvious spatial difference in drought and flood events in Baoji. The northern and eastern parts of Weihe River basin were regions with both frequent droughts and floods.(4) The sequential appearance of drought and flood disaster chains in Baoji from 1368 to 1911 was in response to global climate change. Since the 1760s, global climatic deterioration has frequently led to extreme drought and flood events.     

明清时期宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应

通过对明清时期宝鸡地区旱涝灾害资料的统计和整理,利用滑动平均、累积距平及小波分析等方法探讨分析了1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应。结果表明：① 1368-1911年,宝鸡地区共发生297次旱涝灾害事件,其中旱灾和涝灾分别发生191次和106次,占旱涝灾害发生总次数的64.31%和35.69%。② 宝鸡地区旱涝灾害具有较为明显的阶段性特征,1368-1644年为偏旱阶段,1645-1804年为旱涝灾害波动阶段,1805-1911年为偏涝阶段,整体上呈现出干旱—湿润期的交替特征。旱涝灾害在时间尺度上大致存在70年、110年和170年左右3个振荡周期,与太阳黑子活动周期相对应。③ 旱涝灾害具有显著的空间差异性特征。渭河流域以北、以东地区既是旱灾的多发区,也是涝灾的多发区。④ 明清时期宝鸡地区旱涝灾害链的相继发生是对全球气候变化的响应。18世纪60年代以来,全球气候环境变化导致极端旱涝灾害事件频繁发生。     

Recent advances on reconstruction of climate and extreme events in China for the past 2000 years

China is distinguished by a prominent monsoonal climate in the east of the country, a continental arid climate in the northwest and a highland cold climate on the Qinghai-Tibet Plateau. Because of the long history of Chinese civilization, there are abundant and well-dated documentary records for climate variation over the whole of the country as well as many natural archives (e.g., tree-rings, ice cores, stalagmites, varved lake sediments and corals) that enable high-resolution paleoclimatic reconstruction. In this paper, we review recent advances in the reconstruction of climate and extreme events over the last 2000 years in China. In the last 10 years, many new reconstructions, based on multi-proxies with wide spatial coverage, have been published in China. These reconstructions enable us to understand the characteristics of climate change across the country as well as the uncertainties of regional reconstructions. Synthesized reconstructed temperature results show that warm intervals over the last 2000 years occurred in AD 1–200, AD 551–760, AD 951–1320, and after AD 1921, and also show that cold intervals were in AD 201–350, AD 441–530, AD 781–950, and AD 1321–1920. Extreme cold winters, seen between 1500 and 1900, were more frequent than those after 1950. The intensity of regional heat waves, in the context of recent global warming, may not in fact exceed natural climate variability seen over the last 2000 years. In the eastern monsoonal region of China, decadal, multi-decadal and centennial oscillations are seen in rainfall variability. While the ensemble mean for drought/flood spatial patterns across all cold periods shows a meridional distribution, there is a tri-pole pattern with respect to droughts south of 25°N, floods between 25° and 30°N, and droughts north of 30°N for all warm periods. Data show that extreme drought events were most frequent in the periods AD 301–400, AD 751–800, AD 1051–1150, AD 1501–1550, and AD 1601–1650, while extreme flood events were frequent in the periods AD 101–150, AD 251–300, AD 951–1000, AD 1701–1750, AD 1801–1850, and AD 1901–1950. Between AD 1551–1600, extreme droughts and flood events occurred frequently. In arid northwest China, climate was characterized by dry conditions in AD 1000–1350, wet conditions in AD 1500–1850, and has tended to be wet over recent decades. On the northeastern Qinghai-Tibet Plateau, centennial-scale oscillations in precipitation have occurred over the last 1000 years, interrupted by several multi-decadal-scale severe drought events. Of these, the most severe were in the 1480s and 1710s. In southwest China, extreme droughts as severe as those seen in Sichuan and Chongqing in 2006 are known to have occurred during historical times.     

