“3.23”世界气象日专题(二)

2009年北方冬季干旱,干旱持续时间长、范围广,旱情发展迅速,给北方冬小麦产区带来了严重危害,在全球变暖的大背景下,我们有必要重新认识一下干旱及其带来的危害。
什么是干旱
干旱通常包含两种含义:一是干旱气候,指因长期无降水或少降水而造成空气干燥、土壤缺水的一种气候现象;二是干旱灾害,指在某一个时段,通常是30天以上的时段,降水量比常年同期的平均值显著偏少,并导致经济活动和日常生活受到较大危害的现象。导致干旱的直接原因是缺少自然降水(雨或雪)。不同学科不同领域对干旱有不同的定义,如气象干旱、水文干旱、农业干旱、社会经济干旱等。干旱至今仍是制约人类社会发展的重要因素之一。我国干旱灾害分布范围广,一年四季都有可能发生,对农业生产危害极大。
仅仅从自然的角度来看,干旱和旱灾是两个不同的科学概念。干旱通常指淡水总量少,不足以满足人的生存和经济发展的气候现象。干旱一般是长期的现象,而旱灾却不同,它只是属于偶发性的自然灾害,甚至在通常水量丰富的地区也会因一时的气候异常而导致旱灾。干旱和旱灾从古至今都是人类面临的主要自然灾害。即使在科学技术如此发达的今天,它们造成的灾难性后果仍然比比皆是。尤其值得注意的是,随着人类的经济发展和人口膨胀,水资源短缺现象日趋严重,这也直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加重,干旱化趋势已成为全球关注的问题。
干旱的分类
关于干旱分类已有大量的研究,但是由于干旱的形成原因异常复杂,影响因素很多,包括气象、水文、地质地貌、人类活动等,加之研究目的不同,还没有一个可以被普遍接受的干旱定义 。虽然各种定义的表述不尽相同,但是这些定义中都包含有干旱的核心内容即水分缺乏。由于对干旱理解的不同,行业不同对干旱的分类亦不同,美国气象学会在总结各种干旱定义的基础上将干旱分为4种类型:气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱。
1 气象干旱
气象干旱也称大气干旱,根据气象干旱等级的中华人民共和国国家标准,气象干旱是指某时段内,由于蒸发量和降水量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。其原因,或者由收入项降水的异常短缺,或者由支出项蒸散异常增大形成。由于降水是主要收入项,它的异常短缺常伴随着蒸散的增大,且降水资料最易获得,因此,气象干旱通常主要以降水的短缺作为指标。
2 农业干旱
农业干旱发生是一个复杂的过程。农作物在长期无雨或少雨的情况下,由于蒸发强烈,土壤水分亏缺,使体内水分平衡遭到破坏,影响正常生理活动,造成损害。农业干旱的发生除受降水量、降水性质、气温、光照和风速等气象因素影响外,还与土壤性质、种植制度、作物种类、生育期等有关。因此分析农业干旱时通常要从农作物和水分两个方面考虑。
作物从营养生长向生殖生长转换时期对水分最敏感,如果降水条件不能充分保证,就会对产量造成很大影响。中国各地降水的季节变化和年际变化很大。因此,各地农业干旱发生频率与降水变率关系很大,季节性、区域性十分明显,形成了以区域为中心的作物季节性干旱。全国主要有以下5类农业干旱: (1)华北冬小麦春旱;(2)南方水稻伏秋旱;(3)北方秋作物夏旱;(4)北方小麦秋播干旱;(5)华南冬作物冬旱。
另外还有区域性的季节性干旱。如西北牧区干旱和黄土高原半干旱地区的春旱、华南南部和西南地区的春旱,甘肃中部、 宁夏南部、关中等地的初夏旱和伏旱,华北冬旱、北方牧区的冬旱(黑灾)等都会对农牧业生产带来不同程度的影响。
农业干旱是干旱的一个重要分支。按其成因不同可将农业干旱分为土壤干旱、生理干旱和大气干旱3种类型。
