1978一2020年烏蘭縣干旱災害發生特點及其危險性評估分析

中圖分類號：P426.616 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0323-03

在全球氣候系統持續增溫的背景下，我國氣候格局呈現顯著異質性，極端天氣氣候事件發生頻率與強度呈上升趨勢，暴雨洪澇、高溫熱浪、持續性干旱等復合型災害鏈式響應特征凸顯[1-2]。其中，干旱災害作為跨氣候帶的廣域性致災因子，其發生范圍、持續周期與致災強度均呈現非線性增長態勢，尤其對農業生態系統、水資源安全及社會經濟運行構成多維脅迫效應，已成為全球自然災害中經濟損失與生態退化貢獻率最高的災種之一[3-4]。當前，全球共有北非、澳大利亞、中蒙、西南亞、中亞、北美、南美及南非8大干旱區[5-8]。我國作為中蒙干旱區的主體構成單元，地處全球唯一的中緯度內陸干旱帶，其干旱氣候形成機制具有獨特的區域分異特征一受西風帶環流與大陸高壓系統的協同調制[。并且我國干旱事件呈現高頻次、廣域性與持續性特征，在農業減產、生態退化及水資源危機等維度均表現出顯著的災損強度[10]。

烏蘭縣太陽輻射強，日照時間長，光能資源豐富，是青海省太陽輻射富集地區之一。烏蘭縣地處歐亞大陸內陸核心地帶，氣候特征表現為典型的溫帶干旱型大陸性氣候。大氣環流以穩定西風帶主導，并且受地形抬升效應影響，東部邊緣區域存在局地性東南季風水汽輸送，形成獨特的半干旱微氣候單元。全年盛行風場呈現顯著偏西風特征，風力侵蝕作用強烈，構成典型干旱區地表過程特征。因此，烏蘭縣開展干旱災害調查研究具有重要現實意義。

1數據來源

數據源于1978—2020年烏蘭縣基本氣象站及茶卡基準氣候站的降水量、氣溫、日照、大風、相對濕度、蒸發量等氣象觀測資料。其中，在國家級氣象站由人工觀測轉為自動觀測之前，降水日值數據源于雨量筒的觀測，小時降水數據源于翻斗式降水自記儀。此外，以氣象干旱綜合指數（MCI）為基礎指標，進行干旱調查時段內逐日干旱監測。

2處理方法

MCI的計算公式如下：

MCI=Ka×（a×SPIW₆₀+b×MI₃₀+c×SPI₉₀+d×SPI₁₅₀）

式（1）中，MCI為氣象干旱綜合指數； SPIW₆₀ 為60d標準化權重降水指數，表征短歷時降水虧缺； MI₃₀ 為30d相對濕潤度指數，反映近地層水分收支動態； SPI₉₀ 與 SPI₁₅₀ 分別為90d和150d標準化降水指數，用于刻畫季節至年際尺度的水分異常； Ka 為基于作物物候期對土壤水分脅迫的響應閾值所確定的季節修正因子[11]。

權重系數配置遵循氣候分區空間異質性原則：在北方及干旱敏感型區域（北緯 35^° 以北），參數賦值為a=0.3，b=0.5，c=0.3，d=0.2 ；在南方及濕潤過渡區（北緯 35^° 以南），參數優化為 a=0.5，b=0.6，c=0.2，d=0.1 該權重體系通過主成分分析與區域干旱脆弱性驗證，確保干旱診斷結果與農業需水周期的時空匹配性。

2.1干旱過程的識別方法

單站干旱過程的界定標準如下：在連續觀測周期內，若某站點出現干旱持續時間 ?15d ，且干旱強度等級達到輕度干旱（含）以上，同時至少存在1d達到中度干旱閾值，則判定為一次有效干旱過程。干旱過程強度采用逐日滑動統計方法進行量化表征，具體算法如下：在干旱過程持續期內，以累積干旱指數為度量指標，通過滑動時間窗口計算各時段干旱強度積分值，取最大累積強度值作為該站點的干旱過程強度極值。

累計干旱強度計算公式如下：

根據H危險性指數大小，采用自然斷點法將風險等級劃分為I級至V級，共4個等級，分別對應危險性高、較高、較低、低等級，具體見表2。

式（2中， n 為干旱持續天數； S（n） 為干旱持續 n 天的累計干旱強度； I_i 為第 i 天干旱指數絕對值，輕旱記為 0;a 為權重系數，推薦取 0.5^[12]

