邱玉超,徐 剛,李桂美,黃會(huì)杰
(西南大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院/三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400715)
強(qiáng)對(duì)流天氣是指在有利的大尺度環(huán)流背景下,由活動(dòng)十分激烈的中小尺度天氣系統(tǒng)產(chǎn)生的雷雨大風(fēng)、冰雹、龍卷風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣。由于強(qiáng)對(duì)流天氣具有發(fā)生突然、持續(xù)時(shí)間短、局地性強(qiáng)、天氣劇烈、破壞力極大等特點(diǎn),常常給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人們的生產(chǎn)生活造成巨大的損失。各級(jí)政府部門(mén)要求對(duì)重大的強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害天氣過(guò)程能快速做出災(zāi)前預(yù)評(píng)估、災(zāi)中應(yīng)急評(píng)估、災(zāi)后綜合評(píng)估工作,以期為防災(zāi)減災(zāi)、災(zāi)害救援和災(zāi)后恢復(fù)重建提供科學(xué)依據(jù)。
氣象工作者對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣做了大量的研究,這些研究主要從天氣學(xué)角度分析了強(qiáng)對(duì)流天氣形成和發(fā)展的天氣背景、雷達(dá)回波、反演風(fēng)場(chǎng)等,尋找強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制,其最終目的是解決強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)問(wèn)題[1-3]。而從災(zāi)害學(xué)的角度,對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣危險(xiǎn)度的研究較少?,F(xiàn)有的強(qiáng)對(duì)流天氣災(zāi)害研究主要集中在雷雨大風(fēng)、冰雹或短時(shí)強(qiáng)降水等單一強(qiáng)對(duì)流天氣的危險(xiǎn)度、災(zāi)害損失評(píng)估或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面[4-8],少有關(guān)于區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣綜合危險(xiǎn)度的評(píng)價(jià)研究。
在一定的時(shí)空尺度下,在一次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,往往存在大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣的并發(fā)和群發(fā)現(xiàn)象;或者是在同一地點(diǎn),同時(shí)發(fā)生多種強(qiáng)對(duì)流天氣;或者是多地發(fā)生同一種強(qiáng)對(duì)流天氣。多種強(qiáng)對(duì)流天氣疊加和放大,會(huì)增強(qiáng)其破壞力,易造成極其嚴(yán)重的強(qiáng)對(duì)流天氣災(zāi)害,因而有必要對(duì)區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣綜合危險(xiǎn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文基于強(qiáng)對(duì)流天氣學(xué)、災(zāi)害系統(tǒng)論和區(qū)域?yàn)?zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)理論與方法[9-12],以重慶市為例,將區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中出現(xiàn)的各種強(qiáng)對(duì)流天氣作為一個(gè)整體,采用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法,評(píng)估區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度,旨在為強(qiáng)對(duì)流天氣災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)和災(zāi)后快速評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。
重慶市位于四川盆地東部,地處青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原的過(guò)渡地帶,轄區(qū)北部、東部和南部為中山區(qū)和低山區(qū),中部為平行嶺谷區(qū),西部為丘陵區(qū)。重慶市屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,冬暖夏熱,降水豐富但季節(jié)分配不均。由于受中、小尺度天氣系統(tǒng)、地形、地理位置等因素的影響,重慶市雷雨大風(fēng)、冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害天氣頻發(fā),常常給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大損失。例如,2010年5月6日的強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害天氣過(guò)程造成重慶市墊江區(qū)、梁平區(qū)等17個(gè)區(qū)縣受災(zāi),32人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失6億多元[1]。
資料來(lái)源于重慶市氣象局,主要根據(jù)強(qiáng)對(duì)流天氣觀測(cè)記錄與受災(zāi)情況,選取了1981~2014年發(fā)生的52次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程,所發(fā)生的強(qiáng)對(duì)流天氣主要是短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)和冰雹天氣。本文對(duì)它們的定義如下[13]:
短時(shí)強(qiáng)降水:?jiǎn)握? h降水量≥20 mm的降水。重慶市4個(gè)區(qū)縣以上(含4個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水為一次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程。
