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并不孤立的气候异常事件

2022年给大家留下印象最深的异常气候是什么?大概很多人会说,是夏季极端高温热浪事件,还有我国南方地区尤其是长江流域发生的严重夏秋连旱。

这两个气候异常事件,从时间顺序上看,是先出现了极端高温,后发生了极端干旱,二者存在前因后果的逻辑联系。

长江大旱实况

2022年6月13日至8月30日,我国中东部地区出现了大范围、持续性的高温天气过程。根据国家气候中心监测评估,其综合强度达到了1961年有完整气象观测记录以来最强。这次高温事件有3个显著特点。首先是持续时间长,高温事件持续79天,为1961年以来我国高温过程持续时间最长,远超2013年(62天)和2017年(50天)的典型高温事件。其次是影响范围广,日最高气温37℃以上覆盖1445个国家气象观测站(占全国总站数60%),为1961年以来最多;日最高气温40℃以上覆盖范围达102.9万平方千米,为1961年以来面积最大。最后是极端性显著,全国共有1056个国家气象观测站(占全国总站数43.6%)日最高气温达到极端高温事件标准,有361站(占全国总站数14.9%)达到或突破历史日最高气温极值,其中重庆北碚日最高气温连续2天达45℃,这也是自1961年以来,首次在新疆以外的地区出现45℃以上的高温天气。

入夏后(从6月起),我国长江流域降水异常偏少、气温异常偏高,加上遭遇极端持续高温天气,气象干旱在7月初开始迅速发展,出现了严重夏伏旱。

盛夏期间(7—8月),长江中下游及川渝地区降水量较常年同期偏少二至八成、平均气温偏高2~4℃,川渝黔湘赣浙鄂苏皖沪等10省(市)平均降水量之少(178.1毫米)、平均气温之高(29.0℃)、高温日数之多(34.1天)均为1961年以来历史同期之最。高温少雨导致上述地区气象干旱快速发展,干旱日数普遍有 20~30天,局部超过30天。长江流域10省(市)中旱及以上的市县比例高达94.6%,为1961年以来历史同期最多;10省(市)平均中旱及以上干旱日数(27.9天),为1961年以来历史同期第二多,仅次于1978年。此次长江中下游及川渝地区干旱范围广、持续时间长、强度强、影响大,为历史罕见。

8月18日,中央气象台与国家气候中心联合发布了年内首个气象干旱预警,这也是自2013年以来,时隔10年之后,第二次启动气象干旱预警,可见这次气象干旱严重之程度。截至盛夏末(8月31日),长江中下游以及重庆中南部、四川西部和东南部、西藏中东部等地均存在中度至重度气象干旱,局部特旱。

进入秋季(9月起)后,长江中下游及以南大部地区依然持续少雨,气象干旱发展加剧,出现了夏秋连旱。南方地区在9月出现了两次区域性高温过程,其中9月5—13日的区域高温过程综合强度达到特强,覆盖国土面积143万平方千米,影响人口达5.5亿,影响范围内有229个市县达到或者超过37.0℃,其中贵州沿河达到40.3℃。这两次高温过程再次加剧了长江中下游地区的气象干旱,出现特旱的区域面积较盛夏明显扩大,尤其是安徽、浙江、江西、湖北、湖南等地都出现了大范围的严重旱情。

10月1—9日,长江以北地区的降水使气象干旱得到缓解,但长江以南大部地区气象干旱仍持续发展。截至10月末,气象干旱主要位于长江以南大部,其中浙江南部、福建中北部、江西中南部、湖南中南部、广西东北部、广东中北部、贵州东南部和重庆东南部维持特旱。

11月15—30日,江南、华南出现明显降水过程,其中华南大部、江南大部降水量较常年同期偏多五成以上,局地偏多超过2倍,有效缓解了前期持续的气象干旱。11月16日,中央气象台解除持续发布了90天的气象干旱预警。截至11月30日,气象干旱区域已向西缩至西南等地,根据国家气候中心分析,湘鄂赣粤桂闽黔滇陕川渝浙苏皖14省(区、市)中等及以上气象干旱面积较8月24日减少了104.4万平方千米,其中特旱面积减少了31.2万平方千米。至此,长江中下游大部地区的旱情基本得以解除。

