摘要:低温雨雪冰冻是一种复合型气候事件,极端低温雨雪冰冻事件发生频率低,但造成的影响往往十分严重,开展低温 雨雪冰冻事件演变特征研究对有效防御和减轻灾害影响具有重要意义。利用湖北省1981-2024年逐日气象观测资料,从 低温、雨雪、冻雨等3个方面遴选指标,构建大范围持续低温雨雪冰冻事件综合评估模型;依据致灾因子类型、承灾体受灾特 征对事件分型并排序;结合历史灾损数据分析了湖北省1981年以来大范围持续低温雨雪冰冻事件的致灾特征。结果表明:(1)近44a湖北省共出现64次大范围持续低温雨雪冰冻事件,平均每年出现1.5次,1月出现频率最高,约占42%,其次是 2月,约占34%。(2)湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件判别为六大分型,其中雨雪为主型占40%,低温雨雪冻雨型占 31%,低温雨雪型占16%,其他类型共占13%,最强10次事件均属于低温雨雪冻雨型。(3)湖北省因低温雨雪冰冻灾害造 成的直接经济损失总体呈增加趋势,但直接经济损失占GDP比重呈下降趋势。(4)湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件 “综合强度指数-直接经济损失”相关关系呈幂指数分布,当事件综合强度指数超过1.85时,直接经济损失迅速增加。 关键词:低温雨雪冰冻;综合强度;分型;重现期;灾损曲线
中图法分类号:P429
文献标志码:A
DOI: 10.12406/byzh.2024-078
Typing and disaster loss evaluation of freezing events based on the comprehensive
intensity index of low temperature,rainfall/snowfall and freezing in Hubei Province
SHI Ruiqin1, XIA Zhihong1, QIN Pengcheng1, HONG Guoping1, ZHAO Xiaofang1, WEN Quanpei1, LIU Ying2
(1. Wuhan regional climate centre, Wuhan 430074;2. Hubei Meteorological Information and Technological Support Center, Wuhan 430074)
Abstract: Low temperature, rainfall/snowfall and freezing is a complex climate event. Although extreme low temperature, rainfall/snowfall and freezing events occur infrequently, they often cause serious impacts. Researching evolutionary characteristics of low temperature, rainfall/ snowfall and freezing events is of great significance for effective defense and mitigation of disaster impacts. By using daily meteorological observation data from 1981 to 2024 in Hubei and selecting indicators from three aspects: low temperature, rainfall/snowfall and freezing, a comprehensive evaluation model for large–scale sustained low temperature, rainfall/snowfall and freezing events was established. According to the types of disaster-causing factors and the disaster characteristics of the affected bodies, these events were classified and ranked. Com- bined with the historical disaster data, the disaster characteristics of large–scale sustained low temperature, rainfall/snowfall and freezing events in Hubei since 1981 were then analyzed. The results are as follows. (1) There have been a total of 64 large–scale sustained low temper- ature, rainfall/snowfall and freezing events in Hubei in the past 44 years, with an average of 1.5 occurrences per year. January has the highest frequency of occurrence, accounting for about 42%, followed by February, accounting for about 34%. (2) The large–scale sustained low tem- perature, rainfall/snowfall and freezing events in Hubei are classified into six types, with rain and snow type accounting for 40%, low tempera- ture, rainfall/snowfall and freezing type accounting for 31%, and low temperature, rain, and snow type accounting for 16%, other types ac-counting for a total of 13%. The strongest 10 events all belong to low temperature, rainfall/snowfall and freezing type. (3) The direct economic losses caused by low temperature, rainfall/snowfall and freezing disasters in Hubei have shown an overall increasing trend, but the proportion of direct economic losses to GDP has shown a certain decreasing trend, with a relatively small proportion since 2012. (4) The correlation between the comprehensive intensity index and direct economic losses of large–scale sustained low temperature, rainfall/snowfall and freezing events in Hubei follows a power curve distribution. When the comprehensive intensity index of the event exceeds 1.85, the direct economic losses increase rapidly.
