松花江流域特大旱澇災(zāi)害與太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期波型關(guān)系分析

白 寧，孫 鑫，段明崴

（1.伊春水文局，黑龍江伊春 153000;2.大興安嶺水文局，黑龍江大興安嶺 165000）

1 前言

大流域發(fā)生大洪水或大旱都是天文、氣象、地理等多因素綜合作用的結(jié)果。太陽(yáng)黑子活動(dòng)是重要的天文背景，太陽(yáng)表面熱能的變化，直接影響到大氣環(huán)流、洋流、海溫等，使氣候發(fā)生異常。因而對(duì)流域的水文情勢(shì)產(chǎn)生間接的影響和作用。研究太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期規(guī)律和波動(dòng)特點(diǎn)是進(jìn)行大流域洪澇災(zāi)害預(yù)測(cè)的有效方法。

2 松花江干流大洪水和流域大旱、特旱與太陽(yáng)黑子周期波型關(guān)系分析

2.1 太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期波型的劃分

將目前有記錄的太陽(yáng)黑子活動(dòng)的1～23周期按峰高、峰頂黑子上升數(shù)和峰后黑子下降數(shù)各項(xiàng)都分成4級(jí)構(gòu)成64種類(lèi)型，各項(xiàng)類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表1。

表1 周期波型劃分表

2.2 黑子活動(dòng)周期特征與松花江流域特大旱澇分布統(tǒng)計(jì)分析

特大洪水在單周升枝發(fā)生4次，峰前谷后1～3 a，雙周無(wú)特洪。單雙周峰頂各1 a，降枝各6 a。單周降枝峰后3 a～谷底，雙周降枝峰后2 a～谷底。

特旱在單周期：升枝無(wú)特旱，峰頂有1 a，降枝年年有，唯獨(dú)峰后2 a卻不見(jiàn)，峰后3 a常出現(xiàn)。

特旱在雙周期：升枝峰前1、3 a，峰頂無(wú)特旱，降枝特旱就在峰后 1、2 a。

特旱在單雙周期：升枝峰前1、3 a，峰頂只1 a，降枝峰頂?shù)焦鹊啄昴甓伎梢?jiàn)。

出現(xiàn)頻次：

特旱：?jiǎn)紊裏o(wú)特旱，雙升2次1成半;單降8次特旱近6成;雙降3次特旱超2成;單雙降枝特旱近8成。

大旱：?jiǎn)巍㈦p降枝大旱各3成3;單、雙峰頂各1 a;單升近2成;雙升1 a大旱不多見(jiàn)。

由此看出，單周升枝無(wú)特旱，雙周升枝無(wú)特洪。周期降枝特澇近70%，特旱近80%。所以說(shuō)，周期降枝是特大旱澇的多發(fā)期，而單周降枝是特旱的易發(fā)期。

2.3 松花江流域旱澇災(zāi)害與太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期波型關(guān)系分析

第19周期峰尖急升緩降，峰前M-2、m+1（1955）急升33.0大旱，M-1（1956）急升104發(fā)生特大洪水，峰頂 M（1957）急升48.0特大洪水，峰后M+1（1958）緩降波動(dòng)5.0特旱，M+2（1959）急降25.5大旱，M+3（1960）急降47.0特大洪水。

第22周期峰尖急升緩降，雙峰峰后M+2（1991）齒尖特大洪水，M+3（1992）急降51.0波動(dòng)大旱，M+5（1994）急降29.0大水。無(wú)特旱。

第21周期峰尖急升緩降，峰前M-2、m+1（1977）緩升14.0大旱，延續(xù)了20周期谷前3年的連續(xù)大旱。M-1（1978）急升65.0大旱，峰頂M（1979）急升64.0特旱;峰后M+1（1980）緩降2.0大旱;M+3（1982）快降18.0特旱，M+5（1984）急降26.0特大洪水。M+6（1985）急降29.0大水。

