干旱气象 ›› 2022, Vol. 40 ›› Issue (5): 780-790.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0780
范进进1,2(), 秦鹏程1(
), 史瑞琴1, 李梦蓉2, 杜良敏1
收稿日期:
2022-10-11
修回日期:
2022-10-22
出版日期:
2022-10-31
发布日期:
2022-11-10
通讯作者:
秦鹏程
作者简介:
范进进(1988—),女,工程师,主要从事气候与气候变化研究. E-mail:313603476@qq.com。
基金资助:
FAN Jinjin1,2(), QIN Pengcheng1(
), SHI Ruiqin1, LI Mengrong2, DU Liangmin1
Received:
2022-10-11
Revised:
2022-10-22
Online:
2022-10-31
Published:
2022-11-10
Contact:
QIN Pengcheng
摘要:
全球气候变化造成的极端气候事件频发已成为科学界和人类社会共同面临的挑战。气候变化驱动因素多样,时空过程复杂,全球不同区域存在显著差异。基于1961—2022年湖北省76个国家气象站逐日降水、气温等观测数据,根据区域性高温过程监测指标和区域性干旱过程监测评估方法,对湖北省1961年以来的区域性高温和干旱事件进行识别,在此基础上分析事件发生频率、持续时间、强度及其影响的变化特征。结果表明:区域性高温事件趋多增强且有连年发生的趋势;区域性干旱事件频次变化趋势不显著,但呈现群发、连发和重发特征;高温干旱复合事件有显著增加、间隔缩短的趋势。2022年夏季高温过程综合强度为1961年以来最强,与长江流域性干旱叠加,产生了从气象干旱到水文干旱、农业干旱和社会经济干旱的链式复杂影响。在全球变暖背景下,湖北省极端高温和干旱及其复合事件频发可能成为气候新常态,亟需加强极端事件的成因及其灾害风险评估研究,提高应对极端和复合型灾害的能力。
中图分类号:
范进进, 秦鹏程, 史瑞琴, 李梦蓉, 杜良敏. 气候变化背景下湖北省高温干旱复合灾害变化特征[J]. 干旱气象, 2022, 40(5): 780-790.
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干旱等级 | MCI |
---|---|
无旱 | -0.5 |
轻旱 | -1.0 |
中旱 | -1.5 |
重旱 | -2.0 |
特旱 | MCI≤-2.0 |
表1 基于MCI的气象干旱等级划分
Tab.1 Grade classification of meteorological drought based on MCI
干旱等级 | MCI |
---|---|
无旱 | -0.5 |
轻旱 | -1.0 |
中旱 | -1.5 |
重旱 | -2.0 |
特旱 | MCI≤-2.0 |
干旱过程强度等级 | 干旱过程强度Z的 百分位数P | 干旱过程 强度Z |
---|---|---|
特强 | 95%≤P≤100% | 12.4≤Z |
强 | 80%≤P | 8.9≤Z |
较强 | 50%≤P | 5.0≤Z |
一般 | 0 | Z |
表2 区域性干旱过程强度等级划分
Tab.2 Intensity grades of regional drought processes
干旱过程强度等级 | 干旱过程强度Z的 百分位数P | 干旱过程 强度Z |
---|---|---|
特强 | 95%≤P≤100% | 12.4≤Z |
强 | 80%≤P | 8.9≤Z |
较强 | 50%≤P | 5.0≤Z |
一般 | 0 | Z |
高温事件 | 持续时间 /d | Tmax≥35 ℃平均 日数/d | Tmax≥35 ℃ 站次比 /% | Tmax≥37 ℃ 平均 日数/d | Tmax≥37 ℃ 站次比 /% | Tmax≥40 ℃ 平均 日数/d | Tmax≥40 ℃ 站次比 /% | 平均最高 气温/℃ | 平均最低气温/℃ | 单站极端 最高气温/℃ (地点,时间) | 单站最长持续日数 /d(地点) | 综合强 度排位 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2022年7月30日至8月28日 | 29 | 23.9 | 100 | 16.8 | 98.7 | 3.6 | 60.5 | 37.2 | 26.7 | 44.6(竹山,2022-08-13) | 35(通山) | 1 |
2013年7月22日至8月20日 | 29 | 21.7 | 97.4 | 12.3 | 94.7 | 1.3 | 38.2 | 36.3 | 26.3 | 42.2(阳新,2013-08-07) | 29(江夏、鄂州等) | 2 |
1966年7月15日至8月19日 | 35 | 23.4 | 98.6 | 10.7 | 91.8 | 1.5 | 31.5 | 35.8 | 25.7 | 43.4(竹山,1966-07-20) | 34(崇阳、咸宁) | 3 |
2019年7月20日至8月28日 | 39 | 25.9 | 98.7 | 9.7 | 94.7 | 0.2 | 9.2 | 35.4 | 25.4 | 41.4(巴东,2019-07-28) | 39(云梦、赤壁) | 4 |
