云南省干旱規(guī)律分析研究

廖明瑜　付奔　王志飛

【摘要】旱災(zāi)是云南省最主要的自然災(zāi)害之一，進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以來，我省干旱災(zāi)害表現(xiàn)出頻次增高、范圍擴(kuò)大、持續(xù)時(shí)間延長和災(zāi)害損失加重等特點(diǎn)。本文采用歷史統(tǒng)計(jì)方法，投影尋蹤方法，Mann-Kendall指數(shù)法等多種方法分析研究云南省干旱變化規(guī)律及變化周期，探討我省干旱變化規(guī)律，對(duì)我省的干旱研究工作有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】云南省干旱規(guī)律周期分析研究

旱災(zāi)是云南省最主要的自然災(zāi)害之一，每年都給城鄉(xiāng)居民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不同程度的影響，嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)行。特別是二十世紀(jì)九十年代以來，干旱災(zāi)害表現(xiàn)出頻次增高、范圍擴(kuò)大、持續(xù)時(shí)間延長和災(zāi)害損失加重等特點(diǎn)。干旱的頻繁發(fā)生和長期持續(xù)不但會(huì)給我省經(jīng)濟(jì)特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等帶來巨大的損失，還會(huì)造成水資源短缺、河流斷流等生態(tài)環(huán)境問題。旱災(zāi)影響范圍已由農(nóng)業(yè)為主擴(kuò)展到工業(yè)、城市、生態(tài)等領(lǐng)域，工農(nóng)業(yè)爭水、城鄉(xiāng)爭水和國民經(jīng)濟(jì)擠占生態(tài)用水現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。

進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以來，我省干旱災(zāi)害表現(xiàn)出頻次增高、范圍擴(kuò)大、持續(xù)時(shí)間延長和災(zāi)害損失加重等特點(diǎn)。特別是2000年以后，云南省旱災(zāi)嚴(yán)重，幾乎每年均會(huì)發(fā)生不同程度旱情，2009～2012年云南省發(fā)生1950年有詳細(xì)觀測資料以來，最為嚴(yán)重的連續(xù)四年嚴(yán)重干旱，其間2010年還發(fā)生了百年一遇的特大干旱，全省受旱程度之深、受旱范圍之廣、持續(xù)時(shí)間之長歷史罕見。本文采用歷史統(tǒng)計(jì)方法，投影尋蹤方法，Mann-Kendall指數(shù)法等多種方法分析研究云南省歷史、現(xiàn)代干旱變化規(guī)律及干旱周期變化，探討我省干旱變化規(guī)律，對(duì)我省的干旱研究有著重要意義。

1、分析區(qū)域概況

1.1 自然地理

云南是一個(gè)高原山區(qū)省份，屬青藏高原南延部分，全省土地面積84%是山地，10%是高原，壩子（盆地、河谷）面積僅占6%。地勢總趨勢是西北高、東南低，呈不均勻階梯狀逐級(jí)降低。省內(nèi)河流眾多，水系發(fā)育，縱橫交錯(cuò)。省境內(nèi)流域面積在100km2以上的河流有908條，1000km2以上的河流有108條，5000km2以上的河流有25條，10000km2以上的河流有10條，分屬于長江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江、伊洛瓦底江六大水系。

1.2 氣候特征

云南地處低緯高原，地理位置特殊，地形地貌復(fù)雜。由于大氣環(huán)流的影響，冬季受干燥的大陸季風(fēng)控制，夏季盛行濕潤的海洋季風(fēng)，屬低緯山原季風(fēng)氣候。全省氣候類型豐富多樣，由南至北有北熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、南溫帶、中溫帶和高原氣候區(qū)共7個(gè)氣候類型。

云南氣候兼具低緯氣候、季風(fēng)氣候、山原氣候的特點(diǎn)。其主要表現(xiàn)為：

①低緯度高海拔、空間分布不均。云南屬低緯高原季風(fēng)氣候，各地山脈地勢高聳，河谷深切，高差懸殊，與低緯度低海拔，高緯度高海拔相結(jié)合，擴(kuò)大了整個(gè)云南的氣候變幅，形成包括北熱帶到寒溫帶的全部氣候帶，加上東西兩大不同地形的影響，再疊加山地的垂直變化，使云南氣候類形多樣，氣候幅度變化大。

