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2020 01 27
《新疆气象手册》的序,前言 ,提要 :http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1208089.html
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3.1.1 新疆的干旱灾害
农业生产离不开水,牲畜、家禽需要水,农作物、林木、牧草也需要消耗大量的水。没有水也就没有农业。长期无降水或降水偏少,不仅空气干燥,土壤缺水,还会导致河水断流, 水库缺水甚至干涸。新疆历史上严重干旱是由于长期少雨或者河流来水偏少而造成的。干旱作为灾害的概念,它不仅意味着气候的干燥,长期少雨甚至无雨,也标志着农田水分供应不足,导致农作物产量下降甚至颗粒不收。因水的供应不能满足农田需要而产生的旱象,可分为永久性干旱、季节性干旱、临时性干旱和隐蔽性干旱。单从降水量不能满足农田需水情况来说,新疆属于永久性干旱;从农田灌溉水源,河流的丰枯变化来说,新疆农业干旱不仅是永久性的,而且具有季节性特点。
山区的森林和草场之所以能在没有灌溉的条件下长期生存下来,完全是自然降水滋润的结果。所以,山区的森林和草场不存在永久性干旱。同时,林木和牧草迅速生长的季节,正是山区降水量最多的时候,也不存在季节性干旱。新疆山区干旱是属于临时干旱。
3.1.2 新疆气象部门的干旱指标
新疆发生干旱的原因是多方面的,影响干旱程度的因子很多,确定干旱指标是一个复杂的问题,目前尚无统一的标准。《新疆简明农业气候区划》用降水量偏离正常年份的程度作为山区干旱的标准 。
山区草场、森林和旱田的干旱标准
等级 | 正常年 | 干旱年 | 大旱年 |
年降水量 R | -σ≤R≤ +σ | -1.5σ≤R < -σ | R < -1.5σ |
表中是多年平均降水量,R为某年的降水量,σ为降水量的标准差。山区的森林、草场和旱田完全依靠自然降水,用上述标准能较客观地反映出山区的旱情。平原灌溉农区的干旱,可以参照自治区气象台的规定。
平原地区干旱指标(北疆,降水距平%)
等 级 | 4—10月 | 11月—翌年3月 | 11月—翌年10月 |
正 常 | +20—−39 | +50—−49 | |
干 旱 | −40—−79 | <−50 | <−20 |
大 旱 | <−80 |
表中降水距平是用百分数表示的,即当年某月(或年)的降水与多年的月(或年)平均降水量的差与多年的月(或年)平均降水量之比值。这一标准对于北疆地区较为合适,但不能客观地反映出南疆农业的旱情,可改用水文部门干旱指标较好。
3.1.3 新疆防汛抗旱部门的干旱灾害标准
新疆防汛抗旱部门在总结多年抗旱防灾工作经验的基础上,参照气象、水文、农牧业、水利、科研等部门减灾研究成果,将旱灾分为轻旱、中旱、重旱、严重旱4个等级(见下表)。
农牧业干旱标准与等级表
类 别 | 轻 旱 | 中 旱 | 重 旱 | 严 重 旱 | |||||
北疆 | 南疆 | 北疆 | 南疆 | 北疆 | 南疆 | 北疆 | 南疆 | ||
11~2月稳定积雪(㎝) | 前山带 | 15~10.1 | 10~5.1 | 5~2 | <2 | ||||
中山带 | 25~20.1 | 20~15.1 | 15~10 | <10 | |||||
降水量偏少 (%) | 3~5月北疆前山平原、南疆山区 | 10~15 | 10~15 | 15.1~30 | 15.1~30 | 30.1~50 | 30.1~50 | >50 | >50 |
6~8月中山带以上 | 20~30 | 30.1~50 | 50.1~70 | 70.1~90 | |||||
9~10月农田、秋草场 | 10~15 | 10~15 | 15.1~30 | 15.1~30 | 30.1~50 | 30.1~50 | >50 | >50 | |
持续干旱天数(d) | 4~6月农田 及人工草场 | 20~30 | 30.1~40 | 40.1~50 | >50 | ||||
7~10月农田 及夏秋草场 | 40~50 | 50.1~60 | 60.1~100 | >100 | |||||
河道来水比历年同期平均值偏少(%) | 11~2月,3~5月 | 5~10 | 5~10 | 10.1~30 | 10.1~30 | 30.1~50 | 30.1~50 | >50 | >50 |
6~8月 | 5~10 | 5~10 | 10.1~15 | 10.1~15 | 15.1~30 | 15.1~30 | >30 | >30 | |
