馮 寶 飛,邱 輝,紀(jì) 國(guó) 良
(1.長(zhǎng)江水利委員會(huì) 水文局,湖北 武漢 430010; 2.中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司,湖北 宜昌 443100)
政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第六次評(píng)估報(bào)告指出,在全球氣候變暖的背景下,全球干旱事件的頻率和強(qiáng)度均呈增加態(tài)勢(shì),極端干旱事件的發(fā)生更加頻繁[1-2]。中國(guó)是干旱事件發(fā)生頻率高且影響嚴(yán)重的國(guó)家之一[3],20世紀(jì)70年代以來(lái),東亞大氣環(huán)流系統(tǒng)從對(duì)流層到平流層都發(fā)生了明顯的年代際轉(zhuǎn)折[4],中國(guó)氣候格局呈現(xiàn)出北方易遭旱災(zāi)、南方旱澇并發(fā)的特征,大范圍的干旱災(zāi)害連年頻發(fā)[5]。長(zhǎng)江流域是中國(guó)第一大流域,面積約180萬(wàn)km2,約占全國(guó)國(guó)土面積的1/5,流域儲(chǔ)備有全國(guó)約1/3的水資源量,在中國(guó)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。然而,近幾十年來(lái)長(zhǎng)江流域極端干旱事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度均有所增強(qiáng)[6-9];有研究發(fā)現(xiàn),1979~2012年間,長(zhǎng)江流域約發(fā)生了29次干旱事件[10];近20 a來(lái),長(zhǎng)江流域出現(xiàn)了2006年夏季、2011年冬春季、2013年夏季、2019年秋季等多次嚴(yán)重的干旱事件[11-13],對(duì)國(guó)家糧食安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活生產(chǎn)造成極大的威脅。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)干旱問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究,由對(duì)干旱的定性和表象認(rèn)知,發(fā)展到對(duì)干旱客觀特征的定量認(rèn)識(shí)和形成機(jī)理的深入揭示[4]。黃榮輝等[14]研究了2009年秋至2010年春中國(guó)西南地區(qū)嚴(yán)重干旱的成因,認(rèn)為冷空氣偏弱和孟加拉灣水汽輸送偏弱是主因,而人為因素加劇了旱情的發(fā)生與發(fā)展[15]。陶云等[16]認(rèn)為印緬槽不活躍或偏弱導(dǎo)致了云南省2009~2012年4 a連旱;陶詩(shī)言等[17]研究認(rèn)為中國(guó)大陸長(zhǎng)時(shí)期處于東亞大槽槽后西北氣流控制,導(dǎo)致2008,2009年秋冬季中國(guó)東部嚴(yán)重干旱。而2006年川渝高溫干旱的原因除了大氣環(huán)流異常以外[18-19],前冬青藏高原積雪偏少也是高溫干旱產(chǎn)生的原因之一[20]。劉詩(shī)夢(mèng)等[21]從能量演變特征分析發(fā)現(xiàn),初夏歐洲關(guān)鍵區(qū)高層動(dòng)能變率與中國(guó)江淮流域干旱為顯著正相關(guān)。而赤道中東太平洋海面異常偏低可加劇長(zhǎng)江中下游的干旱[22-23]。
