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论气候变暖背景下干旱和干旱灾害风险特征与管理策略(2)

时间:2016-01-13 11:07 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:张强,韩兰英,张立阳 点击次数:

  首先,由于气候变暖对降水的影响,使衡量降水距平的参考态发生了改变,如正常降水量减少将会使干旱的降水量阈值降低。其次,由于气候变暖对降水量和温度的改变,改变了干旱发生的频率,极端干旱事件将会有所增加。第三,气候变化还使干旱传递所依赖的生态环境脆弱性等因素发生了改变,从而影响气象干旱向农业干旱、生态干旱和水文干旱的传递及发展进程。一般而言,气候变暖会加快传递进程。第四,气候变化还使干旱分布格局发生改变,干旱灾害的分布范围有所扩展。第五,气候变暖会使干旱灾害发生的时间和地点不确定性增加,表现出许多反常的时间和空间分布特征,其发生发展的规律更加难以把握。

  2.2干旱灾害主要特征

  在气候变暖背景,干旱灾害具有一些比较显著的特征。主要表现在:

  ①干旱灾害具有蠕变性。与地震和暴雨等突发性灾害不同,干旱灾害是气候自然波动引起的蠕变性灾害,它的发展是一个渐变过程,很难明确区分其时间和空间界限,其特征也比较模糊和复杂。所以,对干旱的灾害性往往难以及时察觉,到发现时一般已十分严重并难以逆转。

  ②干旱灾害具有系统性。干旱灾害涉及致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力等4个子系统,各个子系统又包含着一些次级子系统,比如,孕灾环境包括空间、时间及人文社会背景等次级子系统,而空间子系统又可分为大气环境、水文环境以及下垫面环境等多个方面,它们之间通过物质、能量和信息的传递转换互相耦合,其整体过程具有比较系统的内在驱动、反馈、发展和变化机制。

  ③干旱灾害具有非线性。从混沌理论来看,系统状态处于分叉点时即使小的扰动都可能引起非线性变化,放大其效应。干旱灾害系统由于其随机性、动态性和多层次结构及各子系统间的关联性,蕴含着多重互动与耦合关系,任意一个子系统的变化都可能逐渐累积、放大和突变,并波及和牵动其他子系统连锁反映,具有明显的非线性特征。这也是干旱灾害多样性、奇异性及复杂性的根源。

  ④干旱灾害具有不可逆性。这一方面表现在干旱灾害虽然发展比较缓慢,但解除却要快得多,也许只要有一场透雨就可以很快结束,甚至会出现旱涝急转,这是由于蒸散的约束性特征和降水的发散性特征共同作用的必然结果;干旱灾害的不可逆性还表现在干旱一旦发展为灾害就会逐渐渗透和蔓延到社会经济的各个方面,到那时再多的降水也难以挽回损失。

  ⑤干旱灾害具有多尺度性。干旱灾害是个多时间尺度和多空间尺度的科学问题。由于降水和大气水分循环具有短期异常、年循环、年际波动、年代际异常和长期气候变化等不同时间尺度,干旱灾害也会表现出短期干旱、季节性干旱、干旱年、年代性干旱和干旱化趋势等不同时间尺度特征。一般,季节性干旱是周期性发生的,短期干旱经常发生,干旱年会时而出现,年代性干旱则比较罕见。不过,年代性干旱和干旱化趋势的灾害性最强,尤其是多时间尺度迭加在一起的干旱往往是灾难性的。同时,干旱的发生和发展也往往表现在不同空间尺度上,地形和土地利用等局地因素引起的干旱尺度范围往往较小,而气候系统内部变率引起的干旱空间尺度也一般只能达到区域尺度,外强迫引起的干旱往往可以达到洲际空间尺度,而天文因素和全球变暖引起的干旱可能会达到全球尺度。另外,干旱的空间尺度有时也是动态的,随着干旱的发展,其空间尺度可能会由局地尺度发展为区域尺度。不仅如此,干旱往往还随环流异常信号的传递而扩展,或从生态环境相对脆弱的地区开始爆发而后再向周边扩散。

  ⑥干旱灾害具有衍生性。干旱灾害通常并非独立发生,而是在干旱灾害发生后会诱发或衍生出沙尘暴、土地荒漠化和风蚀等其他自然灾害,这些自然灾害之间彼此相互作用,会形成复杂的以干旱为主导的灾害群。

  ⑦干旱灾害具有很强的社会性。干旱灾害损失涉及农业、水文、社会经济以及生态环境等许多方面,社会关联性强,社会影响面大,社会关注度高。

  3、干旱灾害风险及影响因素

  正是由于决定和影响干旱灾害的因素和环节比较复杂,干旱灾害在发生和发展过程中具有许多不确定性因素,所以从风险性角度来认识干旱灾害是十分必要的。而且,由于干旱的逐渐常态化,及气候变暖和人类活动在干旱灾害中的角色不断加重,干旱灾害造成生命、经济和生态损失的风险性在逐渐加大。过去单纯以被动应急性的危机管理方式来应对干旱灾害不仅影响应对干旱灾害的及时性和针对性,造成应对过程失当(要么应对过度,要么应对缺失),导致较大的资源浪费;而且还会使干旱应急体系疲劳化,干旱应急意识消弱。因此,在干旱减灾防灾体系中,需要突出风险管理的思想理念,这不仅可以更加有效地降低国家对干旱灾害风险的脆弱性,而且还可以保障灾后重建基金的有效使用。从危机管理向风险管理为主转变是干旱管理现代化的必然趋势。

