陕西省暴雨洪涝及次生灾害时空变化及形成机理
Spatio-temporal variations and formation mechanisms of rainstorm floods and secondary disasters in Shaanxi Province
通讯作者: 程志刚(1979—),男,教授,主要从事气象灾害研究。E-mail:chengzg@cafuc.edu.cn。
收稿日期: 2025-04-14 修回日期: 2025-09-9
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Received: 2025-04-14 Revised: 2025-09-9
作者简介 About authors
白爱娟(1971—),女,教授,主要从事天气气候研究。E-mail:baiaj@cuit.edu.cn。
位于青藏高原东北侧的陕西省,受秦巴山、河谷平原及黄土高原等多种地形综合影响,暴雨频发且强度大,经常遭受洪涝及次生灾害。利用陕西省2008—2023年灾情直报信息数据,分析近年暴雨洪涝及次生灾害时空分布,并以秦巴山区的灾害为例,探究强降水对极端洪涝和次生灾害的诱发机制。研究表明:(1)陕西省暴雨洪涝及次生灾害次数由南向北递减,秦巴山区腹地的汉中和安康是灾害高发区,其次是秦岭东段的商洛,以及黄土高原的延安。(2)陕西暴雨洪涝及次生灾害集中在7—8月,且年际差异大,2013年是近年来灾害最多发和损失最严重的一年。(3)持续性强暴雨是秦巴山区暴雨洪涝和泥石流等次生灾害的根源。对历史灾害的天气学分析表明,受对流层中层副热带高压西进和中纬度低槽东移的共同影响,偏南气流不断输送水汽和热量到秦巴山区,加上低层高温高湿和对流不稳定,导致强暴雨持续;秦巴山区东西过渡的峡口处,地形对降水显著增幅形成的强“雨窝”,是洪涝和次生灾害最多的地方;山区地形使地表径流快速汇聚,促进了汉中和安康的滑坡和泥石流,以及水库和桥梁受损等次生灾害。
关键词:
Shaanxi Province is located in the northeast of the Tibetan Plateau, which is dominated by complex terrain of the Qinba Mountains, river valley and the Loess Plateau. Rainstorms are frequent and intense in Shaanxi, and often lead to floods and secondary disasters. Based on data of direct disaster reports from 2008 to 2023, this paper analyzes the spatial and temporal distribution of rainstorm floods and secondary disasters. Taking the disasters in the Qinba Mountains area as an example, this paper explores the triggering mechanism of heavy precipitation on extreme floods and secondary disasters. The results are as follows: (1) The frequency of rainstorm and flood disasters and their secondary disasters in Shaanxi Province decreases from south to north. Hanzhong and Ankang in the hinterland of the Qinba mountainous area are high-risk areas for disasters, followed by Shangluo in the eastern section of the Qinling Mountains and Yan’an in the Loess Plateau. (2) The heavy rainstorms and floods in Shaanxi Province occur mainly from July to August, and there are significant inter-annual variations, and 2013 was the year with the most frequent and severe disasters in recent years. (3) Intense and persistent heavy rain is the root cause of secondary disasters such as floods and mudslides in the Qinba mountainous area. The synoptic meteorological analysis of historical disasters indicates that the combined influence of the westward developing of the subtropical high in the middle troposphere and the eastward movement of the mid-latitude trough has continuously transported water vapor and heat to the Qinba mountainous area, and coupled with the high temperature, high humidity in the lower layer and the instability of convection, leading to the continuous occurrence of heavy rainstorms. The gap terrain of the east-west transition in the Qinba Mountains displays a significant role to increase the precipitation, forming a strong “rain pocket” in the center of rainstorm.The mountainous terrain causes surface runoff to converge rapidly, which promotes landslides and mudslides in Hanzhong and Ankang, as well as strong disasters of the damage of reservoirs and bridges and other secondary disasters.
Keywords:
本文引用格式
白爱娟, 白明鑫, 程志刚, 诸德强, 白锦丰.
