干旱 :长期无雨或少雨导致空气干燥的现象

更新时间:2023-05-18 23:57

干旱(drought)是指因长期降水偏少,导致空气干燥、土壤缺水,影响植物生长需要,不能满足生态环境和人类生存及经济活动需求的气候现象。

干旱的发生受季节、气候变化、人类活动等多重因素影响,是一种灾害性天气,具有发生频率高、持续时间长、波及范围广、治理难度大的特点,不但给社会经济带来损失,还会造成荒漠化加剧、沙尘暴频发等生态环境的恶化。

干旱在全球范围内均可发生,主要分布在热带亚热带及中纬度地区,如非洲的中北部、中东和西亚、北美洲中部、大洋洲的大部和中国的西北部等地区。干旱地区多产仙人掌科、皮松、百合、雪松、合欢等植物,耐干旱的动物有沙鸡沙鼠长颈鹿、骆驼、蜥蜴、野牛、羚羊等。

干旱可对农、林、牧、工等产业及经济、环境、健康产生严重影响,还易引发森林火灾草原火灾等灾害。

概述

干旱的定义有很多种,不同组织机构对干旱的定义有所不同。

联合国:干旱是指降水量大大低于正常记录水平时发生的自然现象,引起严重水文失衡,对土地资源生产系统造成有害影响。

世界气象组织:干旱是一种长期降水量不足的现象,是自然气候循环系统中正常变化的一部分,可在全球范围内发生。

美国国家海洋和大气管理局:干旱是指在一个较长的时期内,通常是一个季节或更长的时间内降水不足,导致水资源短缺,对植被、动物和或人造成不利影响。

干旱的发生比较缓慢,但持续时间长,短则持续几周,长则持续数月或数年。干旱主要是因降水不足,导致缺水,并因酷热或大风而加剧。气候变化导致的气温上升使本已干旱的地区更加干燥、湿润地区更加潮湿。在干旱地区,温度升高,水分蒸发加快,会增加干旱的风险或延长干旱期。干旱可对健康、农业、经济、能源和环境产生严重影响。

世界卫生组织估计,全球每年约有5500万人受到干旱的影响,干旱不仅对牲畜和农作物造成最严重的危害,还威胁人们的生计,增加疾病和死亡的风险,并助长了大规模移民。水资源短缺影响到世界40%的人口,到2030年,近7亿人将面临因干旱而流离失所的风险。

形成原因

干旱的形成原因很复杂,降水量少于蒸发量是形成干旱的直接原因;全球气候变暖极端天气频繁出现,大气环流异常,降水空间分布不均,蒸发加剧,是形成干旱的根本原因。干旱的发生发展是多种因素相互影响、综合作用的结果。

旱季

按照干旱发生季节可分为春旱、夏旱、秋旱和冬旱,有时还发生连季旱。旱季空气干燥,降水稀少,雨季开始较晚的年份,易形成重旱灾。湿润、半湿润季风气候区常因降水时空分配不均而造成季节性干旱。

全球气候变化

气候变化是引起干旱的主要因素之一,全球气候变暖导致气温升高,降水不足,蒸发加快可导致干旱发生。大范围的干旱与大气环流异常相关,一个地区长期受单一气团控制,如亚热带一些地区夏季长时间处在副热带高气压带控制下,降水少而气温高;离海洋较远的内陆,水汽很难输入,雨量稀少,年蒸发量远大于年降水量,常发生气候干旱。

厄尔尼诺现象

厄尔尼诺现象是指太平洋赤道海域海水温度异常升高的现象,往往带来干旱、洪水等灾害。正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印度尼西亚周围带来热带降雨。但这种模式每隔几年,风向和洋流会发生逆转,太平洋表层的热流就转而由东走向美洲,同时带走了热带降雨,出现所谓的厄尔尼诺现象。厄尔尼诺现象出现时,赤道太平洋中东部地区降雨量会增加,造成洪涝灾害,而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨,引发干旱。

人类活动

人口增长及超载使用,导致有限的水资源越来越短缺;乱砍滥伐、过度放牧,使森林和草原植被遭到破坏,植物的蓄水作用丧失,导致地下水和土壤水减少;人类活动造成大量水体污染,使可用水资源减少;用水浪费严重,尤其是农业灌溉用水,导致水资源短缺;人类生产生活对自然环境的改变,使得地区生物量下垫面等外在条件逐步发生改变,间接影响气候,进而改变气候的年际变化从而容易产生干旱。