干旱事件是地球系統(tǒng)各大圈層之間物質(zhì)和能量長(zhǎng)期交換累計(jì)效應(yīng)導(dǎo)致的復(fù)雜現(xiàn)象,其發(fā)生和發(fā)展還往往表現(xiàn)為不同的時(shí)間和空間尺度以及尺度之間的交叉耦合,使得干旱的形成機(jī)制變得更加復(fù)雜[24-25]。2022年夏季,長(zhǎng)江流域又發(fā)生了嚴(yán)重的高溫干旱事件,出現(xiàn)了100 a一遇罕見(jiàn)的枯水現(xiàn)象,中下游沿線各地區(qū)用水主體的保供需求面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn),且干旱發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了許多獨(dú)特性。本文通過(guò)分析2022年長(zhǎng)江流域夏季干旱的演變特征,分析流域性干旱產(chǎn)生的大氣環(huán)流背景,探討干旱事件產(chǎn)生的主要原因,為流域開(kāi)展干旱預(yù)測(cè)預(yù)警提供一定的參考。
降雨數(shù)據(jù):本研究所用的降雨資料為長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局和湖北省氣象局聯(lián)合制作的長(zhǎng)江流域670站1960~2022年逐日(北京時(shí)間08∶00至次日08∶00)雨量資料(站點(diǎn)分布如圖1所示),所有雨量數(shù)據(jù)均通過(guò)系統(tǒng)的質(zhì)量控制和均一性檢驗(yàn),保證了資料的連續(xù)性和完整性,其中長(zhǎng)江源區(qū)缺少雨量站點(diǎn)長(zhǎng)序列歷史資料,故本文主要分析長(zhǎng)江源區(qū)以下的干旱特征。文中均值和計(jì)算距平的均值均為1991~2020年30 a均值。
圖1 長(zhǎng)江流域雨量站點(diǎn)分布
環(huán)流數(shù)據(jù):本研究采用美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)的全球再分析數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度為1979年1月至2022年8月的逐日數(shù)據(jù),網(wǎng)格分辨率為2.5°×2.5°。
本文采用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(Standardized Precipitation Index,SPI)來(lái)反映氣象干旱的程度,它是表征某一時(shí)間尺度降水量出現(xiàn)概率多少的指標(biāo)之一[26-28]。SPI指數(shù)具有無(wú)量綱、標(biāo)準(zhǔn)化、多時(shí)間尺度的特點(diǎn),可以反映長(zhǎng)時(shí)間尺度的降水演變狀況,受到廣泛應(yīng)用。長(zhǎng)江流域及各分區(qū)SPI指數(shù)為該區(qū)域所有站點(diǎn)的SPI指數(shù)的算術(shù)平均。
基于SPI指數(shù)的干旱等級(jí)劃分參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20481-2017《氣象干旱等級(jí)》[28],見(jiàn)表1。
表1 基于SPI指數(shù)的干旱等級(jí)劃分
本文引入旱澇站次比作為表征區(qū)域旱澇特征的評(píng)估指標(biāo)。旱澇站次比(Pj)為研究區(qū)內(nèi)發(fā)生旱(澇)站次占全部站數(shù)的比例,主要用于評(píng)估旱澇發(fā)生的范圍。利用Pj可定義不同旱澇事件范圍,劃分標(biāo)準(zhǔn)[26]為:Pj≥50%為全區(qū)域旱(澇);50%>Pj≥33%為區(qū)域性旱(澇);33%>Pj≥25%為部分地區(qū)旱(澇);25%>Pj≥10%為局部地區(qū)旱(澇);Pj<10%則表示無(wú)明顯旱(澇)。
2022年夏季,長(zhǎng)江流域累計(jì)面雨量341.6 mm,為1960年以來(lái)歷史同期最少,較30 a均值(1991~2020年,下同)偏少30%,其中,7~8月長(zhǎng)江流域累計(jì)面雨量174.8 mm,為歷史同期最少,較均值偏少44%,且較歷史同期第二少(1972年213.2 mm)偏少38.4 mm,見(jiàn)圖2。