干旱過程強度計算公式如下：

式（3）中， m 為干旱過程總天數； S（n） 為干旱持續 n （1?n?m ）天的累積干旱強度； max_n=1 為通過不斷滑動干旱過程內持續天數 n ，比較尋找 n=1，2，… k 天的最大累積干旱強度; max_k=1 Σ_m（Σ） 為通過不斷滑動干旱過程內干旱日 k（1?k?m ），比較尋找包含第 k 天的最大累積干旱強度。

基于分位數統計理論，選取1981—2010年作為氣候基準時段，對歷史干旱過程強度指數（Z指數）進行標準化處理。采用氣候學常用分級方法，以30年序列的Z指數累積頻率分布為基礎，通過第50、80、95百分位數作為閾值分割點，將干旱過程強度劃分為4個等級：一般（ Zlt;50% ）、較強 （50%?Zlt;80% ）、強 （80%?Z lt;95% ）和特強 （95%?Z?100% ），具體見表1。

2.2危險性評估方法

選擇年尺度內多次干旱過程中的累積干旱強度的總和作為危險性指標。該指標可以反映干旱時長和強度的綜合指標。具體統計方法如下：

式（4）中，SMCI為單站年多次干旱過程累計干旱強度 （絕對值）， MCI_ij 為j干旱過程中第i天氣象干旱綜合指數， n 為j干旱過程持續天數， m 為站點年干旱過程數。

3干旱過程調查

3.1歷次干旱事件分析

1980—2020年烏蘭縣共發生46次干旱過程。由表3可知，歷次開始時間平均為5月30日，結束時間平均為10月9日，歷時時長平均132d，干旱強度平均為7.2，干旱過程強度平均為7.3，呈減弱趨勢，但變化趨勢不顯著。進入21世紀后，累計干旱強度較21世紀前偏弱 17.3% ，干旱過程強度偏弱 16.0% 。

由表4可知，歷次干旱過程評估等級次數為特強 lt; 強 lt; 較強 lt; 弱，占比依次為 8.7%17.4%?26.1% 51.2% ，較強、強、特強3個等級次數占比相加達到 48.8% ○

由表5可知，1980—2020年，烏蘭站歷次干旱過程降水量平均值為 31.6mm ，降水量最大值為 116.1mm 出在1980年；降水量最小值為 0.0mm ，出現在1986年。降水距平百分率平均值為 -47.2% ，最大值為 8% 最小值為 -100% 。氣溫距平平均值為 0.5°C ，最大值為 ，最小值為 -3.2°C 。最長連續無降水日數平均值達 15.2d ，最大值為 43d 最小值為 相對濕潤度指數值越小則越干旱，統計期內相對濕潤度指數為-0.6，最大值為0.7，最小值為-1.0。

3.2歷年干旱事件分析

由圖1可知，1978—2020年烏蘭縣平均降水量為225.8mm ，呈顯著增加趨勢，平均每10年增加 20.2mm 此外，統計期內，2007年后烏蘭縣降水量呈波動增加趨勢。

由圖2可知，1978—2020年烏蘭縣各等級干旱日數平均值由多到少分別為特重度 lt; 重度 lt; 中度 lt; 輕度，其中輕度干旱日數平均值為43.3d、中度干旱日數平均值為 23.8d 、重度干旱日數平均值為9.7d、特重度干旱日數平均值為 4.3d ；輕度干旱日數最大值為 102d 中度干旱日數最大值為75d，重度干旱日數最大值為41d，特重度干旱日數最大值為 46d 此外，2001年烏蘭縣年最長干旱日數最大，為 106d

4干旱致災危險性評估

由圖3可知，烏蘭縣自東向西干旱危險性風險呈遞減趨勢。烏蘭縣東部地區為干旱危險性較高、高風險區，中部為干旱危險性中等風險區，西部為干旱危險性低風險區，中低風險區占烏蘭縣大部分面積。

5結論

（1）1978—2020年烏蘭地區出現過輕旱、中旱、重旱和特重旱，以輕旱比例最大。

（2）烏蘭縣干旱危險性風險呈自東向西遞減趨勢。烏蘭縣東部地區為較高、高風險區，中部地區為干旱危險性中等風險區，西部地區為干旱危險性低風險區。中低風險區占烏蘭縣大部分面積。

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