雷淑琴 陈朝基
摘要 地处甘肃河西走廊的玉门海拔高度在1 500 m左右,我国许多重大气象灾害发生前,玉门的气象要素均有十分敏感的反映。在此利用玉门镇国家基本气象站1953~2013年的气象和灾情资料等,通过分析玉门镇国家基本气象站近60年来的几次异常极端气候事件与我国几次异常气象灾害,探讨玉门气候变化的敏感性。结果发现,1954年我国长江流域发生的特大暴雨洪涝灾害前一年(1953年)玉门气温异常偏高;1963年我国海河流域发生的特大暴雨洪澇灾害,当年3月份玉门气温异常偏高;1975、1991、2007年我国淮河流域发生特大暴雨洪涝灾害前,玉门冬季降水量异常偏少;在厄尔尼诺年玉门气温异常偏高;在拉尼娜年玉门气温异常偏低,且降水量异常偏多。
关键词 玉门;气候特征;敏感性;气象灾害
中图分类号 S161 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)33-11914-04
作者简介 雷淑琴(1971- ),女,甘肃敦煌人,工程师,从事短期气候研究。
收稿日期 2014-10-22
甘肃玉门地处我国西北内陆,常年气候干旱,近60年平均降水量65.5 mm,年平均气温7.2 ℃。近60年来,玉门出现的多次极端气候事件与我国许多重大气象灾害事件相对应。1967年玉门出现的年平均气温5.7 ℃,是近60年来玉门年平均气温最低值,1967年我国台湾新寮出现24 h最大降水量1 672 mm,仅次于1952年法国留尼旺岛1 870 mm,居世界第二位[1]。1998年玉门出现的年平均气温8.6 ℃,是近60年来玉门年平均气温最高值,1998年我国长江流域发生的特大暴雨洪涝灾害。
笔者通过分析玉门镇国家基本气象站近60年来的几次异常极端气候事件与我国几次异常气象灾害,探讨玉门气候变化的敏感性,以期为减灾防灾和气候提供一定的科学参考依据。
1 资料与方法
选取玉门镇国家基本气象站1953~2013年的气象资料,以及1954、1998、1963、1975、1991和2007年的几次异常极端气候事件的灾情资料等,通过分析玉门镇国家基本气象站近60年来的几次异常极端气候事件与我国几次异常气象灾害,探讨玉门气候变化的敏感性。1953年玉门镇的气象资料与之后的气象资料有一些不同。因为玉门镇国家基本气象站从1952年7月建站以来,经过了2次迁移,最初站址在玉门县(驻地在玉门镇)幸福街157号(40°16′N、97°11′E),观测场海拔高度1 580.0 m。1954年5月站址迁移到现在所在的位置,位于玉门市玉门镇南门外郊外(40°16′N、97°02′E),观测场海拔高度1 526.0 m。从地理位置看经度和观测场海拔高度均有所改变,但变化不大。
2 玉门气候的敏感性
玉门虽地处我国西北内陆,但对中东太平洋上常发生的厄尔尼诺和拉尼娜现象却反映敏感。如1953年4~10月出现厄尔尼诺,而1953年玉门年平均气温异常偏高;1954年出现拉尼娜现象,1954年玉门年平均气温异常偏低;1967年出现拉尼娜现象,1967年玉门年平均气温异常偏低;2011年出现拉尼娜现象,2011年玉门1月份平均气温为近60年同期最低值;2012年再次拉尼娜现象,2012年玉门年降水量为近60年最大值,均表现得异常敏感。
2.1 1954年长江流域特大暴雨洪涝灾害前玉门的气温异常
