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摘 要 根据历史和实测资料分析,对于全球变化下浙江近期洪水的运作大势,可得如下几点认识:(1)在未来的十几年之内,浙江省将处在枯水年占优势的阶段,但全球变化将使浙江洪水的时空变化更为剧烈,使沿海地区的洪水灾害更为严重。(2)由于浙江省的大中洪水一般都集中在太阳黑子活动的峰谷年前后,而近期的2004年和2009年分别是黑子活动第23周期的峰年和谷年,因此这两年前后必须予以足够的重视。(3)浙江洪水对厄尔尼诺现象具有较好的响应,因此厄尔尼诺同年或次年也必须引起足够的重视。(4)根据浙江历史上的台风重灾年资料,利用灰色灾变预测分析,可得浙江未来第一、第二和第三个台风重灾年分别为2001、2004和2008年,其中后两个台风重灾年与太阳黑子活动第23周期的峰年和谷年是大致吻合的。(5)植被破坏、河道设障等人类活动会产生一定的增灾效应,从而使浙江未来的洪水灾害更为严重。
关键词 洪水 自然演变趋势 全球变化 人类活动 运作大势
GLOBAL CHANGE AND THE TENDENCY OF FLOOD INZHEJIANG
Feng Lihua
(Department of Geography, Zhejiang NormalUniversity, Jinhua 321 004)
Abstract From the analysis of the historical andmeasured data, some
tendenci es of flood in Zhejiang in the global change are predicted: 1)low
water year will take the upperhand in ten years or more, the global change
will make the temporal and spatial changes of flood in Zhejiang more
violent, andthe flood disasters in coast area more serious. 2)The large
and moderate floods in Zhej iang Province usually appear near thepeak and
valley year of sunspot activity. 2004 and 2009 will be,respectively , the
peak and valley year of the 23th perio d ofsunspot activity, great
attention should be paid to the situation arou nd the two years.3) Great
importance also should beattached to the year of El Nino or the next since
the Zhejiang floods obviously respond to EL Nino. 4)Ac cording to
thehistorical data of serious typhoon disasters in Zhejiang and the
analysis of grey catastrophic forecast, it is known that the first,second
and third years of serious typhoon disasters in Zhejiang will appear in
2001, 200 4 and 2008, and the latter two yearsare approximately in
conformity with the pe ak and valley years of the 23th period of sunspot
activity. 5) Human activities suchas destroying vegetation and blocking
rivers would strengthen the flood dis asters in Zhejiang in the future.
Keywords Flood; Trend of natural evolution; Global change; Hu man
activity
浙江省历来饱尝水患之苦。一次洪水,尤其是特大洪水可以使洪泛区的经济倒退几年,甚至十几年,目前洪水灾害还有不断加重的趋势,现已成为制约本省经济可持续增长的主要因子之一。
当前,人类正面临着由其自身活动引起的全球变化,它包括人口膨胀、资源匮乏、气候增暖、水土流失、灾害频发和生态恶化等。浙江洪水的自然演变趋势如何,全球变化对浙江洪水又有何影响,这些问题已成为决策层和普通百姓的热门话题之一。
全球变化下浙江洪水的运作大势问题涉及到洪水的自然演变趋势和人类活动对其影响的诸多方面,因而是一个困难的科学问题。所以,只能遵循黄秉维先生的研究思路:“在没有把握的问题中寻求可以把握的东西”。为此,首先根据大量的历史和实测资料,分析浙江洪水的自然演变趋势,然后叠加人类活动对它的各种影响,从而推测近期洪水的运作大势。
1 洪水的自然演变趋势
1.1 洪水的自然变化曲线
《中国近五百年旱涝分布图集》(1470~1979)[1]根据各地5~9月的降水资料,把旱涝分为5级,即1级大涝、2级偏涝、3级正常、4级偏旱和5级大旱。为了取得可靠而完整的资料,通过考证地方志和现有实测降水资料,把旱涝年份延长到1997年。
图1是浙江省旱涝变化的距平累积曲线。可以看到,从15世纪80年代到20世纪50年代,旱涝变化存在着一个持续时间约为470年的长周期。在此周期内,从1484~1756年为曲线的上升段,这一阶段以枯水年(偏旱年+大旱年)为主;从1757~1958年为曲线的下降段,这一阶段以洪水年(偏涝年+大涝年)为主。自1959年以来,距平累积曲线开始波动上升,说明旱涝变化进入了一个新的长周期。因此,在未来很长的一段时间里,浙江省将处在以枯水年为主的长周期内。
从浙江省旱涝变化的10年滑动平均曲线(图2)上可以看到,它明显地存在着一个峰谷相间的周期变化,其周期长度为20~22年。图2表明,该曲线目前已下降到最低点,因而在未来的十几年之内,它将持续上升,即从洪水年占优势的阶段转入枯水年占优势的阶段。
图1 浙江省旱涝变化的距平累积曲线
图2 浙江省旱涝变化的10年滑动平均曲线
1.2 洪水对太阳黑子活动的响应
统计表明,浙江洪水具有11年的周期变化特征,这与太阳黑子活动11年的周期变化是互相对应的;统计还表明,浙江大于20年一遇的大中洪水一般都集中在太阳黑子活动的峰谷年前后,并且谷年前后的洪水次数多于峰年前后的洪水次数[2]。
太阳黑子活动还有22年的磁周期变化,即在太阳北半球的双极黑子群中,前导黑子的磁极性大约每隔11周年转换一次。自1900年以来,1913、1933、1954和1976年都是前导黑子的磁极性发生转变的年份,而这些年份与太阳黑子活动11年周期的谷年是一一对应的。表1列出了4个代表站在磁周期转变年前后的水文特征值。如金华站自1952年以来出现年径流量W>60×108
m3的年份共有7年,而在磁周期转变年前后的1954年和1975年均为W>60×108
m3的洪水年,并且1954年的年径流量为统计年限中的最大值。另外,衢县站的年最大洪峰流量与磁周期转变年也具有一定的对应关系,如该站1955年出现了7
620m3/s的年最大洪峰流量,1935年出现了7 390 m3/s的年最大洪峰流量,分别是该站67年洪水序列中的最大值和次大值。由此可见,浙江洪水对太阳黑子活动具有较好的响应。
1.3 洪水对厄尔尼诺现象的响应
厄尔尼诺现象对全球性的大气环流异常具有重大的影响。分析表明,它是通过大尺度的海气作用来影响浙江的洪水变化的。表2是浙中代表站──金华站年径流量与厄尔尼诺年的关系。在1952~1997年的46年中,金华站年径流量W>50×108
m3的洪水年共有13年,而这46年中共出现过13次厄尔尼诺现象。从表中可以看到,该站有10个洪水年出现在厄尔尼诺同年或次年,其它河流也有类似的情况。由此表明,浙江洪水对厄尔尼诺现象也具有较好的响应。
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