干旱重现期(a) | 干旱(枯水)重现期 | 2~3 | 2~3 | 3.1~5 | 3.1~5 | 5.1~10 | 5.1~10 | >10 | >10 |
土壤湿度(%) | 灌区土壤相对湿度 | 50.1~60 | 50.1~60 | 40.1~50 | 40.1~50 | 30~40 | 30~40 | <30 | <30 |
比计划减少(%) | 播种面积 | 5~10 | 5~10 | 10.1~20 | 10.1~20 | 20.1~30 | 20.1~30 | >30 | >30 |
植树造林面积 | 5~10 | 5~10 | 10.1~20 | 10.1~20 | 20.1~30 | 20.1~30 | >30 | >30 | |
灌溉面积 | 10~20 | 10~20 | 20.1~30 | 20.1~30 | 30.1~50 | 30.1~50 | >50 | >50 | |
受旱面积占总播种面积(%) | 10~20 | 10~20 | 20.1~30 | 20.1~30 | 30.1~50 | 30.1~50 | >50 | >50 | |
缺水受旱减产(%) | 农作作物(牧草)减产 | 5~20 | 20.1~30 | 30.1~50 | >50 | >50 | |||
新林成活率(%) | 80.1~90 | 80.1~90 | 70.1~80 | 70.1~80 | 50~70 | 50~70 | <50 | <50 | |
派生灾害 发生率偏多(%) | 干旱派生灾害发生率 | 10~20 | 10~20 | 20.1~30 | 20.1~30 | 30.1~50 | 30.1~50 | >50 | >50 |
干旱成灾率(%) | 2~4 | 4.1~6 | 6.1~10 | >10 |
3.1.4 农区干旱
农业干旱是指农作物生理需水得不到适时适量补给,造成农作物受旱减产或绝收的灾害现象。干旱按发生的季节可分为春旱、夏旱、秋旱、冬旱、冬春连旱、夏秋连旱、连季旱、连年旱等。春旱一般发生在4~5月,夏旱在6~8月,秋旱在9~10月。干旱按成因和表现形式可分为历史性资源干旱、阶段性机遇干旱、水毁性干旱和人为干旱。历史性资源干旱主要由水土不平衡、水量时空分布不均匀和水利建设不均衡等原因所造成,新疆春季普遍存在这种干旱。依靠河道来水进行灌溉的农田,经常发生阶段性机遇干旱,如在灌溉季节有30d以上来水比历年同期平均值少20%以上即发生干旱,在非灌溉季节有90d以上比历年同期少20%,水库蓄水减少,即发生干旱。在北疆作物生长期,一般年景降水补给水源占20%~30%,如30d无降水,或90d降水量比历年平均减少15%,即发生阶段性机遇干旱。水毁性干旱是由洪水破坏水利灌溉设施,影响农作物灌溉用水而受旱。全疆每年约有13×104~20×104hm2农田遭水毁性干旱。人为干旱主要是盲目扩大灌溉面积或大量浪费水资源而产生的干旱。
3.1.5 牧区干旱
牧业干旱是指牧区四季天然草场、人工打草场、灌溉草场等,因发生严重灾害性干旱或河、泉水锐减甚至断流,造成牧草产量大面积减产或绝收的干旱灾害。
3.1.6 城市干旱
城市干旱是指城市供水不能满足工矿企业、交通、城镇生活、绿化、建筑、卫生、环境等正常用水而造成的水荒。近年来,随着城市人口不断增加,经济建设不断发展,这种现象越来越严重。1989年全疆大旱,乌鲁木齐、克拉玛依、石河子、奎屯、昌吉等10多个城市,因干旱缺水造成分区分期定时停水、停电、停产的水荒现象,受水荒威胁的人口在300×104人,城镇工矿企业、石油化工减产损失达2.2亿元。20世纪90年代以后全疆19个市级城市中仍有10个城市缺水,其中乌鲁木齐和克拉玛依市严重缺水。乌鲁木齐市日缺水14×104m3, 每年因缺水使工业产值减少约20亿元,同时给市民生活也带来极大不便。乌鲁木齐市已被列为全国50个严重缺水的大城市之一。
无视自然界可提供给城市的合理的水资源消耗量,单纯以社会需要发展城市,是人为制造干旱灾害,它不是自然灾害。
3.1.7 新疆干旱特征
⑴ 区域性强,影响范围广。北疆、东疆干旱程度重于南疆,牧区重于农区。全疆每年都有不同程度的干旱,经常受干旱威胁的重点县(市)有20~35个,受旱农田33×104~66×104hm2,严重受旱草场约133×104~0.86×108hm2。
⑵ 春旱严重。新疆农区春旱,特别是5月的“卡脖子”旱,是一年四季中最主要的干旱灾害。根据新疆春季降水与河道来水规律特征分析,春旱具有较大的普遍性,每年少则2~3个地区,多则7~8个地区发生春旱。据统计,当春季河道总来水量少于常年的10%~15%,为一般春旱年,少于15%~25%为严重春旱年,少于25%以上为特大春旱年。据1957~1991年统计,35年中全疆共发生春旱157次,其中北疆78次,东疆30次,南疆49次。从总水量、实灌面积、单位面积占有水量以及春旱发生频率、周期性和连续性分析,塔城、昌吉、吐鲁番、哈密、阿克苏、和田等地区是新疆的主要春旱区。