BAI Aijuan, BAI Mingxin, CHENG Zhigang, ZHU Deqiang, BAI Jinfeng.
0 引言
暴雨等强降水在地形汇聚下极易造成洪涝,以及滑坡和崩塌等地质灾害(於琍等,2018),对人类生命财产造成损失。Jonkman(2005)的自然灾害调查发现,世界各地洪水造成的伤亡人数最多,20世纪最后10 a全球有超过10万人死于洪水。中国是暴雨洪涝灾害频次最高的国家之一,且近年来特大洪涝灾情更为严重(苑希民等,2024),如2021年7月河南罕见的极端特大暴雨,最大日降水量高达663.9 mm,小时最大降水量达201.9 mm,被认定为暴雨导致严重城市内涝、河流洪水、山洪滑坡等多灾并发的极端灾害(张建云等,2023)。陕西秦巴山、黄土高原和渭河平原地区暴雨和次生灾害频繁,受灾率、经济损失和伤亡人数等都高于其他地区(张弘等,2011),且黄土高原受特殊沉积性、降水条件和人类活动等因素的影响,滑坡极易发生,是暴雨诱发次生灾害的高发区(徐张建等,2007)。
探究暴雨洪涝及次生灾害成因是预警灾害的前提(赵志楠等,2021),Funk(2006)研究指出,洪涝灾害不仅取决于降水量和降水率,还取决于地形、土地利用、流域土壤类型和灾害前水分条件。在地表植被缺乏区,土壤吸水性低,陡峭山坡使地表径流量加速成为洪涝灾害的诱因,因此地形是洪涝灾害不可忽视的因素(袁有林等,2015)。暴雨和洪涝灾害有明显的年际和季节波动,且中国南方地区因灾害频繁受到关注(胡畔等,2021),如徐桂玉和杨修群(2002)、黄垭飞等(2021)和张柳红等(2023)分别针对南方、江南和粤港澳等不同地区进行了暴雨灾害研究;北方地区洪涝和次生灾害研究相对较少(甘璐等,2020),尤其是对西北地区东部,马晓华(2015)分析了西北地区暴雨的形成机制,确定孟加拉湾低槽和副热带高压对暴雨形成的关键影响作用。
本文聚焦青藏高原东北部的陕西省,收集近年各类灾情数据,利用统计和天气学诊断方法,分析暴雨洪涝及次生灾害的时空分布,探究灾害的形成机制,以期为气象灾害监测、应急响应和风险评估提供有效信息,为提高灾害风险应急管理能力提供参考。
1 研究区和数据
1.1 研究区概况
如图1所示,陕西省有10个行政区,由北部黄河几字湾以西的黄土高原、中部关中平原,以及陕南秦巴山区三部分组成。黄河沿陕西东部从北向南穿过,渭河从西向东穿越中部,两者在陕西东部汇合;秦岭和大巴山横贯陕南,形成山势陡峭和海拔高度落差大的秦巴山区,是陕西强降水多发地,也是气象灾害及次生灾害的重点防治区。
图1
图1
陕西省地形高度、地级市和三种代表地形分布
Fig.1
The distribution of topographic height,prefecture-level cities and three representative landforms in Shaanxi Province
1.2 数据和方法
(1)灾情直报信息。包括陕西各地市上报的灾害类型(如暴雨洪涝和地质灾害等)、灾害起始和结束时间、经济损失、受灾人口、受灾区域、影响描述、天气过程和预警发布情况,以及农业受损等灾情,该数据由市级应急管理局采集上报。
从灾情直报信息中提取与暴雨、短时强降水和连阴雨等有关的9种灾害,分别为暴雨、城市内涝、洪水、涝灾、农田积涝、强降水、山洪、泽涝和中小河流洪水,统称为暴雨洪涝,同时提取与降水有关的滑坡、崩塌和泥石流3类次生地质灾害。不同类型灾害记录的影响面不同,如暴雨灾害记录有暴雨,且有倒塌房屋、人员伤亡,以及水毁路桥等发生;城市内涝记载有涵洞积水和电力中断等。干旱、冰雹、冬半年的低温冷害、暴雪,以及与冻融和地震等有关的地质灾害,未纳入本研究。各类灾害经常伴随发生,灾情记录根据影响力和强度确定类型,如强降雨产生暴雨洪涝且伴随泥石流,后者影响力更强,通常记为泥石流灾害。