②受不同氣流影響，干濕季節(jié)分明。云南省四季變化不明顯，氣候特征主要表現(xiàn)為干季和濕季交替，干季（11～4月）因受來自印度、巴基斯坦北部的干暖氣流控制，天氣晴朗，干燥、風(fēng)速大、蒸發(fā)量大，降水量稀少，故常發(fā)生冬春旱，使農(nóng)作物的生長受到影響；濕季（5～10月）受東南、西南暖濕氣流影響，并處于暖濕氣流向北輸送的通道上，濕度大，降水多。

③垂直變化突出，立體氣候明顯。云南地形極為復(fù)雜，氣候要素乃至天氣的分布受地形的影響而復(fù)雜多變。氣候的立體變化十分明顯，“一山有四季，十里不同天”的諺語是云南多種多樣氣候類型的寫照，表明了“立體氣候”的特點(diǎn)。

2、干旱規(guī)律分析

2.1 云南歷史干旱

以云南省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院編制的《云南省歷史洪旱災(zāi)害史料實(shí)錄》、溫克剛等編著的《中國氣象災(zāi)害大典（云南卷）》、以及一些地方志、正史、報(bào)紙等資料記載為基礎(chǔ)。構(gòu)建出1450～1949年500年云南省干旱序列，以100年為研究時(shí)段，統(tǒng)計(jì)各階段云南干旱每100年云南干旱發(fā)生的年數(shù)，發(fā)現(xiàn)各研究時(shí)段的干旱發(fā)生頻率增高趨勢。

云南歷史干旱災(zāi)害以100年為一個(gè)階段，分為五個(gè)階段，即第一個(gè)階段為：十五世紀(jì)下半葉到十六世紀(jì)上半葉（1450—1549）；第二個(gè)階段為：十六世紀(jì)下半葉到十七世紀(jì)上半葉（1550—1649）；第三個(gè)階段為：十七世紀(jì)下半葉到十八世紀(jì)上半葉（1650—1749）；第四個(gè)階段為：十八世紀(jì)下半葉到十九世紀(jì)上半葉（1750—1849）；第五個(gè)階段為：十九世紀(jì)下半葉到二十世紀(jì)上半葉（1850—1949）。第一階段發(fā)生旱災(zāi)有38年，第二階段發(fā)生旱災(zāi)有53年，第三階段發(fā)生旱災(zāi)有52年，第四階段發(fā)生旱災(zāi)有55年，第五階段發(fā)生旱災(zāi)有96年。

2.2 云南現(xiàn)代干旱

選取《云南水旱災(zāi)害》（1950～1990年）、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》（1991～2012年）、《云南年鑒》（1991～2007年）、《云南減災(zāi)年鑒》（1996～2003年）、《云南抗旱規(guī)劃（1990～2010年）》、《農(nóng)業(yè)旱災(zāi)及抗旱效益統(tǒng)計(jì)表（2010～2013年）》等資料記載為基礎(chǔ)，進(jìn)行詳細(xì)研究分析。

1950～2012年63年間，全省共出現(xiàn)59旱年，其中大旱24年，小旱35年，平均3年一大旱，1年一小旱。特大旱情發(fā)生在1963、1979、1987、2005、2009、2010、2012年；兩年連旱發(fā)生在1979～1980年、1982～1983年；四年連旱發(fā)生在2003～2006年、2009～2012年；五年連旱發(fā)生在1985～1989年。逐年干旱統(tǒng)計(jì)詳見表2.2。

在1950～2012年63年中，自1979年全省大范圍干旱之后便進(jìn)入了干旱多發(fā)期，至今干旱災(zāi)害嚴(yán)重程度呈加重勢態(tài)。1990～2012年的23年中，每年均有部分州（市）發(fā)生嚴(yán)重以上干旱，少則1個(gè)州（市），多達(dá)15個(gè)州（市）。自2000年以后，全省每年發(fā)生嚴(yán)重以上干旱州（市）數(shù)量明顯增多。