  3.1干旱灾害风险的主要因素及风险评估

  实际上,从干旱灾害危机管理转向干旱灾害风险管理是一项比较艰巨的任务,不仅需要建立一套干旱灾害风险管理体系,而且还必须形成一系列以干旱灾害风险评估能力为前提的预防措施。同时其复杂性在于干旱灾害风险是一个受多因素控制的综合性指标,其包含了干旱致灾因子、干旱承灾体、干旱孕灾环境和干旱防灾能力等主要因素及其相互作用的影响。

  从本质上讲,降水和温度是最主要的干旱致灾因子,它不仅是干旱灾害风险的主导因素,也是干旱灾害风险中最活跃的因子,直接控制着干旱灾害风险的分布格局和发展趋势。干旱孕灾环境是干旱灾害风险形成的环境条件,能够对干旱灾害风险性起到缩小或放大的作用。一般,稳定性较差、抗干扰能力较低及容易传递干旱信息的孕灾环境其干旱灾害风险性会更显著,所以生态环境脆弱带大多是干旱灾害的高风险区。干旱承灾体是干旱灾害的作用主体和风险对象,是指暴露在干旱危险之下的生命、财产和人类生活环境。一般,暴露在干旱危险区概率较高及自身适应性较差和恢复能力较弱的承灾体,其干旱灾害风险较大。干旱防灾能力是干旱灾害风险中的主观作用力,是人类主动干预干旱灾害风险能力的表现。相比较而言,干旱承灾体和孕灾环境是干旱灾害风险中相对比较被动和稳定的因素,干旱防灾能力是干旱灾害风险中相对比较主动和活跃的因素,而干旱致灾因子虽然受自然因子变化规律的控制,但却是十分活跃和波动性很强的因素。

  主要因子可以分别由干旱灾害致灾因子危险性、承灾体的暴露度和脆弱性、孕灾环境的敏感性和防灾能力的可靠性等来表征和度量,其中干旱致灾因子危险性与气象干旱的发生频率、强度和持续时间有关;干旱承灾体暴露度与暴露在干旱危险区的生命和财产数量和暴露时间有关,干旱承灾体脆弱性与承灾体自身的耐旱性和恢复力有关;孕灾环境敏感性与干旱危险区的植被状况、地理条件、土壤性质和水文环境有关;干旱防灾能力可靠性则与干旱危险区的抗旱资金投入、抗旱防旱技术水平、公众教育水平和社会对干旱的关注度等有关。

  然而,干旱灾害风险影响因子之间并不是独立的,它们之间存在一定程度的相互作用关系,并且它们还会不同程度受到气候变暖作用的影响。所以,干旱灾害风险的形成过程其实是一个比较复杂的过程。图2表明,干旱致灾因子即气象干旱的频率和强度能够在一定程度上影响干旱灾害承灾体、孕灾环境和防灾能力,导致承灾体和孕灾环境发生变异和防灾能力发生改变。一般而言,随着干旱频率和程度的加重,干旱承灾体会更加脆弱,孕灾环境会更加敏感,而防灾能力可能会有所提高。不仅如此,气候变暖也会影响到干旱灾害风险性的4种主要影响因子,而且影响程度在不断加剧。总体来看,气候变暖会使干旱致灾因子的危险性加重,使承灾体的暴露度和脆弱性增加,使孕灾环境的敏感性加大,这些都会增强干旱灾害的风险性。不过,气候变暖可能会在一定程度上通过影响社会对干旱的关注程度来间接提高干旱防灾能力,从而对干旱灾害风险性起到一定减缓作用。

  即使我们对影响干旱灾害风险性的因子有比较清楚的认识,但要科学、准确、及时地评估干旱灾害风险仍然是件不容易的事情。干旱灾害风险评估不仅需要依赖3S技术,而且还要用到气象、水文、农业、生态及干旱灾情和社会经济数据等多种资料,尤其要获得比较可靠的干旱灾情和社会经济数据是比较困难的。并且,在开展干旱灾害风险评估前,还必须充分了解干旱变化趋势和突变特征及气候变暖的规律等前提条件。

  在此基础上,需要用多种先进的分析方法来综合分析干旱致灾因子危险性、干旱承灾体脆弱性(暴露度)、干旱孕灾环境敏感性和干旱防灾能力可靠性的特征,从而确定干旱危险性阈值及脆弱性(暴露度)、敏感性和防灾可靠性指标。并通过对各种因子物理机制及影响规律的认识,建立估算干旱危险性、承灾体脆弱性(暴露度)、孕灾环境敏感性和防灾能力可靠性的物理模型,模型不仅要反映内在因素的作用,还要包含气候变暖和人类活动等外强迫因素的影响。然后,再根据4种主要因素的贡献和作用特征,进一步构建干旱灾害风险性模型。

  这部分是干旱灾害风险评估的关键技术环节,也是科学问题最突出的部分。

  建立了干旱灾害风险评估模型之后,才能进而分析干旱灾害风险性的空间分布特征及变化规律和发展趋势。

  在气候变暖背景下,由于自然环境时刻发生着变化,干旱灾害风险的最大特点就是动态性和空间格局的不稳定性,这需要对干旱灾害风险的各种因素及时进行动态分析和科学调控。正是由于气候变化和人类活动造成了干旱灾害风险的动态性,干旱灾害风险性中反映气候变化和人类活动影响的“风险系数”贡献会更加突出,并与其本身变化趋势相互影响,使干旱脆弱区的固有弱点进一步暴露出来。

  3.2干旱灾害风险管理的基本原则


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