⑶ 发生频次高,持续时间长。新疆干旱大体上是3年1中旱,6~7年1大旱,年年有局部旱灾。农区干旱可持续7~10个月。如1989年是严重干旱年,哈密、昌吉、塔城等地州为重旱区,不仅有春旱,而且有夏旱、秋旱、冬旱,基本是全年持续干旱。1966~1968年、1985~1987年基本上是3年持续干旱。
3.2.1 新疆的雪灾
雪灾又称白灾。在新疆的草原畜牧业中,牲畜在冬牧场放牧期间,积雪掩埋草场,且超过一定深度,或者积雪虽不深,但密度比较大,或者雪面覆冰,形成冰壳,牲畜吃草、行走困难,饥寒交迫,对恶劣环境和疾病的抵抗力下降,连冻带饿死亡增多。此外,大雪压毁棚舍,阻断交通,影响抢险救灾。
3.2.2 新疆的雪灾指标
形成雪灾的条件,一是冬、春季的降雪量,二是积雪掩埋草场及牧道的程度,三是积雪持续时间的长短。新疆冬牧场和春牧场多属荒漠草地和山地草原草地,牧草高度一般为15~20cm,当积雪深度为10cm,覆盖深度达牧草株高的30 %~50%时,牛开始采食困难,20~30cm厚的积雪则使任何牲畜的采食与行走都发生困难。研究发现,20cm稳定积雪的日数与雪灾频率成正相关,相关系数r=0.8135。在冬季,各地冬牧场可能出现的稳定积雪期都较长,是牲畜合理利用冬牧场的一大障碍。新疆草地雪灾指标如下:
新疆草地雪灾指标 (红字是张学文2020 01 29修改的)
雪灾分级 | 积雪深度(cm) | 牧草被掩盖比例(%) | 冬春季降雪量相当于历年同期的百分比(%) | 牲畜受害情况 |
无雪灾 | <10 | <30 | ≤100 | 基本不受害 |
轻雪灾 | 10~20 | 30~50 | >100 | 牛受影响 |
中雪灾 | 21~30 | 51~99 | >140 | 牛、羊采食困难 |
重雪灾 | >30 | 100 | >160 | 马、牛、羊受害 |
3.2.3 新疆的积雪深度对不同膘情牲畜的影响
新疆气象科研所“北疆主要牧业气象灾害规律指标及防御对策”课题组在伊犁地区对春季牲畜转场期间不同积雪深度对不同膘情羊只放牧的影响,进行了调研和观察,其结果见表。
不同积雪深度对不同膘情牲畜的影响
羊 只 等 级 | 积雪深度(㎝) | >30㎝积雪维持7~10d | 10㎝积雪表面 | ||||
10 | 15 | 20 | 30 | 有薄冰壳 | 有4~5㎝硬壳 | ||
一等 | 正常采食 | 正常采食 | 不能采食 | 不能采食 | 大量出现二等羊 | 正常采食 | 无法采食 |
二等 | 正常采食 | 正常采食 | 采食困难 | 无法采食 | 陆续出现淘汰羊 | 勉强采食 | 无法采食 |
三等 | 可以采食 | 采食有困难 | 不能采食 | 无法行走 | 大量出现淘汰羊部分开始死亡 | 伤蹄,采食困难 | 无法采食 |
四等 | 采食困难 | 采食相当困难 | 行动困难无法采食 | 卧地不起开始出现死亡 | 无补饲和无棚圈情况下大量死亡 | 不能采食 | 无法采食 |
3.2.4 新疆雪灾发生期
雪灾发生与积雪深度及其持续时间有关。一般情况下,较强冷空气入侵和稳定积雪期间为雪害多发期。
新疆稳定积雪期,额尔齐斯河谷平原、塔城盆地、准噶尔盆地北缘平均为11月中、下旬到翌年3月中、下旬;准噶尔盆地南缘为11月下旬至翌年3月上、中旬;准噶尔盆地腹地稳定积雪形成时间比南缘推迟10~20d,结束也早10d左右,平均为12月上、中旬至翌年3月初;准噶尔盆地西北部、西部和西南部的和布克赛尔、克拉玛依、精河等地,平均为12月中旬至翌年2月中旬。南疆平原地区几乎没有稳定积雪期,只有个别年份,在其西部有1~2个月的稳定积雪期。平均最大积雪深度南疆和东疆为3~5cm,北疆沿天山一带为 15~25cm,北疆北部、西部和伊犁河谷为25~35cm。
雪灾发生区域和时间,阿尔泰山和山前平原地区以及准噶尔西部山地多在2月上旬到3月底;伊犁河谷为2月中旬到3月中旬;南疆西部山区多在2~3月。
3.3.1 浮尘灾害概述
由于空中漂浮着细微尘沙使水平能见度<10km的天气现象称为浮尘(微风或无风)。它多由异地强风或就地扬沙天气把尘土(盐土)、细沙吹起均匀地浮游在空中而形成,严重时日月无光,天昏地暗,混混蒙蒙,尘土霏霏。它在某些地区和时段的频繁出现的累积后果就成为浮尘灾害。浮尘天气影响空中和地面交通;尘土、细沙下沉后,农作物、果树、蔬菜和牧草叶面覆盖一层黄土或盐碱土,不仅影响植物的光合作用和呼吸作用,而且盐碱土的主要成分是镁盐,牲畜吃了带镁盐的牧草可泻肚拉稀,造成牲畜死亡,浮尘日数多的地区患沙眼和呼吸系统疾病的人增多;浮尘天太阳总辐射减少,山区的冰雪融化减缓,河水流量减少,春旱加重。