大風(fēng):平均風(fēng)力≥6級(jí)(10.8~13.8 m/s)、陣風(fēng)≥7級(jí)(13.9~17.1 m/s)且伴有雷雨的天氣。重慶市6個(gè)區(qū)縣以上(含6個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)大風(fēng)為一次區(qū)域性大風(fēng)天氣過(guò)程。
冰雹:從雷雨云中降落至地面的固態(tài)降水物。重慶市3個(gè)區(qū)縣以上(含3個(gè)區(qū)縣)發(fā)生冰雹為一次區(qū)域性冰雹天氣過(guò)程。
在選取的52次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,累計(jì)發(fā)生短時(shí)強(qiáng)降水587站次,大風(fēng)319站次,冰雹126站次。
由于每一次區(qū)域性天氣過(guò)程的天氣形勢(shì)、天氣環(huán)流條件,以及天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變的差異,所發(fā)生的強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合、強(qiáng)度和范圍是不同的。對(duì)重慶市區(qū)域性天氣長(zhǎng)期記錄資料進(jìn)行整理和分析,歸納出重慶市常見(jiàn)的4種區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合,并對(duì)其定義如下:
重慶市6個(gè)區(qū)縣以上(含6個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)大風(fēng)、3個(gè)區(qū)縣以上(含3個(gè)區(qū)縣)發(fā)生冰雹為一次區(qū)域性大風(fēng)冰雹天氣過(guò)程。
重慶市6個(gè)區(qū)縣以上(含6個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)大風(fēng)、3個(gè)區(qū)縣以上(含3個(gè)區(qū)縣)發(fā)生冰雹、4個(gè)區(qū)縣以上(含4個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水為一次區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程。
重慶市6個(gè)區(qū)縣以上(含6個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)大風(fēng)、4個(gè)區(qū)縣以上(含4個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水為一次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)天氣過(guò)程。
重慶市4個(gè)區(qū)縣以上(含4個(gè)區(qū)縣)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水為一次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程。
本文選取的重慶市52次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程16次,區(qū)域性大風(fēng)冰雹天氣過(guò)程11次,區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)天氣過(guò)程3次,區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程22次。
1.2.1評(píng)價(jià)思路區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度與區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合有關(guān),也與每一種區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣的強(qiáng)度和覆蓋范圍呈正比。為了全面反映區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度的大小,分2個(gè)層次進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。第1層次,區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣單一類型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)。分別構(gòu)建區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水、區(qū)域性大風(fēng)和區(qū)域性冰雹的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化,以消除指標(biāo)量綱的影響;采用層次分析法對(duì)不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予權(quán)重。標(biāo)準(zhǔn)化后的強(qiáng)對(duì)流天氣危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)值分別乘上相應(yīng)的權(quán)重后相加,得到區(qū)域性單種類強(qiáng)對(duì)流天氣的危險(xiǎn)度。第2層次,區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣多類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)。為了體現(xiàn)不同類型強(qiáng)對(duì)流天氣致災(zāi)能力的差別,采用層次分析法確定區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水、區(qū)域性大風(fēng)和區(qū)域性冰雹在區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)中的權(quán)重。各種區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣的危險(xiǎn)度乘上對(duì)應(yīng)的權(quán)重后相加,得到區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)估值。
1.2.2區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣單一類型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)
1.2.2.1區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)
(1)區(qū)域最大1 h降雨量(Pai)
Pai=max(Pij),j=1,2,…,m
(1)
(2)區(qū)域平均最大1 h降雨量(Pbi)
(2)
(3)區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水覆蓋范圍(Pci)
(3)
