春旱

春旱

春旱,指春季的乾旱。語出《宋書·五行志二》:“ 晉海西泰和四年十二月, 涼州春旱至夏。”

基本介紹

  • 中文名:春旱
  • 外文名:Spring Drought
  • 含義:春天出現的旱情
  • 影響:春季作物乾涸
  • 學科:大氣學
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詞語概念

基本解釋

[spring drought] 春天出現的旱情
罕見的春旱。

引證解釋

指春季的乾旱。
《宋書·五行志二》:“ 晉 海西泰和 四年十二月, 涼州 春旱至夏。” 唐 杜甫 《喜雨》詩:“春旱天地昏,日色赤如血。”《中國農村的社會主義高潮·紅星集體農莊的遠景規劃》:“農莊的護田林已經長起來……將要減輕春旱對於播種的威脅。”

形成原因

乾旱的起因確實在於氣候變化,而推動這個變化的還是人類的手。大量燃燒煤炭、石油等化石能源,向大氣中排放二氧化碳等溫室氣體,這是全球變暖的根本驅動力。
植樹造林植樹造林
降雨量不足是春旱嚴重的原因之一。有的地方陰雨相間,渝東、渝中大部分地區降水量25毫米以上,渝西大部分地區總降水量少於25毫米。與往年同期相比,潼南、大足、榮昌、永川、銅梁、江津等6個區縣雨量偏少30—80%。
另一個重要原因是,特大幹旱嚴重影響了水庫、水田的蓄水量。比如,一些土地龜裂嚴重,小雨降落時毫無作用。水庫蓄水量約11.7億億方,不到歷史同期應蓄水量的50%。
北方地區,春季氣溫回升快,蒸發較強 ;夏季風弱,雨季未到,降水較少;春耕需水量大,但雨季未到,地下水位低 ;降水量較同緯度的地區低從地理原因解釋,主要是因為有山阻隔,或者季風背風坡,受“焚風效應”。有的地區灣口效應使冬季風可以長驅直下。
再次,巴爾喀什湖貝加爾湖地區以及中國東北一帶高度場較常年同期異常偏高,暖性高壓脊在這一帶的頻繁出現和發展,主導環流系統為高壓脊且長時間維持,是造成年春旱的主要原因;偏低的赤道東太平洋海溫和太陽活動異常是造成春旱的間接原因.

等級與分布

等級

小旱:連續無降雨天數,春季達16至30天、夏季16至25天、秋、冬季31至50天。
乾旱危害乾旱危害
中旱:連續無降雨天數,春季達31至45天、夏季26至35天、秋冬季51至70天。
大旱:連續無降雨天數,春季達46至60天、夏季36至45天、秋冬季71至90天。
特大旱:連續無降雨天數,春季在61天以上、夏季在46天以上、秋冬季在91天以上。

地區

中國各地根據農業生產的特點和習慣,按乾旱出現的季節,分為春旱、夏旱伏旱秋旱等。例如:
(1) 地處華南地區的廣西,將2-4月總降水量≤200毫米稱為春旱,5-7月總降水量≤250毫米稱為夏旱,8-10月總降水量≤250毫米稱為秋旱。
(2) 福建省則將2月11日-梅雨開始,這期間出現的乾旱稱為春旱,從梅雨止到10月10日出現的乾旱稱為夏旱,從10月11日到次年2月10日出現的乾旱稱為秋冬旱,以<2毫米的連旱日數來確定乾旱的嚴重程度,如春旱期間<2毫米連旱日數16-30天為小旱,31-45天為旱,46-60天為大旱,≥61天為特大幹旱。
(3) 在長江中下游地區,冬春之際雖然也會出現乾旱,但一般受旱範圍小,持續時間短,但在夏秋期間,往往會有乾旱災害出現。所以,這一地區,將乾旱分為:⑴春旱:發生在5-7月初,春末初夏,一般情況,這一地區本應梅雨,降水增多,但在環流異常變化下,也會有乾旱出現。⑵伏旱:發生在7-8月,這一地區梅雨結束,在相應的環流條件下,會長期晴熱少雨,出現伏旱。⑶秋旱:發生在9-10月,這一地區如果颱風和冷鋒降水很少,將會秋高氣爽,持續少雨,出現秋旱。
(4) 華北地區的春旱是指在3-5月的乾旱,夏旱為6-8月,秋旱為9-11月。
(5) 西北黃土高原,春旱是在4-5月的乾旱,初夏旱是指本地雨季到來前的6月上中旬,此時正值高原中部夏田作物抽穗、揚花期,需水量相當大,此時若出現乾旱對農作物產量有很大影響,有時,這一地區春旱連著初夏旱,對夏田作物而言,稱為“卡脖子旱”,致使小麥大面積減產,夏旱(也稱伏旱)在7月下旬至8月上旬,這一地區的伏旱與中國西南、華東等地相比,伏旱開始遲、結束早。
以上例子說明,中國各地根據生產的特點,對農作物的影響及乾旱出現的季節劃分不同的季節性乾旱。實際上,乾旱的出現有時並不局限在一個季節內,可連續出現,如春夏連旱,夏秋連旱或伏秋連旱等等不同的乾旱類型。