2022年9月13日,长江武汉段水位持续消退,大片滩涂露出江面(图片来源:新华社)

长江大旱造成的不利影响

这次气象干旱的综合强度之强、持续时间之长,对南方地区,特别是对长江流域的水资源调度、能源供应、农业生产、生态系统等方面都造成了较为严重的影响。

水资源短缺,部分地区生活用水紧张  长江流域7月之后出现了“汛期反枯”的罕见现象,对水库群调度产生不利影响。长江干支流来水量较常年同期偏少二至八成,上中游来水量为1949年以来同期最少,三峡水库来水偏少四成。洞庭湖水位持续下降,9月,洞庭湖控制站城陵矶水位持续跌破20米,创有水文记录以来历史同期最低,多处支流断流。鄱阳湖接连刷新1951年有记录以来进入枯水期和低枯水期的纪录。9月下旬,长江干流及两湖(洞庭湖、鄱阳湖)水位较常年同期偏低4.56~7.72米,宜昌以下江段及两湖水位均为历史同期最低。高温干旱导致湖北十堰、神农架、恩施州部分高山地区生活用水紧张,牲畜饮水困难。9月上旬,由于长江来水量突破历史同期低值,加上受“轩岚诺”“梅花”“南玛都”等台风影响,上海近海区域形成偏北大风并携卷盐水涌入长江口,造成青草沙水库、陈行水库取水口出现咸潮倒灌。

电力负荷创历史新高,电力供应出现短缺 受水电量下滑和持续高温影响,川渝地区出现了严重的电力缺口和大面积限电。长江流域用电负荷屡创历史新高。四川水电来水较常年减少五成以上,而全省用电需求最高负荷跃升至6500万千瓦,同比增长25%,电力供需严重失衡,电力供应出现短缺。四川省启动突发事件能源供应保障一级应急响应,采取了工业企业让电于民、停工停产等措施。

南方地区土壤墒情差,秋收作物、经济林果的生长发育受影响 持续高温危害一季稻开花抽穗,造成水稻结实率降低、空秕粒增加、灌浆期缩短、千粒重下降;高温干旱叠加导致土壤持续缺墒,玉米出现秃尖和缺粒,大豆结荚率降低,棉花落铃增加,茶叶、柑橘、油茶等特色作物品质及产量受到影响。安徽、湖北、江西、湖南、福建等地因旱情持续或发展,导致无水源保障地区的晚稻长势弱、灌浆进度缓慢,影响棉花裂铃吐絮、柑橘果实膨大及果实着色。此外,持续干旱也影响了油菜、蔬菜等作物的秋播工作。

高温干旱对生态系统产生负面影响 高温干旱导致土壤严重缺墒,植被长势较差。风云气象卫星监测显示:2022年9月中旬,黄淮南部、江汉、江南中西部、西南地区大部等地植被长势偏差。洞庭湖水位和水域面积急剧减小,大量野生鱼群搁浅被困,鱼类因水温高而死亡。高温干旱导致长江流域部分地区森林火险等级较高,四川、重庆、贵州、江西等地发生多起森林火灾。卫星遥感监测显示,10 月上中旬江西省有火源热点50个,较前期明显增多。

长江通航能力下降 高温少雨致使长江枯水期提前到来,受航宽、水位限制,本来9月还能通航的海轮通道提前关闭,航道等级随之下降,影响长江航运的运力。货船的载货量明显降低,运输成本提高,矿石、煤炭、建材等常规水路运输受到影响。航道收窄、水位下降还给船舶交会、船舶追越造成困难。

造成长江大旱的原因

造成2022年长江中下游地区出现严重夏秋连旱的直接原因是:长时间的极端高温加剧了土壤蒸发,与此同时降水持续偏少导致土壤水分补充不足,从而引发了严重的气象干旱。而持续的气温偏高和降水偏少与大气环流异常有密切关系。