圖2 1960~2022年夏季長(zhǎng)江流域面雨量變化
從2022年6月中旬開(kāi)始,長(zhǎng)江流域面雨量轉(zhuǎn)為偏少狀態(tài),出現(xiàn)澇旱轉(zhuǎn)折的現(xiàn)象。6月長(zhǎng)江流域降水偏少6%,7月偏少34%,8月偏少56%,偏少程度逐漸加??;6月除金沙江及鄱陽(yáng)湖水系偏多外,長(zhǎng)江流域其余各分區(qū)均偏少,7~8月長(zhǎng)江流域各分區(qū)均偏少,偏少范圍擴(kuò)大至幾乎整個(gè)流域,見(jiàn)圖3及表2。隨著降水快速轉(zhuǎn)為偏少,長(zhǎng)江流域高溫?zé)崂颂鞖怆S之開(kāi)始,8月18日和19日,重慶市北碚區(qū)出現(xiàn)45 ℃的高溫,成為長(zhǎng)江流域今年最高氣溫,且北碚區(qū)日最高氣溫達(dá)40 ℃以上的高溫日數(shù)持續(xù)最久,長(zhǎng)達(dá)29 d。長(zhǎng)江流域發(fā)生了嚴(yán)重的高溫干旱事件,具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣、強(qiáng)度大的特征。
圖3 2022年6~8月長(zhǎng)江流域降水距平
表2 2022年6~8月長(zhǎng)江流域及各分區(qū)降水量統(tǒng)計(jì)
圖4給出了2022年6~8月長(zhǎng)江上游、中下游以及流域逐旬面雨量距平變化特征。由圖4可知,從6月中旬開(kāi)始,長(zhǎng)江流域面雨量轉(zhuǎn)為偏少,出現(xiàn)澇旱轉(zhuǎn)折的現(xiàn)象,至8月底持續(xù)偏少。從整體上看,6~8月面雨量偏少的趨勢(shì)逐漸加劇。
圖4 2022年6~8月長(zhǎng)江流域旬雨量距平百分率變化
對(duì)于長(zhǎng)江上游,從6月中旬開(kāi)始降雨一直持續(xù)偏少,7月上旬和8月中旬出現(xiàn)兩次極少峰值,均偏少6成以上;對(duì)于長(zhǎng)江中下游,從6月下旬開(kāi)始降雨一直持續(xù)偏少,偏少程度呈現(xiàn)逐步增加的趨勢(shì),于8月中旬達(dá)到極值,8月中旬面雨量?jī)H5.2 mm,偏少了9成,兩湖流域(洞庭湖和鄱陽(yáng)湖)基本無(wú)有效降雨。
圖5給出了2022年6~8月長(zhǎng)江流域緯向剖面的日雨量演變特征,由圖5可知,6月上旬至7月中旬,長(zhǎng)江上游出現(xiàn)4次較大降雨過(guò)程,分別在6月下旬初、6月下旬中期、7月中旬初、7月中旬末,降雨過(guò)程主要集中在105°E~110°E范圍內(nèi),即嘉岷流域、長(zhǎng)江上游干流附近,降雨過(guò)程間歇期長(zhǎng);長(zhǎng)江中下游流域出現(xiàn)7次較大降雨過(guò)程,均出現(xiàn)在7月下旬之前,降雨范圍集中在110°E~120°E范圍內(nèi),即兩湖水系和長(zhǎng)江下游附近,降雨過(guò)程間歇期明顯,除6月中旬末降雨過(guò)程強(qiáng)度明顯偏強(qiáng)外,其余均以中至大雨為主;7月中旬以后,整個(gè)流域降雨過(guò)程明顯減少,除8月底嘉陵江流域附近有一次降雨過(guò)程外,其他時(shí)間流域基本無(wú)明顯降雨過(guò)程,進(jìn)一步凸顯了長(zhǎng)江流域8月降雨顯著偏少的特征。
圖5 2022年6~8月長(zhǎng)江流域緯向剖面日雨量演變特征
受獨(dú)特地形和氣候的影響,長(zhǎng)江流域旱澇空間分布差異顯著。圖6給出了2022年6~8月長(zhǎng)江流域逐月和夏季SPI指數(shù)空間分布,表3給出了2022年夏季長(zhǎng)江流域不同分區(qū)的SPI指數(shù)。
表3 2022年6~8月長(zhǎng)江流域不同分區(qū)SPI指數(shù)
