干旱与高温热浪的区别与联系_邓振镛2009

文章编号:1000-0534(2009)03-0702-08

收稿日期:2008-12-01;改回日期:2009-04-13

基金项目:2009年中国气象局气候变化专项/西北极端干旱事件个例库及干旱监测指标数据库0;国家科技部公益行业(气象)科研专项

(GYH Y200806021);国家自然科学基金重点项目(40830957);干旱气象科学研究基金项目(IAM 200811)共同资助

作者简介:邓振镛(1943)),男,广东新会人,高级工程师,主要从事农业气象、应用气象研究.E -mail:Den gzhy23@

干旱与高温热浪的区别与联系

邓振镛1, 文小航2, 黄 涛3, 张 鸿3

,

奚立宗3, 徐金芳4, 董安祥

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(1.中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省(中国气象局)干旱气候变化与减灾重点(开放)实验室,甘肃兰州 730020;

2.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室,甘肃兰州 730000;

3.甘肃省气象局,甘肃兰州 730020;

4.甘肃省气象信息中心,甘肃兰州 730020)

摘 要:该文较系统地评述了干旱与高温热浪在定义、标准与类型、地理分布、时间和强度变化特征、危害性质和程度及其影响、形成机制和产生原因、对全球气候变暖响应的表现形式和程度、监测和预测与预警方法与技术、减灾技术及应对策略和防御措施等8个方面,既对比了两者间在以上8方面的明显的差异,也指出两者间还有密不可分的内在联系,当高温天气频繁发生,大气降水量就会明显减少。高温加快了土壤的蒸散速度,加大了土壤水分和植株水分的散失,这种关系在夏季尤其显著。从而造成干旱的发生或加重严重程度。关键词:气候变暖;干旱;高温热浪;降水中图分类号:P461

文献标识码:A

1 引言

在全球气候变暖的背景下,近百年来,中国年平均气温升高了0.5~0.8e ,近50年,变暖尤其明显,中国大部分地区呈增温趋势,以北方增暖最为明显[1]。地球上有九成自然生态系统的变化与全球变暖有关。气候变暖是中国经济面临四大严峻挑战,其中挑战之首是极端气候事件趋强趋多

[2]

。

干旱和高温对全球变暖的响应表现更为突出和敏感,已成为气候变化研究中的重点和热点问题之一。干旱和高温热浪对人类生存、社会活动、经济发展、工农业生产、水资源、生态环境造成严重威胁。当前,如何应对气候变化及其影响,应对极端气候事件趋强趋多,实现人类与自然和谐相处,促进经济社会可持续发展,是世界各国面临的共同挑战。

开展干旱和高温热浪的研究已有几十年的历史,研究成果也非常丰富。但从外表和或内在本质上对两者进行分析和揭示,综述两者的区别与联系的报道并不多见。为进一步推动干旱和高温热浪的

深入研究,为防灾减灾提供科学的理论依据,为实现人与自然和谐的可持续发展,开展这项工作非常有必要,也非常有意义。

2 干旱与高温热浪的差异和区别

2.1 定义

干旱是指某一地域范围在某一具体时段内的降水量比多年平均降水量显著偏少,导致该地域的经济活动(尤其是农业生产)和人类生活受到较大危害的现象。它是一种气候灾害,也是一种持续性的气象灾害[3-4]。

高温热浪是指大气温度高,持续时间较长,引起人、动物以及植物不能适应环境的一种天气过程[5]。

干旱和高温热浪是气象灾害。干旱是一种较长时间尺度的气候灾害。而高温热浪是一种较短时间的天气灾害。2.2 标准与类型

2.2.1 干旱的标准与类型

干旱指数是表征干旱程度的标准,也是旱情描

第28卷 第3期

2009年6月

高 原 气 象

PLATEAU M ETEOROLOGY

V ol.28 N o.3

June,2009

述的数值表达[3]。

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[6]。

(1)气象干旱也称大气干旱,根据中华人民共和国国家标准,气象干旱是指某时段时,由于蒸发量和降水量的收支不平衡,水分支出大于收入而造成的水分短缺现象。常见的单要素有降水量指数、降水标准差指数、降水Z指数、标准化降水指数等。常见多要素指数有干燥度、湿润度、德马顿干旱指数、降水温度均一化指数、帕默尔干旱指数等。

