茫崖地区干旱灾害特征及风险评估

茫崖地区干旱灾害特征及风险评估

李万花，赵小红

 青海省海西州茫崖市气象局  816499

摘要：根据茫崖国家基准气候站1978-2019年的气象观测资料，通过气象干旱综合指数、累计干旱强度、干旱过程强度等进行干旱灾害特征、致灾危险性分析；最后采用GIS技术评估茫崖干旱灾害危险性。结果表明：（1）1978～2019年茫崖干旱过程共发生19次，其干旱强度等级次数依次为特强干旱＜强干旱＜弱干旱＜较强干旱，干旱强度以较强等级为主；（2）茫崖历年干旱强度等级呈增强趋势，线性倾向率为0.89/10a；（3）茫崖历年各等级干旱日数变化趋势不一，历年干旱总日数变化呈增多趋势，变化倾向率为8天/10a；（4）茫崖自东向西干旱灾害危险性风险逐渐升高，东北部为干旱危险性低风险区，中西部为较高和高风险区。

关键词：茫崖；干旱灾害；致灾危险性；评估；

1 概况

茫崖位于青海省柴达木盆地西部，三面环山，中间低洼，构成盆地中的小盆地。地势西高东低，自西北向东南倾斜。北部阿尔金山，西南部尕斯山组成高山地带。最低处海拔2840米是阿拉尔、尕斯库勒湖地带；最高处是青新边界上海拔为5684米的尕斯蒙克雪峰，常年积雪。同时，作为柴达木盆地的狭口，狭管作用明显，强劲的西北风从狭口进入盆地，风积风蚀作用较强，山体剥蚀，沙丘移动，沙漠广布。地貌以荒漠戈壁地貌为主体，多荒漠戈壁、流动沙丘、平原沼泽和低山丘陵。茫崖属于典型的高原大陆性气候，其特点为降水稀少、蒸发大、气候寒冷干燥、低氧、多风沙天气。

通过研究茫崖历年气象干旱灾害，可以了解茫崖干旱灾害特征及风险隐患底数，客观认识茫崖干旱灾害综合风险水平，科学预测今后一段时期茫崖干旱灾害风险变化趋势，为地方人民政府有力开展干旱灾害预防和防治工作、有效保障社会经济稳固发展提供权威的灾害风险建议和科学决策根据。

2 数据来源与处理方法

2.1数据来源

文中采用的是1978～2019年茫崖国家基准气候站的气象资料，主要包括降水量、气温、相对湿度等气象观测资料，相关数据截止至2019年12月31日。

2.2处理方法

气象干旱综合指数（MCI）作为基础指标，能较好地反映干旱过程的综合影响，选用1978-2019年MCI指数作为监测指标。根据综合指数将干旱划分四个等级，-1.0＜MCI≤-0.5 ，为轻旱；-1.5＜MCI≤-1.0为中旱；-2.0＜MCI≤-1.5为重旱；MCI≤-2.0为特旱。

3 评估技术方法

3.1干旱过程识别方法

（1）单站干旱过程评估。某站干旱过程是单站连续15天及以上出现轻度及以上干旱，且至少有一天干旱强度达中旱及以上，则判定为发生一次干旱过程。干旱过程强度是通过滑动干旱过程内持续干旱天数计算累计干旱强度牧区干旱过程内最强累计干旱强度作为单站干旱过程强度。

累计干旱强度：。式中：n为干旱持续天数；S(n)为干旱持续n天的累计干旱强度；Ii为第i天干旱指数绝对值，轻旱一下记为0；a为权重系数，推荐取0.5。

干旱过程强度：。式中：m为干旱过程总天数；S(n)为干旱持续n（1≤n≤m）天的累积干旱强度；maxn=1,k( )为通过不断滑动干旱过程内持续天数n，比较寻找n=1、2、...k天的最大累积干旱强度；maxk=1,m( )为通过不断滑动干旱过程内干旱日k（1≤k≤m），比较寻找包含第k天的最大累积干旱强度。

（2）干旱过程评估方法。采用百分位数法，基于最近三个整年代（1978-2019年）的各次干旱过程的干旱过程强度Z，将干旱过程强度划分为弱、较强、强、特强四级，强度的百分位数分别为0＜Z＜50%、50%≤Z＜80%、80%≤Z＜95%、95%≤Z≤100%。

3.2危险性评估方法

选择年尺度内多次干旱过程中的累积干旱强度的总和作为危险性指标。该指标可以反映干旱时长和强度的综合指标。具体统计方法如下：。式中：SMCI为单站年多次干旱过程累计干旱强度（绝对值），MCIij为j干旱过程中第i天气象干旱综合指数，n为j干旱过程持续天数，m为站点年干旱过程数。根据H危险性指数大小，采用自然断点法将风险等级划分为4 个等级（表1）。