Key words: low temperature; rainfall/snowfall and freezing; comprehensive intensity; typing; recurrence periods; disaster loss curve
引言
降水的相态变化主要是液态降水向固态降水的 转化,除冰雹外,大多发生在近地面气温0℃左右的低 温条件下,常见的降水类型有冻雨、雪、雨夹雪和霰等 (Stewart et al.,2015)。上述降水类型常混合出现,从 而形成低温雨雪冰冻复合灾害,对交通运输、基础设 施、人民生命财产安全以及生态系统造成严重影响(Zhou et al.,2011;Stien et al.,2012;云天雨等,2024)。 2008年初,中国南方地区发生了历史罕见的低温雨 雪冰冻灾害事件,造成贵州、湖北、湖南、安徽等20个 省(区、市)1亿多人口受灾,直接经济损失1500多亿元, 受灾区域之广、影响人口之多以及灾情损失之重 均极为罕见(肖子牛等,2009;白媛等,2011)。2024年 2月,我国南方地区再次遭遇大范围持续低温雨雪冰 冻天气,对交通、农业、基础设施等造成严重影响,仅 湖北省直接经济损失近80亿元,部分地区灾情重于2008年。
2008年以来,国内外学者针对低温雨雪冰冻灾害 开展了大量研究。在低温雨雪冰冻灾害事件识别和 评估方面,Cohen等(2014)、Qian等(2014)和Kug等(2015) 指出,中国南方地区是低温雨雪冰冻事件发生频次较 高的区域,在全球变暖背景下,持续性低温雨雪冰冻 事件总体呈减少趋势,但中低纬度受极地冷空气南下 影响,发生频次呈增加趋势;周悦等(2016)研究了湖北 冻雨时空分布特征,进一步解析了冻雨发生时的气象 要素特征;陈正洪(2009)指出短期的降雪和低温对社 会危害有限,当积雪深度超过8(19)cm,或者累积最低 气温低于-7(-43)℃,或者累积雪量超过24(54)mm时, 才会开始产生严重(极其严重)危害;万素琴等(2008)提 出低温雨雪过程综合指数概念,选取最长连续雨雪日 数及期间雨雪量、日平均气温≤0.5℃连续日数、过程 平均气温和极端最低气温等5个指标建立低温雨雪冰 冻过程综合指数,基于此评估了2008年湖北省低温雨 雪冰冻过程;周月华和郭广芬(2010)基于多指标综合 指数建立了灾害性天气过程预评估方案,利用历史统 计情景、相似指数年份类比和中短期预报等三种方 案,实现了对低温雨雪冰冻等灾害性天气过程和影响的预估;李婷等(2018)利用“致灾强度指数-经济损失 率”反演法构建脆弱性曲线,制作了不同重现期河北 省雪灾经济损失的风险分布;宗海锋等(2022)利用日 平均气温、降水量及雨凇资料,建立了中国南方大范 围持续性低温雨雪冰冻灾害事件客观识别方法,揭示 了灾害事件关键特征,并指出充沛的水汽供应和大范 围强烈的水汽辐合是低温-雨雪灾害事件和低温-雨 雪-冰冻灾害事件发生的关键条件。上述研究为认识 低温雨雪冰冻灾害的天气气候学特征及其识别和评 估提供了重要的基础,但对低温雨雪冰冻复合事件致 灾因子的组合类型差异及其产生的影响认识仍不够 深入,特别是在全球气候变化背景下,低温雨雪冰冻 复合事件的致灾因子及主导类型和产生的灾害影响 有何新特征,仍缺少客观定量的分析。
湖北省地处长江中游,东、西、北三面环山,中间 低平,略呈向南敞开的不完整盆地,为冬季冷空气南下 通道,是低温雨雪冰冻灾害的频发区域之一。2008年 初低温雨雪冰冻灾害发生后,湖北省气象局就建立了持 续低温雨雪冰冻过程综合评估模型(万素琴等,2008), 随着2018年、2024年低温雨雪冰冻灾害发生,冻雨在 复合灾害中的影响逐渐受到关注,以往对冻雨的评价 主要是它对架空线路、道路交通等方面的影响,没有 将其作为一个单独因子纳入到综合评估模型中,导致原有模型和评估方法应用于当前低温雨雪冰冻灾害评估时出现明显局限性。本文旨在通过对典型灾情 过程的分析,修订低温雨雪冰冻事件评估指标,构建 低温雨雪冰冻事件评估模型,系统分析湖北省低温雨 雪冰冻事件的分型和致灾特征,为科学应对低温雨雪 冰冻灾害提供支撑。