为了说明1953年玉门镇年平均气温虽然偏高,仍能够代表玉门镇当年的气温,在此将1953年我国西北地区甘肃、青海、宁夏、内蒙古等地的气候进行比较。1953年我国西北地区干旱,甘肃、青海、宁夏、内蒙古部少雨,不少地区牧草干枯,河溪断流。陕西等地出现伏秋旱。甘肃中部从1952年冬开始到1953年6月干旱持续发展加剧。1953年甘肃受旱面积[2]达86.8万hm2,是甘肃1950~1961年受旱面积最大的一年。可见,1953年玉门镇年平均气温偏高,是当年我国西北地区高温干旱的反映,能够代表玉门镇当年的气候特征。
1954年平均气温比1953~2012年玉门镇60年年平均气温(7.2 ℃)高0.8 ℃,比60年年平均气温最低值(5.7 ℃)高2.3 ℃。1953年玉门镇年平均气温是1953~1997年的最高年平均气温。从表1可见,1953年各月平均气温除4月份外,其余均比常年显著偏高,其中,1953年8月平均气温是1953~2013年61年同期最高值,直今未被突破。
表1 连续比1953年各月平均气温低的开始年和结束年及持续年数
1953年是厄尔尼诺年,当年厄尔尼诺开始于4月,结束于10月,在4~10月份赤道东太平洋的海温高于历年平均值0.5 ℃以上,且持续了6个月之久;1953年玉门镇平均气温异常偏高,也是厄尔尼诺事件的敏感反映。1953年我国南岭地区一带在5月下旬~6月初暴雨洪涝,死亡151人,6月下旬安徽、湖北、湖南3省暴雨洪涝,死亡117人,7~8月河北、山东、辽宁等地暴雨洪涝,死亡1 891人。
次年,即1954年又出现了拉尼娜现象,这次拉尼娜现象从1954年6月一直持续到1956年7月,赤道东太平洋的海温低于历年平均值0.5 ℃以上,且持续了2年以上。1954年我国长江流域发生异常的特大暴雨洪涝灾害,死亡人数超过3万人,倒塌房屋700万间以上,农作物成灾面积达700万hm2以上,粮食减产近100亿kg,棉花减产近400万担,江河湖堤岸大小决口1万处以上。1954年我国从4月份就降水偏多,武夷山区4月降水量达400 mm以上,5月天目山和黄山以南到武夷山区达600 mm,6月幕阜山达800 mm,7月大别山区达1 000 mm左右,安徽吴店达1 265.3 mm。
1954年我国长江流域发生的特大暴雨洪涝灾害与前一年即1953年的厄尔尼诺事件引起的高温干旱和当年拉尼娜现象有很大关系。其中我国西北地区的玉门等地的异常高温是一个显著的前兆因子。
2.2 1998年长江流域特大暴雨洪涝灾害与玉门的气温异常
1998年玉门镇年平均气温8.6 ℃,比1953~2012年玉门镇年平均气温(7.2 ℃)高1.4 ℃,比60年年平均气温最低值(5.7 ℃)高2.9 ℃。1998年玉门镇年平均气温是1953~2013年的最高年平均气温。
1998年前一年,即1997年出现了厄尔尼诺事件,1997年5月~1998年7月赤道东太平洋的海温高于歷年平均值0.5 ℃以上,且持续了15个月之久,这次厄尔尼诺事件强度强、持续时间长。1998年7月后赤道东太平洋的海温又低于历年平均值0.5 ℃以上,出现了拉尼娜现象,这次拉尼娜现象一直持续到2000年6月才结束。
1997年春我国北方河北、山西、陕西等地出现春旱,入夏后,我国北方大部持续高温少雨,北方大部6~8月降水量比常年偏少2~6成,部分地区偏少5~7成。6月份新疆且末、哈密等地出现了1951年以来的同期降水量最少值。7月我国北方地区降水量比常年偏少7~9成,山东平均降水量为近30年同期最少值。2月7日~11月21日黄河多次出现断流,累计断流达222 d,断流长度曾达700 km以上,为历史上断流最严重的一年。
1997年夏季我国北方大部出现极端高温天气,如甘肃省1997年极端最高气温达近30年最高的地方有泾川、武威、山丹等20个县市区(表2)。1997年7月甘肃持续高温少雨天气是出现在我国北方大部地区异常高温干旱的气候背景下。
