23年来河南省主要气象灾害对农业的影响及时空分布特征

利用1988~2010年河南省主要气象灾害受灾面积、成灾面积、农作物播种面积以及粮食产量等基础数据,系统分析河南省境内主要的气象灾害(干旱、洪涝、风雹灾、霜冻)对农业的危害、时序特征、空间分布,并进一步分析了河南省农业气象灾害与粮食产量的关系。结果表明,水灾和旱灾是河南省最主要的两种气象灾害,对农业生产具有长久的威胁,旱灾多发生在豫西和豫北地区,而水灾多发生在豫东南地区。农业气象灾害跟粮食产量呈负相关关系,直接威胁粮食产量。     

明清时期浙江沿海自然灾害的时空分异特征

明清小冰期是中国气候的异常期,各种自然灾害频发。通过系统搜集、整理明清时期浙江沿海地区自然灾害历史资料并对其进行统计分析发现,浙江省沿海地区各种自然灾害发生频次和造成的损失具有明显的时空地域分异特征:1明清时期,随着时间推移,各种灾害发生频次成波动上升的趋势,在明末清初达到一个高峰值;在浙江沿海地区的各种灾害中,水、旱两灾的发生最为频繁,水灾发生频次高于旱灾。2水灾、旱灾、台风和潮灾是该地区的主要灾害类型,台风与水灾、潮灾之间高度相关,且台风灾害是浙江沿海地区的主要致灾因子,台风灾害诱发的灾害链具有波及面广、危害严重的特点。旱灾和水灾具有显著的相关性,在该地区水、旱两灾在时间尺度上的变化相对一致,这种现象可能是副高季节内振荡所导致的。3浙江省自然灾害发生频次和损失程度与地貌形态之间具有一定联系。以平原、丘陵及低山等地貌类型为主的孕灾环境对浙江沿海地区水灾、旱灾、台风灾害和风暴潮灾等4种主要自然灾害类型及其损失的空间分布有着显著的影响。浙北地区水旱灾害变化剧烈,浙中、浙南地区相对较弱。杭州湾地区台风灾害的分布具有湾口多于湾顶,南岸多于北岸的特点。4从灾害损失的空间格局来看,特大损失程度灾害的主要类型为潮灾,且集中分布在浙北平原,浙南山地和浙东南平原丘陵分布较少。     

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。     

1949-2015年中国典型自然灾害及粮食灾损特征

中国是一个自然灾害频发的国家,研究其自然灾害演变特征及粮食灾损规律,对实现中国社会经济可持续发展、解决中国粮食安全问题具有重要意义。本文先基于Python语言编程获取1949-2015年中国31省市自然灾害造成的受灾、成灾、绝收面积,构建灾害强度指数分析不同灾种的时序特征分异,利用趋势分析、ESDA方法分析不同灾种在省域空间的分布特征及冷热区;再获取1949-2015年粮食种植数据,通过粮食灾损估算模型、定义粮食灾损率、地理空间探测器,计算并检验中国粮食损失时空特征及分异性。结果表明：① 相比受灾面积曲线,本文构建的灾害程度指数能够更好揭示自然灾害时序演变特征;② 1949-2015年期间中国两大主力灾害（洪灾、旱灾）交替出现,未来5~10年以洪灾为主;③ 灾种排序旱灾>洪灾>风雹>低温>台风,其中旱灾、洪灾受灾占比过半;④ 省域不同灾种间空间趋势变化特征明显,区域受灾面积东部>西部,北部>南部,且北部灾种单一、南部多灾并发;⑤ 自然灾害受灾总和、旱灾、雹灾、低温空间上全局自相关性不显著,呈随机模式分布,洪涝、台风在空间分布上具有显著的全局自相关性,呈集聚模式;⑥ 1949-2015年灾害、灾损量、灾损率整体时序趋势呈现先升后降,2000年为临界点,空间分布具有异质性,单因子解释力度差异显著,多因子交互均呈非线性增强关系,胡焕庸线两侧冷热点分布呈两极化且其重心向北迁移。建议政府加强除旱减雹（西北）、除旱排内涝（东北）、排涝防冻（中部）、排涝预台（东南沿海）等工程技术措施;同时西北（环境恶劣）、东北（中国粮仓）应作为防灾减灾重点保护区,制定专项保护方案,以保证中国粮食丰产增收。     