危害特點

晚----多種作物不能及時播種,普遍形成晚播晚發。有效積溫相對減少,生長發育後延,成熟期推遲,普遍變成晚茬作物。
弱----長期乾旱造成了農作物植株小、根系弱、葉片面積小,生物產量大幅度減少,直接影響經濟產量
亂----由於受害程度不同,農作物播種有早有晚,品種雜亂,長勢不整齊,給管理造成困難。
慢----受害的農作物脆弱,抗逆能力差,管理措施效應慢,養分吸收慢,光合積累慢。

旱情

中國農田受旱面積年均達3.85億畝,平均每年因旱減產糧食350億公斤。而2005年山東省的全部糧食作物產量也不過390億公斤左右。春旱不止發生在海南,雲南、四川、重慶等地都遭受旱災襲擊,春耕及人畜用水緊張。
旱情旱情
重慶春旱旱情較重,36個區縣持續春旱,現160多萬人飲水困難,2.87萬民眾的生活用水依靠送水解決。農作物受旱面積226.65萬畝,水田缺水336萬畝、旱地缺墒142.95萬畝。水庫乾涸26座,21654眼機電井出水不足。有35個區縣169個鎮鄉797個村的162.7萬人、128.1萬頭大牲畜仍然存在臨時飲水困難。
黃淮江淮大部、華北西部出現10毫米至25毫米的降水過程,其中黃淮、江淮大部雨量超過20毫米,
我國北方大部分地區累計降水量不足10毫米,其中東北大部、華北中北部累計平均降水量出現1951年以來同期最小值。受其影響,北方大部地區旱情持續發展,主要江河來水偏枯,水利工程蓄水嚴重不足,東北、華北春播白地缺水缺墒面積一度達到2.02億畝,部分冬麥區土地乾裂,小麥苗情普遍較差。
四季如春的旅遊勝地海南省春天遭受了嚴重的旱災侵襲。農作物受旱面積154.9萬畝;水庫乾涸415座,因旱情發生飲水困難人口達到19.99萬人。松濤水庫,位於南渡江上游,上世紀60年代末建成,滋潤著周邊近130萬畝農田,每年還能供電1.57億千瓦時。島嶼星羅棋布的秀麗湖景也使水庫成為海南省一個叫得響的旅遊景點。但水庫水位只有173米,比正常水位190米低很多,接近165米的死水位。岸邊、島嶼很多原本在水下的部分裸露出來。全省水庫蓄水比例34.5%的一半。面對乾旱,除了打井開源,人們也得節流——改種其他抗旱省水的作物。佛羅鎮的小餐館裡,苦瓜、聖女果等等耗水的蔬菜已經從選單上拿下,取而代之的是長豆角。

預防

植樹種草、培植防護林,防止水土流失
多植樹,多種草;沙地不種植農作物用來種草和樹防止土地沙化
還要防止土壤板結會更不利於種植農作物的生長。
多用農家肥儘量少用那些無機肥
應該以年為單位隔年種植這有利於保持土壤肥力
少用含磷一類的化肥它們由雨水進入河流使水富營養化,會造成藻類大量繁殖破壞生態平衡。