(1)~(3)式中:Pai為重慶市第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,達(dá)到短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)的氣象站的最大1 h降水量的極值。max()為最大值函數(shù),Pij為重慶市第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中第j個(gè)達(dá)到短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)的氣象站的最大1 h降水量,m為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中重慶市達(dá)到短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)的氣象站個(gè)數(shù),M為重慶市氣象站的總數(shù)。
1.2.2.2區(qū)域性大風(fēng)危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)選用以下3個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)區(qū)域性大風(fēng)危險(xiǎn)度:
(1)區(qū)域最大風(fēng)速指標(biāo)(Wai)
Wai=max(Wij),j=1,2,…,n
(4)
(2)區(qū)域平均最大風(fēng)速指標(biāo)(Wbi)
(5)
(3)區(qū)域性大風(fēng)覆蓋范圍指標(biāo)(Wci)
(6)
(4)~(6)式中,max()為最大值函數(shù),Wij為重慶市第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中第j個(gè)達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)的氣象站最大風(fēng)速,n為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中重慶市達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)的氣象站個(gè)數(shù)。
1.2.2.3區(qū)域性冰雹危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)選取平均冰雹直徑和冰雹覆蓋范圍2個(gè)指標(biāo)評(píng)估區(qū)域性冰雹危險(xiǎn)度。
(1)平均冰雹直徑指標(biāo)(Bai)
(7)
(2)區(qū)域性冰雹覆蓋范圍指標(biāo)(Bbi)
(8)
(7)~(8)式中,Bij為重慶市第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中第j個(gè)氣象站的冰雹直徑,z為評(píng)估區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)冰雹的氣象站數(shù)。
1.2.2.4評(píng)價(jià)方法為了消除區(qū)域性單種類強(qiáng)對(duì)流天氣危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)量綱的影響,對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理。各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值乘以指標(biāo)的權(quán)重并相加,分別得到區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水危險(xiǎn)度Hpi、區(qū)域性大風(fēng)危險(xiǎn)度Hwi、區(qū)域性冰雹危險(xiǎn)度Hbi。
區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型:
(9)
(9)式中,Hpi為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水危險(xiǎn)度,i=1,2,…,n,Pai為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域最大1 h降雨量指標(biāo)值,Pamin和Pamax分別為區(qū)域最大1 h降雨量指標(biāo)序列的最小值和最大值,WPa為區(qū)域最大1 h降雨量指標(biāo)的權(quán)重(0.33);Pbi為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域平均最大1 h降雨量指標(biāo)值,Pbmin和Pbmax分別為區(qū)域平均最大1 h降雨量指標(biāo)序列的最小值和最大值,WPb為區(qū)域平均最大1 h降雨量指標(biāo)的權(quán)重(0.36);Pci為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水覆蓋范圍指標(biāo)值,Pcmin和Pcmax分別為區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水覆蓋范圍指標(biāo)序列的最小值和最大值,WPc為區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水覆蓋范圍指標(biāo)的權(quán)重(0.31)。
(10)
(10)式中,Hwi為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域性大風(fēng)危險(xiǎn)度,i=1,2,…,n,Wai為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的區(qū)域最大風(fēng)速指標(biāo)值,Wamin和Wamax分別為區(qū)域最大風(fēng)速指標(biāo)序列的最小值和最大值,WWa為區(qū)域最大風(fēng)速指標(biāo)的權(quán)重(0.32);Wbi為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的區(qū)域平均最大風(fēng)速指標(biāo)值,Wbmin和Wbmax分別為區(qū)域平均最大風(fēng)速指標(biāo)序列的最小值和最大值,WWb為區(qū)域平均最大風(fēng)速指標(biāo)的權(quán)重(0.38);Wci為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的區(qū)域性大風(fēng)覆蓋范圍指標(biāo)值,Wcmin和Wcmax分別為區(qū)域性大風(fēng)覆蓋范圍指標(biāo)序列的最小值和最大值,WWc為區(qū)域性大風(fēng)覆蓋范圍指標(biāo)的權(quán)重(0.30)。
區(qū)域性冰雹危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型:
(11)