根據(jù)1950～2012年資料繪制全省干旱受災(zāi)、成災(zāi)面積變化圖，如圖2.3所示，我省受旱、成災(zāi)面積出現(xiàn)3個(gè)明顯低值期，即1950～1957年，1964～1976年，1982～1984年，每年受旱面積在150千hm2以下；出現(xiàn)3個(gè)高值期，即1958～1963年，1977～1981年，1985～2012年，每年成災(zāi)面積在500千hm2以上，其中嚴(yán)重以上干旱年都發(fā)生在3個(gè)高值期段。

3、云南干旱周期分析

3.1 云南歷史干旱周期

以1540～1949年云南干旱受旱等級(jí)、最大等級(jí)、受災(zāi)縣數(shù)為研究對(duì)象，考慮到數(shù)據(jù)的非連續(xù)性，采用紅噪聲分析方法，對(duì)1540～1949時(shí)間段內(nèi)的歷史干旱進(jìn)行周期分析。

云南省歷史干旱災(zāi)害具有明顯的周期性，且含有多個(gè)周期成分。受旱等級(jí)和通過95%檢驗(yàn)的周期有2～5年、10～13年、60～90年、大于100年等；通過80%檢驗(yàn)的周期有2～6年、10～13年、20～25年、57～90年、大于100年等，其中2～5年周期可以對(duì)應(yīng)厄爾尼諾—南方濤動(dòng)（ENSO）2～8年的周期，10～13年可以對(duì)應(yīng)太陽黑子活動(dòng)11.2年的周期。最大等級(jí)通過95%檢驗(yàn)的周期有2～5年、22～25年；通過80%檢驗(yàn)的周期有2～11年、21～26年、大于88年等，其中2～5年、2～11年周期可以對(duì)應(yīng)厄爾尼諾—南方濤動(dòng)（ENSO）2～8年的周期和太陽黑子活動(dòng)11.2年的周期。受旱縣數(shù)通過95%檢驗(yàn)的周期有2～3年、24～30年、60～90年、大于100年等；通過80%檢驗(yàn)的周期有2～3年、10～14年、20～35年、53～90年、大于100年等，其中2～3年周期可以對(duì)應(yīng)厄爾尼諾—南方濤動(dòng)（ENSO）2～8年的周期，10～14年可以對(duì)應(yīng)太陽黑子活動(dòng)11.2年的周期。受旱等級(jí)和、最大等級(jí)和受旱縣數(shù)的周期基本一致，與厄爾尼諾—南方濤動(dòng)（ENSO）和太陽黑子活動(dòng)的周期具有一定的對(duì)應(yīng)性。

3.2 云南現(xiàn)代干旱周期

分析現(xiàn)代干旱災(zāi)害歷史序列可知：1950～2012年63年間，云南旱災(zāi)發(fā)生一般災(zāi)害28次，較大災(zāi)害6次，重大災(zāi)害8次，特大災(zāi)害21次，平均每2.3年就會(huì)出現(xiàn)一次比較嚴(yán)重的旱災(zāi)。云南省以10年為期得到各期內(nèi)旱災(zāi)各等級(jí)發(fā)生次數(shù)詳見表3.1。

采用投影尋蹤方法，將糧食損失、受災(zāi)面積、成災(zāi)面積進(jìn)行降維處理，構(gòu)建出一個(gè)旱災(zāi)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，利用Mann-Kendall法分析云南省1950～2009年旱災(zāi)綜合指數(shù)演變趨勢，得到如下結(jié)論。從圖3.2可以發(fā)現(xiàn)綜合干旱指數(shù)具有上升趨勢，意味著干旱綜合影響逐漸加重，用kedall檢驗(yàn)進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖3.1所示。上述研究表明，在置信水平下，旱災(zāi)綜合指數(shù)具有增大的趨勢。