对2008—2023年陕西省灾情信息进行检索、分类,共收集到暴雨洪涝和次生灾害事件1 742条。采用天气学分析方法,从环流形势、水汽条件和对流不稳定性方面,对灾害事件进行分析,探究引发灾害的降水形成机制,并从地形增雨及对灾害的影响上讨论强降水对灾害的诱发作用。在此以汉中和宝鸡地区4次典型灾害为例,列出灾情直报信息的详情,见表1。
表1 汉中和宝鸡地区4次暴雨洪涝灾害事件的主要记录信息
Tab.1
| 个例1 | 个例2 | 个例3 | 个例4 | |
|---|---|---|---|---|
| 灾型 | 暴雨、泥石流 | 暴雨 | 强降水、滑坡 | 暴雨、强降水 |
| 灾害中心 | 汉中南郑、安康岚皋 | 安康紫阳 | 宝鸡陈仓 | 宝鸡太白 |
| 初报时间 | 2010-07-16T08:00 | 2015-06-26T09:00 | 2020-08-13T20:00 | 2018-07-11T00:00 |
| 终报时间 | 2010-07-20T08:00 | 2015-06-29T23:59 | 2020-08-18T20:00 | 2018-07-11T23:59 |
| 降水量 | 过程降水量146.6~332.4 mm,极端日降水量149.5 mm | 过程降水量68.4~174.7 mm | 15日夜间全区暴雨。过程降水量79.8~189.2 mm,极端日降水量189.2 mm | 普降大到暴雨 |
| 直接经济损失 | 137 586万元人民币 | 4 868万元人民币 | 3 265万元人民币 | |
| 受灾和伤亡人数 | 受灾134.8万人,死亡47人,失踪144人 | 安置转移1 955人 | 安置转移17 000人 | 受灾1.52万人,安置 转移63人 |
| 倒塌房屋 | 12 703间 | 60间 | 99间 | 9间 |
| 农业受灾面积 | 2 920 hm2 | 292 hm2 | 578 hm2 | 1 073 hm2 |
| 其他灾情 | 23座水库和10座桥梁受损 | 地质灾害4处,公路中断23条 | ||
| 预警信息 | 重要天气报告,暴雨 红色预警 | 重要天气报告、预警信息和 地灾风险预警 | 蓝色和橙色预警 | 预警信息 |
注: 空白表示无对应信息。
(2)欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据(ERA5)。数据范围:31°N—40°N,105°E—112°E;物理量包括:位势高度、气温、水平风速、垂直风速和比湿等,水平分辨率为0.25°×0.25°,垂直方向有37层,时间分辨率为1 h。本文时间均为北京时。
(3)国家青藏高原科学数据中心CHM_PRE日降水量数据。该数据基于中国2 839个气象站日降水量,通过月降水约束和地形特征校正后建立,分辨率为0.25°×0.25°。该数据可以较好表征降水空间变异性,日降水量序列与高密度站点观测值相关系数较高。
2 灾害的时空变化特征
2.1 灾害次数
从表2看出,2008—2023年陕西省共发生暴雨洪涝818次,其中暴雨灾害最多,共601次,占比最大,为74%;其次强降水灾害(57次)和涝灾(34次)较频繁,多种灾害同时发生的其他类有106次。对比灾害次数的地区差异,发现陕南暴雨洪涝灾害最多共423次,其次是关中有178次,陕北次数最少为129次,全省性暴雨洪涝灾害有88次。降水诱发次生灾害较少,全省共33次,其中滑坡最多(25次),占地质灾害总次数的76%,泥石流和崩塌各有5次和3次。地质灾害中,陕南和关中滑坡均有8次,陕北有9次,崩塌和泥石流陕南共有4次,关中和陕北各有3次和1次。
表2 陕西省2008—2023年暴雨洪涝和次生灾害发生次数
Tab.2
| 类型 | 灾害类型 | 陕南 | 陕北 | 关中 | 全省 | 总次数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 暴雨洪涝 | 暴雨 | 327 | 101 | 126 | 47 | 601 |