鄂尔多斯高原地区清代旱灾与气候特征

通过对鄂尔多斯高原地区文献资料的搜集整理, 研究了该区清代旱灾等级、频次、周期和气候特征。结果表明, 鄂尔多斯高原地区清代旱灾频次较高, 约0.34 次/a, 以轻、中度旱灾为主。该区旱灾的发生具有明显的阶段性, 1701-1780 年、1821-1845 年和1876-1911 年为多发阶段, 1644-1700 年、1781-1820 年和1846-1875 年为低发阶段。约90%的旱灾发生在春、夏季或春夏连旱。该区清代旱灾有7 a 左右的短周期, 23-29 a 左右的中周期和54 a左右的长周期;各等级旱灾有准5 a 短周期, 特大旱灾的第1 主周期是17 a。干冷多风的区域气候环境, 以及农业活动是该区旱灾发生的两个主要原因。推测该区清代发生大旱灾和特大旱灾年份的年降水量约为200~250 mm, 年蒸发量约为2400~2600 mm。该区清代气候可划分为6 个阶段:1644-1700 年→1701-1780 年→1781-1820 年→1821-1845 年→1846-1875 年→1876-1911 年, 对应的年降水量特征为:多→少→多→少→多→少, 而蒸发量和风沙天气特征为:少→多→少→多→少→多。确定1762-1766 年、1875-1878 年、1899-1902 年为3 个干旱气候事件, 推测这3个干旱气候事件期间年平均降水量为230 mm左右, 蒸发量为2500 mm左右, 大风沙尘天气频繁。     

明清时期嘉陵江流域水旱灾害时空分布特征

在系统搜集、整理明清时期嘉陵江流域水旱灾害历史资料并对其进行量化统计分析的基础上,揭示了明清时期的500多年间嘉陵江流域水旱灾害存在如下特征:①水灾和旱灾频繁,而水灾略多于旱灾。两种灾害的发生频率分别为2.56年/次和3.03年/次;②水旱灾害主要发生在农历五、六、七月。在发生月份可考的灾害中,农历五、六、七月发生的旱灾超过了总数之半,水灾也达到水灾总数的69.5%;③涪江流域是水旱灾害发生最频繁的区域。涪江流域的水灾次数占嘉陵江流域水灾总数的31%,旱灾占嘉陵江流域的38%;④水旱灾害等级以一般性灾害和大灾害为主,特大灾害较少。明清时期嘉陵江流域的212次水灾中,一般性水灾147次,大水灾42次,特大水灾23次;所发生的179次旱灾中,一般性旱灾115次,大旱灾42次,特大旱灾22次;⑤森林覆盖率与水旱灾害的发生次数成反比例关系。本文所探讨的明清时期嘉陵江流域水旱灾害的时空分布特征对当前该区域的防灾减灾工作有重要的借鉴意义。     

明代济南地区旱灾发生频次分析

通过对明代济南地区历史文献中干旱灾害记载的整理统计,分析了该时期济南地区旱灾的时间变化特征、等级和成因。结果表明,在明代276 a间,济南地区共发生旱灾92次,平均每3 a发生1次。明代济南地区旱灾主要分为两个发生阶段: 1370—1460年代旱灾偏少期和1470—1630年代旱灾多发期。从明代早期到晚期,济南地区旱灾发生频次呈明显增加趋势,而明代中后期旱灾呈较明显的波动变化特点。明代济南地区干旱灾害可划分为4个等级:①以三级大旱灾发生频次最多,为36次,平均每7.7 a发生1次,占旱灾总次数的39%;②一级轻度旱灾和二级中度旱灾,各发生25次和22次,分别占旱灾总次数的27%和24%;③四级特大旱灾发生次数最少,共9次,约占旱灾总次数的10%。气候干旱、降水稀少是旱灾发生的主要原因,人为因素有可能加重了本区旱灾的危害强度。     

文献记录的河西地区小冰期旱涝变化及其机制探讨

基于文献资料重建了河西地区AD 1436-1949旱涝灾害等级序列,结果表明所研究的500余年内河西地区大体出现三次明显的干旱时段,分别为AD 1460-1539、AD 1616-1665和AD 1907-1949,而AD 1725-1748以及AD 1879-1906则为相对湿润时期。重建的旱涝等级序列与毗邻祁连树轮记录的干湿变化存在高度一致的对应关系;将其与NAO指数对比发现,冷期NAO高指数年对应旱灾多发,NAO低指数年对应涝灾多发。     