新疆风灾时空分布特征分析

风灾是新疆危害较重的气象灾害,其灾害的时空分布对风灾防御意义重大。利用1980—2019年新疆86县(市)死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚圈数、牲畜死亡数、农作物受灾面积以及风灾的出现次数6种风灾要素数据,通过构建风灾灾损指数,统计检验各类指数的概率密度服从伽玛分布,并进行灾损等级划分,分析风灾时空分布特征。结果表明:近40 a来新疆风灾灾损呈波动性上升趋势,尤其是1998年以后风灾损失呈偏重发生;春季是新疆风灾的高发季节,风灾各要素灾损在4、5月占全年的67%～90%;夏季风灾损失相对春季较小,秋、冬两季风灾损失最小。全疆各县风灾各要素灾损空间分布表明,南疆风灾发生频次明显多于北疆,农作物受灾面积主要多发、重发在天山两侧各县,死亡人数特重等级出现在南疆;风灾综合灾损特重、严重2个等级的区域主要集中在天山南麓哈密市至阿克苏地区一带以及喀什地区、和田地区等地,其中阿克苏地区风灾灾损最严重。     

“三个维度”看云南旱灾

正旱灾是我国发生范围最广、频次最高、持续时间最长的渐发性气象灾害,西南地区是我国的四大旱灾多发地区之一[1]。2009年秋季到2010年春季我国云南遭受百年一遇特大旱灾,这场旱灾"持续时间之长、干旱程度之深、旱情发生范围之广、造成损失之大"创下了自上世纪50年代有气象资料记载以来的"四个历史之最"[2]。继此之后,云南地区又连续遭遇2011年雨季干     

新疆农业气象灾害成因及其风险分析

基于新疆54个气象站点以及1949-2014年气象灾害数据,分析了新疆过去半个多世纪气象灾害的发生特点及成因。运用信息扩散方法对新疆洪水、干旱、大风、冰雹等灾害进行了风险评估,结果显示:(1)新疆降水量的增长是降雨频率和降雨强度共同增加的结果,这是导致暴雨洪水增加的重要原因;在灾害损失方面,洪水、干旱、风雹、低温等4种灾害的受灾面积均存在显著增长趋势,在空间分布上,天山北坡、伊犁河谷的洪水灾害频次最高,北疆旱灾频次多于南疆,东疆、南疆风灾较多,西天山、伊犁河谷、天山南坡西段冰雹较多。(2)在灾害风险方面,旱灾是新疆受灾风险最大的灾害,其次是洪水、大风,而冰雹风险最大的区域位于天山南坡以西以及天山北坡的中部到西部。(3)Morlet小波分析显示,自2000年以来,各灾害10 a左右的周期振荡都有增强趋势。极端气候事件的频率增加和强度加大,对近期旱灾加重和农田受灾面积增加具有一定作用。此外,通过与环流因子的遥相关分析,得到北半球极涡面积指数(VPA)和青藏高原高压指数(XZH)对新疆的气象灾害发生强度有显著影响。     

中国自然灾害的区域组合规律

中国自然灾害多种多样，按直接致灾因子划分为２０个基本自然灾害类型，其中旱灾、洪灾、涝灾、地震灾、滑坡和泥石流灾为主要基本自然灾害类型。宏观地貌格局及其引起的自然环境的分异对大多数自然灾害类型的区域分异有决定性影响。自然灾害的区域组合规律反映在自然灾害地域差异上。本文根据地学区划的一般原则，以及孕灾大环境与自然灾害类型宏观区域组合，将中国划分为东部委风平原山地重度灾害大区、西北干旱高中山盆地中度灾害     

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。     

非洲旱灾的时序变化及健康风险评估

为分析25 a 来非洲旱灾的时间变化趋势及其对各国人口健康的风险,利用1990―2014 年国际灾害数据库（EM-DAT）数据对非洲干旱灾害发生次数、百万人口受影响人数等进行统计,分析其年际变化规律;基于灾害风险评估危险性、暴露性、脆弱性、抗灾能力4 要素,建立非洲旱灾健康风险评估模型,并结合非洲旱灾的主要健康效应,建立多指标综合评价体系,确定权重,对各国旱灾健康风险进行定量评估。结果表明：1）受全球气候变化和大尺度环流异常的影响,非洲干旱灾害发生次数呈波动上升趋势。2）霍乱、营养不良作为旱灾的主要健康效应,主要与旱灾发生频次、影响人数、人口总量、获改善饮用水人口比例、获改善卫生设施人口比例、15 岁以下儿童比例、农村人口比例、政府稳定等自然、社会经济因素有关。3）旱灾发生频次较高的地区危险性较大,对人体健康威胁较严重,而人口总量较大的国家对旱灾暴露量较大,增加了健康风险。改水改厕可提高饮 用水的卫生条件,既减小霍乱与其他水传疾病的流行,也对减少营养不良率起着至关重要的作用。政府稳定度高是国家防灾、抗灾能力建设的基本保障,而农村人口比例、15 岁以下儿童比例为粮食不安全的主要脆弱人群,受灾害健康威胁相对较大。4）从西非马里、尼日尔向东延伸至东非之角的索马里,再向南至南非,因旱灾发生频率高、人口暴露量大、脆弱性大且应灾能力相对较弱,成为旱灾健康风险较高地区。     

