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摘要 利用1965—2015年扶风县的气象观测资料和灾情资料,分析近51年来扶风县主要气象灾害种类、造成的损失和普遍发生的原因,并提出了具体的防范措施,为气象灾害防灾减灾提供借鉴。
关键词 气象灾害;损失;原因;措施;扶风县
中图分类号 S42 文献标识码 A 文章编号 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
气象灾害是当前主要自然灾害中影响最广、发生频率最高、损失最严重的一种类型。各界对气象灾害研究也愈来愈深入[1-5],如秦志英[3]对重庆市主要气象灾害进行了研究;曾维和等[5]从整体性治理理论视角对农村气象灾害防御体系建设的困境和对策进行了分析。扶风县有比较丰富的气候资源,为发展农业生产和多种经营提供了极有利的条件,但也存在干旱、连阴雨、暴雨、大风、冰雹、霜冻、干热风等气象灾害[6],对扶风县工农业生产造成了巨大损失。笔者利用1965—2015年扶风县的气象观测资料和灾情资料,整理出近51年来扶风县主要气象灾害种类及其造成的损失,分析了其普遍发生的原因,并提出了具体的防范措施,以期为气象灾害防灾减灾提供借鉴。
1 主要灾害种类
1.1 干旱
干旱是一种常见的气象灾害。干旱标准以当年降水量较历年同期平均降水量偏少的程度来表示。小旱降水量较历年同期偏少40%以上,中旱偏少50%以上,大旱偏少60%以上。
干旱是扶风县比较常见的一种气象灾害,发生几率很高。据统计,春播期(4月中下旬)平均3.0年发生1次中旱;夏播期(6月中旬前后)平均2.6年发生1次中旱。伏旱(7月中旬—8月上旬)出现的次数多,平均1.8年1次。
从灾情调查来看,历史上有9次干旱成灾。1995年干旱,全年降水偏少50%,夏播作物面积减少50%,减产明显;1996年3—5月,降水较同期偏少65%,整个春季无透雨,使小麦严重减产,产量仅为2 250 kg/hm2,直接经济损失300万元;1997年大旱,降水偏少86%,干旱139 d,玉米损失0.55亿kg;1999年1—4月,天度、法门、南阳等乡镇降水量<10.0 mm,旱情严重,小麦、油菜根系发育不良,分蘖不足,沿山旱作田块死苗严重,直接经济损失200万元;2002年7—11月,降水量仅205.0 mm,偏少率44.2%且高温持续,对秋田作物生长、发育造成不利影响,直接经济损失100万元;2013年3—5月持续干旱,无灌溉条件田地小麦减产3~4成。
扶风地处平原,是闻名全国的商品粮基地县,农田水利设施覆盖率达90%左右,仅在北部沿山一带无水利设施。故在人工干预下干旱对农业生产的影响呈减小趋势。
1.2 连阴雨
连续降水4 d以上(允许有小于0.1 mm间隔日)且降水总量>30.0 mm,定为连阴雨天气过程。连阴雨可分为短期(5~7 d)、中期(8~15 d)、长期(>15 d)3种。从近51年扶风县受灾情况看,连阴雨主要出现在夏季和秋季。
夏季连阴雨:从受灾情况看,历史上出现了4次夏季连阴雨,占连阴雨总次数的40%。5月底出现1次,6月份出现3次,对农业生产造成巨大损失。因此,夏收夏播期间要抢时间、争主动,以免造成不必要的损失。
秋季连阴雨:秋季连阴雨共出现6次,占连阴雨总次数的60%。1981年8—9月出现持续40 d以上的强连阴雨天气。1983年10月的连阴雨,倒塌房屋7 289间,死亡人口16人,成灾167 159人。1984年9月上旬出现的连阴雨,降水持续7 d,降水量124.6 mm;据调查,受阴雨影响,全县倒塌房屋引起的赔付金额4.59万元,涉及11户,受灾人口60人,5所学校停课,直接经济损失8.52万元。2003年9月下旬—10月中旬的连阴雨,对玉米收获、小麦播种极为不利,导致小麦播种期偏晚10~15 d,错过了适播期;同时渭河扶风段河堤多处垮塌,直接经济损失40万元。2011年秋淋天气使法汤高速塌方,县内滑坡50余处,倒塌房屋200间,造成了重大财产损失。
从灾情调查看,连阴雨天气对工农业的影响在20世纪80—90年代较为明显,2000年以后影响不是很大,仅2011年出现的强秋淋天气(创历史记录)造成了较大损失。