由圖3.2可知：1950～1967年和1979～1985年，除1953、1963年值超過置信區(qū)間，1957年<0以外，其余>0，且在置信區(qū)間內(nèi)，表明旱災(zāi)損失綜合指數(shù)基本呈現(xiàn)不顯著的上升趨勢；1968～1978年的<0，且在置信區(qū)間內(nèi)，表明旱災(zāi)損失綜合指數(shù)呈現(xiàn)不顯著的下降趨勢；1986～2009年的>0，且在置信區(qū)間外，表明災(zāi)損失綜合指數(shù)呈現(xiàn)顯著上升趨勢；在2009年出現(xiàn)的值明顯大于置信水平，表明1950～2009年60年來云南旱災(zāi)損失綜合指數(shù)呈現(xiàn)顯著上升趨勢。

4、結(jié)論

通過對(duì)云南省歷史旱災(zāi)情況的分析研究，可以得出以下結(jié)論：

（1）基于歷史災(zāi)情記錄分析，1949年之前的100年間，云南就進(jìn)入了一個(gè)干旱災(zāi)害頻發(fā)的階段；從客觀因素分析，中國氣候與全球和北半球的變化大體一致，都呈現(xiàn)出非常明顯的變暖趨勢，使得云南容易發(fā)生干旱災(zāi)害。

（2）云南省歷史干旱災(zāi)害具有明顯的周期性，且含有多個(gè)周期成分。受旱等級(jí)和、最大等級(jí)、受旱縣數(shù)通過95%檢驗(yàn)的周期有2～5年、10～13年；其中2～5年周期可以對(duì)應(yīng)厄爾尼諾—南方濤動(dòng)（ENSO）2～8年的周期，10～13年可以對(duì)應(yīng)太陽黑子活動(dòng)11.2年的周期。

（3）從全部歷史旱災(zāi)序列分析，1949年以后我省仍在延續(xù)上100年干旱災(zāi)害頻發(fā)的階段；從1949年以后現(xiàn)代干旱災(zāi)害序列分析，云南干旱存在2.3年的周期，平均3年一大旱，1年一小旱。云南省1950～2012年旱災(zāi)損失呈上升趨勢，1950～1985期間，綜合指數(shù)表現(xiàn)出波動(dòng)狀態(tài)，但1986年以來，云南旱災(zāi)綜合指數(shù)呈現(xiàn)顯著上升趨勢，防災(zāi)減災(zāi)形勢嚴(yán)峻。

（4）基于歷史災(zāi)情資料和現(xiàn)代災(zāi)情資料，云南旱災(zāi)發(fā)生頻率整體呈現(xiàn)增加趨勢；特別是進(jìn)入近現(xiàn)代之后，云南干旱頻發(fā)，逐漸成為一種常見的自然現(xiàn)象，“三年一大旱、一年一小旱”是我省旱災(zāi)的真實(shí)寫照，旱災(zāi)發(fā)生周期小、頻率高。2000年以來10年期間，旱災(zāi)形勢嚴(yán)峻，發(fā)生重大災(zāi)害1次，特大災(zāi)害8次。2010年以后，我省干旱更為嚴(yán)重，連續(xù)3年發(fā)生重大到特大干旱。

參考文獻(xiàn)：

[1]白樹明，黃中艷.云南旱災(zāi)特點(diǎn)和未來10年干旱趨勢預(yù)測[J].人民珠江，2003，（6）：4-6.

[2] 云南省防汛抗旱總指揮部辦公室，云南省水文水資源局.云南水旱災(zāi)害[M].云南，1999.

[3] 劉建華，溫克剛等.中國氣象災(zāi)害大典·云南卷[M].北京：氣象出版社，2006.

[4]江振祥.云南省水利水電勘測設(shè)計(jì)院.云南省歷史洪旱災(zāi)害史料實(shí)錄（宣統(tǒng)三年1911年以前）[M].昆明：云南科技出版社，2008.

[5]李春龍.云南史料選編[M].昆明：云南民族出版社，1997.