南疆近60年来洪灾时空变化特征分析

对南疆洪灾时空变化特征进行深入分析。结果表明:①南疆洪灾,在20世纪50~70年代发生频次较低,自1980年开始显著上升。洪灾年内主要集中在3~9月,其中7月频次最多为7.8次。春季发生融雪型洪灾,夏季以暴雨洪灾和暴雨融雪型洪灾为主。②阿克苏和喀什是南疆洪灾频次最多,暴雨洪灾持续时间最长的地区,巴州是暴雨洪灾频次及持续时间增长速度最快的地区。③阿克苏和喀什属于重洪灾区、巴州属于中洪灾区、克州与和田属于轻洪灾区。④洪灾损失随着工农业生产总值的增长而增加,而且增长速度比经济增长速度快,建议加大防洪投入力度,建设控制性水利工程。     

历史时期中国重大自然灾害时空分异特征

通过历史文献和史料记载的整理,对中国历史时期的重大自然灾害进行了系统的梳理,分析了公元前180 年-1911 年和民国时期重大自然灾害发生的频次和损失的时空格局特征,得出结论:(1) 对灾害发生的频次进行分析,不同灾种发生频次不同,空间格局呈现明显的地域分异,灾害的空间分布与灾种之间的关系明显;(2) 对灾害带来的损失进行分析,发现不同类型灾害发生的频次与灾害带来损失的空间格局并不相同。究其原因在于:(1) 各种自然灾害的孕灾环境不同,是其空间格局差异性的决定性因素;(2) 自然灾害带来的损失大小与经济和人口的集中程度密切相关。自然灾害损失较大的往往都是农业、文化、商贸较为发达的区域,这也是我国区域经济格局空间差异的必然。     

1987—2016年全球陆地气候气象及水文类灾害直接经济损失时空特征及贡献率分析

基于EM-DAT数据库1987—2016年全球陆地气候气象及水文类（气候相关类）灾害灾情数据及居民消费者价格指数（CPI）、GDP等社会资料数据，对直接经济损失、损失占比（直接经济损失/GDP）等在不同尺度上计算分析，并量化了频次、GDP、频次与GDP联合影响对损失占比变化的贡献率。结果表明：① 全球直接经济损失随时间变化呈显著上升趋势，损失占比先上升后下降，世界防灾减灾能力不断加强，但应对巨灾能力仍然较弱；② 收入水平越高区域遭受直接经济损失越严重，但中低和中高收入区域经济损失占比明显高于低收入和高收入区域；③ 直接经济损失严重地区有欧洲、东亚、南亚、东南亚及北美洲中南部地区，而损失占比较高地区主要有东亚、东南亚和加勒比海地区；④ 初期灾次对气候气象及水文类灾害损失占比变化起主导作用但影响力逐渐减弱，GDP和频次与GDP联合影响对损失占比变化作用逐渐增强，不同收入区域存在一定差异。     

甘肃省农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应

随着全球气候变暖,干旱频次和强度增大,粮食生产与安全面临严重的挑战。利用1960-2012年甘肃省农业干旱灾情和气象资料,分析不同干旱程度的农业受灾率、成灾率和绝收率变化特征,并构建了农业干旱灾害风险指数(农业干旱综合损失率),揭示了甘肃农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应,讨论了关键时段气象条件对灾害损失的影响,阐述干旱灾害损失在气温和降水气候态中的分布特征,模拟出农业干旱受灾程度的气象阈值,并对未来情景下干旱灾害风险进行预测。结果表明:甘肃省近50多年农业干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势,粮食受干旱灾害减产的风险加大。受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均呈明显上升趋势,尤其是20世纪90年代气温突变以后干旱灾害损失增大的趋势更明显。21世纪00年代干旱增幅最大,干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均高于全国平均水平。多年平均综合损失率为10.8%,约为全国平均值(5.1%)的2倍。气温和降水量是甘肃农业干旱灾害损失的关键致灾因子,并且关键时段降水量和气温对干旱灾害的影响比全年平均值更加明显,年降水量每减少100 mm,综合损失率增加5.6%。年平均气温每升高1 ℃时,综合损失率增加6.3%。年平均气温6.45 ℃和年降水量460 mm是干旱高风险的临界值。未来气候变暖情境下,甘肃综合损失率增幅将可能达到1.85倍,气候变暖导致农业干旱灾害风险加大。     