1.3 暴雨
暴雨是指日降水量≥50.0 mm的降水过程。经统计,近51年扶风县年均暴雨日数为7 d。暴雨集中在6—9月,其中7—8月分别出现3和4次,共占总数的87.5%。扶风县日最大降水量124.6 mm,出现在2004年7月15日,此次过程造成2人死亡,直接经济损失高达3 000万元。
扶风县暴雨出现的几率虽然较小,但危害大,几乎每次过程都会造成财产损失。2000年以后出现的暴雨都造成了重大财产损失,尤其是配合其他过程,灾情更为严重。据灾情调查,1988年8月8日,2 h降水量64.0 mm,部分工厂、商店、库房进水,胜利机械厂出现滑坡,3人死亡,183人受灾。1997年7月7日降水59.8 mm,造成个别工厂、民房进水和部分财产受损,直接经济损失2万元。2000年8月28日,扶风县城关镇出现局地暴雨天气并伴有大风和雷电,灾害造成部分工厂仓库进水,3所工厂停产;强雷电使部分电力设施受损,5个电力线杆倒塌,全镇供电中断2 h,直接经济损失6万元。2007年8月9日,扶风县城关镇出现日降水量70.6 mm的暴雨过程,造成城区大面积积水内涝,电力、交通、露天工厂等行业均有不同程度的损失,直接经济损失3万元。1992年8月12日大暴雨,直接经济损失68.5万元,2 895户进水,170间住房倒塌。2004年7月15日23:00—16日01:00,扶风县城出现强对流天气,降水量110.0 mm,伴有大風、雷暴、冰雹,造成2人死亡,直接經济损失3 000万元。2012年4月23日,扶风部分乡镇出现暴雨过程,造成356 hm2农作物成灾,直接经济损失500万元。 1.4 大风
瞬时风速≥17 m/s的疾风称为大风。经统计,近51年扶风县年均大风日数6 d,月、季变化明显,主要出现在夏季和春季。扶风县历史上出现了7次大风过程,主要出现在6月份,为5次,占大风总数的71.4%, 5月出现了2次,占大风总数的28.6%。
大风的强度和持续时间决定着大风的危害程度。特别是夏季伴随着雷阵雨出现的大风,时间短,风势猛,危害大。
从灾情调查数据来看,大风造成的灾害损失在2000年以后呈加重趋势。1984年6月17日,瞬时风速达19 m/s,麦草垛被卷跑或刮倒,个别单位围墙、烟囱倒塌,直接经济损失1.32万元。2001年6月12日,扶风县城出现雷雨大风天气,直接经济损失1万元;6月23日,大风过程使南阳、天度等乡镇苹果落果率达30%~40%。2002年6月12日,法门、城关、南阳等乡镇出现大风天气过程,苹果落果率达15%,直接经济损失30万元。
2004年7月15日的雷雨伴有大风过程,造成2人死亡,直接经济损失达3 000万元。2010年5月26日,部分乡镇出现阵风天气,小麦大面积倒伏,倒伏面积约占小麦总面积的20%,农作物受灾面积311 hm2。2012年5月,阵风伴随大风天气过程,造成约5 000 hm2小麦倒伏,产量损失450万kg。
1.5 冰雹
冰雹是一种固态降水现象,从大范围看每年出现的次数不多,时间不长,但危害极大。经统计,扶风县年均冰雹日数为1 d,出现在6月份。
冰雹并不是扶风县经常出现的灾害天气,但每次冰雹天气过程,均对工农业生产造成严重损失。据灾情调查,近51年扶风县出现了5次冰雹天气过程。1996年7月12日,法门镇、召公镇、杏林镇、太白乡、黄堆、段家镇及绛帐镇部分村组出现冰雹,降雹持续40 min,冰雹个体大如鸡蛋,小如杏核,地面积雹厚度3 cm,受灾面积488 hm2,對秋田作物、经济作物造成毁灭性损失,个别田块绝收,直接经济损失600万元。1999年5月24日,午井镇、城关镇出现冰雹、大风强对流天气,小麦、辣椒等经济作物受损严重,18 hm2农作物成灾,直接经济损失100万元。2002年5月14日,扶风县出现冰雹、雷雨天气,11个乡镇59 hm2小麦受灾,直接经济损失100万元;5月16日,全县再次出现大面积冰雹天气过程,历时10~15 min,全县受灾面积8 000 hm2,绝收3 334 hm2,直接经济损失3 400万元。2011年8月25日,法门镇出现大风冰雹天气,受灾面积510 hm2,直接经济损失1 986万元。
