1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明：(1)全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;(2)洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;(3)亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;(4)全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。     

南疆近60 a来冰雹灾害时空变化特征分析

冰雹是新疆主要灾害性天气之一, 利用新疆南疆各地州1949-2008年发生的冰雹频次及其造成的受灾农田面积、 经济损失、 死亡牲畜等资料, 分析了南疆冰雹频次时空变化特征及各县市雹灾灾情.结果表明: 南疆冰雹发生频次近60 a间呈明显上升趋势, 1950年代至1980年代中期发生频次较低, 1986年开始发生频次显著上升, 至1991年达最高值, 由1996年起又减少到2003年谷底.冰雹发生主要集中在3-10月, 其中6月频次最多, 年均3.6次, 其次5月为3.1次. 巴州、 阿克苏、 喀什和克州以春末到夏季型降雹为主, 和田以春季型降雹为主.冰雹一天之内多发生在白天到傍晚时段, 持续时间多为1~20min. 南疆冰雹空间分布上西北部多于东南部, 山脉的背风坡多于迎风坡, 山间盆地多于开阔平原.对各地州而言, 阿克苏冰雹发生频次最多, 属于严重雹灾区; 喀什和巴州次于阿克苏, 属于重雹灾区; 克州与和田冰雹发生频次较少, 属于中雹灾区. 冰雹受灾农田面积和经济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. 建议加大防雹投入力度, 建立人工防雹系统, 以减少雹灾损失, 遏制工农业发达地区雹灾损失严重和随着国民经济的增长雹灾损失增加的现象.     

青海湖区降水序列及其变化的特征研究

利用青海湖区1958-2005年8个降水观测点月资料, 整理出5条(A～E)年、季降水序列, 应用气候诊断方法分析了降水的年代际变化及其突变特征. 结果表明: 5条序列年、季降水量的年际变化趋势大多数年代比较一致, 并且E序列代表青海湖区降水量比较可靠. 多数序列表现出20世纪60年代春季多雨, 70年代秋季多雨, 80年代春夏秋季多雨, 90年代冬春夏季多雨的季节变化特征以及60-70年代少雨、 80年代多雨和90年代少雨的年代际变化特征比较明显, 多数序列年度和冬、夏季降水量增多的趋势与新疆、河西中西部、柴达木盆地相同. 春季降水量在80年代初发生了一次气候突变, 年度和其它季节没有发生突变.     

我国东北及邻近地区年平均气温异常及其对北半球气候变暖和欧亚雪盖面积的响应

根据我国东北及邻近地区201个常规气象台站的年平均气温资料,利用EOF和分段线性拟合等方法分析了该地区气温异常的年代际特征及其对北半球气温和欧亚雪盖面积的响应.结果表明:我国东北及邻近地区年平均气温异常主要有全区一致型和南北反向型两种.近50 a来气温总体呈单调上升趋势,尤其是1990年代后期增温趋势更加明显,时间上东部早于西部.结合降水,1980年代起东北北部由冷干向暖湿转变,而华北区则由暖湿向暖干转变.东北北部升温单调、剧烈、显著,南部在1968和1985年曾两次发生突变,经历过1970-1980年代初的低温后增温趋势更加剧烈,其增温率几乎是第一次突变前的两倍.分析认为,我国东北及邻近地区大范围整体变暖与北半球平均气温的升高相一致;东北部气温的年际变化还受到欧亚雪盖面积的影响.     

新疆冰雹灾害经济损失评估及风险区划研究

基于1984-2014年新疆雹灾受灾面积、总成灾面积、农作物播种面积、新疆生产总值及以县为单位的雹灾频次等统计数据,构建雹灾经济损失指标和风险度指标,进行新疆冰雹灾害评估研究。其中雹灾经济损失指标可用于评价新疆雹灾经济损失的趋势变化,风险度指标可借助GIS空间信息处理技术形成新疆雹灾风险区划。研究表明：雹灾经济损失总体呈波动上升趋势,且受环境不稳定度的影响较大,二者保持着较好的正相关性。新疆冰雹灾害总体以中、低度风险为主,高风险次之。高风险区主要集中在喇叭形河谷地带的伊犁地区及其两侧的阿克苏、博州等地,建议通过调整农业产业结构、提升人工防雹能力等方式降低上述区域的雹灾损失。     