對策

面對日益頻繁的乾旱等極端氣候,除了打井改種等適應辦法,大力發展可再生能源,堅持落實可持續發展、保護森林才是治本的舉措。應對行動開展得越早,將來不得不承受的負擔就會越輕。調整結構以高科技應對。隨著氣候繼續變暖,一些農作物品種的種植北界將繼續北移,原來不適宜種植中晚熟品種的地區將因熱量條件好轉而適宜種植。因此,應對氣候變暖第一步要做的就是充分認識到自然條件的變化,用好用足熱量資源,不斷挖掘糧食增產潛力。如北部的麥豆主產區隨著氣候變暖可逐步擴大玉米、水稻等喜溫作物的比例,擴大中晚熟農作物品種種植面積。
保護森林保護森林
結構調整的內涵不僅如此,還包括品種結構的調整,農業結構的調整等。比如,針對乾旱程度和病蟲害加劇的趨勢,在作物品種戰略上變“早熟高產”為“耐旱抗病蟲害”的中晚熟優質高產品種,有計畫地培育和選用抗旱、抗澇、抗高溫和低溫等抗逆品種,使之適應氣候變化。

災後管理

抓好“四防”、“一增”等管理措施。即防澇、防蟲、防衰、防晚和增措施、促產量
防澇----受旱苗後期常遇澇災,如同雪上加霜。因此要做到大雨早排,小水灌溉,開溝起壟,流水通暢,以防在土壤板結、根系較弱的情況下,影響作物根系呼吸,甚至造成窒息死亡。
防蟲----交替輪換用藥,多種措施並用,科學控制蟲害。
防衰----受旱作物葉小,根弱,細胞老化,輸導組織收縮,對養分吸收慢,利用率低。因此,要結合灌水增施速效肥料。追肥要“少吃多餐”並開溝淺施。
防晚----補種和雨後搶墒播種的農作物,多數不能按季節正常生長,有效積溫、日照時數等均不能滿足生育需要。因此,對這些作物要突出一個“促”字,立足一個“勤”字,力爭一個“早”字,千方百計促早熟、爭收成。在加強農業措施的同時,要抓好化學藥劑和肥料調控。磷和微量元素可使作物體內糖和蛋白質增加,中後期葉面噴施磷酸二氫鉀,對玉米、水稻等作物的早熟增產具有顯著效果,噴施0.3%的磷酸二氫鉀可增產4.5%-8.2%。在大豆開花期每畝噴施10-15克鉬酸銨,能增莢增粒,使籽粒飽滿,並可提前3-5天成熟,增產12%-22%。在9月底至10月初每畝噴施100-200毫升乙烯利或用藥液蘸果,可有效地促進多種農作物早熟。
增措施促產量----晚熟玉米人工授粉,可促進多結籽粒;水稻後期巧用肥水,能減少秕粒,顯著增產;花生中耕壅土,可增加坐果率,提高產量;玉米適當晚收,能增加千粒重,增產9%-18%;大豆噴施三碘苯甲酸,可增產4.5%-7.8%;甘薯、蘿蔔噴施50ppm甘薯增大素能增產17%-20%;稻草覆蓋直接還田,不僅能蓄水保墒,滅草肥田,還可使玉米增產6.7%-9%,大豆增產4%-7.4%;甘薯田覆蓋秸稈既增產,又可減少人工翻蔓。