| 城市内涝 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| 洪水 | 3 | 1 | 2 | 1 | 7 | |
| 涝灾 | 6 | 4 | 9 | 15 | 34 | |
| 农田积涝 | 2 | 0 | 1 | 0 | 3 | |
| 强降水 | 29 | 8 | 19 | 1 | 57 | |
| 山洪 | 0 | 2 | 0 | 0 | 2 | |
| 渍涝 | 0 | 0 | 3 | 0 | 3 | |
| 中小河流洪水 | 3 | 0 | 1 | 0 | 4 | |
| 其他 | 52 | 13 | 17 | 24 | 106 | |
| 合计 | 423 | 129 | 178 | 88 | 818 | |
| 次生地质 灾害 | 滑坡 | 8 | 9 | 8 | 0 | 25 |
| 崩塌 | 2 | 0 | 1 | 0 | 3 | |
| 泥石流 | 2 | 1 | 2 | 0 | 5 | |
| 合计 | 12 | 9 | 12 | 0 | 33 | |
| 总计 | 435 | 138 | 190 | 88 | 851 |
注:“其他”指在灾情信息中同时标记有2种及以上灾害,如洪水、涝灾和渍涝等多种灾害发生的情形,不能单独归到9种内的灾害。
由此可见,陕西暴雨洪涝和次生灾害次数由南向北递减,陕南为高发区,陕北黄土高原暴雨洪涝灾害相对较少。陕南位于秦巴山腹地,比北部地区更易受东亚和南亚季风暖湿气流影响,对流降水频繁,且易引发灾害;其次陕南北靠秦岭,南临大巴山,山岳交错,河流纵横,地形对气流抬升和汇聚作用的增雨效果明显,另外山区地形的强烈汇流使径流量快速增大,易形成洪涝并引发泥石流等次生灾害。
2.2 时间变化特征
根据每年各类灾害的总次数分析陕西暴雨洪涝和次生灾害的年际变化。从图2(a)可以看出,陕西各类灾害年际波动明显,年际差异较大,暴雨洪涝次数最多的是2013年,达96次,最少的是2022年,仅21次;对应于2013年暴雨洪涝灾害频发,这一年次生地质灾害次数也最多(6次),相反2022年没有地质灾害。2013年夏季陕西降水较常年同期偏多,陕北和关中西部偏多达5成至2倍,共出现147站次暴雨,是2008年以来暴雨最多的年份(魏娜和田武文,2014),说明降水异常偏多是灾害频发的直接原因。除2021年外,2017年以后两类灾害均呈减少趋势,尤其2022、2023年暴雨洪涝灾害次数最少,且没有次生灾害,说明降水对次生灾害的诱发作用显著。
图2
图2
陕西省2008—2023年暴雨洪涝灾害与次生地质灾害次数的年际(a)和月(b)变化
Fig.2
The annual (a) and monthly (b) variations of numbers of disasters related to rainstorm-flood and secondary geological disasters in Shaanxi Province from 2008 to 2023
从图2(b)可见,暴雨洪涝灾害次数峰值出现在盛夏7月,共有388次,其次8月有203次,其余都在100次以下;次生地质灾害峰值在8月,共有8次,其次9月和6月各有6次和5次,其他月较少发生。7—8月是陕西汛期主雨季,降水强度大,暴雨洪涝及诱发次生灾害也明显偏多。
2.3 空间分布特征
图3
图3
陕西省2008—2023年暴雨洪涝(a)和次生地质灾害(b)次数空间分布
Fig.3
The spatial distribution of numbers of rainstorm-flood (a) and secondary geological disasters (b) in Shaanxi Province from 2008 to 2023
2.4 灾害损失