新疆洪旱灾害与大尺度气候强迫因子的联系

通过对新疆洪灾灾害历史资料和太阳黑子、ENSO事件年数据以及北大西洋涛动指数的分析,表明在太阳黑子极低值年或不活跃年,新疆易发生重大洪灾,而在太阳黑子低值年或相对不活跃年,新疆也易发生重大旱灾。近200a来,新疆重大洪旱灾害绝大部分都发生在太阳黑子的低谷时期。ENSO事件对新疆夏季降水的影响效应明显。因而该事件对新疆的洪旱灾害也产生了影响。对近50年来灾害统计资料分析显示,与拉尼娜年相比,在厄尔尼诺年新疆更易发生洪旱灾害。20世纪后半段新疆洪旱灾害指数与北大西洋涛动指数进行对比可以发现．夏季NAO指数与新疆洪水灾害之间存在大致上的反相关系。而冬季NAO指数与新疆干旱灾害之间存在比较明显的反相关系。     

明代固原地区干旱灾害研究

通过对明代固原地区历史资料的搜集、整理、分析,对其干旱灾害等级化及成因等问题进行了研究。结果表明,固原地区自1368年到1644年间的277 a中,共发生干旱灾害118次,平均每2.35 a发生1次;其中轻度旱灾20次,占旱灾总数的16.9%;中度旱灾38次,占旱灾总数的32.3%;大旱灾42次,占旱灾总数的35.6%;特大旱灾18次,占旱灾总数的15.2%。该地区旱灾可分为4个阶段:第1阶段的1368-1424年和第3阶段的1505-1604年是旱灾的低发期;第2阶段的1425-1504年和第4阶段的1605-1644年是旱灾的高发期。该地区旱灾的季节性特征是单季旱占55.9%,其中夏旱所占比重最高,春旱、秋旱次之,冬旱较为稀少;季节性连旱占44.1%,其中春夏连旱和春夏秋3季连旱分别高达17.8%、15.3%。该地区明代处于气候的干冷期,年降水量减少是发生旱灾的主要原因。固原地区具有指示该时代气候变化特征的5次干旱气候事件,分别是明代的1437-1442年、1481-1490年、1608-1617年、1627-1634年、1637-1641年。     

早全新世沙沟河古洪水沉积及其对气候变化的响应

对沙沟河一级阶地河漫滩ZJDZ剖面中360个样品的粒度,矿物的成分含量及pH值等沉积特征进行分析,并对关键层位进行了一共6个¹⁴C年代测定。结果表明:10.9~4.0 ka B.P.期间沙沟河发生多次大规模洪水,10.9~7.0 ka B.P.期间沙沟河发生20次左右大型洪水,洪水重现期为0.40 ka,其中,10.9~9.0 ka B.P.期间洪水的规模逐次增加,9.0~7.0 ka B.P.期间洪水的规模有所减小;7.0~4.2 ka B.P.期间至少有过4~5次大型洪水,洪水的重现期为0.71 ka。洪水事件主要发生在比较湿润的气候背景下,高频率洪水事件的发生与气候频繁的干湿波动有关。     

1644-2009年黄河中游旱涝序列重建与特征诊断

据清代各县级政区的历史沿革,及现存历史文献资料的详细程度,选取黄河中游18个代表站点,在提高空间分辨率的基础上,采用旱涝等级法与面积加权法重建了1644-2009年各站点旱涝等级序列。利用小波分析、累积距平、滑动t-检验等方法,检测了全区过去366年旱涝发生的周期、阶段性和突变点。结果显示:旱涝序列存在21年、70年、114年左右的多年代际尺度周期信号;1644-1683年、1737-1775年、1885-1921年为多雨期,1684-1736年、1776-1814年、1922-2001年为少雨期;目前黄河中游开始进入雨涝多发期;1815-1895年旱涝波动频繁,气候进入不稳定期;过去366年存在2个由干旱转为雨涝期的气候突变点,分别位于1723-1726和1814-1816年。     