(11)式中,Hbi為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域性冰雹危險(xiǎn)度,i=1,2,…,n,Bai為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中平均冰雹直徑指標(biāo)值,Bamin和Bamax分別為平均冰雹直徑指標(biāo)序列的最小值和最大值,WBa為平均冰雹直徑指標(biāo)的權(quán)重(0.53);Bbi為第i次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中區(qū)域性冰雹覆蓋范圍指標(biāo)值,Bbmin和Bbmax分別為區(qū)域性冰雹覆蓋范圍指標(biāo)序列的最小值和最大值,WBb為區(qū)域性冰雹覆蓋范圍指標(biāo)的權(quán)重(0.47)。
1.2.3區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣多類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)在一次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流天氣類型越多,每一種強(qiáng)對(duì)流天氣的強(qiáng)度和范圍越大,區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣所具有的破壞性能量越大,其危險(xiǎn)度就越高。另一方面,每一種強(qiáng)對(duì)流天氣的危害是不一樣的,應(yīng)根據(jù)研究區(qū)各種強(qiáng)對(duì)流天氣災(zāi)害的歷史資料分析,確定每一種強(qiáng)對(duì)流天氣在區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度計(jì)算中的權(quán)重。針對(duì)重慶市4種主要的區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合,采用綜合加權(quán)的評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)它們的綜合危險(xiǎn)度:
區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水綜合危險(xiǎn)度(Hpwbi)評(píng)價(jià)模型:
Hpwbi=0.38Hpi+0.40Hwi+0.22Hbi
(12)
區(qū)域性大風(fēng)冰雹綜合危險(xiǎn)度(Hwbi)評(píng)價(jià)模型:
Hwbi=0.59Hwi+0.41Hbi
水稻立枯病是水稻育苗期間發(fā)生普遍、危害嚴(yán)重的病害,輕者點(diǎn)片發(fā)生,重者毀床。由于病原菌種類,為害時(shí)期和發(fā)病環(huán)境不同,立枯病有芽腐、針腐、黃枯和青枯四種類型。最常見(jiàn)的是黃枯型和青枯型。黃枯多發(fā)生于二葉期前后,癥狀是早晨觀察葉尖不吐水,以后萎蔫枯黃,心葉卷曲。初期莖基變褐,根毛稀少暗白,以后逐漸發(fā)銹變褐,莖基軟化,拔取心葉時(shí)易與莖基部脫離。青枯屬于生理性病害,多發(fā)生于三葉期前后。在低溫、陰雨之后,天氣驟睛、升溫之時(shí)特別容易發(fā)病。主要病癥是,病苗葉尖不吐水,心葉及上部葉片“打綹”呈針狀,顏色青灰,最后整株枯萎致死。防治立枯病,必須預(yù)防為主,綜合防治,打總體戰(zhàn)。
(13)
區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)綜合危險(xiǎn)度(Hpwi)評(píng)價(jià)模型:
Hpwi=0.58Hpi+0.42Hwi
(14)
區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水危險(xiǎn)度(Hpi)按(9)式計(jì)算。
險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果
按上述區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)方法,分別計(jì)算出重慶市4種主要的區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合的綜合危險(xiǎn)度,并構(gòu)成區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度序列;采用百分位法計(jì)算區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度序列的第95百分位數(shù)、第75百分位數(shù)和第45百分位數(shù),據(jù)此將區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度分為4個(gè)等級(jí)[14-16](表1)。
表1 重慶市區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)
在1981~2014年重慶市52次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程出現(xiàn)了16次。其中特大危險(xiǎn)1次,占6.25%;重大危險(xiǎn)3次,占18.75%;較大危險(xiǎn)5次,占31.25%;一般危險(xiǎn)7次,占43.75%。此類區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的影響范圍很廣,渝西部、渝中部和渝東北部地區(qū)是主要的受災(zāi)地區(qū),尤其是渝西部地區(qū)是重災(zāi)區(qū),渝東南地區(qū)較少發(fā)生。區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程常從渝西部地區(qū)開(kāi)始,然后向渝中部和渝東北部地區(qū)移動(dòng);有時(shí)也從渝東北地區(qū)開(kāi)始,向渝西部地區(qū)發(fā)展。區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程具有顯著的時(shí)間分布規(guī)律,年內(nèi)主要發(fā)生在4月和5月,占75%,其次是7月;日內(nèi)主要發(fā)生在午后至上半夜。在強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水一齊襲來(lái),破壞能力很強(qiáng),危害十分嚴(yán)重,常造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。綜合危險(xiǎn)度居第一位的是1986年5月19日區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程,重慶市西部和中部地區(qū)有6個(gè)區(qū)縣刮7級(jí)以上大風(fēng),榮昌瞬時(shí)最大風(fēng)速超過(guò)40 m/s;4個(gè)區(qū)縣降冰雹,榮昌和大足冰雹最大直徑達(dá)到10 cm,局地積雹厚度30 cm;14個(gè)區(qū)縣發(fā)生短時(shí)強(qiáng)降水,榮昌最大1 h降水量83 mm。大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水造成的災(zāi)害十分嚴(yán)重。僅榮昌區(qū)和大足區(qū)死亡75人,重傷190人,輕傷3176人;全部和部分倒塌房屋13.4萬(wàn)間;農(nóng)作物受災(zāi)面積3.4萬(wàn)hm2,損失糧食9.8萬(wàn)t;水利、交通和工礦企業(yè)等的直接經(jīng)濟(jì)損失1.7億元[17]。