第3周期峰尖急升急降無(wú)大旱，無(wú)特大洪水。

第18周期峰尖急升慢降，峰后M+2（1949）緩降1.0齒，特旱，M+3（1950）急降50.0波動(dòng)大旱，無(wú)特大洪水。

高峰類(lèi)型：

第11周期峰尖急升急降，降枝急緩交替，無(wú)特大洪水。M+5（1875）急降28.5特旱，齒后慢降10.5進(jìn)入谷底，大旱。

第8周期峰尖慢升急降，M-1（1836）急升65.0特旱，峰頂慢升17.0;峰后M+1（1938）急降34.0特旱，雙周慢升急降無(wú)大水。

第4周期峰尖急升緩降（峰后緩近乎平頂）無(wú)大旱，M+7緩降7.5有特大洪水。

第9周期單周峰尖慢升急降無(wú)大旱，波動(dòng)點(diǎn)M+3谷底，有特大洪水。

第23周期峰尖緩升慢降，M-3（1998）快升43.5，波動(dòng)有特大洪水。M-1（2000）慢升29.0大旱，峰頂緩升1.4接近平頂，M+3（2004）急降24.0大旱，M+6（2007）m（2008）特旱。

第17周期單周峰尖快升緩降，無(wú)大旱，無(wú)特大洪水。

第2周期雙周峰尖快升緩降，無(wú)大旱，無(wú)大洪水，皆呈正常年景。

第20周期峰尖緩升緩降，峰前緩升12.0，峰后1～2略降2.0，形成大平頭，此類(lèi)無(wú)特旱無(wú)特洪，降枝谷前1974、1975、1976連續(xù)大旱。

第15周期峰尖急升急降，峰頂尖銳，M～M+2（1917、1919）連續(xù)3年大旱，M+3、M+4（1920、1921）連續(xù) 2年特旱，升枝 M-3（1914）緩升波動(dòng)8.2，有特大洪水。

矮峰類(lèi)型：

第10周期峰尖緩升快降無(wú)大洪水，無(wú)大旱，皆呈正常年景。

第1周期峰尖慢升急降無(wú)特洪無(wú)大旱。

第13周期峰尖緩升緩降，鈍尖形無(wú)大旱，波動(dòng)點(diǎn)M+3、M+4有特大洪水。

第16周期峰尖緩升慢降，M-3（1925）慢升27.6波動(dòng)特旱，峰頂（1928）緩升波動(dòng)，M+4（1932）慢降10.1波動(dòng)，有特大洪水。

第7周期峰尖緩升急降，頭長(zhǎng)尾短波型，無(wú)特大洪水無(wú)特旱。

第12周期峰尖緩升緩降，雙周平頂扣鐘形，無(wú)洪水，M+2（1885）慢降11.3波動(dòng)特旱，峰頂（1883）連續(xù)緩升大旱，谷底M（1889）緩降0.5波動(dòng)大旱。

第14周期峰尖慢升緩降雙峰峰后M+2齒尖，無(wú)大旱，M+4（1909）緩降4.6波動(dòng)點(diǎn)有特大洪水。

超矮峰類(lèi)型：

第5周期峰尖緩升緩降，M+3（1807）慢降14.0波動(dòng)點(diǎn)特旱。

第6周期（極小峰值周期）峰尖緩升緩降，無(wú)大旱，M+4（1820）連續(xù)慢降有特大洪水。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)黑子周期波的分類(lèi)分型研究，說(shuō)明了松花江流域特大旱、澇災(zāi)害與太陽(yáng)黑子周期波型存在著明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，特別是波動(dòng)點(diǎn)易發(fā)大洪水，而旱災(zāi)卻呈明顯的連續(xù)性。只要掌握當(dāng)前周期活動(dòng)的波型，抓住波動(dòng)點(diǎn)，在當(dāng)年汛期根據(jù)前幾個(gè)月的黑子平均數(shù)，預(yù)判年均數(shù)，分析判斷當(dāng)年的波動(dòng)特性，就可能對(duì)當(dāng)年和未來(lái)幾年的降枝階段發(fā)生的特大旱澇災(zāi)害做出較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。2009年是24周期的升枝第1年。經(jīng)分析，雙周升枝松花江干流在258 a中從未發(fā)生過(guò)特大洪水。今年可能是峰前3 a，有可能持續(xù)2007年、2008年的特旱年景。

[1]朱殿英.黑龍江省240年旱澇史[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

[2]范垂仁，夏軍，等.中國(guó)水旱災(zāi)害長(zhǎng)期預(yù)測(cè)：理論·方法·實(shí)踐[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2008.