县域尺度下的宝鸡市农业洪水灾害脆弱性评价及区划

为探究农业洪水灾害发生机理和降低洪水灾害对农业生产的不利影响，以宝鸡市为例，利用辖区内2014年降水数据与2015年社会经济统计资料，依据自然灾害脆弱性理论，从易损性和适应性2个因子着手，选取了年降水量等12个分指标，构建了宝鸡市农业洪水灾害脆弱性评价指标体系，运用均方差赋权法确定权重，利用ArcGIS 10.2技术以县域尺度视角对研究区农业洪水灾害脆弱性进行了综合评价与区划。结果表明：（1） 高易损性区主要集中在岐山县、金台区等年降水量较高且耕地比重较大的区县。（2） 高适应性区主要包括渭滨区、金台区等经济发达地区。（3） 高脆弱性区为太白县、千阳县；较高脆弱性区为陇县、麟游县、岐山县、扶风县；中等脆弱性区为陈仓区、凤翔县；低脆弱性区为金台区、渭滨区、眉县、凤县。整体来看，宝鸡市农业水灾高脆弱区集中分布在辖区东北部，宝鸡市政府及有关部门应加强水灾风险研究，根据各区县的地理环境特征和经济发展水平来因地制宜调整土地利用结构和农业种植结构，重视防洪工程建设，降低农业水灾脆弱性以减轻农业洪水灾损。     

洞庭湖流域各季节旱涝及其与大气环流和关键区海温的关系

利用逐月降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,分析了洞庭湖流域春、夏、秋季57年来旱涝异常的年际变化以及典型旱涝异常年份的全球海温分布形势,并利用降尺度和趋势分析方法探究气象因子对ENSO和关键区海温的响应,以加强对流域旱涝前期影响因素的认识。结果表明：1）流域在春、秋季旱涝变化趋势不明显,在夏季较明显地变湿。2）前期冬、夏季ENSO事件分别对流域春、秋季旱涝产生显著影响,而与夏季呈不显著的统计特征。3）在消除前期ENSO信号后,阿留申群岛附近海域（S3）、澳大利亚东部海域（S4）海温和印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）现象仍分别为春、夏、秋季与流域旱涝有密切联系的海温因素。4）S3区SST对流域春季旱涝的影响通过西风带环流实现,S4区SST偏高似乎是东亚夏季风强度偏弱的表现,成熟的IOD现象为流域秋季旱涝的主导因子。     

明清时期凉山地区水旱灾害时空分布特征

在对四川凉山地区明清时期地方志及四川省志、档案材料、水旱灾害调查材料、今人水旱灾害史料汇编、旱涝分布图集、相关论著等所载水旱灾害史料搜集整理基础上,对四川凉山地区明清时期水灾和旱灾时空分布特征进行了量化统计分析。研究表明:明清时期四川凉山地区水旱灾害频发,而水灾较旱灾更为频繁;水旱灾害发生时间主要集中在春夏季节,其他季节分布较少;水灾与旱灾多隔年发生,较少同年爆发;水旱灾害等级以一般性水旱灾害和大水旱灾害为主,特大水旱灾害相对较少;水旱灾害多发地带集中在金沙江下游一带、安宁河流域一带,其他地域相对较少。明清时期四川凉山地区水旱灾害发生规律对当前凉山地区水旱灾害的防灾减灾具有一定的借鉴意义。     

1735—1911年汉江流域季节旱涝等级序列的重建与特征分析

基于汉江流域雨雪分寸等史料记录的特点,以发生地区、影响程度和持续时间为衡量标准,提出了利用史料重建汉江流域季节旱涝等级序列的方法,重建了1735—1911汉江流域7府（州）四季的旱涝等级序列,据此分析了各府（州）1735—1911年季节上的旱涝变化特征。结果表明：① 汉中府、兴安府、商州和南阳府有更多的春季、夏季、冬季偏旱年,而郧阳府、襄阳府和安陆府有更多的春季、夏季偏涝年和秋季偏旱年;② 夏季和秋季旱涝等级的波动明显,而春季和冬季旱涝等级的波动较小;③ 年代际尺度上来看,汉江流域,1820s—1840s偏涝,1850s、1870s偏旱;④ 影响较大的季节连旱事件多发生在19世纪,而影响较大的季节连涝事件多发生在夏季和秋季。这一研究,对汉江流域定量化气候研究具有一定的价值,也为汉江流域未来的降水变化研究提供了数据支持。     