2018年7月14日至8月16日 | 33 | 22.5 | 96.1 | 7.3 | 92.1 | 0.1 | 5.3 | 35.6 | 25.8 | 40.7(十堰,2018-07-25) | 21(仙桃、鄂州等) | 5 |
1971年7月12日至8月3日 | 22 | 16.8 | 98.6 | 8.9 | 97.3 | 0.6 | 24.3 | 36.2 | 25.8 | 41.7(秭归,1971-07-26) | 22(秭归、赤壁等) | 6 |
2003年7月23日至8月10日 | 18 | 14.1 | 97.4 | 8 | 96.1 | 0.7 | 34.2 | 36.4 | 27 | 41.7(咸宁,2003-08-01) | 18(麻城、黄陂等) | 7 |
1988年7月 4—26日 | 22 | 14 | 97.4 | 6.9 | 96.1 | 0.5 | 21.1 | 35.4 | 26.1 | 42.2(兴山,1988-07-19) | 22(咸宁) | 8 |
2017年7月 10—31日 | 21 | 12.1 | 98.7 | 7.4 | 96.1 | 0.6 | 27.6 | 35.4 | 25.8 | 41.5 (郧阳、竹山, 2017-07-27) | 19(江夏、鄂州等) | 9 |
1961年7月17日至8月5日 | 19 | 12 | 97.2 | 5.8 | 91.5 | 0.4 | 23.9 | 35.7 | 25.1 | 42.5(兴山,1961-07-23) | 19(巴东) | 10 |
表3 1961—2022年湖北省最强10次高温过程气候特征
Tab.3 Climate characteristics of the top 10 regional high temperature processes in Hubei Province during 1961-2022
高温事件 | 持续时间 /d | Tmax≥35 ℃平均 日数/d | Tmax≥35 ℃ 站次比 /% | Tmax≥37 ℃ 平均 日数/d | Tmax≥37 ℃ 站次比 /% | Tmax≥40 ℃ 平均 日数/d | Tmax≥40 ℃ 站次比 /% | 平均最高 气温/℃ | 平均最低气温/℃ | 单站极端 最高气温/℃ (地点,时间) | 单站最长持续日数 /d(地点) | 综合强 度排位 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2022年7月30日至8月28日 | 29 | 23.9 | 100 | 16.8 | 98.7 | 3.6 | 60.5 | 37.2 | 26.7 | 44.6(竹山,2022-08-13) | 35(通山) | 1 |
2013年7月22日至8月20日 | 29 | 21.7 | 97.4 | 12.3 | 94.7 | 1.3 | 38.2 | 36.3 | 26.3 | 42.2(阳新,2013-08-07) | 29(江夏、鄂州等) | 2 |
1966年7月15日至8月19日 | 35 | 23.4 | 98.6 | 10.7 | 91.8 | 1.5 | 31.5 | 35.8 | 25.7 | 43.4(竹山,1966-07-20) | 34(崇阳、咸宁) | 3 |
2019年7月20日至8月28日 | 39 | 25.9 | 98.7 | 9.7 | 94.7 | 0.2 | 9.2 | 35.4 | 25.4 | 41.4(巴东,2019-07-28) | 39(云梦、赤壁) | 4 |
2018年7月14日至8月16日 | 33 | 22.5 | 96.1 | 7.3 | 92.1 | 0.1 | 5.3 | 35.6 | 25.8 | 40.7(十堰,2018-07-25) | 21(仙桃、鄂州等) | 5 |
1971年7月12日至8月3日 | 22 | 16.8 | 98.6 | 8.9 | 97.3 | 0.6 | 24.3 | 36.2 | 25.8 | 41.7(秭归,1971-07-26) | 22(秭归、赤壁等) | 6 |
2003年7月23日至8月10日 | 18 | 14.1 | 97.4 | 8 | 96.1 | 0.7 | 34.2 | 36.4 | 27 | 41.7(咸宁,2003-08-01) | 18(麻城、黄陂等) | 7 |
1988年7月 4—26日 | 22 | 14 | 97.4 | 6.9 | 96.1 | 0.5 | 21.1 | 35.4 | 26.1 | 42.2(兴山,1988-07-19) | 22(咸宁) | 8 |
2017年7月 10—31日 | 21 | 12.1 | 98.7 | 7.4 | 96.1 | 0.6 | 27.6 | 35.4 | 25.8 | 41.5 (郧阳、竹山, 2017-07-27) | 19(江夏、鄂州等) | 9 |
1961年7月17日至8月5日 | 19 | 12 | 97.2 | 5.8 | 91.5 | 0.4 | 23.9 | 35.7 | 25.1 | 42.5(兴山,1961-07-23) | 19(巴东) | 10 |
图3 2022年7月30日至8月28日湖北省高温中暑气象等级(a)与气象敏感用电量等级(b)站次比逐日变化
Fig.3 Daily variation of ratio of station numbers with each level of heatstroke (a) and weather-caused power consuming(b)in Hubei Province from July 30 to August 28, 2022