1资料与方法
1.1资料说明
本文所用资料包括:(1)气象资料。湖北省76个 国家级基本气象站逐日平均气温、最低气温、降水量、降 雪、积雪、电线积冰直径(含导线本身直径)和雨凇观测 资料,资料年限为1981年1月1日至2024年3月31日, 来源于湖北省气象信息与技术保障中心。(2)灾情资 料。湖北省雪灾灾损数据,来源于湖北省应急管理局、湖北省第一次自然灾害综合风险普查领导办公 室,对多渠道收集的不同年份灾情损失数据利用折算 系数进行预处理。
1.2研究方法
本文在构建低温雨雪冰冻事件评估模型时,对低 温、雨雪、冻雨三种灾害的强度指数进行归一化计算 (叶宗裕等,2008),再求和得到综合强度指数。通过线性、多项式、指数、高斯、幂指数等回归方法,绘制“综 合强度指数-直接经济损失”拟合曲线,根据拟合度检 验结果分析湖北省低温雨雪冰冻事件综合强度指数 与灾损两者的变化关系。运用广义帕雷托分布(Gen- eral Pareto Distribution,GPD)推算了不同重现期下湖北 省低温雨雪冰冻事件及分灾种灾害事件的重现期,具 体方法(江志红等,2009)如下
2大范围持续低温雨雪冰冻事件识别及评估模型改进
2.1低温雨雪冰冻事件识别
某一测站持续低温雨雪冰冻事件指在一次连续 5d或以上雨雪过程的同时、之前或之后也出现连续 多日日平均气温≤0℃的连续低温过程,且连续雨雪 过程和连续低温过程有至少1d的重叠。把连续雨雪 和连续低温两个开始日最早的日期,到两个结束日最 晚的日期,这一时间段内被认为该测站出现一次持续 低温雨雪冰冻事件。其中,持续雨雪天气定义为:连 续5d及以上的雨雪天气(允许期间有1d间歇),连续 7d及以上的雨雪天气(允许期间有不连续的2d间 歇),连续10d及以上的雨雪天气(允许期间有不连续 的3 d间歇)。
根据1981年以来湖北省历次持续低温雨雪冰冻事件的发生范围进行判定,某日期段从第一日至最后 一日,全省范围内有gt;10%的测站出现持续低温雨雪冰 冻事件,则表示该时间段发生了大范围持续低温雨雪 冰冻事件。
2.2低温雨雪冰冻事件评估模型改进
2.2.1低温雨雪冰冻事件评估指标修订
本文基于文献(万素琴等,2008)已有指标,依据低 温雨雪冰冻过程的天气气候学特点,增加最大积雪深 度、电线积冰直径等直观表达灾害破坏性能量因子;同 时,为更好地刻画1984、1990、2018、2024年等典型冰冻 年冻雨特征,增加电线积冰最大直径≥5mm站数这 一指标;最后确定选用连续雨雪日数、雨雪总量和最 大积雪深度作为评估雨雪部分的三项指标;选用连续 低温日数、过程平均气温和极端最低气温作为评估低 温部分的三项指标;选用冻雨日、平均电线积冰最大 直径、电线积冰最大直径≥5mm站数作为评估冻雨部 分的三项指标(表1)。
2.2.3低温雨雪冰冻事件评估模型
对于低温雨雪冰冻灾害,依据致灾机理,考虑不 同的加权方案确定综合强度指数。雨雪、低温、冻雨对 不同承灾体的影响各有侧重(周月华和郭广芬,2010),如 雨雪量大,积雪深,压坏农作物、折断林木,形成机械性 损伤,损坏电力、通信和公共基础设施等;气温持续过 低,冻坏农作物,造成鱼类、牲畜患病冻死;冰冻造成 越冬作物植株和各种林木果树的生理性损伤,还会危 及交通安全等;极端冻雨给林木、电力输送和通信带 来很大危害,故采用等权重方案搭建某次大范围持续 低温雨雪冰冻事件综合评估模型,计算公式如下
式(4)~(7)中,Z(i)为第i次事件的综合强度指数;Z(i)、Z(i)、Z(i)分别为第i次事件的雨雪强度、低温强度和 冻雨强度指数;m(i)、m.(i)、m(i)分别为第i次事件 涉及的雨雪、低温和冻雨站数,n为测站总数;f口]为归 一化计算。