定量診斷華南春旱的形成機理

研究背景

我國季風氣候明顯,逐年間季風的不穩定性和境內由於地形、山脈等因素造成的水熱分布不均導致了我國乾旱的頻繁發生。每年因乾旱造成的糧食減產和經濟損失約占氣象災害造成經濟總損失的50%左右。華南地區是我國人口密集和經濟最發達的地區之一,它地處氣候年際變化非常顯著的東亞季風區,乾旱災害頻繁,尤其是自21世紀初以來大範圍的秋冬春乾旱災害給工農業生產帶來很大的損失,給人民民眾的生活造成嚴重的影響。可見,乾旱作為華南最嚴重的氣象災害之一,已經對社會經濟和人民生活造成嚴重影響。因此,華南春旱的研究是一個重要的科學問題。
要探討華南地區今後是否會出現持續嚴重性乾旱,首先要從華南乾旱特徵出發,了解旱年和澇年形成機制。資料統計表明,華南地區容易發生春旱和秋旱,尤其是春旱出現頻率最高,對華南春耕播種以及農作物生長影響最大。華南地區春旱較為頻繁,嚴重影響早稻育秧以及華南地區工業和生活用水。因此,研究華南春季降水變化特徵及機制,對做好華南春季減災防災工作有著十分重要的意義。
然而,對華南旱澇的研究幾乎都側重於汛期。由於華南前汛期定義是4~6月(既有鋒面降水也有季風降水),並沒有完全包括春季,而春初華南天氣形勢仍處於冬季到春季型調整期,所以華南春旱與前汛期旱災的形成機理會存在差別。另外,華南春旱又與華南夏秋旱不同,華南夏秋季節降水主要與熱帶氣旋和夏季風活動有關,春季降水則主要與冷暖空氣交綏的鋒面活動有關。最近還有分析表明,來自南海的經向水汽輸送的異常變化將導致華南降水異常,而緯向水汽輸送異常變化只導致整個華南地區降水不均,出現小範圍降水異常。總而言之,從北方來的冷空氣(v<0)和南來的暖空氣(v>0)是否在華南輻合抬升(ω<0),是華南春季降水多寡的關鍵。因此,用南北風分量(v)和垂直運動分量(ω)構成的經向環流來綜合研究華南春旱問題是恰當的。
研究根據降水異常與大範圍水汽輸送以及水汽輻合抬升異常密切相關的研究結果,通過運用經向環流模式,從定量診斷華南地區(105°E~120°E)緯向平均經向環流異常機理入手來探討華南春旱機理。這么做不僅考慮了華南地區經向環流特徵,還考慮了緯向環流的特徵,如西風急流以及緯向水汽輸送的影響可由反映緯向環流作用的緯向西風動量的水平和垂直輸送以及緯向溫度平流等強迫項對經向環流的垂直分支ω和相應的水平散度的驅動作用來體現。所以,用華南局地緯向平均經向環流來研究華南春旱的機理是可行的。

華南春季降水異常年份的選定

1951~2001年華南春季降水距平百分率變化曲線(圖1)反映華南春季雨量具有明顯的年際變化特徵,年與年之間的降水差異很大,距平百分率最大值可達到60%以上。並且,從20世紀50~70年代初降水偏少,之後降水明顯偏多,這可能與20世紀70年代全球大氣環流發生突變有關。
圖1 1951~ 2001 年華南春季降水距平百分率年際變化圖1 1951~ 2001 年華南春季降水距平百分率年際變化
為了去除這一年代際變化的影響,以下的模擬只用1980~1999年NECP逐日2個時次資料。為不失一般性,取絕對值大於30%(已超過標準差)為標準,找出華南春旱年為1991年和1995年。作為對比分析,選出華南春澇年為1981、1983、1992年。

研究結論

研究抓住來自南邊的水汽在華南地區是否被鋒後冷空氣抬升是決定華南春季降水多寡這一經向環流特徵,從定量診斷華南地區局地緯向(105°E~120°E)平均經向環流異常機理入手來探討華南春旱機理,並結合EOF和相關分析等統計方法,找到華南春旱的大氣環流特徵,得出以下主要結果:
(1)華南春旱與局地經向環流異常密切相關。觀測和模擬結果均顯示,華南各春旱年春季總經向環流距平場均以下沉位於華南,上升位於30°N的反Hadley型環流為主要特徵。華南地區受距平下沉運動影響,南海地區低層出現距平偏北風,使得華南地區水汽輸送偏弱,從而遭受春旱。
(2)定量分析表明,反映中高緯度西風帶系統活動的物理因子對影響華南春旱的局地經向環流異常有著重要影響。華南春旱年,驅動華南地區下沉和30°N附近上升的距平經向環流的因子主要有反映處於華南北側的鋒面對流活動的潛熱加熱,由其激發的經向環流的下沉支對影響華南春旱的低層下沉輻散貢獻占56%;與西風帶斜壓槽有關的水平溫度平流(25%)和與西風急流有關的緯向西風動量平流(20%)。
(3)華南春旱時大氣環流的統計特徵是烏拉爾山阻高和副熱帶高壓均偏強。對華南春旱最嚴重的1991年進行EOF和超前滯後統計分析表明,烏拉爾山阻高超前副熱帶高壓變化2~6天,高緯穩定的烏拉爾山阻高建立和維持後,其下游西風帶較平直,鋒面及其鋒面上升支氣流位置偏北,使下沉支氣流出現華南造成了西太副高偏強位置偏西北,因而華南地區偏旱。因此,在預報華南春旱時要特別關注烏拉爾山阻高的建立和維持。

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