2 灾害形成原因分析
2.1 干旱
干旱常表现为土壤干旱和大气干旱,但以大气干旱为主。扶风属于大陆性季风气侯,降水量季节分配不均匀。冬季,扶风位于强大的西伯利亚高压的南部,盛行冬季季风,经常受变性的极地大陆气团控制,高空又受西风气流控制,因此降水量少,干旱发生较多。夏季,扶风处于印度低压南部、西太平洋高压西侧,盛行夏季季风,降水带主要受副热带高压脊线以北的西北气流控制,西太平洋副热带高压(以下简称副高)成为扶风县降水的重要天气系统,副高的强弱及南北移动决定了降水量的多少和季节变化。当青藏高压影响或控制时,易发生初夏旱;当西太平洋副热带高压持续控制时,易发生伏旱。
特大干旱年1995年副高强度指数均比历年年平均偏高50以上,使扶风县一直处于副高的下沉气流控制下,降水量偏少,气温升高。1997年1—4月副高强度指数偏低,影响西南气流北上和西北气流南下,使降水量减少;8月下旬—9月上旬,按副高正常活动应该南退,但副高没有南退,使扶风县出现气温升高、降水量减少的干旱气候特征[7]。
2.2 连阴雨
连阴雨的出现与影响我国雨带迁移的西风带和副热带高压系统的季节性变化有关,连阴雨天气出现的区域也有明显的季节变化,从冬季过渡到夏季时,连阴雨的雨区由南向北推移;从夏季到冬季时,则由北向南推移,与雨带位移的特点相一致。春季,南方的暖湿空气开始活跃,北方冷空气开始衰减,但仍有一定强度,冷暖空气常交汇在长江和华南之间,锋面也常停滞或徘徊于此,在地面天气图上出现准静止锋;在700 hPa等压面图上,出现位于地面准静止锋北侧的东西向切变线,连阴雨天气的位置就出现在地面锋和700 hPa等压面上的切变线之间,当锋面和切变线的位置偏南时,连阴雨发生在华南;偏北时,连阴雨出现在长江和南岭之间的江南地区。初夏,锋面在长江中下游地区徘徊,造成该地区梅雨期的连阴雨。秋季,连阴雨主要发生在北方冷空气开始活跃、南方暖湿空气开始衰减但仍有一定强度的形势下,其过程与春季相似,只是冷暖空气交绥的地区不同,因而连阴雨发生的地区也与春季有所不同。
2.3 暴雨等強对流天气
强对流天气是指出现短时强降水、雷雨大风、冰雹和飑线等现象的灾害性天气,它发生在对流云系或单体对流云块中,在气象上属于中小尺度天气系统。造成扶风暴雨的主要天气系统是西太平洋副热带高压、西风低槽、高原槽、低涡切变、高低空急流等系统。特别是扶风处在青藏高原东北侧,境内地形结构复杂,地形对暴雨的形成有重要作用。同时台风对暴雨的产生也有间接和直接的作用。
暴雨的水汽来源主要有2条:①西南路径,低空西南急流将孟加拉湾水汽经过云贵高原输送到陕西;②东路,东风气流(急流)将东海的水汽输送到陕西,当有低值系统东移、冷空气配合时,就会产生暴雨。影响扶风的暴雨主要有西南气流型、低涡切变型、西风槽型、西北气流型4种类型。
(1)西南气流型。盛夏时期,我国上空为东高西低形势,西太平洋副热带高压脊西伸至我国大陆上,588 hPa线西伸至110° E,脊线在30° N附近,从高原东部到陕西上空(115°~125° E、25°~45° N)有较强的西南气流,当有低值系统移经时,与低层西南气流叠加的区域常会产生暴雨。这种类型占暴雨的12%。 (2)低涡切变型。我国上空以纬向环流为主,多小波动。西太平洋副热带高压和青藏高原的大陆副高2个高压在陕西上空形成切变。由于青藏高原的地形影响,在高原及其高原的东侧多低涡或切变线形成,低涡或切变线向东或东北方向移动,经过陕西上空,在95°~110° E、28°~40° N有低涡或偏南风与偏北风切变,往往会出现暴雨。有29%的暴雨是出现在低涡切变型的。
(3)西风槽型。西太平洋副热带高压脊线位于我国大陆20° N。500 hPa,乌鲁木齐至西安有西风低槽,槽线南北长度大于5个纬距,槽线近于东北至西南走向。在这种形势下,西风槽东移至陕西,在槽线或切变线上可以形成强度很大的暴雨。
(4)西北气流型。贝加尔湖附近有低涡(或低压),河套以西为西北气流控制,亚洲中低纬度为平直气流。在这种环流形势下,贝加尔湖低涡底部不断有冷空气分裂南下,与副热带高压西北侧的暖湿气流在青藏高原东侧交绥,陕西易产生持续性的暴雨[8]。