3.3.2 新疆浮尘的地区分布
新疆的浮尘主要出现在塔里木盆地和吐鲁番盆地。浮尘日数南疆多,北疆少;东部多,西部少;平原多,山区少。年平均浮尘日数,南疆东南部若羌、民丰、于田、和田、皮山一带150~200d,西部喀什到叶城一带为100~150d,东北部<100d。吐鲁番盆地火焰山以南的吐鲁番和托克逊>100d,火焰山以北的鄯善<50d。塔里木盆地浮尘多,一是干燥的下垫面植被稀少,沙漠广布,有浮尘发生的物质基础;二是封闭的塔里木盆地东部有缺口,冷空气“东灌”进入南疆,强劲的偏东风夹着细沙、尘土在南疆形成浮尘天气。吐鲁番盆地则是翻越天山中部诸缺口的西北风或北风,在沙源丰富的火焰山以南地区形成浮尘天气。浮尘日数,北疆一般为1~10d,北疆北部阿勒泰地区和西部塔城盆地以及伊犁地区未出现。东疆哈密地区一般5~10d。
和田浮尘日数的年变化
3.3.3 浮尘的时间分布
新疆浮尘以春季最多,夏季次之,冬季最少(见图)。和田、民丰一带,3~8月每月平均浮尘日数均>20d,吐鲁番3~6月每月平均浮尘日数>15d,是新疆也是中国浮尘日数最多的月份。一次浮尘天气持续时间一般2~5d,长的7~10d,有些地方个别年分持续日数可达40~50d,甚至更多。浮尘厚度一般3000~4000m,最厚达5000m,浮尘开始形成时厚度深厚,混浊度亦大,随着时间的推移变得浅薄,混浊度减少,能见度变好。
3.4.1 概述
低温冷害是指温度>0℃情况下的农作物生育期间,某一时期的低温低于作物发育的要求,引起农作物生育期延迟或使生殖器官的生理机能受到损害,从而造成农业减产的一种自然灾害。不同的地区、不同的农作物,或者同一农作物在不同的发育时期,对温度条件的要求都不相同,因此,低温冷害具有明显的地域性和农作物种类性。
3.4.2 低温冷害指标
⑴ 夏秋季低温冷害指标。根据对棉花、水稻、玉米等喜温作物的研究,8~9月平均气温距平值(ΔT)可作为夏秋季低温指标,具体结果如下:ΔT≤−2.0,特低;−2.0<ΔT≤−1.0,偏低;−1.0<ΔT<1.0,正常。
⑵ 春、夏、秋低温冷害指标。根据研究,4~9月≥10℃积温比多年平均偏低200℃·d,喜温农作物的产量将受明显影响。因此,确定4~9月平均气温距平累计≤6℃为春、夏、秋低温冷害指标。
3.4.3 低温冷害有时是新疆棉花最大的农业气象灾害
棉花是新疆经济重要支柱产业。而新疆属典型的大陆性干旱气候,月、季和年际热量变化很大,北疆棉区又是我国最北的棉区,这就使新疆棉花生产容易遭受多种农业气象灾害的影响。对新疆棉花产量和品质影响最大的农业气象灾害,不是霜冻、冰雹、干旱、大风、风沙等灾害,而是生长季低温所引起的低温冷害,特别是延迟型冷害(一般指7~9月低温、初霜期又提前的冷害)!其成灾面积特别大、灾害十分严重,且往往不易被人们较早察觉,它不仅造成棉花大幅度减产,而且造成棉花品质急剧下降。
例如,1996年南疆的主要棉区出现的严重延迟型冷害,使棉花单产下降了40%,霜前花不足常年的1/3,直接经济损失15亿元以上。2001年北疆棉区出现了少见的障碍型冷害(一般指棉花花铃期严重低温),棉花单产下降5成左右,直接经济损失20亿元左右。
随着全球及新疆气候的变化,新疆棉花冷害仍频繁发生,近十几年就出现了5次比较严重的冷害:1989年、1992年、1993年、1996年、2001年。
(李新建、张家宝)
1984年6月20日洪水冲垮兰新铁路鄯善至吐鲁番部分路基
据统计,暴雨引发的洪水虽然仅占新疆各种洪水比重的24%,但其中未包括低山带的一些山沟上发生的无实测资料的暴雨洪水,而这种洪水造成的灾害尤其是对铁路、公路的危害很大。因此暴雨洪水灾害是新疆主要的洪水灾害。
4.1.1 暴雨洪水主要发生区域和影响的河流
新疆暴雨洪水易发区主要分布在:① 准噶尔西部山区,主要影响哈拉依敏河等沿山各小河;② 伊犁西天山南北坡,主要影响沿山匹里青河、切得克河等小河;③ 天山南坡暴雨洪水主要影响台兰河、特维其克河、黑孜河、库车河、迪那河、清水河、黄水沟等中小流域;④ 昆仑山东北坡暴雨洪水,主要影响布古孜河、卡克马克河,卡浪沟、克孜河等;⑤ 昆仑山北坡暴雨洪水主要分布在皮山河、克里雅河流域等沿山诸河;⑥ 天山北坡暴雨洪水主要影响精河、奎屯河、呼图壁河、三屯河、头屯河、乌鲁木齐河;⑦ 东天山南北坡暴雨洪水,主要影响开垦河、木垒河、伊吾河、故乡河、煤窑沟等诸小河。
4.1.2 暴雨型洪水的特点