1997年6月末,因干旱使辽宁沈阳除辽河外,几乎所有河水断流,辽宁彰武县55条河流有50条断流,有95 600眼水井干涸。山西省偏关县7月底~9月上旬出现河流干涸。河北省小型水库、坑塘及河道部分干涸,浅层静水位下降20 m以上;深层静水位下降至70 m以上,7月中旬河北省受旱面积达266.7万hm2,严重干旱面积126.7万hm2;7月上旬北京市有180多名交警中暑;7月15日北京市区日供水量从6月30日的189.14万m3猛增至240.1万m3,比1996年同期净增40万m3,达到供水极限,7月15日北京市区用电量达467.8万kW,比1996年同期增长20%;7月13日天津有50多名60岁以上老人因高温难耐而死亡。8月底,河南省2 343座小型水库有近一半干涸,大多数河水断流,地下水位普遍下降3~5 m;绝大多数机井枯竭,227万人、67万头大牲畜饮水困难。江苏省境内淮河干流也发生断流,到11月10日累计断流122 d。
表2 甘肃省1997年极端最高气温达近30年最高的地方
1997年5月开始的一次厄尔尼诺现象,到1998年7月结束。此次厄尔尼诺现象持续一年多时间,使甘肃等我国北方大部在1997年高温少雨,也影响了甘肃玉门等地1998我国大部地区的年平均气温异常偏高。1998年不仅我国年平均气温异常偏高,且1998年的全球平均气温也是自1861年有器测气象记录以来最暖的一年。可见,1998年玉门镇气温异常偏高,不仅是我国气候的敏感反映,也是全球气候变暖的敏感反映。
1998年7月厄尔尼诺结束,新一轮拉尼娜现象开始,是1998年我国长江流域和我国东北嫩江流域发生特大暴雨洪涝灾害的主要原因之一。1998年5月我国西北、华中、华南等地出现局地暴雨洪涝灾害,5月18~25日我国上述地区的10个以上省、区出现暴雨或大暴雨,湖北、广西、广东等地还出现特大暴雨,死亡107人。1998年6~8月长江流域出现全流域性特大暴雨洪涝,死亡1 800人以上,伤病超过100万人,受灾人口达3 688万,倒塌房屋430万间以上,损坏房屋800万间以上,农作物受灾1 000万hm2以上;经济损失超过1 500亿元。1998年6~8月我国东北嫩江流域也发生暴雨洪涝灾害,受灾人口超过1 000万人,农作物受灾超过500万hm2;经济损失近500亿元。
2.3 1963年海河流域特大暴雨洪涝灾害与玉门1963年3月的气温异常
1963年3月份玉门镇平均气温4.6 ℃,为1953~2012年玉门镇同期平均气温最高值,对当年南方的高温干旱和我国北方海河流域的8月特大暴雨有一定的指示作用。
在常年,我国北方少雨、南方多雨。而1963年冬春我国南方大旱,从1962年入冬以来,我国江南、华南、西南部分地区一直少雨雪,1963年春又无春汛,华南及云南干旱为近60~70年所罕见,1~5月云南、贵州、四川部分地区降水量比常年同期少5~8成,广东、福建、云南等省不少地方降水量为近40年同期最少值,广东汕头为1882年有雨量记录以来最少值。1963年4~5月间,广东、福建、广西部分地超过35 ℃的高温天气长达16~33 d,比常年同期多15~21 d。
1963年7~10月间,我国南方再次出现干旱。从6月开始湖南、江西少雨,比常年同期偏少4~8成,其中,湖南岳阳为近40年同期最少值;7~8月江西、福建、广东相继少雨干旱,干旱一直持续到10月,形成伏秋连旱;8月中旬湖南受旱稻田面积达118万hm2,全省粮食减产115万t;9月湖南有10 756条河溪断流。