3结果与分析
3.1低温雨雪冰冻事件分布特征
3.1.1发生频次及时间分布特征
根据低温雨雪冰冻事件评估模型,识别出1981- 2024年湖北省共出现64次大范围持续低温雨雪冰冻 事件,平均每年出现1.5次。20世纪80年代出现频率 最高,达18次;20世纪90年代至21世纪10年代均为13次;2020年以来共出现7次。近44a中,出现3次 及以上的概率约为11%,最多年出现频次可达5次 (1984年12月至1985年2月),出现2次及以上的概率 约为43%,至少出现1次的概率约为84%,不出现的 概率约为16%(7a)。
从年内分布来看,大范围持续低温雨雪冰冻事件 主要出现在11月至次年3月,其中出现在1月的频率 最高,约占42%,其次是2月,约占34%,出现在12月、 3月和11月的频率分别为17%、5%和2%。年内出现 时间最早的大范围持续低温雨雪冰冻事件发生在 2009年11月15-18日,出现时间最晚的事件发生在1998年3月19-24日。
3.1.2指标因子变化特征
从连续雨雪日数看(图1a),持续5~7d事件占 69%,7d以上事件占31%;偏长期集中分布在20世纪 80年代前期、80年代末至2008年,2008年后偏长事件 明显多于偏短事件。从雨雪总量看(图1a),不足30mm 事件占70%,超过30mm事件占30%;偏多年主要分布 在20世纪80年代末至2008年,2008年后以偏少为主, 但近几年又呈波动增加趋势。最大积雪深度不足10cm 事件占42%,10~20cm事件占44%,超过20cm事件占 14%。连续雨雪日数和雨雪总量具有较明显的年代际 变化特征,且连续雨雪日数有一定减少趋势。
从连续低温日数看(图1b),23%事件无低温,77% 事件低温平均持续4.8d,其中1~5d事件占77%,超 过5d事件占23%。过程平均气温介于-2.3~-0.4℃ 之间,仅4次事件平均气温低于-2℃。从极端最低气 温看(图1b),38%事件高于-8℃,39%事件低于-8℃; 明显偏低的年份主要分布在20世纪80年代中期、80 年代末至90年代中期、21世纪10年代初至2018年。 在湖北省冬季平均气温平均每10年升高0.25℃、极端 低温事件平均每10a减少4站的气候变暖背景下,低 温雨雪冰冻事件中过程平均气温和极端最低气温没 有呈现出整体升高趋势,特别是21世纪10年代和 2024年的低温雨雪冰冻事件中低温较明显。
从冻雨日数看(图1c),23%事件无冻雨出现,61% 事件冻雨持续1~3d,16%事件冻雨持续4~10d,同 以往中国多数地区冻雨日数总体下降这一特征有区 别(宗志平等,2013;汪卫平等,2020),湖北省冻雨日数 在2008年前也为下降趋势,但近年来几次明显冻雨过 程的出现使整体趋势转降为升。从平均电线积冰最 大直径看,1982、1989、2000、2018年四个年份电线积 冰最大直径平均值大于36mm。从电线积冰最大直径 ≥5mm站数看(图1c),75%事件电线积冰最大直径未 超过5mm,另外25%事件电线积冰最大直径超过5mm 的站数大于3个的事件均出现在近7a中,一定程度上 反映出冻雨极端性在增强。 3.2低温雨雪冰冻事件分型
从气象要素、低温雨雪冰冻事件的承灾体受灾特 征分类分析,低温雨雪冰冻事件大致分为三类:雨雪 事件、低温事件、冻雨事件。结合历次事件中三类灾 害强度(图2)及同步性,将64次事件组合成多种不同 类型的灾害事件,主要分为几种形态:(1)单灾型,包括 雨雪为主型、低温为主型、冻雨为主型;(2)两两组合 型,包括低温雨雪型、低温冻雨型;(3)三种灾害交织 型,即低温雨雪冻雨型。以2024年2月1—7日事件(简称“2024.2.1”事件)为例,它实际上包含了大范围持 续性雨雪、低温、冻雨灾害事件的多种组合。