唐宋暖期我国东部重大气象、水文灾害的时空分布特征

唐宋时期是我国气候中的重要暖期,开展该时期区域灾害时空格局研究,可为气候变暖的影响研究提供实证案例,为潜在极端气候风险防范提供依据。基于《中国古代重大自然灾害和异常年表总集》,以10年为时间分辨率,将气象、水文类灾种整合归类为冷害、热害、旱灾、水灾、其他灾害,并以省为基本单元统计唐宋时期我国东部地区(南北方)重大气象、水文灾害的发生频次,分析其时空分布特征。结果显示:唐宋暖期灾害可分为3个高发期和4个低发期,存在"较少发-高发-少发-较高发"循环的特点;南、北方自然灾害高发期和低发期并不同步;灾害发生具有空间集中性(多发于浙江、河南、陕西、山东、河北和江苏),南方多水灾、旱灾,北方多水灾、冷害。唐宋时期灾种构成与现今相似,重大水灾发生频次是旱灾的3～4倍。受经济发展地域范围和经济水平、灾害记录详略及灾害等级评判标准差异的影响,现代灾害发生频次增大,具有区域分布集中性,主要发生于华北、华中、华南,区域分布范围明显南扩。在气候变暖情况下,应重点防范水灾、旱灾和冷害。     

重建豫西近五百年分季水旱序列的试验

本文通过对河南省历代旱涝气候史料的分析,建立了豫西区1470-1979年分季(春、夏,秋)水旱序列,并且对序列及其可靠性作了分析.     

1736-1911年中国水灾多发区分布及空间迁移特征

重建历史时期极端气候灾害的时空格局,对于认识当前和未来的灾害演变趋势,辨识灾害高风险区,更好地应对气候变化的挑战具有重要意义。本文基于《清史·灾赈志》中的历史水灾记录,以县级政区为单元,逐年提取了1736-1911年间中国境内的8582个水灾发生地点;利用核密度估计法对这一时期及3个特征时段(1736-1795、1796-1850和1851-1911年)的水灾空间分布特征进行分析,并结合风险理论框架讨论水灾多发区的分布及迁移的影响因素。主要结论如下：①1736-1911年水灾多发区主要集中在华北平原北部的海河、黄河下游,淮河下游,长江中下游三大平原及沿江地带,与现代分布格局存在一定差异;②华北平原北部是清代水灾最为集中的区域,这与当时华北平原降水偏多有关,而进入19世纪后,当地社会经济系统的高脆弱度也大大加重了灾情;特别是1855年黄河改道后,因政府应对不力,使得1851-1911年间鲁西北地区沿黄河下游河道出现一个条带状水灾多发区;③19世纪长江中下游地区水灾频次激增,其原因除梅雨变化导致的极端降水事件增多外,人类不合理的农业开发活动大量挤占湿地和水体,也在相当程度上增大了当地面对水灾时的物理暴露度。     

1426—1949年腾格里沙漠边缘区旱涝灾害初探

通过对腾格里沙漠边缘区相关气候灾害的史料和文献进行搜集整理与归纳分析，利用统计分组、时间数列、滑动平均、旱涝等级划分等方法对研究区1426—1949年旱涝灾害的时空变化特征和干湿变化特征进行了研究。结果表明：1426—1949年，腾格里沙漠边缘区共发生旱灾149次（平均每3.52年1次）、涝灾98次（平均每5.35年1次）；因各县、区的地貌和建置时间不同，旱涝灾害具有明显的时空差异，在时间尺度上，清朝发生旱涝的频率最高，分别为51%、78.6%，在空间尺度上，沙坡头区发生旱涝灾害次数最多，分别为旱灾110次、涝灾78次；腾格里沙漠边缘区在明朝时期相对干旱，清朝、民国时期湿度增加，这与小冰期全球性的降温、西风强盛导致相对湿度增加和西风带位置南移导致降水增多有关。     

太湖地区多剖面地层学分析与良渚期环境事件

太湖地区多剖面地层学分析和环境考古研究表明:本区良渚期为全新世大暖期中气候逐渐向干凉转变的时期,但大部分时间里仍略比今天暖湿。良渚期末气候走入低谷并剧烈波动,良渚期侵蚀面反映一次较长时间的海面下降过程,气候剧烈波动的转型期与海面下降至低海面过程相一致。此时本区洪积层、埋藏遗址及遗址地层中文化间歇层等发育皆反映古洪水泛滥事件的存在;而良渚期侵蚀面上的铁锰结核聚集现象及现没于水下的众多良渚期开挖的古井等遗迹还反映出这一时期也曾发生过气候干燥事件。分析认为良渚文化繁荣发展期陆地面积扩大,气候略好于今天;而良渚文化衰亡期则处于4300~3800aB. P.间的水、旱灾丛生的低海面气候异常期。