① 暴雨洪水主要由区域大降水或局地暴雨形成,多分布在3000m以下中低山带。② 洪水来势迅猛,陡涨陡落,历时短暂,一般仅几小时到半天。1958年8月13日库车县一次暴雨,在两小时内,使干涸的盐水沟洪峰流量达到1220m3/s,冲毁了库车县城。③ 年际变化大。④ 出现日期主要集中在夏季和春夏之交,大多出现在6、7、8三个月。⑤ 洪水挟沙量大,矿化度高,矿化度可达1~3g/l 。
4.1.3 新疆冰雪融水洪水特点
冰雪融水洪水的比重占39%,可分为季节积雪融水洪水和高山融雪水洪水两种类型。
季节积雪融水洪水是指冬季至翌年4月的积雪,遇春季升温,积雪消融形成的洪水,其特点:① 由于积雪分布的高程不同,积雪消融形成两种类型的季节融雪洪水。第一种是浅山和山前平原积雪消融形成的春洪。这类洪水出现时间早,来势猛,历时长,洪峰高,洪量大,范围广,洪水遍地漫流。第二种是中低山融雪洪水。洪水出现时间较第一种类型晚,洪水上涨过程较第一种缓慢,造成的灾害较小。② 季节融雪洪水灾害经常发生在各大山系的坡地上,洪水较小,出现的时间晚。③ 春季融雪洪水出现的时间与开春早晚有关。④ 春洪与前期积雪量大小和温度有关。⑤ 洪水历时长,一般4~5d,个别的>10d,洪峰不甚高。
高山融雪洪水主要发生在喀喇昆仑山、昆仑山及天山等有高山积雪的河流上。如叶尔羌河、木扎提河、台兰河以及伊犁河、四颗树河、玛纳斯河等。主要特点:夏季有持续高温天气、区域性强(洪水可能在某一区域几条河流上同时发生)、洪量大,洪峰不高,洪水过程变化缓慢,日变化明显。
4.1.4 新疆混合型洪水特点
新疆河流具有补给形式多样性的特点,许多河流的洪水是由几种洪水类型相互交错叠置而成的混合型洪水。其特点是前期高温天气促使山区冰雪融化,结果是增加的河水使河道水位升高,如随后再遇暴雨就形成较大洪水。
4.1.5 新疆溃决性洪水特点
溃坝型洪水特点是暴涨暴落,破坏力大。它是新疆特殊的一种灾害性洪水。主要有以下几种:① 冰川湖溃决引起冰川洪水灾害;② 泥石流阻塞河道引起的突发性洪水:③ 山体滑坡阻塞河道形成的渍决型洪水;④ 冰凌阻塞河道形成突发性冰凌洪水;⑤ 水库垮坝形成的突发洪水。
4.1.6 新疆洪水季节特征
新疆水文、防洪部门根据30多年的洪水资料用超定量洪峰流量统计出主要河流大洪水季节分布特征。阿勒泰地区河流补给以季节积雪和降雨为主,90%以上的大洪水都发生在5~6月,年最大洪峰流量一般发生在6月。5月下旬至6月上旬是阿勒泰地区洪水易发期。
伊犁河流域属山区降雨和冰雪混合补给河流,78%的大洪水分布在6~8月,年最大洪峰流量多发生在7月,6月上旬至8月中旬是伊犁河流域洪水易发期。
新疆冬季也有洪水:北疆西部四颗树河1970~1987年发生15次冰凌阻塞河道突发洪水。它出现于冬季11~1月,洪水历时一般数分钟,但是流量可以突然增加很多倍。1984年12月17日,其流量在5分钟内从2.26m3/s增加到467m3/s。1996年1月16–21日特克斯河下游温度降低的快,上游的冰凌在出山口(下游)处形成3m高冰坝,使河水以60m3/s的流量外溢,倒塌民房149间,棚圈60座,直接损失265.46万元。据媒体报道2006年1月下旬开都河冰凌导致开都河水位上涨漫堤,2006年2月伊犁河谷出现洪水损失上千万元。
帕米尔高原和昆仑山地区河流以冰雪融水洪水为主,70%以上洪水发生在7~8月。叶尔羌河90%洪水发生在7~8月,最大洪峰流量多发生在8月。
新疆主要河流洪水季节分布特征,见下表:
新疆主要河流洪水季节分布特征表
地区 | 河流 | 测站 | 洪水发生时间 | 年最大洪峰流量发生时间 | ||
月 | 占全年% | 月 | 占历年% | |||
阿勒泰地区 | 额尔齐斯河 | 布尔津 | 5~6 | 95 | 6 | 58 |
布尔津河 | 群库勒 | 5~6 | 90 | 6 | 59 | |
乌伦古河 | 二台 | 5~6 | 87 | 6 | 48 | |
塔城地区 | 哈拉依灭勒河 | 哈拉依敏 | 4~5 | 89 | 5 | 66 |
奎屯河 | 加勒果拉 | 7~8 | 80 | 7 | 72 | |
伊犁地区 | 伊犁河 | 雅马渡 | 6~8 | 78 | 7 | 45 |
石河子市 | 玛纳斯河 | 红山嘴 | 7~8 | 83 | 7 | 54 |
昌吉州 | 三屯河 | 碾盘庄 | 6~7 | 86 | 7 | 63 |
乌鲁木齐市 | 乌鲁木齐河 | 英雄桥 | 6~7 | 79 | 7 | 45 |
巴音郭楞州 | 开都河 | 大山口 | 6~7 | 55 | 6 | 39 |
卡墙河 | 且未 | 6~7 | 54 | 7 | 36 | |
阿克苏地区 | 渭干河 | 克孜尔水库 | 7~8 | 79 | 7 | 48 |
阿克苏河 | 西大桥 | 7~8 | 80 | 8 | 53 | |