圖6 2022年6~8月長(zhǎng)江流域逐月和夏季SPI指數(shù)分布
2022年6月,長(zhǎng)江流域SPI指數(shù)為-0.08,整體表現(xiàn)為正常;從空間分布來(lái)看(見(jiàn)圖6),金沙江上游、鄱陽(yáng)湖水系北部、兩湖水系南部SPI指數(shù)大于1,呈現(xiàn)出澇的特征,長(zhǎng)江流域其余大部分地區(qū)SPI指數(shù)為負(fù)值,呈現(xiàn)出正常到輕旱的特征。7月,長(zhǎng)江流域SPI指數(shù)為-0.62,表現(xiàn)為輕旱,上游為-1.08,表現(xiàn)為中旱,中下游為-0.33,表現(xiàn)為正常;從空間分布上看,長(zhǎng)江上游西部大部分地區(qū)SPI指數(shù)在-1.5以下,呈現(xiàn)出重旱的特征,漢江上游、鄱陽(yáng)湖水系、長(zhǎng)江下游表現(xiàn)為輕旱的特征,洞庭湖水系表現(xiàn)為正常到澇的特征。8月,長(zhǎng)江流域SPI指數(shù)為-1.54,表現(xiàn)為重旱,上游為-1.26,表現(xiàn)為中旱,中下游為-1.72,表現(xiàn)為重旱;從空間分布上看,除嘉陵江上游、漢江上游部分地區(qū)SPI指數(shù)大于-1外,流域大部地區(qū)的SPI指數(shù)多在-1以下,表現(xiàn)為中旱,尤其是烏江、兩湖水系呈現(xiàn)重旱到特旱的特征。對(duì)于整個(gè)夏季而言,長(zhǎng)江流域SPI指數(shù)為-1.04,表現(xiàn)為中旱,上游為-1.34,表現(xiàn)為中旱,中下游為-0.84,表現(xiàn)為輕旱;從空間分布上看,岷沱江、長(zhǎng)江上游干流SPI指數(shù)小于-1.5,表現(xiàn)為重旱,上游其他地區(qū)SPI指數(shù)小于-1,表現(xiàn)為中旱;中下游各分區(qū)SPI指數(shù)在-1.5~-0.5之間,為輕旱至中旱。
表4給出了2022年夏季長(zhǎng)江流域的干旱站次比??梢钥吹?,對(duì)于6月,長(zhǎng)江流域總的干旱站次比為31.0%,總體呈現(xiàn)出部分地區(qū)輕旱的特征。7月,流域干旱范圍、級(jí)別增加,輕旱及以上站次比為50.2%,中旱及以上占次比為29.9%,重旱及以上占次比為17.8%,總體呈現(xiàn)出全區(qū)域輕旱、部分地區(qū)中旱、局部地區(qū)重旱的特征。8月,流域干旱進(jìn)一步發(fā)展,流域輕旱及以上站次比高達(dá)83.7%,中旱及以上占次比為70.7%,重旱及以上占次比為51.2%,總體呈現(xiàn)出全區(qū)域重旱、部分地區(qū)特旱的特征。對(duì)于整個(gè)夏季而言,長(zhǎng)江流域內(nèi)輕旱及以上站次比為74.9%,中旱及以上占次比為53.8%,重旱及以上占次比為28.8%,總體呈現(xiàn)出全區(qū)域中旱、部分地區(qū)重旱、局部地區(qū)特旱的特征。
表4 2022年6~8月長(zhǎng)江流域干旱站次比
綜合以上分析,從降水特征、SPI指數(shù)空間分布、分區(qū)SPI指數(shù)、干旱站次比等多角度分析,可以認(rèn)為2022年夏季6~8月長(zhǎng)江流域出現(xiàn)全流域中旱、部分地區(qū)重旱、局部地區(qū)特旱。其中6月以部分地區(qū)輕旱為主,7月為區(qū)域性輕旱、部分地區(qū)中旱,8月為流域性重旱、部分地區(qū)特旱。
新《高等學(xué)校英語(yǔ)專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)大綱》指出,“課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為主體而以教師為主導(dǎo),改變以教師為中心的教學(xué)模式”[10]。因此,筆者的視聽(tīng)說(shuō)課堂教學(xué)將課前學(xué)習(xí)任務(wù)作為課堂學(xué)習(xí)認(rèn)知活動(dòng)的中心,以組織及激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)認(rèn)知活動(dòng)的教學(xué)方法為主。