2022年7—9月,西太平洋副热带高压(简称“副高”)异常偏强、位置偏西,并且阶段性地与伊朗高压打通,致使强大的副高长期盘踞在我国南方地区上空。在副高控制下,晴空少云,到达地面的太阳辐射增加,加剧了地面增温,进而形成了2022年夏季历史最强的极端高温事件和9月的高温事件,加剧了地表水分的持续蒸发。同时,由于东亚夏季风偏强,其结果就是推动主雨带在6月下旬直接越过了长江流域,北抬至华北地区,造成降雨主要出现在北方地区,而长江流域在7—9月持续少雨。

另外,台风也是影响气象干旱的重要因素。通常夏、秋季是台风的活跃期,台风带来的丰沛降水是我国中东部地区,特别是南方地区的主要水资源来源之一。而2022年登陆和影响我国的台风数量偏少,且主要影响沿海局部地区,台风降水并未影响到内陆地区。

2022年7月1日到8月24日,江西抚州市南城县降水量仅36.8毫米,高温日数达53天,40.5℃的日最高气温刷新历史纪录,旱情持续发展。图为几近干涸的南城县万坊镇游家巷村双门水库(图片来源:中国气象报社)

其他严重干旱事件

2022年的长江大旱并非孤立的气候异常事件,如果放眼全球,我们就会发现这个夏季北半球多地都遭遇了严重干旱。

欧洲遭遇近500年来最严重干旱2022年夏天,在法国、英国、德国、葡萄牙、西班牙等欧洲国家,多地气温打破历史最高纪录,加之降水量显著偏低,多瑙河、莱茵河的水位降至近一个世纪以来最低。欧盟委员会联合研究中心8月22日发布的一份报告指出,欧洲约64%的地区处于干旱预警状态,欧洲面临着至少500年来最严重的干旱;许多地区的降水量已经连续几年低于平均水平,一些地区(如意大利)甚至遭遇了冬、春、夏三季连旱。

美国遭遇1776年以来最严重干旱 2022年夏天,美国西部、东北部多地降水量显著偏小。密苏里河6—9月降水量仅为正常水平的37%,为该地区23年来最少;密西西比河水位则降至近10年来最低。美国干旱监测机构8月的数据显示,美国西部处于严重干旱级别及以上的地区已经达到55%,遭受干旱的地区高达70%;东北部也同样遭受严重干旱。美国多家媒体称,这是美国自1776年建国以来最严重的干旱过程。还有研究指出,美国西部干旱是2020—2021年北美西南部特大干旱的持续,这种长时间的重大干旱实为少见。

2021年8月,政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布第六次评估报告指出,最近50年全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生,“当前二氧化碳浓度为过去200万年以来最高”“全球温度比末次间冰期(12.5万年前)以来的任何百年尺度上的平均温度都高”。联合国秘书长古特雷斯将这份报告称为“全人类的红色警报”。在全球变暖背景下,气候波动性增大,气候系统不稳定性增强,受此影响,全球水文循环在不断加强,全球降水格局在悄然改变,大气环流调整规律也有超出现有科学认知的存在,高温复合型干旱多发,干旱影响领域不断扩展。因此,我们的科学家还需要进一步加强对干旱影响及其机理的科学研究和应对,提高基于影响的气候预测水平,更准确地研判干旱可能产生的各种风险,以最大限度减少干旱可能造成的损失。

给地球降温不是一朝一夕的事,它与每个人的生活息息相关,每一个公民都要牢固树立维护气候安全、保护地球环境的意识,形成有助于减少温室气体排放的生活方式和消费模式,用实实在在的行动来化解气候变暖的危机,阻止地球环境的恶化,共同营造绿色和谐的地球家园。

小知识:

干旱通常可分为4种类型,即气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱。

气象干旱是指某时段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;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;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;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。

在这4类干旱中,气象干旱是一种自然现象,最直观的表现是降水量减少,而农业干旱、水文干旱和社会经济干旱则更侧重人类和社会方面。气象干旱是其他3种类型干旱的基础,当气象干旱持续一段时间,就有可能发生农业、水文和社会经济干旱,并产生相应的后果。

目前国家气候中心在干旱监测方面开展的是气象干旱监测,对降水量、标准化降水指数、湿润度指数、综合气象干旱指数等指标进行实时监测。(国家气候中心助理研究员崔童、高级工程师梅梅对本文有贡献。)

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