3.2.1单灾型
雨雪为主型事件占40%,这类事件发生频次最高,雨雪总量5.0~38.3mm,最大积雪深度不超过20cm; 最强雨雪为主型事件出现在1996年1月8-21日,全 省83%的区域出现雨雪且持续14d;除本次事件综合 强度指数为0.45外,其余各事件综合强度指数介于0.01~0.13之间。低温为主型事件占5%,且均出现在 1月,连续低温日数3~5d,过程平均气温-2.3~ -1.03℃,极端最低气温-11.5~-8.1℃,综合强度指数介于0.14~0.19之间,超过96%的雨雪为主型事件(图3)。 冻雨为主型事件占3%,这类事件发生频次最低,综合 强度指数介于0.12~0.16之间,1992年2-3月两次低 温雨雪冰冻事件均属于这一类型,平均电线积冰最大 直径超过30mm,且均有站点电线积冰最大直径超过 5mm,此类事件综合强度接近低温为主型事件。
3.2.2两两组合型
低温雨雪型事件占16%,90%事件出现在1月;雨 雪总量13.0~52.3mm,最大积雪深度12~38cm,过程平均气温-1.68~-0.63℃,极端最低气温-13.5~-5.8℃;最强低温雨雪型事件出现在1998年1月12— 22日,全省75%的区域出现低温雨雪且持续11d,雨 雪、低温强度分别排第10、9位,综合强度指数0.83; 2000年1月21日—2月4日事件持续15d,雨雪、低温 强度分别排第8、12位,综合强度指数0.82;其余各 事件综合强度指数介于0.26~0.74之间。低温冻雨型事件占5%,过程平均气温-1.72~-0.95℃,极端最低 气温-9.5~-4.5℃,冻雨持续2~3d,平均电线积冰 最大直径28~29mm,通常电线积冰最大直径不超过32mm,最强低温冻雨型事件发生在1987年2月18— 21日,全省22%的区域低温持续2d,42%的区域冻雨 持续3d,冻雨范围历史第5;历次低温冻雨型事件综合 强度指数介于0.23~0.28之间,这类事件综合强度总 体上弱于低温雨雪型事件(图3)。
3.2.3三种灾害交织型
低温雨雪冻雨型事件占31%,连续雨雪日数6~ 23d,雨雪总量大多介于20.0~74.6mm之间,最大积雪 深度大多介于9~48cm,过程平均气温-2.3~-0.7℃, 极端最低气温-18.7~-7℃,平均电线积冰最大直径 28.0~37.6mm,近70%事件中有1~15站电线积冰最大直径≥5mm;最强为2008年1月11日-2月3日事 件(简称“2008.1.11”事件),过程持续23d,雨雪总量 54.2mm,过程平均气温-1.64℃,极端最低气 温-11.5℃,冻雨持续8d,综合强度指数2.17。在20次 低温雨雪冻雨型事件中,50%的事件综合强度指数超过 最强的低温雨雪型事件(图3),且这10次事件综合强度 指数分别位列历史前十位(表2),可见多灾种交织型组合 事件相较其他事件更易致灾,这一结论与“事实上容易 造成严重损失的都是范围广、持续时间长的大范围低温 雨雪冰冻复合灾害”(唐熠等,2013;李倩等,2023)结论 一致。
为进一步刻画多灾种交织型组合事件的主导灾 害,下文以最强10次大范围持续低温雨雪冰冻事件为 例,从历次过程的特征因子出发,分析特征因子大小、 分灾种强度及重现期。表2列出了湖北省1981年以来 最强10次大范围持续低温雨雪冰冻事件特征值及排位。
2018年1月24日—2月1日事件(简称“2018.1.24”事件)、2024年2月20-26日事件(简称“2024.2.20”事件)中连续雨雪日数、雨雪总量、最大积雪深度不突出, 主导灾害为低温和冻雨,前一次事件低温持续9d,22 站出现冻雨且4站电线积冰最大直径≥5mm;后一次 事件冻雨持续5d,50站出现冻雨且5站电线积冰最大 直径≥5mm;两次事件综合强度分别排第8、5位,分 别达5a一遇和10a一遇。
