变化环境下我国水旱灾害与应用基础研究的几点思考
摘要
我国是一个受大陆季风气候影响、水旱灾害十分频繁的发展中国家.除了大江大河发生流域性洪涝灾害,如1954 年、1998 年长江特大洪水导致的严重水灾害损失之外,近十几年来,旱灾以及在中小河流由于突发山洪导致滑坡、泥石流等水灾害损失愈来愈严重,死亡人数在不断攀高。变化环境下我国水旱灾害已经成为严重影响我国积极社会可持续发展面临最为严峻和突出的问题之一。本文针对我国近些年持续发生的干旱、洪水以及在甘肃甘南藏族自治州舟曲县、四川等地突发山洪灾害导致的人民生命财产重大损失问题,从气候变化极端事件和人类活动影响几个方面,论述了变化环境下我国水旱灾害与应用基础研究问题和未来的重点,其中包括基础资料的实时监测、收集与长期积累,非平稳假定的水文极端事件统计理论的研究与挑战的问题,应对水旱灾害的适应性对策。以气候变化背景下北方典型区域极端干旱事件的影响研究为例。干旱灾害在我国发生范围广、频率高、时间长、造成的损失严重,对水资源安全、粮食安全以及社会稳定产生了极大的损害。气候变化与极端事件水旱灾害研究是全球变化与水科学的国际前沿。但是,在我国针对气候变化背景下北方典型区域极端干旱事件影响的专门研究亟待进一步加强。围绕关键科学问题,可选择对我国水资源安全和粮食安全有重要意义的北方典型干旱地区干旱事件的时空分布和发生强度变化为切入点,分别从自然变率、气候影响与后果、适应与对策三个层面开展工作。主要内容包括:(1)气候自然变率条件下北方地区干旱发生的时空演变规律及发生强度研究。以气候自然变率条件下北方地区干旱发生的时空演变规律及发生强度为研究对象,利用500 年旱涝图、中国水旱灾害记录,以及水文站和气象局的观测资料,针对IPCC AR4 的多个气候动力学模式预估信息量丰富但不确定性范围大的问题,采用游程理论、水文概率分析等手段构建干旱极端事件统计模型,开展历史长序列干旱发生的时空变化规律研究,揭示自然变率条件下极端干旱事件发生的特征规律。(2)气候变化背景下极端干旱变化特征规律研究。以气候变化条件下北方地区干旱发生的时空演变规律及发生强度为研究对象,利用我国北方地区100 年来干旱发生的历史纪录和气象站观测的气象资料,采用游程理论已经BAYES 理论研究如何构建气候变化背景和影响下干旱极端事件发生的统计规律及其不确定性的定量化方法,揭示气候变化影响下无果北方典型地区极端干旱变化特征规律研究,推断和预估未来气候变化情景下干旱事件发生的频率与强度变化。(3)气候变化背景下干旱对水资源安全的影响及适应性对策研究在气候变化背景下极端干旱变化特征趋势及规律研究的基础上,结合我国区域经济社会发展对水资源需求分析、国家层面水资源配置以及水资源安全保障战略问题的重大需求,科学评估未来气候变化对干旱极端事件,进而对水资源脆弱地区供需关系的影响、气候变化可能加剧干旱极端事件的程度。针对影响与后果,开展应对气候变化影响的水资源可持续利用与管理的适应对策研究。