利用國(guó)家氣候中心發(fā)布的西太平洋副熱帶高壓(以下簡(jiǎn)稱副高)面積、強(qiáng)度、脊線、西伸脊點(diǎn)逐日數(shù)據(jù),分析長(zhǎng)江流域夏季副高的特征(見(jiàn)圖7)。2022年6月上旬,副高面積及強(qiáng)度偏小、西伸脊點(diǎn)偏東、脊線位置偏南,此時(shí)長(zhǎng)江中下游已入梅,長(zhǎng)江中下游干流以南降水偏多;6月中旬到7月上旬,副高面積、強(qiáng)度和西伸脊點(diǎn)呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài),西伸脊點(diǎn)整體偏西,此時(shí)長(zhǎng)江流域多雨區(qū)和少雨區(qū)南北擺動(dòng),但整體以偏少為主;7月中旬到8月底,副高的平均面積指數(shù)比氣候平均偏高約50個(gè)格點(diǎn),強(qiáng)度指數(shù)偏高約250 dagpm,西伸脊點(diǎn)偏西約17個(gè)經(jīng)度,此時(shí)長(zhǎng)江流域降水總體偏少,尤其是洞庭湖水系和鄱陽(yáng)湖水系8月面雨量?jī)H為19.7 mm和27.0 mm,較常年偏少了8成多(見(jiàn)圖8)。
圖7 2022年6~8月西太平洋副熱帶高壓指數(shù)逐日變化
圖8 2022年6~8月長(zhǎng)江流域旬雨量距平百分率空間變化
副高從6月中旬開(kāi)始處于西伸加強(qiáng)的狀態(tài),較常年同期明顯偏強(qiáng),7~8月幾乎一直控制整個(gè)長(zhǎng)江流域,受強(qiáng)大的副熱帶高壓控制,長(zhǎng)江流域大部分地區(qū)盛行下沉氣流有利于地面增溫,加之在大范圍高壓帶作用下,空氣較為干燥,不易形成云,也使得太陽(yáng)輻射更容易到達(dá)地面,導(dǎo)致高溫頻發(fā),進(jìn)而造成流域出現(xiàn)持續(xù)高溫干旱事件[29]。
中高緯度環(huán)流對(duì)長(zhǎng)江流域夏季降水影響很大,圖9對(duì)500 hPa上的位勢(shì)高度特征進(jìn)行了逐旬分析。由圖可知,2022年6月上旬歐亞高緯呈“兩脊一槽”型,青藏高原附近有弱槽脊波動(dòng),副高主體位于西太平洋洋面上,漢江上游附近的位勢(shì)高度距平偏高,流域干流南部位勢(shì)高度距平偏低,東亞大槽及青藏高原小槽在隨西風(fēng)帶東移的過(guò)程中給長(zhǎng)江流域帶來(lái)降水。6月中旬東亞大槽明顯東移,長(zhǎng)江流域大部分地區(qū)位勢(shì)高度偏低,蒙古有高壓脊出現(xiàn),長(zhǎng)江流域處于槽后脊前氣流下沉區(qū),不利于降水發(fā)生,流域降水開(kāi)始轉(zhuǎn)為偏少。6月下旬副高及大陸高壓相向而行,副高主體西伸靠近大陸,大陸高壓開(kāi)始東伸,長(zhǎng)江流域位勢(shì)高度均為正距平,流域北部受高空槽影響有降水產(chǎn)生,其余大部分地區(qū)降水偏少。7月上旬大陸高壓控制長(zhǎng)江上游西部,副高西伸控制長(zhǎng)江中下游,西風(fēng)帶偏北且較平直,長(zhǎng)江流域降水明顯減少。7月中旬,副高控制長(zhǎng)江流域大部分地區(qū),西風(fēng)帶環(huán)流較平直,流域大部分地區(qū)降水明顯偏少,但東亞大槽槽底有少許冷空氣下滲至長(zhǎng)江流域北部,給嘉陵江及漢江上游帶來(lái)一些降水。7月下旬,大陸高壓與副高徹底打通,形成大范圍的暖高壓帶,受強(qiáng)大的副高控制,干燥的下沉氣流控制長(zhǎng)江流域大部分地區(qū)。8月上中旬,貝加爾湖北部有低槽發(fā)展,下旬在東移的過(guò)程中攜帶冷空氣下滲,嘉陵江及漢江上游出現(xiàn)一次降雨過(guò)程,長(zhǎng)江中下游地區(qū)仍被副高控制,中緯度西風(fēng)帶較平直,中下游干旱進(jìn)一步加劇。