塔里木河 | 阿拉尔 | 7~8 | 85 | 8 | 72 | |
喀什地区 | 克孜河 | 卡拉贝利 | 6~7 | 67 | 6 | 45 |
盖孜河 | 克勒克 | 7~8 | 83 | 8 | 53 | |
叶尔羌河 | 卡群 | 7~8 | 90 | 8 | 54 | |
和田地区 | 喀拉喀什河 | 乌鲁瓦提 | 7~8 | 74 | 7 | 58 |
玉龙喀什河 | 同古孜洛克 | 7~8 | 82 | 7 | 51 | |
克里雅河 | 努努买买提兰干 | 7~8 | 73 | 7 | 50 |
4.1.7 新疆洪水等级
新疆防洪部门根据各河流的水文资料,采用数理统计法,以各河自身的洪水要素作为随机变量,计算出各距平数值出现的机率。以洪水出现的机率结合国家常采用的标准,将洪水划分为4级。5~10年1遇的洪水为小洪水;10~20年1遇的洪水为中等洪水;20~50年1遇的洪水为大洪水;>50年1遇的洪水为特大洪水。
4.1.8 新疆洪水灾害等级
新疆防洪部门根据1950~1997年48年的洪水灾害资料,选用受灾农田面积、受灾人口和直接经济损失三项因子进行统计分析,将洪灾划分为:小洪灾、中等洪灾、大洪灾、特大洪灾4个等级。
为了较科学、较精确的确定今后洪灾的标准与等级,新疆水文、气象、防洪部门,根据多年洪灾实测资料分析得出:洪灾常与降雨强度、山区和平原积雪厚度、4000m以上高空气温持续天数、洪水频率、成灾面积、绝收面积、亩产损失等有关,据此确定新疆洪水灾害标准和等级。
新疆洪灾标准和等级
洪灾等级 | 小 | 中等 | 大 | 特大 |
一次降雨量(mm) | 12~14 | 15~24 | 25~50 | >50 |
其中:20分钟降雨量 | 10~14 | 15~19 | 20~29 | >30 |
春季积雪厚度(m) | ||||
山区 | <0.4 | 0.6~0.8 | 0.8~1.0 | >1.0 |
平原 | <0.2 | 0.3~0.4 | 0.4~0.5 | >0.5 |
4000m以上高空>0℃的持续时间(d) | 3 | 5 | 7 | |
洪水频率(%) | 20~10 | 10~5 | 5~2 | <2 |
洪水历史排位 | 10位以下 | 5位以下 | 第3、4、5位 | 第1.2位 |
洪水成灾面积(%) | >10 | >20 | >30 | |
洪水绝收面积(%) | >5 | >10 | >15 | |
农田减产损失(元/亩) | >150~300 | >300~500 | >500 |
说明:洪水成灾面积% 、洪水绝收面积%,是指与当年播种面积之比。
4.2.1 干热风灾害概述
干热风是农业生产的主要气象灾害之一。过去称干热风为“干旱风”或“热风”等。20世纪80年代以来才逐渐统一起来,称干热风。
新疆是中国干热风危害最严重的地区之一。干热风天气的特点是高温、低湿并伴有一定的风速。多发生在春、夏之间,不仅危害小麦,也危害棉花、玉米、水稻、瓜类等。干热风盛行之时,正是小麦抽穗、灌浆至成熟的时期,对小麦产量影响很大。据托克逊的资料,每年由于干热风的影响,小麦损失10%以上。群众形容干热风危害的小麦是“250kg的长相,150kg的产量”;“看起来长得好,收起来一把草”;丰收变成了“风收”。
4.2.2 干热风的类型
新疆干热风类型分高温低湿型、大风低湿型和高温窝风型三类。
高温低湿型干热风发生时,表现为急剧地增温降湿,之后又维持较长时间的高温低湿天气。特点是高温、低湿,风速不一定大。如遇较大风速,则会加重危害。这是新疆干热风的主要类型,多出现在5月和6月,即小麦开花至成熟期。
大风低湿型(即旱风型)干热风以风速大、湿度低为特点。这类干热风多发生在风口和多大风地带的春、夏转换季节,具有焚风性质,危害严重。
高温窝风型干热风以高温为主,风速不大,多发生在地势较低和郁闭的地方。
4.2.3 干热风的气象指标
干热风对农作物的危害是多种因素综合作用的结果。危害程度主要取决于干热风天气过程的特点和强度,作物所处的发育期和抗逆性(长势、品种),以及农田的农业技术措施和生态条件(植物群体、土壤、水利、地形)等。小麦受干热风危害大,对其研究较多。干热风气象指标主要根据干热风强度、持续时间、小麦受害程度等要素来确定。所用资料主要是乌兰乌苏农业气象试验站模拟干热风条件下测得的小麦千粒重下降百分率及对应的气象要素值,并参考和田等19个气象站对干热风气象指标研究的结果确定的(见下表)。高温窝风型干热风尚难确定指标。
新疆干热风气象指标
类型 | 级别 | 最高温度(℃) | 相对湿度(%) | 风速(m/s) | 小麦千粒降低(%) |
高温低湿 | 轻 | ≥35 | ≤30 | ≥3 | 5.66 |