新疆塔里木河流域洪水过程集聚性及低频气候影响

运用Cox回归模型、月频率法以及离散指数法,研究了新疆塔里木河（塔河）流域8个水文站点POT抽样和5个区域洪水序列时间集聚性特征以及受低频气候变化的影响。结果表明:受气候变化的影响,塔河流域洪水序列呈现显著集聚性特征,洪水发生频率高的时期往往也是大量级洪峰集中发生的时期,这是塔河流域洪灾损失居高不下的主要原因;Cox回归模型拟合的气候指标系数值为正值的站点和区域,气候指标正相位导致相同超过概率的洪水发生时间提前,而相同发生时间的洪水发生超过概率降低,气候指标值为负值时则相反;塔河流域大部分水文站点和区域洪水发生的超过概率均对气候指标变化有较好响应,这一现象有利于塔河流域洪水风险控制与洪灾管理;塔河流域站点洪水序列多无年际集聚性现象,而区域洪水序列的年际集聚性特征显著。     

1980—2019年新疆南部不同强度暴雨洪水灾害的空间分布和时间变化特征

以1980—2019年新疆南部出现的暴雨洪水灾害事件造成的死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚圈数、牲畜死亡数、受灾面积作为灾情要素,采用比值权重法和无量纲化线性求和,构建了暴雨洪水灾害事件的灾损指数。根据灾损指数,采用百分位数法将每次暴雨洪水灾害事件定量划分为一般、较重、严重、特重四个等级。结果表明：新疆南部暴雨洪水事件在塔里木盆地北缘多于南缘,西部多于东部,高值区集中在阿克苏地区、喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州一带;暴雨洪水事件多发在3—10月,年出现次数呈现明显上升趋势,增幅为8次·（10a）^-1,主要表现为一般性灾害发生频次的增加;新疆南部暴雨洪水灾害年平均灾损指数在1985年和1999年发生两次突变,平均值表现出“低—高—低”阶段性变化;暴雨洪水灾害发生次数与3—10月降水量、大雨发生日数、暴雨发生日数密切相关。近40年来新疆南部降水量的增多,导致暴雨洪水灾害次数增加;年平均灾损指数与特重和严重灾害发生次数关系密切,后者对其贡献率达87%。     

1998年我国洪水损失2551亿元

１９９８年,我国长江流域、嫩江流域、松花江干流、西江和闽江均发生了大洪水,广大军民在党中央、国务院的正确领导下,取得了抗洪斗争的伟大胜利。那么,１９９８年大洪水造成的损失有多大,由水利部组织编写、有关部门审定的《中国‘９８大洪水》对此给出了权威说法,并指出去年长江大洪水与１９３１年、１９５４年一样都是全流域性大洪水,但因灾损失小得多。这份报告说,１９９８年全国共有２９个省、自治区、直辖市遭受了不同程度的洪涝灾害。据统计,全国农田受灾面积２２２９万ｈｍ２,成灾面积１３７８万ｈｍ２,死亡４１５０人,倒塌房屋６８５万间,直接经济损失２５５１亿元。1998年我国洪水损失2551亿元     

1961—2008年若尔盖高原湿地的气候变化和突变分析

利用1961—2008年若尔盖高原湿地境内的5个气象台站的逐月气象数据和玛曲水文站的径流数据,分析了近48a来若尔盖湿地的气候变化趋势,并应用M-K方法、累积距平和滑动t检验对年降水量和平均气温的气候突变进行了检测.结果表明:从1960年代的冷湿期,到1980年代中期到1990年代中后期的冷干期,再到1990年代末起增暖迅速进入暖干期,若尔盖湿地气候呈现较明显的暖干化趋势:一方面,总云量持续减少,日照时数上升,平均气温明显上升,气温日较差逐渐减小;另一方面,降水量、蒸发量、径流量总体都呈减少趋势,干燥指数也逐渐降低.秋季是若尔盖高原湿地气候发生暖干化最明显的季节,气候变暖主要是平均最低温度显著升高的贡献.日较差是蒸发量变化的最重要的影响因子,但低云量、气温、日照等的作用也不能忽视.年平均气温和降水量分别在1997年和1985年发生突变,分别转为迅速增暖和持续减少.     

近40a来新疆河流洪水变化

随着全球变暖,水循环加快,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,导致20世纪90年代以来新疆河流各类洪水频繁发生,且呈现出峰高量大的特征.近40a来洪水灾害的频次呈逐年增加趋势,尤其是1987年以来,洪灾发生的频次增高,灾害损失成10倍增加.其原因主要是由于天山中西部为主的地区气候由暖干向暖湿转型所致.     