从历史资料来看,扶风县出现强对流天气一般呈现出高空有冷温槽、低空有切变的环流形势。同时,扶风县地势由西北向东南倾斜呈北高南低。境内自北而南由低山丘陵、山前洪积扇平原、黄土台塬和渭河平原等4个地貌类型构成。占全县总面积近2/3的渭北塬区地形由西北向东南倾斜,塬面被自西而东横穿的津河和由北而南的七星河、美水河自然分割成4大块。塬内分布有9处槽形和碟形洼地。这种阶梯状上升的地形格局、沟谷密布的起伏地形和塬内多处洼地的地表形态,有利于大气对流和局部活动中心的形成,是强对流天气发育的有利地形[9]。
3 防范措施
3.1 干旱
3.1.1 提高水资源的利用率。
黄土高原旱作农业,作物用水的主要来源是自然降水。黄土类土壤质地良好,土层深厚,结构疏松,对水分具有良好的渗透性、持水性、移动性以及相对稳定性的特征和吐纳调节功能,开发好土壤水库,可以提高水资源利用率。提高土壤水库贮水量的方法有3个方面:①平田整地,建設基本农田,修建水平梯田和条田。②早伏耕,蓄水保墒。夏秋季节,对土地深耕,加深耕作层,通过微型孔隙将自然水储存起来;伏秋深耕可以积蓄天然降水,起到“秋雨春用,春旱秋防”的作用。③冬春镇压,保墒提墒。镇压粑耱,中耕松土,具有切断毛细管的作用,提墒保墒。
3.1.2 实施集水节灌农业。
集水节灌农业是以天然降水富集、贮存工程为基础,以有限供水节水补灌为手段,以水的高效利用转化为核心的技术体系。雨水富集技术,是将降水的径流收集起来供灌溉利用。集水窖的修建,要根据集水场地、集流效率和周围环境确定。雨水富集技术,可使淡季贮水旺季用、闲时贮水忙时用、白天贮水夜间用。农田灌溉要逐步摒弃大水漫灌方法,推广小畦灌、喷灌和滴灌技术,这样既能满足农作物生长发育对水分的实际需要,又可节约大量的水资源。
3.1.3 大力开发空中水资源。
据测算,陕西空中的水含量比较丰富,人工增雨雪是开发利用空中云水资源的主要途径。人工增雨雪的主要技术是向云中播撒人工催化剂,在冷云中用人工冰核或干冰等强冷却剂进行催化;低暖云中则用大颗粒或大水滴加强云内水滴的重力碰撞增长过程,使不具备降水的云逐渐发展为具备降水条件,使水汽或云变为雨滴下降到地面。试验结果表明,在一定条件下,对冷云催化可增加降水量10%~25%。据统计测算,飞机人工增雨的投入和效益比在1∶30以上。
3.1.4 兴修水利,防洪抗旱。
自然降水分布并不完全符合人类生产生活的需求,修建水利工程,控制水流,进行水量的调节和分配,具有防洪抗旱多种功能。水利是农业的命脉,我国农业的发展史就是水利工程的建设史,凡有水利工程的地方,农业生产发达,产量稳定。当前水利工程正向综合性、多目标发展,不仅仅是防洪抗旱,还与发电、航运、城镇供水,防止水土流失、维护生态平衡等联系起来。兴修水利有许多综合效应,为农业灌溉只是其中的一个方面。水利工程对抗御因季节降水不均匀所产生的干旱,起着不可替代的作用。
3.2 冰雹
3.2.1 改善生态环境。
通过大面积植树种草、绿化荒山,改善冰雹等强对流天气赖以产生的下垫面生态条件,缩小下垫面热力差异,削弱对流上升运动,从源头上减少出现冰雹的物理条件,最终达到减弱或减少雹灾的作用。
3.2.2 开展人工消雹。地面人工高炮火箭防雹是应对突发性冰雹灾害非常有效的措施,在宝鸡市已开展多年,扶风县在2000年已经购置了移动的防雹作业设备,在实践中积累了比较丰富的经验。但仍存在作业设施少、覆盖面积小等问题。应尽快在黄堆、天度等乡镇建立固定作业防雹点,配合移动作业实施,构建布局合理的防雹火力网。防雹站点依据冰雹发生的强度指标、方位,确定用弹量和发射仰角等作业方案,及时组织火箭、高炮集中轰击,化雹为雨。
参考文献
[1] 刘彤,闫天池.我国的主要气象灾害及其经济损失[J].自然災害学报,2011,20(2):90-95.
[2] 辛吉武,许向春.我国的主要气象灾害及防御对策[J].灾害学,2007,22(3):85-89.
[3] 秦志英.重庆市主要气象灾害分析[J].西南师范大学学报(自然科学版),2000,25(1):78-85.
[4] 孙霞,俞海洋,孙斌,等.河北省主要气象灾害时空变化的统计分析[J].干旱气象,2014,32(3):388-392.