表1 干旱危险性等级划分标准

4 致灾危险性分析与评估

4.1历次干旱事件分析

（1）干旱过程分析

1978～2019年茫崖共发生19次干旱过程，平均每年发生0.44次，无明显变化趋势；年干旱过程总次数最多为2次（2018年）。历次干旱多出现在5-6月间，有时也发生在冬春季节。历次干旱平均开始时间为5月19日，平均结束时间为7月21日，历时时长平均63天。历次干旱过程最早开始时间是4月3日（1997年），最晚开始时间为7月29日（1985年）；最早结束时间是5月9日（1997年），最晚结束时间为10月10日（2001年）。累计干旱强度和干旱过程强度变化趋势一致，平均均为7. 5，呈增强趋势（0.89/10a)；进入21世纪后较 21世纪前均偏弱4. 1%（图1）。

图1 茫崖地区历年累计干旱强度（干旱过程强度）

（2）历次干旱过程强度分析

历次干旱过程中，干旱强度等级次数依次为特强干旱＜强干旱＜弱干旱＜较强干旱，占比依次为47%、37%、11%、5%，以较强等级为主。可见茫崖干旱发生次数较少，强度较高（表2）。1次特强干旱过程发生在2001年；2次强干旱过程分别发生在1994、2004年。干旱过程强度变化趋势不一，干旱过程总次数变化呈较弱的增加趋势。

表2 茫崖地区干旱过程各等级次数及占比

（3）历次干旱过程气象条件分析

历次干旱过程平均降水量为4.9mm，最大值出在2004年，达到13.7mm，1990、1997、2008年的干旱过程中无降水，干旱过程降水量呈微弱减少趋势。气温距平最大值为2.6℃，最小值为-1.8℃；最长连续无降水日数平均达28日，其中2001、2004年为49天，是历次干旱过程中连续无降水日数最长的；相对湿润度指数平均值为-0.9，相对湿润度指数值越小则越干旱，1983、1985、1990、1992、1997、1999、2000、2008、2016年干旱过程出现最小值（-1.0）（表3）。

表3 茫崖地区历次干旱过程气象条件

4.2历年干旱事件分析

（1）历年降水量分析

1978～2019年茫崖平均降水为51.6mm，1986年年降水量最大，为105.9mm，1994年年降水量最小，为22.3 mm。年降水量大于年平均值的有1年次；小于年平均值的有42年次，1978～1997年间小于年平均值的有19年次，占73.9%。历年年降水量呈微弱减少趋势（1.6mm/10a）（图2）。

图2 茫崖地区历年降水量分布及变化趋势

（2）历年各等级干旱日数分析

历年各等级干旱日数年均在1～28日，其中2004年的轻旱是各等级干旱中日数最长（88天）；2001年的特旱持续时间为26天。干旱日数等级依次为特旱＜重旱＜中旱＜轻旱（表4）。各等级干旱日数变化趋势不一，历年干旱总日数变化呈增多趋势，平均每10年增加8天（图3）。

表4 茫崖地区1978～2019年各等级干旱日数及占比

图3 茫崖地区历年年各等级干旱日数变化（a）、干旱总日数变化趋势（b）

（3）历年各等级干旱灾害分析

茫崖历年出现过轻旱、中旱、重旱和特重旱，以轻旱比例最大占64%；中旱比例次之；重旱和特旱占10%。干旱日数平均每年41天，最多可达180天，出现在2001年。最长连续干旱日数 119 天，出现在2001年。历年共出现4次干旱灾害，分别在1979-1980、1987-1988年，干旱灾情过程中降水量偏少，河流水量减少，牧草返青期推迟或过早枯黄，牲畜缺草严重。

5 茫崖干旱致灾危险性评估

评估干旱危险性，茫崖自东向西干旱灾害危险性风险逐渐升高，东北部为干旱危险性低风险区，较高和高风险区在中西部占行政区约一半面积，其余地区为中等风险区（图4）。

图4 茫崖地区干旱灾害危险性区划图

6 结论

（1）1978～2019年茫崖干旱过程共发生19次，其干旱强度等级次数依次为特强干旱＜强干旱＜弱干旱＜较强干旱，干旱强度以较强等级为主；

（2）茫崖历年干旱强度等级呈增强趋势，线性倾向率为0.89/10a；

（3）茫崖历年各等级干旱日数变化趋势不一，历年干旱总日数变化呈增多趋势，变化倾向率为8天/10a；

（4）茫崖自东向西干旱灾害危险性风险逐渐升高，东北部为干旱危险性低风险区，中西部为较高和高风险区。

参考文献：

[1]王秀英,郝云,等.气象干旱过程识别及致灾因子特征分析,草地学报,2021,29（S1）,35-42;

[2]李万志,张调风,等.基于灾害风险因子的青海省干旱灾害风险区,干旱气象,2022(06);

[3]范进进,秦鹏程,等.气候变化背景下湖北省高温干旱符合灾害变化特征,干旱气象,2022,40,(5):780-790;

[4]高红霞,张晓磊,等.内蒙古中部马铃薯干旱灾害风险分析与区划,江西农业学报,2022,34(02):20～26;

[5]吴秀兰,张婧莉,等.新疆天山区干旱灾害综合风险评估与区划,气象与环境学报,2022,38(4):161-167

作者简介：李万花（1993.03）女，汉族，青海海东人，本科学历，助理工程师，从事综合气象观测工作。