重慶市區(qū)域性大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程主要發(fā)生在4月份,其次是6~8月;受影響的區(qū)域主要是渝西部地區(qū)和中部地區(qū),其次是渝東南地區(qū)和渝東北地區(qū)。當(dāng)發(fā)生全市范圍的大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí),春季的區(qū)域性大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程是從渝西部地區(qū)向渝東北地區(qū)發(fā)展移動(dòng);夏季則從渝東北地區(qū)向渝西部地區(qū)移動(dòng)。由于大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣影響范圍廣,而且2種具有很強(qiáng)破壞能力的強(qiáng)對(duì)流天氣疊加,使得大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣具有較高的危險(xiǎn)度,常造成嚴(yán)重的災(zāi)害損失。在本文評(píng)價(jià)的11次區(qū)域性大風(fēng)冰雹綜合危險(xiǎn)度中,特大危險(xiǎn)1次,占9.10%;重大危險(xiǎn)2次,占18.18%;較大危險(xiǎn)3次,占27.27%;一般危險(xiǎn)5次,占45.45%。綜合危險(xiǎn)度居第一位的是2008年6月5日區(qū)域性大風(fēng)冰雹,它發(fā)生在重慶市中部和東部地區(qū)。長(zhǎng)壽區(qū)、涪陵區(qū)、豐都縣、石柱縣和墊江區(qū)等9個(gè)區(qū)縣出現(xiàn)冰雹,降雹持續(xù)10~20 min,冰雹直徑1~2 cm;開(kāi)州區(qū)、忠縣、涪陵區(qū)和墊江區(qū)等6個(gè)區(qū)縣出現(xiàn)7~8級(jí)大風(fēng)。此次大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣造成長(zhǎng)壽區(qū)和墊江區(qū)等9個(gè)區(qū)縣受災(zāi),受災(zāi)人口27.7萬(wàn)人;農(nóng)作物受災(zāi)面積4.2萬(wàn)hm2,絕收面積近2000 hm2;倒塌房屋303間,受損2.6萬(wàn)間;直接經(jīng)濟(jì)損失1.7億元[18]。
區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程主要出現(xiàn)在夏季,尤以8月份居多。這類區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的影響范圍大、強(qiáng)度高,具有較強(qiáng)的破壞力。在本文評(píng)價(jià)的3次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)綜合危險(xiǎn)度中,特大危險(xiǎn)1次,較大危險(xiǎn)1次,一般危險(xiǎn)1次。危險(xiǎn)度居第1位的是2010年8月1日發(fā)生的區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程,區(qū)域性大風(fēng)主要發(fā)生在渝西部地區(qū),江津區(qū)、長(zhǎng)壽區(qū)和璧山區(qū)等14個(gè)區(qū)縣發(fā)生7級(jí)以上陣性大風(fēng),最大風(fēng)力達(dá)到11~12級(jí)。與此同時(shí)發(fā)生全市性的短時(shí)強(qiáng)降水,共有26個(gè)區(qū)縣出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。此次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程造成2人死亡,5人受傷。轉(zhuǎn)移安置約1萬(wàn)人;房屋倒塌1479間,受損26424間;農(nóng)作物受災(zāi)面積7601 hm2;直接經(jīng)濟(jì)損失5916.2萬(wàn)元[18]。
在這類強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,只出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水,但它是重慶市各類區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中出現(xiàn)次數(shù)最多的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程,共發(fā)生22次,占本文研究的52次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的42.31%。區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程影響范圍廣,常常波及全市,如2010年7月4日共有31個(gè)區(qū)縣出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水的降水強(qiáng)度大,22次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程的平均最大1 h降水量82 mm,最大1 h降水量極值達(dá)180.9 mm(2012年7月21日,榮昌盤(pán)龍)。因此,區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水的綜合危險(xiǎn)度高。在本文所評(píng)價(jià)的22次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水案例中,特大危險(xiǎn)2次,占9.09%;重大危險(xiǎn)5次,占22.73%;較大危險(xiǎn)5次,占22.73%;一般危險(xiǎn)10次,占45.45%。其中綜合危險(xiǎn)度居第一位的是2012年7月21日發(fā)生的區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程,全市共有23個(gè)區(qū)縣出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水,平均最大1 h降水量50.0 mm,最大1 h降水量極值180.9 mm,打破了重慶市有氣象記錄以來(lái)的極值,在全國(guó)都實(shí)屬罕見(jiàn)。此次過(guò)程全市因?yàn)?zāi)死亡5人,受災(zāi)人口89萬(wàn)人,轉(zhuǎn)移安置19.6萬(wàn)人;農(nóng)作物受災(zāi)面積29700 hm2;房屋倒塌4500間,受損1.2萬(wàn)間;直接經(jīng)濟(jì)損失近4億元。