[5] 曾维和,杨星炜.农村气象灾害防御体系分割式困境与对策[J].阅江学刊,2015(6):31-42.
[6] 扶风县区划办气象组.扶风县农业气候分析报告[R].1984.
[7] 刘引鸽,韩景卫,屈康庆.宝鸡市干旱气候特征分析[J].宝鸡文理学院学报,2000,20(2):154-156.
[8] 李建军,李建芳,韩正芳,等.《宝鸡市气候变化及其对农业生产影响研究》技术报告[R].2011.
[9] 郭俊理,韩景卫.扶风县7·14特大暴雨灾害致灾因素分析[J].水土保持通报,2005,25(4):87-90.
关键词 气象灾害;损失;原因;措施;扶风县
中图分类号 S42 文献标识码 A 文章编号 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
气象灾害是当前主要自然灾害中影响最广、发生频率最高、损失最严重的一种类型。各界对气象灾害研究也愈来愈深入[1-5],如秦志英[3]对重庆市主要气象灾害进行了研究;曾维和等[5]从整体性治理理论视角对农村气象灾害防御体系建设的困境和对策进行了分析。扶风县有比较丰富的气候资源,为发展农业生产和多种经营提供了极有利的条件,但也存在干旱、连阴雨、暴雨、大风、冰雹、霜冻、干热风等气象灾害[6],对扶风县工农业生产造成了巨大损失。笔者利用1965—2015年扶风县的气象观测资料和灾情资料,整理出近51年来扶风县主要气象灾害种类及其造成的损失,分析了其普遍发生的原因,并提出了具体的防范措施,以期为气象灾害防灾减灾提供借鉴。
1 主要灾害种类
1.1 干旱
干旱是一种常见的气象灾害。干旱标准以当年降水量较历年同期平均降水量偏少的程度来表示。小旱降水量较历年同期偏少40%以上,中旱偏少50%以上,大旱偏少60%以上。
干旱是扶风县比较常见的一种气象灾害,发生几率很高。据统计,春播期(4月中下旬)平均3.0年发生1次中旱;夏播期(6月中旬前后)平均2.6年发生1次中旱。伏旱(7月中旬—8月上旬)出现的次数多,平均1.8年1次。
从灾情调查来看,历史上有9次干旱成灾。1995年干旱,全年降水偏少50%,夏播作物面积减少50%,减产明显;1996年3—5月,降水较同期偏少65%,整个春季无透雨,使小麦严重减产,产量仅为2 250 kg/hm2,直接经济损失300万元;1997年大旱,降水偏少86%,干旱139 d,玉米损失0.55亿kg;1999年1—4月,天度、法门、南阳等乡镇降水量<10.0 mm,旱情严重,小麦、油菜根系发育不良,分蘖不足,沿山旱作田块死苗严重,直接经济损失200万元;2002年7—11月,降水量仅205.0 mm,偏少率44.2%且高温持续,对秋田作物生长、发育造成不利影响,直接经济损失100万元;2013年3—5月持续干旱,无灌溉条件田地小麦减产3~4成。
扶风地处平原,是闻名全国的商品粮基地县,农田水利设施覆盖率达90%左右,仅在北部沿山一带无水利设施。故在人工干预下干旱对农业生产的影响呈减小趋势。
1.2 连阴雨
连续降水4 d以上(允许有小于0.1 mm间隔日)且降水总量>30.0 mm,定为连阴雨天气过程。连阴雨可分为短期(5~7 d)、中期(8~15 d)、长期(>15 d)3种。从近51年扶风县受灾情况看,连阴雨主要出现在夏季和秋季。
夏季连阴雨:从受灾情况看,历史上出现了4次夏季连阴雨,占连阴雨总次数的40%。5月底出现1次,6月份出现3次,对农业生产造成巨大损失。因此,夏收夏播期间要抢时间、争主动,以免造成不必要的损失。
秋季连阴雨:秋季连阴雨共出现6次,占连阴雨总次数的60%。1981年8—9月出现持续40 d以上的强连阴雨天气。1983年10月的连阴雨,倒塌房屋7 289间,死亡人口16人,成灾167 159人。1984年9月上旬出现的连阴雨,降水持续7 d,降水量124.6 mm;据调查,受阴雨影响,全县倒塌房屋引起的赔付金额4.59万元,涉及11户,受灾人口60人,5所学校停课,直接经济损失8.52万元。2003年9月下旬—10月中旬的连阴雨,对玉米收获、小麦播种极为不利,导致小麦播种期偏晚10~15 d,错过了适播期;同时渭河扶风段河堤多处垮塌,直接经济损失40万元。2011年秋淋天气使法汤高速塌方,县内滑坡50余处,倒塌房屋200间,造成了重大财产损失。