陕西省是受灾较严重的地区,且直接经济损失大,灾情直报记录的各类灾害的受灾面积和直接经济损失显示,2008—2023年暴雨洪涝灾害年均受伤、死亡和失踪人数达75.9万人。分析陕西灾害损失年际变化(图4),发现直接经济损失及受灾人数年际差异大,暴雨洪涝最大经济损失在2013年,超264亿元人民币;最小损失为2008年,约2 800万人民币,同年受灾人数最少(8.8万人)。次生地质灾害次数最多的2013年,暴雨洪涝受灾人数最多,为743.2万人;次生灾害经济损失0.61亿元人民币,受灾人数8.6万人。
图4
图4
陕西省2008—2023年暴雨洪涝(a)和次生地质灾害(b)受灾人数和直接经济损失年变化
Fig.4
The annual variations of numbers of people and direct economic losses affected by rainstorm-floods (a) and secondary geological disasters (b) in Shaanxi Province from 2008 to 2023
3 暴雨洪涝和地质灾害的形成机制
秦巴山区的陕南汉中和安康暴雨洪涝和次生灾害多发,该处降水为周边地区最强,且维持时间较长,是各类灾害的直接诱因。利用ERA5再分析数据,分析整理了影响陕南近年来暴雨灾害的高低空环流形势,同时结合陕西气象部门对暴雨洪涝和次生灾害的复盘,总结降水型灾害的形成原因,发现灾害发生时对流层中层均受到副热带高压(简称“副高”)和低槽的共同影响,不同过程中副高和低槽的强度和位置略有差异,表现为副高中心位置和西伸脊点不同,以及低槽增强为低涡或者减弱为小波动。考虑到影响灾害发生的天气系统具有相似性,在此以2010年7月16—20日秦巴山东部安康和西部汉中强暴雨和次生灾害并发的过程为例,从天气学上探究降水对灾害的诱发作用。这次灾害是2008—2023年中持续时间最长且影响最严重的,造成直接经济损失7 190万元人民币,受灾人数达23万人。
3.1 降水量和灾情
2010年7月16日陕南极端灾害的灾情记录信息(表3)显示,16日20:00—17日08:00,强暴雨以安康岚皋和汉中南郑为中心,岚皋记录大暴雨,堰门降水最强达136 mm;当日灾情记录倒塌房屋72间,冲毁公路17处,经济损失480万元人民币。17日岚皋新铺镇发生泥石流和山体滑坡,造成道路塌方,路桥冲断,灾情严重;灾情记录汉中汉台城区内涝,受灾4 000多人,房屋倒塌162间,水库受损23座,桥梁受损16座,直接经济损失4 476万元人民币。18日洪涝继续,强灾害中心移到安康紫阳和白河,24 h降水量白河达87 mm,联合乡过程降水量达217 mm。19日灾情继续,紫阳日降水量达128 mm;记录房屋倒塌1 471间,冲毁公路123处,滑坡2处,桥梁损毁6座。20日,安康白河24 h降水量最大,达85 mm;安康岚皋、紫阳、汉滨和平利灾情严重,水库受损23座,房屋倒塌23间,桥梁受损16座。随后降水减弱,灾害趋于结束。
表3 2010年7月16—20日秦巴山区灾情和雨情记录
Tab.3
| 时间 | 灾害中心区域 | 灾害类型 | 降水量/mm | 损失 |
|---|---|---|---|---|
| 2010-07-16 | 汉中汉台 安康岚皋 | 暴雨 | 24 h降水量:岚皋堰门136、大道123、佐龙112 | 岚皋县:2.95万人受灾,撤离650人,倒塌房屋72间,冲毁公路17处,经济损失 480万元人民币 |
| 2010-07-17 | 汉中汉台、勉县和南郑 安康岚皋和汉滨 | 勉县:泥石流 岚皋:山体滑坡和塌方 汉滨:塌方 | 岚皋:普降暴雨和大暴雨,14个乡镇24 h降水量超过50 汉滨:24 h降水量127,为1979年以来极值 汉中城区46 、南郑149,汉台:8站12 h降水量超过50,最高85 | 岚皋县:山体滑坡百余处,大量房屋垮塌;交通、通讯、电力和供水中断 汉台区:城区内涝,受灾人数4 000多人,房屋倒塌162间,水库受损23座,桥梁受损16座;直接经济损失4 476万元人民币 |