1989年2月17日-3月2日事件(简称“1989.2.17”事件)、1982年1月28日-2月13日事件(简称 “1982.1.28”事件)中平均气温和极端最低气温不突出, 主导灾害为雨雪和冻雨,前一次事件连续雨雪日数历 史第4位,雨雪总量(74.6mm)、最大积雪深度(48cm)均 为历史最大,冻雨范围历史第五,平均电线积冰最大 直径37mm,雨雪、冻雨强度分别排第3、9位;后一次 事件雨雪范围历史第3位,连续雨雪日数历史第2位, 冻雨范围历史第6位,冻雨持续5d,平均电线积冰最 大直径37.6mm,雨雪、冻雨强度分别排第5、6位;两次 事件综合强度分别排第6、9位。
1990年1月27日-2月7日事件(简称“1990.1.27” 事件)主导灾害为冻雨,35站出现冻雨且持续3d,平均电线积冰最大直径32.38mm且3站电线积冰最大直 径≥5mm,冻雨强度历史第3位,使该事件综合强度 排位大幅提前。
其余5次事件中低温、雨雪、冻雨均为主导灾害, 5次事件均达10~50a一遇。以“2008.1.11”事件为 例,雨雪持续天数历史最长,雨雪总量历史第2位,最大 积雪深度28cm,另外6站也达到或超过20cm,雨雪 100%覆盖全省,雨雪强度历史最强;低温持续天数历史 最长,极端最低气温倒数第4位,低温100%覆盖全省, 低温强度历史最强;冻雨持续天数历史第2位,冻雨强 度历史第11位,综合强度指数2.17,为历史最强事 件。可见主导灾害的强度会影响事件严重程度。
3.3低温雨雪冰冻事件灾害损失评估
3.3.1低温雨雪冰冻事件灾害损失总体演变趋势
湖北省因低温雨雪冰冻灾害造成的直接经济损 失1991-2020年平均为9.7亿元,2008年损失最大,达185亿元,其次是2024年损失80亿元和2018年损失35亿元。从1981—2024年湖北省低温雨雪冰冻灾害 造成的直接经济损失及其占GDP的比重图(图4)可 见,湖北省因低温雨雪冰冻灾害造成的直接经济损失 总体呈弱增加趋势,平均每10a增加4亿元。因低温 雨雪冰冻灾害造成的直接经济损失占GDP的比重呈一定的下降趋势,占比最高年为2008年(1.2%);其次是1984-1991年,平均占比0.16%;2012年以来除2018年和2024年两个典型雪灾年外,其他年份因低温雨雪冰冻灾害造成的直接经济损失占GDP比重持续偏小。
3.3.2低温雨雪冰冻事件灾害损失对综合强度指数的响应
本文选用经济作为承灾体,以1998—2024年湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件综合强度指数为x轴,直接经济损失为y轴,建立两者关系曲线作为该区域经济的灾损曲线(图5)。对结果进行拟合优度检验,确定系数(R)越接近1,残差平方和(SSE)和剩余标准差(RMSE)的数值越小,表明拟合程度越好。由表3可以看出,幂指数的确定系数最大(R²=0.9788),对应的残差平方和(SSE=0.02)和剩余标准差(RMSE=0.01)均是最小,拟合优度最佳,因此选择幂指数来表达直接经济损失对综合强度指数的响应。当综合强度指数分别在0.10以下、1.01~1.55之间、1.56~1.85之间、超过1.85时,事件导致的直接经济损失分别呈缓慢增加、较快增加、快速增加、迅速增加趋势。从图5可见,当低温雨雪冻雨型事件的综合强度指数超过1.2时,所造成的直接经济损失很容易超过其他各类型事件的灾损,这与前文指出的“50%的事件综合强度指数超过最强的低温雨雪型事件”所表达的观点相互印证。
3.3.32024年两次典型低温雨雪冰冻事件致灾评估