明清时期珠江流域旱涝灾害的空间分布特征

通过收集整理明清1368-1911年珠江流域的历史气象灾害资料,计算544年各府(州)的旱(涝)年数和年均旱(涝)灾县数比,并运用K最近邻分类算法和热点分析等方法,分析各子流域旱(涝)灾发生频次和空间分布特征.结论如下:1)以旱涝灾害的年数空间分布将珠江流域分为以东江、北江和西江流域为主的涝灾频发区、以红水河流域为主的旱涝均衡区和以南盘江流域为主的旱灾频发区3类;2)珠江流域各府(州)的旱灾空间分布不均,整体由东向西递减,流域东部(广东、广西、江西南部)旱灾较为严重,且等级差距较大,西部(贵州)旱灾分布具有连续性,而涝灾分布整体由东向西递减.研究结果对于现代防灾减灾、气候预测等有参考价值.     

气候变暖背景下1961—2010年宁夏旱涝灾害空间分布特征和变化规律

利用宁夏20个气象站1961—2010年实测气象资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall非参数检验、标准化降水指数等数理分析方法,对宁夏近50年旱涝灾害时空变化特征进行分析。结果表明:①1961—2010年宁夏气候暖干化趋势明显,增温速率为0.38 ℃/10a,远高于全国和西北地区;②1961—2010年宁夏降水量波动减少且具有整体性,雨量带明显南移,干旱、半干旱区域逐年扩大。③1961—2010年宁夏旱涝灾害交替发生,干旱化趋势明显。④在旱灾方面,宁夏南部山区旱灾频率相对较低,从南向北旱灾频率逐渐上升。北部灌溉区以轻微干旱为主,严重干旱和极端干旱主要发生在中部干旱区。⑤在涝灾方面,宁夏南部山区涝灾相对较少,依然呈现由南向北涝灾频率逐渐上升的空间格局。中等以上涝灾南部山区相对较多,严重湿润和极端湿润主要发生在北部引黄灌溉区。     

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。     

黄河三角洲风暴潮灾害及其防御对策

古黄河三角洲和现代黄河三角洲风暴潮灾害平均发生周期分别为11.3 a和6.4 a。现代黄河三角洲风暴潮灾害平均发生周期由1949年前的5.5~6.5 a延长至1949年以来的7.9 a,发生频率虽有所降低,但大型风暴潮灾害发生频率呈上升趋势,需修筑高等级的防潮堤坝。黄河三角洲风暴潮灾害取决于气象、地形和水文要素的综合效应:在气象因素制约下具有多发于初冬、春4月和台风期的季节特征;在地形因素制约下具有易发于SE风转NE风的天气特征;在水文因素制约下显示以近无潮点岸段为界,三角洲西、南两地成灾异时的特征。据此,开展风暴潮灾害预报和堤坝建设,可抵御潮灾和减轻潮灾危害。     

梅州市气象灾害的形成、特征及其防治

通过野外实地调研与室内资料整理,运用定性与定量综合分析方法,对梅州市气象灾害特征进行了分析。梅州气象灾害的形成、发生与发展是多种致灾因素交互作用的结果。复杂的地理环境孕育了孕灾环境的多样性和特殊性;不稳定的大气环流和天气系统是气象灾害形成的内在要素,影响着气象灾害的发生、发展与变化;社会经济环境、不合理的人类活动是气象灾害形成的外在条件,影响气象灾害发生的后果与程度。本文在对气象灾害致灾因子及驱动力分析的基础上,提出了防灾减灾的对策。     

泾洛河流域元代干旱灾害初步研究

通过对泾洛河流域元代历史资料的搜集、整理和分析,对该时期泾洛河流域干旱灾害等级、干旱灾害事件在时间上的变化及其成因进行了研究。结果表明:泾洛河流域从元代早期(公元1266年)~元代晚期(公元1359年)的94年中,共发生干旱灾害29次,平均每3.2年发生一次;泾洛河流域元代的干旱灾害主要以轻度旱灾为主,占旱灾总数的44.8%,其次是中度旱灾,占旱灾总数的37.9%,特大旱灾的发生频率也较高,占旱灾总数的13.8%,大旱灾发生频率最低,占旱灾总数的3.5%。泾洛河流域旱灾在元代早、中、晚期分布不均匀,从早期到中期再到晚期,干旱灾害呈现出由少变多又变少的趋势。该区旱灾以夏旱最多,春旱次之,春夏连旱与春夏秋冬四季连旱的发生频次也较高,仅次于春旱。降水量的年内分布不均匀是该区在元代发生轻度和中度干旱灾害的主要原因,而气候的异常明显变干是该区在元代中期干旱灾害加剧和大旱灾频繁发生的主要原因。初步认为泾洛河流域元代发生了1次干旱气候事件,时间在1326~1332年。