从灾情调查看,连阴雨天气对工农业的影响在20世纪80—90年代较为明显,2000年以后影响不是很大,仅2011年出现的强秋淋天气(创历史记录)造成了较大损失。
1.3 暴雨
暴雨是指日降水量≥50.0 mm的降水过程。经统计,近51年扶风县年均暴雨日数为7 d。暴雨集中在6—9月,其中7—8月分别出现3和4次,共占总数的87.5%。扶风县日最大降水量124.6 mm,出现在2004年7月15日,此次过程造成2人死亡,直接经济损失高达3 000万元。
扶风县暴雨出现的几率虽然较小,但危害大,几乎每次过程都会造成财产损失。2000年以后出现的暴雨都造成了重大财产损失,尤其是配合其他过程,灾情更为严重。据灾情调查,1988年8月8日,2 h降水量64.0 mm,部分工厂、商店、库房进水,胜利机械厂出现滑坡,3人死亡,183人受灾。1997年7月7日降水59.8 mm,造成个别工厂、民房进水和部分财产受损,直接经济损失2万元。2000年8月28日,扶风县城关镇出现局地暴雨天气并伴有大风和雷电,灾害造成部分工厂仓库进水,3所工厂停产;强雷电使部分电力设施受损,5个电力线杆倒塌,全镇供电中断2 h,直接经济损失6万元。2007年8月9日,扶风县城关镇出现日降水量70.6 mm的暴雨过程,造成城区大面积积水内涝,电力、交通、露天工厂等行业均有不同程度的损失,直接经济损失3万元。1992年8月12日大暴雨,直接经济损失68.5万元,2 895户进水,170间住房倒塌。2004年7月15日23:00—16日01:00,扶风县城出现强对流天气,降水量110.0 mm,伴有大風、雷暴、冰雹,造成2人死亡,直接經济损失3 000万元。2012年4月23日,扶风部分乡镇出现暴雨过程,造成356 hm2农作物成灾,直接经济损失500万元。 1.4 大风
瞬时风速≥17 m/s的疾风称为大风。经统计,近51年扶风县年均大风日数6 d,月、季变化明显,主要出现在夏季和春季。扶风县历史上出现了7次大风过程,主要出现在6月份,为5次,占大风总数的71.4%, 5月出现了2次,占大风总数的28.6%。
大风的强度和持续时间决定着大风的危害程度。特别是夏季伴随着雷阵雨出现的大风,时间短,风势猛,危害大。
从灾情调查数据来看,大风造成的灾害损失在2000年以后呈加重趋势。1984年6月17日,瞬时风速达19 m/s,麦草垛被卷跑或刮倒,个别单位围墙、烟囱倒塌,直接经济损失1.32万元。2001年6月12日,扶风县城出现雷雨大风天气,直接经济损失1万元;6月23日,大风过程使南阳、天度等乡镇苹果落果率达30%~40%。2002年6月12日,法门、城关、南阳等乡镇出现大风天气过程,苹果落果率达15%,直接经济损失30万元。
2004年7月15日的雷雨伴有大风过程,造成2人死亡,直接经济损失达3 000万元。2010年5月26日,部分乡镇出现阵风天气,小麦大面积倒伏,倒伏面积约占小麦总面积的20%,农作物受灾面积311 hm2。2012年5月,阵风伴随大风天气过程,造成约5 000 hm2小麦倒伏,产量损失450万kg。
1.5 冰雹
冰雹是一种固态降水现象,从大范围看每年出现的次数不多,时间不长,但危害极大。经统计,扶风县年均冰雹日数为1 d,出现在6月份。
冰雹并不是扶风县经常出现的灾害天气,但每次冰雹天气过程,均对工农业生产造成严重损失。据灾情调查,近51年扶风县出现了5次冰雹天气过程。1996年7月12日,法门镇、召公镇、杏林镇、太白乡、黄堆、段家镇及绛帐镇部分村组出现冰雹,降雹持续40 min,冰雹个体大如鸡蛋,小如杏核,地面积雹厚度3 cm,受灾面积488 hm2,對秋田作物、经济作物造成毁灭性损失,个别田块绝收,直接经济损失600万元。1999年5月24日,午井镇、城关镇出现冰雹、大风强对流天气,小麦、辣椒等经济作物受损严重,18 hm2农作物成灾,直接经济损失100万元。2002年5月14日,扶风县出现冰雹、雷雨天气,11个乡镇59 hm2小麦受灾,直接经济损失100万元;5月16日,全县再次出现大面积冰雹天气过程,历时10~15 min,全县受灾面积8 000 hm2,绝收3 334 hm2,直接经济损失3 400万元。2011年8月25日,法门镇出现大风冰雹天气,受灾面积510 hm2,直接经济损失1 986万元。