而1963年我国北方海河流域持续严重暴雨洪涝,死亡5 800人以上,倒塌房屋1 500万间以上,农田受灾600万hm2以上;其中,河北、天津有101个县市受灾,占总县市数的96%,约有1 000万人无家可归。
2.4 1975年河南特大暴雨洪涝灾害与玉门1975年的最长连续无降水日数
1974/1975年冬季玉门镇3个月降水量仅有0 mm,特少,1974年11月~1975年3月玉门镇最长连续无降水日数达121 d,这是1953~2012年玉门镇近60年最长连续无降水日数。直到2013年12月~2014年4月又一次出现121 d最长连续无降水日数,才平了这个记录。
在1975年夏季河南出现特大暴雨洪涝灾害,河南省板桥水库和石漫滩水库垮坝,约有10万人当即被洪水卷走[3],有2.6万人死亡。1975年8月我国江淮地区出现特大洪涝;8月上旬淮河流域普降特大暴雨,暴雨主要集中在8月5~7日,尤其是7日更为集中,8月7日河南林庄6 h降水量达830 mm,24 h降水量达1 060 mm。
1975年的河南特大暴雨与1975年的2次拉尼娜现象有很大关系。当年前一次拉尼娜现象开始于1973年9月,持续时间长达16个月之久,于1975年1月结束。而到1975年5月新一轮拉尼娜现象又开始出现,直到1976年3月结束,持续时间长达11个月。在两轮拉尼娜现象之间一般均出现厄尔尼诺现象,但在1975年,却未出现。考察1973~1980年玉门镇3月份平均气温发现,1975年3月份平均气温是这8年来的同期最高值,虽然未达到历史极值但相对于这8年来的同期平均气温却高了很多,比1974年同期高3.1 ℃,比1976年同期高3.7 ℃。
由此可见,玉门镇3月份平均气温显著偏高和前期干旱少雨雪是河南当年夏季发生特大暴雨的前期征兆。
2.5 1991年江淮流域特大暴雨洪涝灾害与玉门1991年的连续无降水日数
1990/1991年冬季玉门镇3个月降水量也仅有0 mm,特少,1990年12月~1991年2月玉门镇最长连续无降水日数超过90 d,虽未达到玉门镇历史上近60年最长连续无降水日数,但也是一个比较干旱少(雨)雪的冬季。这类似于1974/1975年冬季。
1991年5月下旬~7月上旬,淮河、太湖流域连续降大到暴雨,降水量累计超过800 mm,其中淮南及皖南山区多达1 000 mm,苏皖两省造成直接经济损失达400亿元以上。1991年江淮流域的持续性特大暴雨洪涝发生在梅雨季节,5月18日~7月8日连续出现多次大暴雨天气,有11个省、市、区受到影响,受灾人口超过1亿人,受灾农作物达1 126万hm2,死亡1 800人以上,倒塌房屋300万间,经济损失超过700亿元。
在常年春夏,我国南方地区多雨,而1991年春夏我国华南出现旱灾,4~5月份,华南前汛期出现罕见的少雨无汛反常现象,华南大部降水量比常年偏少4~6成,同时,气温偏高,广西4月上旬到中旬前期连续出现35 ℃以上的高温天气,一些地方气温高达40 ℃。广东在5月下旬也出现同期少见的高温炎热天气,许多县市气温高达35~38 ℃。1991年4~6月江西、湖南相继出现干旱,江西出现罕见空汛,7月底伏旱面积达144.22万hm2,部分河流断流;湖南6月份有665条河溪断流,239座小水库和7.3万个坑塘干涸,94.3万hm2水稻受旱,有220万人饮水困难,因夏旱造成直接经济损失13.5亿元。
1991年夏季我国西北、华北也干旱,7~8月部分地区降水量比常年偏少3~7成,8月中旬北方陕、甘、宁、新、青、晋、冀、鲁、豫、内蒙古等省区最大受旱面积达1 133.3万hm2。