圖10是中層700 hPa旬平均位勢(shì)高度場(chǎng)及距平場(chǎng)。6月上中旬,青藏高原位勢(shì)高度基本正常,長(zhǎng)江下游有高空槽移過(guò),青藏高原上有低值系統(tǒng)生成。6月下旬開(kāi)始,青藏高原位勢(shì)高度轉(zhuǎn)為正距平,高原生成的低值系統(tǒng)東移至長(zhǎng)江上游。7~8月,青藏高原及流域大部地區(qū)位勢(shì)高度為正距平,低槽位置偏北,基本位于黃河流域及以北,長(zhǎng)江流域無(wú)明顯低值系統(tǒng)影響,導(dǎo)致流域無(wú)明顯降水過(guò)程。由于青藏高原的地形作用和熱力的不均勻性,夏季高原主體和高原東側(cè)會(huì)頻繁產(chǎn)生低渦系統(tǒng),高原低渦東移可造成高原以東地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降水。但6月下旬開(kāi)始,青藏高原位勢(shì)高度轉(zhuǎn)為正距平,高原低渦活動(dòng)減少,強(qiáng)度偏弱,不利于長(zhǎng)江流域的降水。
圖10 2022年6~8月700 hPa旬位勢(shì)高度平均場(chǎng)和距平場(chǎng)
長(zhǎng)江流域的水汽主要源自北印度洋、南海及西太平洋,圖11給出了2022年夏季對(duì)流層整層積分水汽輸送距平及水汽通量散度距平場(chǎng)。由圖11可知,2022年夏季,來(lái)自印度洋的水汽輸送較常年偏弱,來(lái)自副高外圍的西太平洋水汽輸送較強(qiáng),但水汽主要輸送至長(zhǎng)江中下游和華北地區(qū)。從水汽通量散度距平場(chǎng)來(lái)看,2022年夏季長(zhǎng)江上游及長(zhǎng)江中下游大部分地區(qū)的水汽輸送通量散度表現(xiàn)為正值,表明以上區(qū)域水汽呈輻散狀態(tài),即長(zhǎng)江流域的水汽為凈失去狀態(tài),不利于長(zhǎng)江流域產(chǎn)生降水。
注:箭頭為整層水汽輸送距平,kg/(s·m);填色區(qū)為水汽輸送輻合輻散距平場(chǎng),10-5 kg/(s·m2)。
2022年夏季,西北太平洋和南海共有9個(gè)編號(hào)臺(tái)風(fēng)生成,其中3個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸中國(guó),編號(hào)臺(tái)風(fēng)及登陸中國(guó)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)均偏少,尤其7月份登陸中國(guó)的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)為0,較均值偏少2個(gè)(見(jiàn)圖12)。夏季影響中國(guó)的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度整體較弱,主要影響區(qū)域?yàn)槟虾<叭A南一帶,影響范圍偏南。臺(tái)風(fēng)活動(dòng)偏少不利于副熱帶高壓的撤退和斷裂,也是造成流域高溫少雨天氣的原因之一。這也與臺(tái)風(fēng)與中國(guó)西部降水統(tǒng)計(jì)特征相符[30]。
圖12 2022年夏季編號(hào)臺(tái)風(fēng)及登陸中國(guó)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)