(2)农业干旱是指作物生长过程中因水分不足而阻碍作物正常生长而发生的水量供需不平衡现象。可分为土壤干旱和作物干旱。常用指标有降水量、土壤含水量、作物旱情指数和综合性旱情指数4种。

(3)水文干旱是指由降水量和地表水或地下水收支不平衡造成的异常水分短缺现象。利用年(月)径流量、河流日流量、水位等要素作为指标。常用有水文干湿指数、最大供需比指数、水资源总量短缺指数等作指标。

(4)社会经济干旱是指自然系统与人类经济系统中,水资源供需不平衡而造成的水资源短缺现象。通常拟用损失系数法、水分供需平衡模式等来作指标。

2.2.2高温热浪的标准和类型

目前国际上还没有一个统一而明确的高温热浪标准。世界气象组织(WM O)建议日最高温度> 32e,且持续3天以上的天气过程称为高温热浪;荷兰皇家气象研究所则定为最高气温>25e,且持续5天以上,其中至少有3天最高气温>30e的天气过程。美国、加拿大、以色列等国家气候部门都依据综合考虑了温度和相对湿度影响的热指数(也称显温)发布高温警报,其标准是:当白天热指数连续2天有3h气温>40.5e或者预计热指数在任意时间气温>46.5e就发布高温警报[7]。

中国气象局规定日最高温度\35e为高温日,连续3天以上的高温天气称为高温热浪。由于中国幅员辽阔,气候差异很大,中国气象局同时还规定,各省市区可以根据本地天气气候特征规定界限温度值。例如甘肃省气象局规定,河西地区日最高气温\34e,河东地区最高气温\32e即定为一个高温日[3]。

高温热浪分为干热型高温和闷热型高温两种类型[5]。

(1)干热型高温一般出现在我国华北、东北和西北地区的夏季。表现为日最高气温高、日最低气温较高、昼夜温差小、太阳辐射强、相对湿度较小的高温天气。

(2)闷热型高温一般出现在我国沿海及长江中下游,以及华南等地区。由于夏季水汽丰富,相对湿度大,加上日最高气温高、日最低气温高、昼夜温差小,人们感觉闷热。

干旱的标准和类型划分主要突出以水分为显著特征,有的综合指标也采用温度和蒸发等要素,但只作为辅助性指标。高温热浪的标准和类型划分主要突出高温为显著特征,也有增加相对湿度作为辅助性指标。

2.3气候特征

2.3.1干旱的气候特征[8]

(1)地理分布。纬度、海陆位置和地形是影响干旱地理分布的3种主要因素。从全球范围分为热带干旱与半干旱气候区;副热带干旱与半干旱气候区;温带干旱与半干旱气候区三种地域类型。从中国范围分为5大干旱中心,黄淮海干旱区、华南沿海干旱区、西南干旱区、东北干旱区、西北干旱区。

(2)季节强度变化。干旱强度一般以干旱发生次数或频率和持续时间以及干旱影响范围大小来表示。干旱发生频率高、范围广、持续时间长,干旱就愈严重,危害也愈大。从干旱发生的季节划分,有春旱、夏旱、秋旱、冬旱以及持续时间跨2 ~3个季节的季节连旱等。

2.3.2高温热浪的气候特征[5]

(1)地理分布。根据高温出现的特点,分为4大高温热浪区域。华北高温区,属典型大陆季风气候,高温天气过程有明显的地域性。西北高温区,属典型温带大陆性气候。长江中下游高温区,属亚热带湿润季风性气候。华南高温区,属热带季风气候,高温天气过程具有明显的地域性。

(2)时间变化。华北地区高温热浪天气主要集中出现在6~8月,以6、7月份最多,占高温天气的90%左右。华东地区高温热浪主要集中在7、8月份,以7月中旬出现频率最大。华中、华南和西南地区主要集中在7、8月份,占高温天气总频数分别为85%,78%和80%。近35年来华北地区高温和闷热天气时间有增多趋势,年平均分别增多

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