分类

干旱可划分为四大类:气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱。

● 气象干旱:是指某一时段由于蒸发量和降水量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。降水量不足和高温、地面风速等影响加剧地面水分蒸发是水分短缺的主要原因。

● 农业干旱:是指农作物生长季节内因长期降水不足,造成空气干燥、土壤缺水,使农作物体内水分平衡遭到破坏,影响正常生长发育而造成损害的现象。农业干旱除受降水量、降水性质、气温、光照和风速等气象因素影响外,还与土壤性质、种植制度、作物种类生育期等有关。

● 水文干旱:是指一个时期内河道流量、湖泊水位或水库库容持续性的减少,地下水位下降的现象。水文干旱通常与气象干旱密切相关,而人类活动会加剧水文干旱的影响。

● 社会经济干旱:是指由于干旱条件(气象、农业或水文干旱)引起社会经济损失的过程。社会对水的需求主要有工业需水、农业需水和生活与服务行业需水,如果供不应求,则会发生社会经济干旱。

分布

干旱是全球性的自然灾害,国际上一般把平均年降水量低于250毫米的地区称为干旱地区,平均年降水量为250毫米至500毫米的地区称为半干旱地区。世界上干旱地区约占全球陆地面积的25%,半干旱地区约占全球陆地面积的30%,主要分布在热带亚热带及中纬度地区。这些地区常年受高压、副高压控制,盛行下沉气流,气候干燥,降水量少,蒸发量大,容易发生干旱灾害。

全球分布

● 非洲的中部、北部大部分地区,非洲大陆的西南部。北非撒哈拉沙漠区,是全球最干旱的地区之一,经常发生严重的干旱灾害。

亚洲中西部地区气候干燥,沙漠化严重,干旱现象频繁发生。

北美洲北美大平原加拿大大草原诸省,地处北美大陆内部,终年受大陆气团控制,干旱少雨,且越往内陆降水越少,容易干旱。

南美洲西部的智利、秘鲁玻利维亚等国家的西南部地区也经常发生干旱。

南半球的干旱区主要分布在澳大利亚南非等国家。澳大利亚是一个干旱的国家,80%以上的地区每年降雨量不足600毫米,大部分地区都是沙漠或半沙漠。

中国分布

中国是世界上主要的干旱国家之一,地处亚欧大陆东部,太平洋西岸,海陆热力差异使其形成了夏季降雨丰沛、冬季寒冷干燥的东亚季风气候。年际之间季风的不稳定性是造成中国干旱频发的主要原因之一。

中国各地均可发生干旱,但发生频率和程度不同,主要分布在以下干旱区:

东北地区干旱区:主要出现在4~8月的春、夏季节,春旱出现的概率为66%,夏旱的概率为50%。

● 黄淮海干旱区(西北东部和华北地区):该区是中国最大的干旱区,降雨少,干旱发生次数居全国之首。3~10月均可能出现干旱,但以春旱为主,每年都有不同程度的春旱发生。

● 长江流域地区:每年3~11月均可出现干旱,主要集中在夏、秋季节,以7~9月出现概率最多。

华南地区:四季均可出现干旱,主要出现在秋末和冬季及初春。干旱时间一般持续3~4个月,最长达7~8个月。

● 西南地区:该区干旱范围较小,干旱一般从10~11月开始,到来年的4~5月,干旱主要出现在冬春季节。

等级

中国

中国《气象干旱等级》国家标准中将干旱划分为五个等级:

1.无旱:降水正常或较常年偏多,地表湿润;

2.轻旱:降水较常年偏少,地表水分轻度不足,但仍能满足农作物生长需要;

3.中旱:降水较常年明显偏少,地表干燥,水分不足,对农作物和生态环境造成一定影响;

4.重旱:土壤出现水分持续严重不足,土壤出现较厚的干土层,对农作物和生态环境造成较严重影响,对工业生产、人畜饮水产生一定影响;

5.特旱:土壤出现水分长时间严重不足,地表植物干枯、死亡,对农作物和生态环境造成严重影响,工业生产、人畜饮水产生较大影响。

美国

美国国家综合干旱信息系统(NIDIS)是一个多机构合作体系,在国家、部落、州和地方各级协调干旱监测、预测、规划和信息。《美国干旱监测》使用异常干燥、中度干旱、严重干旱、极端干旱、异常干旱共5个分类描述了美国干旱的强度。

危害

干旱作为一种全球普遍存在的自然灾害,其出现次数、影响范围、造成的损失均居各种自然灾害之首。全球每年有120多个国家和地区不同程度地遭受干旱危害,每年因干旱灾害造成的经济损失高达60亿~80亿美元,远高于其他气象灾害。在全球气候变暖的背景下,干旱发生的频率越来越高,影响范围越来越大,破坏程度越来越强,干旱对农、林、牧等产业及环境和社会的影响越来越大。