3 水文干旱
水文干旱是指由降水和地表水或地下水收支不平衡造成的异常水分短缺现象。由于地表径流是大气降水与下垫面调蓄的综合产物,它在一定程度上能反映降水与地面条件的综合特性。因此,水文干旱主要指由地表径流和地下水位造成异常水分短缺现象。水文干旱年(或月)即地表径流、地下水位(或其和)比多年平均小的年份(或月),利用年(或月)径流量、河流平均日流量、水位等小于一定数值作为干旱指标。也可以采用地表径流与其他因子组合成多因子指标以分析水文干旱。
4 社会经济干旱
虽然干旱问题受到广泛注意,但至今尚没有从社会经济总体角度来确定干旱指标。社会经济干旱应当是水分的总供给量少于总需求量的现象。它应从自然界与人类社会系统的水分循环原理出发,用水分供需平衡模式来进行分析研究与评价。
干旱对全球的危害
干旱是世界上广为分布的自然灾害,全世界有120多个国家受到不同程度的干旱威胁。干旱自古以来就是困扰着人类的重大自然灾害,不论过去还是现在,全球发生的特大干旱对人类社会所酿成的灾难是触目惊心的,它像无形的杀手,夺走了难以计数的生命;它是导致自然生态和环境恶化的罪魁祸首;它是社会经济特别是农业可持续发展的重要障碍。
自1968年开始,非洲西部大陆的萨赫勒和苏丹相继发生严重干旱,且持续不断、逐渐蔓延。到1972年,出现了世界范围的干旱。不仅西非大陆,世界其他地区,如澳大利亚、印度尼西亚、印度西北部、美洲南部、美洲中部、中国的大部分地区以及前苏联的欧洲领土等,相继发生了严重干旱。这一年,全球粮食总产量自第二次世界大战以来,第一次出现下降,总产量减少了2%。世界气象组织(WMO)宣布,1972年是历史上气候最恶劣的年份之一。一年之后的1973年,一场举世瞩目的严重的环境与社会大灾难袭击了撒哈拉南部的萨赫勒地带。干旱与荒漠化蔓延、河流断流、地下水干涸、饥荒疾病遍地,造成非洲从大西洋沿岸到红海海岸埃塞俄比亚一带20万人口和几百万牲畜的死亡。这场导致从1968~1973年长达6年的人畜饥荒的萨赫勒大灾难正是干旱及人类对环境的破坏造成的。
70年代中后期,特别是进入80年代以来,世界范围的特大干旱仍经常发生。西非、东非的干旱一直不断,而且越来越严重。1982~1983年,全球又一次爆发了大范围的严重干旱,干旱波及到非洲、大洋洲、印度、东南亚、南美、北美等地,其程度和影响又远远超过了1972~1973年的大干旱。
这次干旱从60年代末开始,直至90年代初,长达二十几年,创下了近代干旱持续时间最长、影响最大、灾情最重的记录,其严重程度已经达到了难以用言语形容的地步:地下水干涸,河水断流,面积为2.5万km2的乍得湖面积缩小了一半以上,牲畜死亡,如埃塞俄比亚的牲畜70年代初损失了90%以上。干旱导致饥荒遍地,大批难民逃离家乡。到80年代,因饥饿和疾病死亡人数已达300万人(UNCED 1992),灾害造成社会动乱,内战不断。
严重的干旱对发达国家也有很大影响。事实证明,生产水平发展越高,对灾害和气候变化的依赖性越大。仅以80年代北美,特别是美国出现的1980年、1983年和1988年三次大旱与热浪灾害为例,每年粮食减产1/3以上,造成的损失分别为210亿、131亿和390亿美元。特别是1988年的特大干旱,导致美国许多部门产生严重的经济及环境问题,造成重大损失。干旱影响了航运、城市供水、发电、野生生物的生息,触发森林大火等。这一年,中国和前苏联也相继发生干旱。据华盛顿世界监测研究所估算,1988年底,世界谷物只有54d的储备,低于60d的安全线之下,比大旱的1973年的57d还低,给世界的粮食价格带来重大影响。日本在80年代,如1984年、1986年和1987年先后出现大旱。1988~1990年欧洲的地中海地区也发生大旱灾。