2024年2月1-7日,湖北省出现大范围低温雨雪 冰冻天气。其中,1-4日大部小到大雪,2-4日大部 平均气温持续低于0℃,26站出现冻雨且持续3d,截 至2月4日该事件综合强度指数为1.04,超过排名第 10位的“1990.1.27”事件;5-7日大部小雪或雨夹雪, 低温持续,冻雨扩大至中东部大部,冻雨强度评估为 有记录以来最强,截至2月5日该事件综合强度指数(1.68)已超过排名第6位的“1989.2.17”事件,超10a一 遇,2月6-7日事件综合强度指数大于1.85且直逼2.0,强度已超过1991年12月22日-1992年1月4日 事件,升至历史第2位,超20a一遇(图6),事件造成的 直接经济损失高达66亿元。进一步验证了“事件综合 强度指数高于1.85后灾害严重程度迅速增加”这一结论。
2024年2月20-26日,湖北省再次出现大范围低 温雨雪冰冻天气。其中,20-22日全省大部出现降 雪,部分地区出现冻雨,受历史冬季最强寒潮影响,21日 开始平均气温持续低于0℃;23—24日大部出现小到 中雪,部分地区出现大雪和暴雪,冻雨持续;25-26日 中东部大部持续小雪或雨夹雪,冻雨范围评估为有记 录以来最广,与张芳华等(2024)得出的“2024年2月下 旬第二轮低温雨雪冰冻天气过程造成的冻雨范围较 第一轮更广”研究结论一致,最大电线积冰直径55mm (蕲春);截至2月24日该事件综合强度指数(1.25)超过“1989.2.17”事件,为历史第五强,至26日该事件发展 为超10a一遇事件(图6)。
4结论与讨论
本文构建了大范围持续低温雨雪冰冻事件综合 评估模型,确定了湖北省64次大范围低温雨雪冰冻事 件的分型;结合历史灾损数据分析了低温雨雪冰冻灾 害事件的演变特征,实现了对不同灾害事件的定量评 估。主要结论如下:
(1)湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件平均每 年出现1.5次,1月出现频率最高,约占42%,其次是2月, 约占34%。连续雨雪日数和雨雪总量具有较明显的 年代际变化特征,20世纪80年代末至2008年明显偏 多;在气候变暖大背景下,低温雨雪冰冻事件中平均 气温和极端最低低温并没有呈现整体升高趋势;近年 来几次明显冻雨事件使湖北省冻雨日数整体变化趋 势未降反升。
(2)湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件判别为 六大分型,其中低温雨雪冻雨型占31%,最强十次事 件均属于这一类型,但其主导灾害仍有差别。分灾种 来看,最强10次雨雪事件以20世纪80年代至90年代 最多,最强10次低温事件有4次出现在近10a,最强雨 雪、最强低温事件均出现在2008年初;最强10次冻雨 事件9成出现在20世纪80年代至90年代及近10a, 2024年2月初出现历史最强冻雨事件。
(3)湖北省因低温雨雪冰冻灾害造成的直接经济损失总体有一定的增加趋势,平均每10a增加4亿元。因低温雨雪冰冻灾害造成的直接经济损失占GDP的比重呈一定的下降趋势,占比最高年为2008年(1.2%);2012年以来该比重以偏小为主。低温雨雪冰冻事件“综合强度指数-直接经济损失”关系呈幂指数分布,当综合强度指数超过1.85时,直接经济损失随综合强度指数的增大而迅速增加。
大范围持续低温雨雪冰冻事件是湖北省冬季主要气象灾害,2024年2月更是出现连续两次大范围低 温雨雪冰冻事件,出现历史最强冻雨,给交通、电力、 农业及公众安全等方面造成严重影响。需要指出的 是,尽管本文从影响范围、持续时间、致灾特征等灾害 影响特征角度对湖北省64次大范围雨雪冰冻事件进 行了分析,其中仍有许多科学问题亟需深入探讨。后 续可以基于不同类型事件的关键环流特征进行天气 学解析,尝试建立分型预报方法,为冬季大范围持续 低温雨雪冰冻天气事件的预测预报提供技术支撑。
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(责任编辑何明琼)