重 | ≥38 | ≤25 | ≥3 | 10.01 | |
大风低湿 | 轻 | ≥28 | ≤30 | ≥8 | 4.76 |
重 | ≥32 | ≤30 | ≥10 | 9.84 |
4.2.4 新疆干热风的气候特征
新疆干热风发生的地区特点是南疆多于北疆,东部多于西部,盆地腹部多于边缘。时间大致发生在4~9月,其中6~8月出现机会较多,7月出现最大值比较普遍,但没有过分集中的现象。干热风危害时期,北疆多集中在6月中下旬至7月中旬,南疆多集中在5月中旬至7月中旬。干热风危害程度,一般以轻微的居多。但在干热风发生比较多的地区,如吐鲁番、托克逊、淖毛湖、三塘湖、若羌、铁干里克等地,重干热风所占比重较大。
干热风出现日数,吐鲁番盆地、塔里木盆地腹部偏东地区和准噶尔盆地腹部偏南地区是新疆3个多干热风日中心,并以此向四周逐渐减少。年平均干热风日数,东疆和吐鲁番盆地在10d以上,南疆多在5~10d,北疆一般少于5d。
4.2.5 重干热风区
吐鲁番盆地、淖毛湖、塔里木盆地的若羌、铁干里克一带,年平均干热风日数在10d以上,年平均干热风天气过程在2次以上。吐鲁番盆地是新疆乃至中国干热风最严重的地区。如托克逊年平均干热风日数达30d以上,重干热风日数为19d以上,年平均干热风天气过程次数达8.1次。若羌、铁干里克一带是南疆干热风最严重的地方。若羌年平均干热风日数在19d以上,其中,重干热风日数为l0d,干热风天气过程次数为2~4次。
4.2.6 较重和轻干热风区
较重干热风区包括哈密、塔里木盆地北部、南部和准噶尔盆地中部,年平均干热风日数5~10d,年平均干热风天气过程次数1~2次,重干热风年平均天气过程次数0.3~0.7次。轻干热风区包括塔里木盆地西部、准噶尔盆地周围以及伊犁河谷等地区,年平均干热风日数都不超过5d,小麦受害可减产5%~10%。塔里木盆地四周的一些山间盆地和谷地,如焉耆、拜城、乌什等地,干热风日数年平均不到1d。
4.3.1 冻害概述
通常,日平均气温O℃以下的低温对植物和牲畜就可构成生理伤害,称为冻害。
新疆的越冬植物在冬季低温下都要停止生长,进行休眠。北疆冬季严寒,除伊犁、塔城冬季苹果不需埋土,其他地区的果树除小苹果外,冬季都要埋土防寒;多年生牧草抗寒力强,越冬死伤极少;冬小麦越冬遇到积雪较薄或积雪较迟,融雪又较早的年份,死亡率高。21世纪初暖冬多,冻害减轻。南疆冬季不太严寒,各种落叶果树除葡萄、无花果、石榴要埋土越冬外,其他果树都不采取防寒措施,多年生牧草和冬小麦越冬问题也不大。
低温对牲畜的危害不同于对植物的危害,但在极端的低温环境下也要引起疾病甚至死亡。同时,长时间的持续低温,再加上饲料不足,防寒设备差,会使牲畜缓慢掉膘,甚至冻饿而死。
4.3.2 冬小麦和果树冻害原因
通常情况下,冬季气温过低,变化剧烈,小气候条件不良,品种抗寒力差,土壤盐碱大,水肥不足,栽培管理技术粗放等,均可造成果树和冬麦冻害。产生冻害有它的内在因素(冬前锻炼程度)和外界条件。但是,当寒冷超出了植物所能忍受的限度时都会受冻。
果树和冬小麦遭受冻害的原因,首先是它们本身细胞中糖分积累的少,没有具备较强的抗寒力;其次是外界环境中低温的影响。冬小麦受冻能否致死,主要决定于冬小麦分蘖节是否受冻,只要分蘖节不冻死,第二年就能恢复生机。如果严寒超出分蘖节所承受的范围,也要受冻而死亡。
4.3.3 冬小麦冻害指标
冬小麦分蘖节处的温度与积雪和最低气温有关。根据冬麦受冻百分率和最低气温的关系,制定出冬麦冻害的气候指标
冬小麦冻害气候指标
冻害程度 | 无积雪条件下 | 有积雪条件下 | ||
最低气温(℃) | 最低气温(℃) | |||
−23~−26 | −27~−30 | <−30 | ||
积雪深度(cm) | ||||
无或轻 | >−23 | >3 | 3~5 | 5~8 |
中度 | −23~−26 | ≤3 | 3~5 | 5~8 |
严重 | <−26 | <1 | <3 | <5 |
4.3.4 果树冻害指标
大苹果受冻温度指标是最冷月平均气温<−12℃,极端最低气温<−30℃;小苹果树在冬前生长良好的情况下,可抗−40℃以下短暂低温。葡萄休眠期芽眼可耐−15℃低温,在−16~−17℃时发生冻害,充分成熟的一年生枝蔓可耐−20℃的短期低温,老蔓在−20~−26℃时产生冻害。香梨越冬受冻温度是最冷月平均气温<−15℃,极端最低气温<−22℃。杏树抗寒力强,能耐−40℃低温。石榴可耐−17℃低温,<−17℃受冻。核桃可耐−25~−30℃低温,<−30℃受冻。红枣可耐−25~−30℃低温。2002~2003年冬,哈密地区持续低温,最低气温达−28.9℃,6700hm2大枣林中的5700hm2受冻减产;小红枣<−30℃受冻。果树受冻还与果树树体营养物质积累的情况、抗寒性锻炼程度、品种遗传特性、树龄大小、地势和地形、栽培管理条件、低温发生的时期、强度及持续期、积雪的稳定性及深度等有关。所以,上述指标并不是绝对的。