| 2010-07-18 | 安康白河、紫阳 | 暴雨洪涝 | 安康普降暴雨,白河24 h降水量87,过程降水量120 紫阳联合乡过程降水量217,洄水1 h降水量41 | 白河:受灾人数3.8万,转移人口6 340,直接经济损失0.89亿元,损坏河堤3.5 km,冲毁塘坝10座 |
| 2010-07-19 | 安康白河、紫阳 | 暴雨和滑坡 | 24 h降水量:紫阳128、联合乡217 | 紫阳:房屋倒塌1 471间,冲毁公路 123处,滑坡2处,桥梁损毁6座 |
| 2010-07-20 | 安康岚皋、紫阳、汉滨 | 暴雨洪涝 | 24 h降水量白河85 | 水库受损23座,房屋倒塌23间,桥梁受损16座 |
从陕南这次灾害的降水量分布(图5)可见,16日汉中及以南降水开始发展,最大降水中心在四川和陕西交界处;17日降水明显增强,汉中和安康南部日降水量超过90 mm,两地交界处降水最强,降水量达157 mm;18日强降水持续,日降水量均在90 mm以上,汉中与安康交界处降水量超过110 mm,最高达170 mm;19日降水中心向东移动,汉中无降水,安康降水减弱到30 mm以下,受持续强降水影响,洪涝灾害持续,水库、桥梁和房屋受损严重。这次大范围极端灾害事件由连续3 d的暴雨造成,尤其是17日和18日的极端强降水,灾害中心的紫阳和岚皋位于北高南低地形区,是大巴山东西段过渡海拔较低的峡口区,属于典型的强降水“雨窝”。
图5
图5
秦巴山区2010年7月16—19日的24 h降水量(单位:mm)分布
Fig.5
The spatial distribution of daily precipitation (Unit: mm) in the Qinba Mountain area from 16 to 19 July 2010
3.2 环流形势
选取这次灾害发生时500 hPa高度场,分析强降水形成原因。从图6(a)可见,暴雨发生时副高脊线西伸北抬到陕西南部,呈东西带状;副高西侧偏东南气流加强,输送水汽到陕南地区。对应的高空低槽从西向东影响到青藏高原以东,秦巴山区位于低槽底部的西南气流区,偏南风最强。两股偏南气流受秦巴山地形抬升和辐合作用,水汽条件和大气不稳定加强,尤其东西向的峡口区。同时,翻越秦岭的偏北冷气流向南跌入到汉中和安康盆地,与偏南暖湿气流在峡口区对峙,大幅增加了陕南区域降雨强度,形成极端强降水的“雨窝”。
图6
图6
2010年7月16日20:00 500 hPa位势高度场(等值线,单位:dagpm)和风矢量场(风矢,单位:m·s-1)(a,阴影为海洋),以及850 hPa风场(箭矢,单位:m·s-1)和水汽通量散度(填色,单位:10-6 kg·m-2·hPa-1·s-1)分布(b)
(黑色方框为陕西省及周边地区)
Fig.6
The geopotential height field (contours, Unit: dagpm) and wind field (wind vectors, Unit: m·s-1) at 500 hPa (a, the shaded is for ocean area), and the distribution of wind field (arrow vectors, Unit: m·s-1) and water vapor flux divergence (the color shaded, Unit: 10-6 kg·m-2·hPa-1·s-1) at 850 hPa (b) at 20:00 on 16 July 2010
(The black rectangular box is for Shaanxi and surrounding areas)
3.3 大气不稳定条件