區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng),在一定的時(shí)間和空間尺度下,可能發(fā)生雷暴、短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)和冰雹等多種強(qiáng)對(duì)流天氣,具有多災(zāi)種并發(fā)或群發(fā)的性質(zhì)和特征。多災(zāi)種的疊加會(huì)加大區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的變異強(qiáng)度和危險(xiǎn)性,可能會(huì)造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
本文基于強(qiáng)對(duì)流天氣學(xué)、災(zāi)害系統(tǒng)論和區(qū)域?yàn)?zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)理論與方法,將區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中出現(xiàn)的各種強(qiáng)對(duì)流天氣作為一個(gè)整體,按區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合,采用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法,評(píng)估區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度。
筆者歸納總結(jié)出重慶市4種主要的區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合,并對(duì)其作出了確切的定義,使區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)規(guī)范、合理、準(zhǔn)確。
區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度與區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合有關(guān),也與每一種區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣的強(qiáng)度和覆蓋范圍呈正比。分區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣單一類型和多類型組合2個(gè)層次,綜合評(píng)價(jià)區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度。從而使評(píng)價(jià)結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確;而且評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單易行,可滿足區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣災(zāi)后快速評(píng)估的需要。
重慶市區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程主要發(fā)生在6~9月份,在各類強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,它出現(xiàn)的次數(shù)最多,且影響范圍廣,降水強(qiáng)度大,危害嚴(yán)重。在本文研究的22次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程中,特大危險(xiǎn)2次,重大危險(xiǎn)5次,較大危險(xiǎn)5次,一般危險(xiǎn)10次。區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程多出現(xiàn)在春季;發(fā)生次數(shù)較多,影響范圍大,而且3種破壞性很強(qiáng)的強(qiáng)對(duì)流天氣同時(shí)襲來(lái),常造成重大災(zāi)害損失。在所研究的16次區(qū)域性大風(fēng)冰雹短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程中,特大危險(xiǎn)1次,重大危險(xiǎn)3次,較大危險(xiǎn)5次,一般危險(xiǎn)7次。區(qū)域性大風(fēng)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程主要出現(xiàn)在春季,其次是夏季,受影響地區(qū)主要是渝西部和中部地區(qū)。這類強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程出現(xiàn)次數(shù)較多,風(fēng)雹強(qiáng)度較大,危險(xiǎn)性較高。在所研究的11次區(qū)域性大風(fēng)冰雹天氣過(guò)程中,特大危險(xiǎn)1次,重大危險(xiǎn)2次,較大危險(xiǎn)3次,一般危險(xiǎn)5次。區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程主要出現(xiàn)在夏季,影響范圍廣、強(qiáng)度大,但出現(xiàn)次數(shù)較少。在所研究的3次區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水大風(fēng)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中,特大危險(xiǎn)1次,較大危險(xiǎn)1次,一般危險(xiǎn)1次。
盡管本文對(duì)區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)做了一些嘗試和探索,但還存在值得進(jìn)一步深入研究的問(wèn)題。受資料獲取的限制,本文在評(píng)價(jià)重慶市區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度時(shí),選取的研究案例較少,沒(méi)有分析和評(píng)估雷暴的危險(xiǎn)度。區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中不同類型的強(qiáng)對(duì)流天氣的致災(zāi)能力是有差異的,它們對(duì)區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣類型組合綜合危險(xiǎn)度的貢獻(xiàn)是不一樣的。如何準(zhǔn)確地反映這種差異,是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的難題,還有待作深入的研究。建立的區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型較簡(jiǎn)單,應(yīng)該進(jìn)一步探索建立精度更高的評(píng)價(jià)模型。
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