2 灾害形成原因分析
2.1 干旱
干旱常表现为土壤干旱和大气干旱,但以大气干旱为主。扶风属于大陆性季风气侯,降水量季节分配不均匀。冬季,扶风位于强大的西伯利亚高压的南部,盛行冬季季风,经常受变性的极地大陆气团控制,高空又受西风气流控制,因此降水量少,干旱发生较多。夏季,扶风处于印度低压南部、西太平洋高压西侧,盛行夏季季风,降水带主要受副热带高压脊线以北的西北气流控制,西太平洋副热带高压(以下简称副高)成为扶风县降水的重要天气系统,副高的强弱及南北移动决定了降水量的多少和季节变化。当青藏高压影响或控制时,易发生初夏旱;当西太平洋副热带高压持续控制时,易发生伏旱。
特大干旱年1995年副高强度指数均比历年年平均偏高50以上,使扶风县一直处于副高的下沉气流控制下,降水量偏少,气温升高。1997年1—4月副高强度指数偏低,影响西南气流北上和西北气流南下,使降水量减少;8月下旬—9月上旬,按副高正常活动应该南退,但副高没有南退,使扶风县出现气温升高、降水量减少的干旱气候特征[7]。
2.2 连阴雨
连阴雨的出现与影响我国雨带迁移的西风带和副热带高压系统的季节性变化有关,连阴雨天气出现的区域也有明显的季节变化,从冬季过渡到夏季时,连阴雨的雨区由南向北推移;从夏季到冬季时,则由北向南推移,与雨带位移的特点相一致。春季,南方的暖湿空气开始活跃,北方冷空气开始衰减,但仍有一定强度,冷暖空气常交汇在长江和华南之间,锋面也常停滞或徘徊于此,在地面天气图上出现准静止锋;在700 hPa等压面图上,出现位于地面准静止锋北侧的东西向切变线,连阴雨天气的位置就出现在地面锋和700 hPa等压面上的切变线之间,当锋面和切变线的位置偏南时,连阴雨发生在华南;偏北时,连阴雨出现在长江和南岭之间的江南地区。初夏,锋面在长江中下游地区徘徊,造成该地区梅雨期的连阴雨。秋季,连阴雨主要发生在北方冷空气开始活跃、南方暖湿空气开始衰减但仍有一定强度的形势下,其过程与春季相似,只是冷暖空气交绥的地区不同,因而连阴雨发生的地区也与春季有所不同。
2.3 暴雨等強对流天气
强对流天气是指出现短时强降水、雷雨大风、冰雹和飑线等现象的灾害性天气,它发生在对流云系或单体对流云块中,在气象上属于中小尺度天气系统。造成扶风暴雨的主要天气系统是西太平洋副热带高压、西风低槽、高原槽、低涡切变、高低空急流等系统。特别是扶风处在青藏高原东北侧,境内地形结构复杂,地形对暴雨的形成有重要作用。同时台风对暴雨的产生也有间接和直接的作用。
暴雨的水汽来源主要有2条:①西南路径,低空西南急流将孟加拉湾水汽经过云贵高原输送到陕西;②东路,东风气流(急流)将东海的水汽输送到陕西,当有低值系统东移、冷空气配合时,就会产生暴雨。影响扶风的暴雨主要有西南气流型、低涡切变型、西风槽型、西北气流型4种类型。
(1)西南气流型。盛夏时期,我国上空为东高西低形势,西太平洋副热带高压脊西伸至我国大陆上,588 hPa线西伸至110° E,脊线在30° N附近,从高原东部到陕西上空(115°~125° E、25°~45° N)有较强的西南气流,当有低值系统移经时,与低层西南气流叠加的区域常会产生暴雨。这种类型占暴雨的12%。 (2)低涡切变型。我国上空以纬向环流为主,多小波动。西太平洋副热带高压和青藏高原的大陆副高2个高压在陕西上空形成切变。由于青藏高原的地形影响,在高原及其高原的东侧多低涡或切变线形成,低涡或切变线向东或东北方向移动,经过陕西上空,在95°~110° E、28°~40° N有低涡或偏南风与偏北风切变,往往会出现暴雨。有29%的暴雨是出现在低涡切变型的。
(3)西风槽型。西太平洋副热带高压脊线位于我国大陆20° N。500 hPa,乌鲁木齐至西安有西风低槽,槽线南北长度大于5个纬距,槽线近于东北至西南走向。在这种形势下,西风槽东移至陕西,在槽线或切变线上可以形成强度很大的暴雨。