图5 1961—2022年夏秋季湖北省轻度及以上干旱日数的空间分布(单位:d)
Fig.5 Spatial distribution of mild and more severe drought days in Hubei Province in summer and autumn during 1961-2022 (Unit: d)
图6 1961—2022年夏秋季湖北省不同等级平均干旱日数逐年变化
Fig.6 Interannual variation of average days of drought with different levels in Hubei Province in summer and autumn during 1961-2022
干旱事件 | 干旱过程强度 | 过程评估等级 | 持续日数/d | 最长连续无雨数 /d | 日最大干旱站次比 /% | 累计 降水量 /mm | 降水距平 百分率/% | 平均气温/℃ | 平均气温距平 /℃ | 累计 蒸散量 /mm | 相对 湿润度 指数 | 综合强度排位 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1966年7月27日至10月23日 | 13.1 | 特强 | 89 | 8 | 100 | 128.3 | -57.2 | 24.1 | 0.4 | 346.3 | -0.63 | 1 |
2019年8月9日至12月18日 | 12.7 | 特强 | 132 | 14 | 98.7 | 165.7 | -49.2 | 18.9 | 1.2 | 353.5 | -0.53 | 2 |
2022年8月3日至10月20日 | 12.4 | 特强 | 78 | 17 | 100 | 91.1 | -65.9 | 24.7 | 1.5 | 285.6 | -0.68 | 3 |
1978年7月11日至10月25日 | 10.6 | 强 | 107 | 9 | 100 | 214.5 | -47.2 | 24.9 | 0.7 | 408.6 | -0.48 | 4 |
1972年7月6日至9月11日 | 9.3 | 强 | 68 | 3 | 95.9 | 158.8 | -52.7 | 26.8 | -0.4 | 289.2 | -0.45 | 5 |
1992年10月13日至12月25日 | 9.1 | 强 | 74 | 14 | 98.7 | 46 | -61.7 | 10.8 | -0.3 | 121.7 | -0.62 | 6 |
1981年5月6日至7月10日 | 8.9 | 强 | 66 | 6 | 96.1 | 240 | -38.6 | 24.6 | 0.3 | 267.7 | -0.1 | 7 |
2001年8月27日至10月13日 | 8.9 | 强 | 48 | 4 | 100 | 56.1 | -59.7 | 23.1 | 0.7 | 153.9 | -0.64 | 8 |
1968年6月3日至7月12日 | 7.7 | 较强 | 40 | 3 | 98.6 | 135.5 | -50.2 | 26.1 | 0.1 | 162.3 | -0.17 | 9 |
2018年8月4日至11月5日 | 7.5 | 较强 | 94 | 9 | 89.5 | 183.4 | -36.6 | 22.6 | 0.5 | 294.4 | -0.38 | 10 |
表4 1961—2022年湖北地区最强10次干旱过程气候特征
Tab.4 Climate characteristics of the top 10 regional drought processes in Hubei Province during 1961-2022
干旱事件 | 干旱过程强度 | 过程评估等级 | 持续日数/d | 最长连续无雨数 /d | 日最大干旱站次比 /% | 累计 降水量 /mm | 降水距平 百分率/% | 平均气温/℃ | 平均气温距平 /℃ | 累计 蒸散量 /mm | 相对 湿润度 指数 | 综合强度排位 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1966年7月27日至10月23日 | 13.1 | 特强 | 89 | 8 | 100 | 128.3 | -57.2 | 24.1 | 0.4 | 346.3 | -0.63 | 1 |
2019年8月9日至12月18日 | 12.7 | 特强 | 132 | 14 | 98.7 | 165.7 | -49.2 | 18.9 | 1.2 | 353.5 | -0.53 | 2 |
2022年8月3日至10月20日 | 12.4 | 特强 | 78 | 17 | 100 | 91.1 | -65.9 | 24.7 | 1.5 | 285.6 | -0.68 | 3 |
1978年7月11日至10月25日 | 10.6 | 强 | 107 | 9 | 100 | 214.5 | -47.2 | 24.9 | 0.7 | 408.6 | -0.48 | 4 |
1972年7月6日至9月11日 | 9.3 | 强 | 68 | 3 | 95.9 | 158.8 | -52.7 | 26.8 | -0.4 | 289.2 | -0.45 | 5 |
1992年10月13日至12月25日 | 9.1 | 强 | 74 | 14 | 98.7 | 46 | -61.7 | 10.8 | -0.3 | 121.7 | -0.62 | 6 |