产业的危害

干旱会造成土壤缺水、农作物无法正常生长,长期干旱容易导致农作物、果树减产甚至死亡,农业病虫害加大,无法实现生产;干旱可导致牧草不能正常生长,如果发生连续干旱,会加快草原退化,牲畜得不到足够牧草不能正常发育;干旱会使地下水位下降、湖泊缩小,牲畜饮水困难,影响牲畜的存活率和畜产品的产量;干旱会影响林木的正常生长,降低森林生产率

环境和经济的危害

干旱会导致气候变化,使近地面气温升高,地表面干燥,空气质量下降;干旱可造成植物枯萎、土壤裸露、土壤干裂等现象,导致土壤结构破坏,极易被暴雨径流和大风侵蚀,造成土地退化;干旱还会导致河流湖泊水体面积减少、灌溉不足引起绿地质量下降,严重影响城市的景观价值,从而影响城市旅游业及其他服务业的发展。

健康和社会的危害

干旱会导致水和粮食短缺,会对受影响人群的健康造成影响,甚至会增加疾病和死亡的风险;干旱会导致移民和卫生工作者被迫离开当地,使当地卫生服务中断;干旱会导致城市生活及工业供水急剧减少,影响人们的正常生活和工业生产的发展;严重干旱可能引发火灾和沙尘暴等自然灾害,影响空气质量和生存环境;长期干旱使得空气干燥,可燃物较易引燃,增加森林火灾的发生概率。

干旱预警

干旱预警信号分二级,分别以橙色、红色表示。

防御措施

干旱不仅影响工农业生产的发展,还影响经济建设和人们生活的安定,应及时采取有效措施来应对干旱,包括加强水资源管理、推广节水技术、加强土壤保护植树造林等。干旱的防御措施包括工程措施和非工程措施。

工程措施

● 兴修水利,发展农田灌溉事业;

● 改进耕作制度,改变作物构成,选育耐旱品种,充分利用有限的降雨;

● 植树造林,改善区域气候,减少蒸发,降低干旱出现的风险;

● 研究应用现代技术和节水措施,如人工降水等。

非工程措施

● 增强节水意识,提高水资源利用率;

● 退耕返草返林,蓄养水源;

● 实现各用水需求之间的合理比例;

● 对干旱灾害进行有效监测,提前发布干旱预警等。

干旱事件

● 在1970年至2012年期间,由于1975年、1983年和1984年的非洲严重干旱,导致近68万人死亡。

● 1992年5月中旬至7月上旬,中国黄淮海地区大部持续少雨,总降水量只有20~50毫米,比常年同期偏少5~8成。黄河淮河下游的部分河段一度断流。中国山东、河南省河北省山西省江苏省北部、安徽北部等地发生较重夏旱,受旱面积达1300多万公顷。

● 1997年中国北方地区严重夏旱。1997年夏季北方大部出现持续少雨高温天气,降水量一般为150~300毫米,偏少2~4成,其中华北地区西北的部分地区偏少达5~7成,受旱面积达2000多万公顷,其中重旱900多万公顷。

● 2000年中国出现全国性干旱,尤其是长江以北地区2~7月的春夏大旱,持续时间长、受旱范围广、旱情严重,华北、西北东部旱期长达半年之久。全国受旱面积达4054万公顷,其中绝收800万公顷,因旱灾损失粮食近600亿公斤,经济作物损失510亿元。

● 2001年2~5月中国北方地区发生严重干旱,造成2200多万公顷农田受旱,1580万人、1140万头大牲畜发生临时饮水困难。

● 2004年入秋以后中国华南和长江中下游平原发生大范围严重秋旱。中国南方大部降水持续偏少,旱区扩展至几乎整个长江中下游和华南地区,部分地区达到特重旱标准,农作物受旱面积达510多万公顷,900多万人饮水困难,直接经济损失达60多亿元。

● 2022年1月至9月期间,埃塞俄比亚约有59万人因干旱流离失所,约1190万儿童没有粮食保障,480万儿童面临严重营养不良,约有400万家畜死亡。

● 2022 年5月,美国出现大范围干旱,覆盖面广、持续时间长,创下多项记录。其中美国西部的干旱覆盖率达到该地区的91.3% ,该地区多年干旱导致许多地方出现水资源短缺,一些主要水库的水位下降到有记录以来的最低水平。

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