1991年江淮流域的持续性特大暴雨洪涝和我国南方及西北、华北的异常干旱与1991年5月~1992年6月出现的厄尔尼诺也不无关系。1991年5月~1992年6月出现的厄尔尼诺现象,持续时间长达13个月。在厄尔尼诺现象出现前期,玉门等地在冬季异常干旱,无降水日数相对较长,降水量异常偏少。诸如上述现象预示了1991年出现江淮流域的持续性特大暴雨和我国南北方的异常干旱。
2.6 2007年江淮流域特大暴雨洪涝灾害与玉门2006/2007年冬季的异常干旱
2006/2007年玉门镇冬季(12月~次年2月份)降水量仅有0.2 mm,特少,2006年9月~2007年3月份玉门镇连续7个月总降水量仅有1.4 mm,秋冬连旱。而2006年我国川渝地区出现罕见特大干旱。从2007年4月开始玉门出现旱涝急转,4月份玉门镇降水量达23.1 mm,是常年同期降水量(3.9 mm)的5倍多。
2007年夏季淮河流域主汛期,出现持续性强降水天气,流域平均降水量达465.6 mm,是1953年以来历史同期第二多,仅次于1954年(565.1 mm)。受暴雨影响,安徽、江苏、河南等省有2 922.2万人受灾,死亡35人,失踪9人,紧急转移安置101.1万人,因灾造成直接经济损失达156.1亿元。2007年7月末,河南、陕西、山西3省的部分地区受暴雨袭击,死亡131人,失踪50人[4]。
2007年我国气温继续攀升,为近57年来最暖的一年。我国南方地区再次发生1951年以来罕见的秋旱,9月21日~11月27日南方大部地区降水明显偏少,其中贵州、湖南、江西区域平均降水量仅为42.7 mm,约为常年同期的1/4,为1951年以来次少值。长时间少雨,致使江南中部和西部及湖北东部、贵州东部、广西北部和东部、广东西部等地发生严重干旱,其中贵州、湖南、江西等地的干旱為近50多年来所罕见。
2007年玉门镇全年降水量达123.0 mm,这是近60年玉门镇全年降水量继1979年和1982年以来超过100 mm的又一年,近60年玉门镇全年降水量超过100 mm的仅有4年,另外一年是2012年。玉门镇年降水量超过100 mm的4年均出现在1979年以后,而1979年以后北极海冰面积连续减少,直到2013年9月北极海冰面积又突然增加,这也许意味着2013年9月后玉门等北方地区降水量减少,而南方降水量增加,实况表明,2014年玉门镇出现最长连续无降水日数达121 d,2014年1~4月玉门镇连续4个月降水量仅有0.7 mm,而1~7月份降水量仅有17.4 mm,还不到常年同期降水量(44.1 mm)的一半。
3 结论
玉门镇地处我国西北甘肃河西走廊西部,海拔高度在1 500 m左右,我国许多重大气象灾害发生前,玉门的气象要素均有十分敏感的反映。我国长江流域发生的特大暴雨洪涝灾害前一年玉门气温异常偏高;我国海河流域发生的特大暴雨洪涝灾害前,3月份玉门气温异常偏高;我国江淮流域发生的特大暴雨洪涝灾害前,玉门冬季降水量异常偏少。另外,在厄尔尼诺年玉门气温异常偏高;在拉尼娜年玉门气温异常偏低,且降水量异常偏多。
参考文献
[1] 温克刚,丁一汇.中国气象灾害大典综合卷[M].北京:气象出版社,2008:1-948.
[2] 温克刚,董安祥.中国气象灾害大典甘肃卷[M].北京:气象出版社,2005:1-450.
[3] 阮均石.气象灾害十讲[M].北京:气象出版社,2000.
[4] 廖要明.淮河发生流域性大洪水,江南华南大范围高温干旱[J].气象,2007,33(10):124-125.