1981年5月6日至7月10日 | 8.9 | 强 | 66 | 6 | 96.1 | 240 | -38.6 | 24.6 | 0.3 | 267.7 | -0.1 | 7 |
2001年8月27日至10月13日 | 8.9 | 强 | 48 | 4 | 100 | 56.1 | -59.7 | 23.1 | 0.7 | 153.9 | -0.64 | 8 |
1968年6月3日至7月12日 | 7.7 | 较强 | 40 | 3 | 98.6 | 135.5 | -50.2 | 26.1 | 0.1 | 162.3 | -0.17 | 9 |
2018年8月4日至11月5日 | 7.5 | 较强 | 94 | 9 | 89.5 | 183.4 | -36.6 | 22.6 | 0.5 | 294.4 | -0.38 | 10 |
图7 1966年7月1日至10月31日(a)与2019年7月1日至10月31日(b)湖北省不同等级干旱站次比变化
Fig.7 Daily variation of ratio of station numbers of drought with different levels from July 1 to October 31, 1966 (a) and from July 1 to October 31, 2019 (b) in Hubei Province
图8 2022年6月1日至10月20日湖北省不同等级干旱站次比变化
Fig.8 Daily variation of ratio of station numbers of drought with different levels in Hubei Province from June 1 to October 20, 2022
年份或日期 | 影响人口 /万人 | 受灾面积 /103hm2 | 成灾面积 /103hm2 | 绝收面积 /103hm2 | 直接经济损失 /亿元 |
---|---|---|---|---|---|
1966 | 1693.7 | 813.3 | 253.3 | ||
2001 | 2363.0 | 1703.0 | 448.0 | ||
2006 | 898.2 | 1089.1 | 531.7 | 57.3 | 34.2 |
2013 | 1579.5 | 1278.4 | 738.5 | 78.3 | 100.6 |
2018 | 480.5 | 475.5 | 200.5 | 23.1 | 21.7 |
2019 | 1153.0 | 417.5 | 111.3 | 66.2 | |
2022-08-18 | 533.6 | 645.8 | 53.4 | 42.6 | |
2022-08-28 | 793.0 | 918.0 | 89.5 | 74.4 | |
2022-09-13 | 852.7 | 958.6 | 94.0 | 80.4 | |
2022-09-23 | 858.2 | 963.2 | 94.4 | 81.4 |
表5 湖北省干旱典型年的灾情情况统计
Tab.5 Statistics of disasters in typical drought years in Hubei Province
年份或日期 | 影响人口 /万人 | 受灾面积 /103hm2 | 成灾面积 /103hm2 | 绝收面积 /103hm2 | 直接经济损失 /亿元 |
---|---|---|---|---|---|
1966 | 1693.7 | 813.3 | 253.3 | ||
2001 | 2363.0 | 1703.0 | 448.0 | ||
2006 | 898.2 | 1089.1 | 531.7 | 57.3 | 34.2 |
2013 | 1579.5 | 1278.4 | 738.5 | 78.3 | 100.6 |
2018 | 480.5 | 475.5 | 200.5 | 23.1 | 21.7 |
2019 | 1153.0 | 417.5 | 111.3 | 66.2 | |
2022-08-18 | 533.6 | 645.8 | 53.4 | 42.6 | |
2022-08-28 | 793.0 | 918.0 | 89.5 | 74.4 | |
2022-09-13 | 852.7 | 958.6 | 94.0 | 80.4 | |
2022-09-23 | 858.2 | 963.2 | 94.4 | 81.4 |
图9 2022年6月1日至9月30日长江汉口水文站水位与历史同期对比
Fig.9 Comparison of water level at Hankou hydrologic station from June 1 to September 30, 2022 with the historical corresponding period during 1951-2021
图10 2022年10月2日湖北省气象干旱监测(a)和基于CLDAS产品的土壤相对湿度(b,单位:%)
Fig.10 Monitoring of meteorological drought (a) and CLDAS soil relative humidity (b, Unit: %) in Hubei Province on October 2, 2022
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