Magnification of Flood Disasters and its Relation to Regional Precipitation and Local Human Activities since the 1980s in Xinjiang,Northwestern China

Analyses of flood disasters were conducted using 1950–2001 data on the flood-damaged areas of cropland, the annual number of flood disasters and the direct economic losses in Xinjiang. There is an increasing trend in flood disasters in Xinjiang during the second half of the 20th century, especially since the mid-1980s. Results of a non-parametric Mann–Kendall test on the cropland-flooded index time series revealed an abrupt change in the mid-1980s. The reasons are discussed with respect to changes in annual precipitation and regional human activities, by correlating cropland-flooded area to annual precipitation and three socio-economic parameters (population, cropland area and GDP). The correlation coefficients between the flood-damaged area and the annual precipitation during the periods 1961–1998 and 1987–1998 were substantially higher than during the period of 1961–1986. The correlation coefficients between the flood-damaged area and the three human activity parameters, however, were relatively high for the whole period of 1961–1998, but generally not significant for the 1961–1986 and 1987–1998 periods, separately. These suggest that the occurrence of flood disasters could be mainly induced by local human activities before the mid-1980s, and thereafter mainly by abnormal precipitation in Xinjiang. Meteorological and hydrological records showed that the number of heavy rainfall events and the frequency of rainstorm flood disasters increased since the 1980s. In addition, siltation of reservoirs and loss of flood control structures are partly responsible for the increase of flood-damaged area. These results suggest that the increasing trend in flood disasters in Xinjiang since the middle 1980s could be attributed, at least in part, to an increasing trend in annual precipitation.     

1961-2004年新疆气候突变分析

利用1961-2004年新疆53个气象台站逐日平均最高气温、平均最低气温和降水数据,采用Mann-Kendall法分别对北疆、天山山区和南疆气温、日较差和降水年序列进行了突变分析,同时利用滑动t检验和Yamamoto法对突变点的真伪做了验证.结果表明:1961-2004年北疆、天山山区和南疆年平均最低气温上升速率均明显高于年平均最高气温,年平均日较差均呈显著下降趋势,年降水量均有增加趋势.北疆年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1988年、1979年和1984年发生了突变;天山山区年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1985年、1983年和1992年发生了突变;南疆年平均最高气温、年均最低气温及年平均日较差分别在1993年、1991年和1981年发生了突变.20世纪80年代中期以来北疆、天山山区、南疆均进入增温多雨时期.这些结果对进一步研究和预测新疆气候有着重要意义,为研究全国甚至全球气候变化提供重要依据,同时也为决策者提供决策依据.     

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

由于全球显著变暖和水循环加快,使得中国西北主要是新疆地区于1987年气候发生突然变化,随着温度上升,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,内陆湖泊水位显著上升,洪水灾害也迅猛增加,同时,植被有所改善,沙尘暴日数锐减,从而改变了19世纪末期至20世纪70年代的变暖变干趋势.以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准,西北地区目前的气候变化可分为3个区域,即1)显著转型区;2)轻度转型区;3)未转型区.作者初步认为,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的,预期西北东部在21世纪上半期也会向暖湿转变,但预测有较大的不确定性.     

近50 a来新疆区域与天山典型流域极端洪水变化特征及其对气候变化的响应

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水, 分析了新疆区域极端洪水变化; 以年最大洪峰记录分析了天山山区主要河流极端洪水变化规律, 并用14站资料分析了天山山区气候变化特征, 讨论了天山主要河流极端洪水变化对区域气候变化的响应. 结果表明: 受气候变暖影响, 1957-2006年全疆极端洪水呈区域性加重趋势, 尤其南疆区域极端洪水明显加剧, 北疆区域也有加重趋势, 但相对较缓. 全疆及北疆、 南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段. 近50 a来, 在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下, 发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势, 发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加, 但是变化趋势较缓. 以年最大洪峰流量发生转折年为界, 天山典型流域托什干河、 库玛拉克河、 玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代(或80年代)以来与前期相比, 呈现出相似的变化特征: 年最大洪峰流量明显增大, 年际间变化更加剧烈, 洪水年更频繁. 以年最大洪峰流量发生转折年份为界, 玛纳斯河、 托什干河和乌鲁木齐河后期的年最大洪峰集中日期较前期推迟2~9 d, 库玛拉克河却提前5 d. 玛纳斯河、 乌鲁木齐河和库玛拉克河后期的集中度较前期增加0.8%~8.3%, 托什干河减小1.1%. 1961-2010年, 新疆天山山区气温明显上升, 升温率为0.34 ℃·(10a)^-1, 1997年以后明显增暖; 天山山区降水显著增加, 增加速率15.6 mm·(10a)^-1, 同时极端降水强度增大、 频数增多. 近50 a来天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水事件增多等有密切关系.     