4.3.5 冬小麦冻害类型
根据冬麦发生冻害的气候生态特点, 冻害可分冬季长寒型、积雪不稳定型、融冻型和寒旱交加型4种。
冬季长寒型是指冬季有相当长一段时间的温度显著低于多年平均值。积雪不稳定型是指在常年有稳定积雪的地区,有些年份雪量少,积雪晚,而且不稳定,使分蘖节处温度降到临界值以下而受害。融冻型是指晚冬、早春反复回暖,麦苗开始返青,抗寒力下降,之后再出现强烈降温而冻结,致使麦苗受害而死。寒旱交加型是指秋冬干旱,麦苗瘦弱,再遇冷空气或寒潮袭击往往受冻而死。
4.4.1 雪崩灾害概述
新疆有的山区冬季积雪比较厚,山坡积雪达30cm就可能产生雪崩;积雪70cm就可产生大规模雪崩。近年来,随着新疆山区不断开发,自然环境遭到破坏,雪崩灾害日趋增多。雪崩危及经济建设、国防建设和人民生命财产安全。雪崩可造成人员伤亡,埋没公路、影响交通运输,影响山区开发和工程施工,埋没车辆,摧毁和破坏房屋、设施,伤害牲畜以及毁坏森林等。
4.4.2 雪崩灾害的物质来源
山坡积雪是雪崩的物质来源。由于自身重力,山坡积雪自形成时起,一直遭受平行和垂直山坡的张力和压力作用,其稳定程度随内外因素而不断发生变化。当雪体具有的塑性变形达到极限时,雪体即发生脆性断裂形成雪崩。
4.4.3 雪崩发生的条件
一是松雪断裂,最初断裂的一小部分松雪离开原地向下滑动,在下滑过程中携带下滑路径上的松雪卷入运动。松雪断裂形成的雪崩规模虽然不大,仍能引起伤亡和损失。这种雪崩分布广泛,整个积雪期都会发生,而且能够触发雪板雪崩。二是有内聚力的雪板脆性断裂。新疆山区,太阳辐射、风压和积雪消融、冻结都会形成雪板。雪板断裂后,开始面积不大,厚度为十几厘米或几十厘米。运动过程中,雪板受内外力的影响不断破碎,最终形成雪板雪崩。
4.4.4 雪崩的触发机制
雪崩的触发机制可分为两类:一是自然雪崩。这种雪崩的触发与雪檐跌落、树上雪团坠落、地震、变质作用和积雪重量引起的应力变化有关,同时也与积雪温度变化造成强度和应力变化、积雪倒塌、积雪消融引起强度削弱等有关。二是人为雪崩。主要指人及其装备触发引起的雪崩。行人横穿雪坡、车辆行驶山谷、爆破气浪冲击和人声震动等都可触发雪崩,在特定雪崩路径上,人为雪崩频数远远大于自然雪崩。
雪崩是多雪山区普遍存在的自然现象。在尚未开发、无人活动的山区,缺乏与人类活动有关的动态因素,只会出现自然因素引起的自然雪崩,而且灾害成因单一,灾害数量有限。在已开发并有人类活动的山区,除自然因素引起的自然雪崩及其灾害外,增加了与人类活动有关的动态因素引起的人为雪崩及其灾害。由于两种成因的雪崩灾害交替发生或同时发生,灾害次数、程度及其损失成倍增加。
4.4.5 新疆的雪崩灾害发生的季节
冷季,新疆低山区和中山区降雪较多,是广大山区的一个雪崩灾害季节。高山区天气晴好,降雪不多,形成雪崩及其灾害的可能性不大。暖季(盆地的夏季),低山和中山区降雨,而高山区降雪或雨夹雪,这是山区的另一个雪崩灾害季节,对登山、高山施工和放牧会构成威胁。
4.4.6 新疆雪崩灾害的地区差异
地区差异不但表现在阿尔泰山、天山和昆仑山之间,而且还表现在同一山体的东段、西段,南坡和北坡之间。在新疆的三条山脉中,天山地区雪崩灾害最为严重,且危及面广。昆仑山雪崩灾害主要发生于暖季。阿尔泰山的雪崩灾害和天山相差不多。
4.4.7 新疆雪崩灾害的垂直分布带
天山地区雪崩灾害的垂直分布带大致以海拔3000m为界,其下为中山雪崩地带,其上为高山雪崩地带。昆仑山气候干燥,海拔较低部位降雪少,积雪薄,没有条件形成雪崩和灾害;高山区积雪厚,雪崩灾害主要危及登山人员和科考工作。
⑴ 徐德源主编,新疆农业气候资源及区划,北京:气象出版社,1989。
⑵ 《新疆减灾四十年》编委会,新疆减灾四十年,地震出版社,1993。
⑶《新疆短期天气预报指导手册》编写组,新疆短期天气预报指导手册(M),乌鲁木齐:新疆人民出版社,1986
⑷徐吉庆等,新疆寒潮若干问题研究(M),乌鲁木齐:新疆人民出版社,1983
⑸新疆‘96洪水灾害与防治研究(M),乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,2000:252–256
⑹ 敖志刚,“96.1”特克斯河冰凌洪水灾害分析,《新疆‘96洪水灾害与防治研究》课题组,
⑺陈和平主编,《防雷工程专业资质管理与防雷装置设计审核检测验收实用手册》,宁夏:
大地音像出版社,2005年4月
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