(4)西北气流型。贝加尔湖附近有低涡(或低压),河套以西为西北气流控制,亚洲中低纬度为平直气流。在这种环流形势下,贝加尔湖低涡底部不断有冷空气分裂南下,与副热带高压西北侧的暖湿气流在青藏高原东侧交绥,陕西易产生持续性的暴雨[8]。
从历史资料来看,扶风县出现强对流天气一般呈现出高空有冷温槽、低空有切变的环流形势。同时,扶风县地势由西北向东南倾斜呈北高南低。境内自北而南由低山丘陵、山前洪积扇平原、黄土台塬和渭河平原等4个地貌类型构成。占全县总面积近2/3的渭北塬区地形由西北向东南倾斜,塬面被自西而东横穿的津河和由北而南的七星河、美水河自然分割成4大块。塬内分布有9处槽形和碟形洼地。这种阶梯状上升的地形格局、沟谷密布的起伏地形和塬内多处洼地的地表形态,有利于大气对流和局部活动中心的形成,是强对流天气发育的有利地形[9]。
3 防范措施
3.1 干旱
3.1.1 提高水资源的利用率。
黄土高原旱作农业,作物用水的主要来源是自然降水。黄土类土壤质地良好,土层深厚,结构疏松,对水分具有良好的渗透性、持水性、移动性以及相对稳定性的特征和吐纳调节功能,开发好土壤水库,可以提高水资源利用率。提高土壤水库贮水量的方法有3个方面:①平田整地,建設基本农田,修建水平梯田和条田。②早伏耕,蓄水保墒。夏秋季节,对土地深耕,加深耕作层,通过微型孔隙将自然水储存起来;伏秋深耕可以积蓄天然降水,起到“秋雨春用,春旱秋防”的作用。③冬春镇压,保墒提墒。镇压粑耱,中耕松土,具有切断毛细管的作用,提墒保墒。
3.1.2 实施集水节灌农业。
集水节灌农业是以天然降水富集、贮存工程为基础,以有限供水节水补灌为手段,以水的高效利用转化为核心的技术体系。雨水富集技术,是将降水的径流收集起来供灌溉利用。集水窖的修建,要根据集水场地、集流效率和周围环境确定。雨水富集技术,可使淡季贮水旺季用、闲时贮水忙时用、白天贮水夜间用。农田灌溉要逐步摒弃大水漫灌方法,推广小畦灌、喷灌和滴灌技术,这样既能满足农作物生长发育对水分的实际需要,又可节约大量的水资源。
3.1.3 大力开发空中水资源。
据测算,陕西空中的水含量比较丰富,人工增雨雪是开发利用空中云水资源的主要途径。人工增雨雪的主要技术是向云中播撒人工催化剂,在冷云中用人工冰核或干冰等强冷却剂进行催化;低暖云中则用大颗粒或大水滴加强云内水滴的重力碰撞增长过程,使不具备降水的云逐渐发展为具备降水条件,使水汽或云变为雨滴下降到地面。试验结果表明,在一定条件下,对冷云催化可增加降水量10%~25%。据统计测算,飞机人工增雨的投入和效益比在1∶30以上。
3.1.4 兴修水利,防洪抗旱。
自然降水分布并不完全符合人类生产生活的需求,修建水利工程,控制水流,进行水量的调节和分配,具有防洪抗旱多种功能。水利是农业的命脉,我国农业的发展史就是水利工程的建设史,凡有水利工程的地方,农业生产发达,产量稳定。当前水利工程正向综合性、多目标发展,不仅仅是防洪抗旱,还与发电、航运、城镇供水,防止水土流失、维护生态平衡等联系起来。兴修水利有许多综合效应,为农业灌溉只是其中的一个方面。水利工程对抗御因季节降水不均匀所产生的干旱,起着不可替代的作用。
3.2 冰雹
3.2.1 改善生态环境。
通过大面积植树种草、绿化荒山,改善冰雹等强对流天气赖以产生的下垫面生态条件,缩小下垫面热力差异,削弱对流上升运动,从源头上减少出现冰雹的物理条件,最终达到减弱或减少雹灾的作用。
3.2.2 开展人工消雹。地面人工高炮火箭防雹是应对突发性冰雹灾害非常有效的措施,在宝鸡市已开展多年,扶风县在2000年已经购置了移动的防雹作业设备,在实践中积累了比较丰富的经验。但仍存在作业设施少、覆盖面积小等问题。应尽快在黄堆、天度等乡镇建立固定作业防雹点,配合移动作业实施,构建布局合理的防雹火力网。防雹站点依据冰雹发生的强度指标、方位,确定用弹量和发射仰角等作业方案,及时组织火箭、高炮集中轰击,化雹为雨。
参考文献
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