假相当位温综合了大气的温度和湿度特性,其随高度变化能够反映对流层不稳定类型和强度(陈创买等,2020),强降水离不开不稳定能量积累和释放。从这次极端灾害天气沿秦巴山区中部32°N假相当位温和比湿剖面(图7)看,在17日08:00和20:00降水最强时段,低层假相当位温增加,等值线呈闭合状态,200 hPa以下其值随高度快速减小,最低值为324 K,对应对流不稳定能量加强,同时低层出现比湿高于16 g·kg-1的湿脊;17日20:00,陕南不稳定层结维持,且随高度上升,湿脊也在增强。随后到19日(图略),低层大气的对流不稳定性降低,比湿降低,水汽含量减少,雨区减弱。因此陕南地区受低层高温高湿环境影响,强对流不稳定发展,上升运动促使大气被抬升至凝结高度层,使降水维持且增强。
图7
图7
2010年7月17日08:00(a)和20:00(b)沿32°N的假相当位温(黑色实线,单位:K)和比湿(填色,单位:g·kg-1)经度-高度剖面
(灰点为暴雨中心,黑色阴影为地形,蓝色方框为暴雨区和假相当位温随高度下降区)
Fig.7
The longitude-height profiles of the pseudo-equivalent potential temperature (black solid lines, Unit: K) and specific humidity (the color shaded, Unit: g·kg-1) along 32°N at 08:00 (a) and 20:00 (b) on 17 July 2010
(The grey dot is the rainstorm center, and the black shadow is the terrain, the blue box indicates the rainstorm area where the pseudo-equivalent potential temperature decreases with height)
综上所述,在秦巴山区暴雨洪涝和次生地质灾害发生时,从7月16日夜间到20日,受副高西侧和低槽前偏南气流对水汽的持续输送,以及地形辐合和抬升对偏南气流的影响,秦巴山区对流层低层高温高湿的不稳定维持,促进该地区强降水持续,尤其17—18日全区有大到暴雨,南部有特大暴雨,诱发极端洪涝和地质灾害。同时,受秦巴山东西过渡区地形对降水的明显增幅作用影响,在峡口区形成“雨窝”,该处的极端强降水持续3 d,诱发紫阳和白河等地的滑坡和泥石流灾害,以及水库和桥梁受损等强灾害。
4 结论与讨论
利用2008—2023年灾情直报数据,对陕西省暴雨洪涝及次生灾害进行分析,揭示两类灾害的时空变化特征,并以秦巴山区极端灾害过程为例,研究了强降水对极端灾害的诱发机制,得到以下具体结论。
(1)陕西省暴雨洪涝及次生灾害由南向北递减,秦巴山区的汉中和安康灾害次数多,其次是秦岭东段的商洛地区,以及北部延安周边的黄土高原地区。
(2)陕西省夏季暴雨洪涝及次生灾害次数较多,暴雨灾害7月达峰值,次生灾害8月达峰值。雨季频繁强降水易产生暴雨洪涝,并诱发次生灾害。暴雨洪涝和次生灾害年际差异大,2013年是灾害最多发的一年,对应该年的高强度降水。
(3)分析陕西暴雨及其次生灾害的环流形势,发现对流层中层副高西进和低槽东移,两者在秦巴山区对峙,促使偏南气流不断向北输送水汽,加上低层高温高湿的强对流不稳定,导致该地暴雨持续,诱发暴雨洪涝和次生灾害。在秦巴山区东西过渡的峡口处,地形对降水量增幅作用形成的“雨窝”使灾害增强,导致该地区成为极端洪涝和次生灾害的中心。
本文对陕西各地连续和详实的灾情记录进行分析,聚焦暴雨洪涝及诱发的次生灾害,探讨了其多时空尺度变化和形成机制。相较于其他针对灾害事件,或者不连续灾情记录,以及片面雨情分析的研究,在灾害预警和防范上更有意义。本文未涉及降水缺乏的干旱,以及固态强降水的冰雹和暴雪等灾害,这是不足之处,也是后期需要关注的方向。
参考文献
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Global perspectives on loss of human life caused by floods
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