在全球氣候變暖的背景下,中國(guó)極端氣候事件增加,特別是干旱災(zāi)害發(fā)生頻率和強(qiáng)度呈明顯上升的態(tài)勢(shì)。旱災(zāi)由于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、波及范圍廣,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)特別是農(nóng)業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展,因干旱缺水造成的損失越來(lái)越嚴(yán)重,干旱災(zāi)害的日益嚴(yán)重決定了中國(guó)的抗旱減災(zāi)任務(wù)也將日益艱巨而繁重。
在改革開(kāi)放前,中國(guó)一年中電力季節(jié)性高峰負(fù)荷大都出現(xiàn)在冬季,改革開(kāi)放后,隨著生活水平的提高,家用電器的普及,特別是空調(diào)、降溫負(fù)荷的發(fā)展,不少地區(qū)一年中季節(jié)性高峰負(fù)荷已經(jīng)轉(zhuǎn)移到夏季[35]。當(dāng)夏季長(zhǎng)江流域出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣,空調(diào)降溫負(fù)荷劇增,電力需求加大,水庫(kù)在保水和供電上常存在矛盾的情況,2022年夏季則尤為突出。在不降低水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)、也基本不增加長(zhǎng)江中下游防洪壓力的前提下,以大洪水來(lái)臨前將水庫(kù)水位預(yù)泄至汛限水位為條件,由防汛部門根據(jù)防洪形勢(shì)、實(shí)際來(lái)水及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)情況進(jìn)行機(jī)動(dòng)控制,提前攔蓄洪水資源,適當(dāng)抬高運(yùn)行水位,可提高抗旱、供水等保障能力,同時(shí)增加發(fā)電效益,使水庫(kù)發(fā)揮更大的綜合效益。
本文從干旱總體特征、演變過(guò)程、SPI指數(shù)、天氣氣候成因的角度出發(fā),分析了2022年夏季長(zhǎng)江流域干旱的時(shí)空演變特征和成因,并探討了水庫(kù)水資源綜合利用對(duì)抗旱的作用,結(jié)果表明:
(1)2022年夏季,長(zhǎng)江流域出現(xiàn)全流域中旱、部分地區(qū)重旱、局部地區(qū)特旱。流域旱情的發(fā)展逐步加?。?月部分地區(qū)以輕旱為主,7月為區(qū)域性輕旱、部分地區(qū)中旱,8月為流域性重旱、部分地區(qū)特旱,流域內(nèi)多站高溫、降水量突破歷史極值。
(2)2022年6月中旬起西太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)西伸,7~8月幾乎一直控制整個(gè)長(zhǎng)江流域,流域大部分地區(qū)盛行下沉氣流;同時(shí)歐亞大陸中高緯西風(fēng)帶環(huán)流較平直,槽脊活動(dòng)偏弱,導(dǎo)致影響長(zhǎng)江流域的冷空氣明顯偏少偏弱;6月下旬起青藏高原位勢(shì)高度轉(zhuǎn)為正距平,造成高原低渦活動(dòng)減少,強(qiáng)度偏弱,同時(shí)夏季長(zhǎng)江流域大部分水汽通量以輻散為主;西太平洋洋面大部分被強(qiáng)盛的副高下沉氣流控制,臺(tái)風(fēng)活動(dòng)明顯偏少;上述天氣氣候形勢(shì)共同導(dǎo)致了2022年夏季長(zhǎng)江流域出現(xiàn)持續(xù)性高溫少雨天氣。
(3)在全球變暖的背景下,極端天氣氣候事件發(fā)生頻率明顯上升,如何有效地利用水利工程應(yīng)對(duì)極端天氣氣候事件,已成為重要的科學(xué)與應(yīng)用問(wèn)題。實(shí)踐表明:采用工程措施與非工程措施結(jié)合的方式,科學(xué)動(dòng)態(tài)控制水庫(kù)群的運(yùn)行水位,可提高抗旱、供水、發(fā)電的保證率,更好地發(fā)揮水利工程綜合效益是應(yīng)對(duì)極端干旱事件的有效手段之一。