中国降水演变趋势诊断及其新事实

利用动态泰森多边形模型,计算评价了中国1951-2006年全国尺度及各区域尺度的月、季、汛期、年等时段的降水量,并分析了年、季、汛期等降水量的时空分布、区域特征及其年际年内(月、季)变化等基本规律;分析诊断了年、季、汛期降水量的演变趋势、突变趋势、震荡周期等特性;对比分析了长期(1961-2006年)、近期(1980-2006年)以及近期与前期(1961-1979年)降水量的变化特征及其空间变化分布。结果表明,中国近期年降水量在环渤海湾600 mm等值线有所南移,100°E以西地区年降水量普遍增多;内蒙古中西部、海河沿海、黄河中部、淮河北部近期降水量比前期偏少10%以上,嫩江中部、长江下游、闽南沿海、西藏中北部、新疆中西部则偏多10%以上,而塔里木河、伊犁河上游偏多达30%以上。     

新疆河流洪水与洪灾的变化趋势

在西北气候由暖干转向暖湿的过程中,新疆河流的洪水和洪灾反映明显.对新疆29条河流选取年最大洪水,统计出超标准洪水、20a一遇、50a一遇洪水的出现频次进行分析,结果显示1987年后洪水量级、洪水频次呈增加的变化趋势.通过20世纪90年代以来灾害性洪水出现的频次、灾害损失的变化比较分析,90年代以来灾害性洪水尤其是灾害性暴雨洪水和突发性洪水呈现增加的态势,1987—2000年的灾害损失与1950—1986年相比增加了30倍.     

西北气候环境转型信号在新疆河川径流变化中的反映

对新疆不同区域、不同补给类型的26条河流年平均径流量变化趋势分析研究,结果显示:大多数河流年径流量从1987年起出现增加趋势,天山山区增加尤其明显,其它地区有不同程度的增加,昆仑山北坡略微有减少.从径流变化来分析,天山山区的气候变化已出现由暖干向暖湿转型的信号,其它地区也正处在转型过程中.     

降雨因子对湖北省山地灾害影响的分析

根据湖北省1950～2003年726个山洪地质灾害样本,分析了其时空分布特征。滑动t-检验显示,逐年灾害数在1974年、1988年前后出现两次显著性突变增多（其中山洪、滑坡增多最明显）,逐年降雨量也相应有两次增加,二者相关系数可达0.3。表明我省年降雨量趋势性增加是灾害增多的主要诱因。进一步分析表明,暴雨以上强降雨是山洪、滑坡、泥石流、塌陷的主要诱因,连阴雨是崩塌的主要诱因,同时对滑坡、泥石流、塌陷有重要影响,对山洪灾害影响则较小。     

Risk analysis and influencing factors of drought and flood disasters in China

The risk analysis of flood and drought disasters and the study of their influencing factors enhance our understanding of the temporal and spatial variation law of disasters and help identify the main factors affecting disasters. This paper uses the provincial administrative region of China as the research area. The proportion of the disaster area represents the degree of the disaster. The statistical distribution of the proportions was optimized from 10 alternative distributions based on a KS test, and the disaster risk was analyzed. Thirty-five indicators were selected from nature, agriculture and the social economy as alternative factors. The main factors affecting flood and drought disasters were selected by Pearson, Spearman and Kendall correlation coefficient test. The results demonstrated that the distribution of floods and drought is right-skewed, and the gamma distribution is the best statistical distribution for fitting disasters. In terms of time, the risk of flood and drought disasters in all regions showed a downward trend. Economic development and the enhancement of the ability to resist disasters were the main reasons for the change in disasters. Spatially, the areas with high drought risk were mainly distributed in Northeast and North China, and the areas with high flood risk were mainly distributed in the south, especially in Hubei, Hunan, Jiangxi and Anhui. The distribution of floods and drought disasters was consistent with the distribution characteristics of precipitation and water resources in China. Among the natural factors, precipitation was the main factor causing changes in floods and drought disasters. Among the agricultural and socioeconomic factors, the indicators reflecting the disaster resistance ability and regional economic development level were closely related to flood and drought disasters. The research results have reference significance for disaster classification, disaster formation mechanisms and flood and drought resistance.