祁连县低温灾害风险评估

祁连县低温灾害风险评估

马宁

祁连县气象局  810499

摘要：本文利用祁连县1978~2020年最低气温、平均气温、最高气温等资料，利用熵权法权重对祁连县近40年气候变化特征进行分析。结果表明：祁连县低温灾害致灾因子危险性主要呈东西低、中间高的形势，其中高风险区和较高风险区主要在祁连县的野牛沟乡和扎麻什乡的大部地区，低风险区主要分布在祁连县的东部和西部。

关键词：气温；霜冻日数；危险区划；祁连县

0引言

祁连县位于青海省东北部、海北州西北部，地处祁连山中段腹地，属于高原大陆性气候。由于青藏高原对大气环流的特殊影响，使得夏季来自东南季风的湿润气流得以北进西伸，进而影响本区；冬季受到内蒙古干冷空气和西北寒冷气流的影响，使得本地冬季降温幅度较大。通过对近30年祁连县平均气温和降水量进行分析，可以揭示本地气候变化特征，进而为气候预测和防灾减灾提供参考依据。

1 研究资料和方法

本文利用祁连县1978~2020年最低气温、平均气温、最高气温等资料，利用熵权法权重对祁连县近40年低温灾害进行区划。四季采用常规划分标准，春季为3~5月，夏季为6~8月·，秋季为9~11月，冬季为12到次年2月。

以县级行政区划为单元，以3个气象站日气温资料为依托，分析低温、霜冻灾害主要致灾因子发生频次（低温日数、霜冻日数）、强度等特征。

对识别的主要致灾因子采用广义极值分布函数来进行拟合优度检验，确定最优分布函数并计算出不同重现期（10、30、50、100 年一遇）的致灾因子危险性。对不同致灾因子不同等级致灾要素（如发生频次、持续时间等）首先进行归一化处理，归一化是将有量纲的数值经过变换，化为无量纲的数值，进而消除各指标的量纲差异。

计算公式为：

为归一化后的数据，为样本数据，为样本数据中的最小值，为样本数据中的最大值。

采用信息熵赋权法确定各致灾因子权重，设评价体系是由个指标 个对象构成的系统，首先计算第项指标下第 个对象的指标值所占指标比重：

由熵权法计算第个指标的熵值：

计算第个指标的熵权，确定该指标的客观权重：

加权计算不同等级不同致灾要素归一化后的乘积之和作为危险性：

为致灾因子危险性指数，为第种致灾因子归一化值， 为第种致灾因子权重系数，为致灾因子个数。

对不同重现期的致灾因子危险性，以乡镇尺度为单元，针对低温、绘制低温、霜冻灾害危险性分布图。危险性等级分为五个等级：高、较高、中、较低、低。分别用五色来标识危险性等级大小。

2祁连县气温的气候特征

2.1气温的变化特征（4-10月）

2.1.1年际变化特征

1978-2020年4-10月，祁连县年平均气温为6.1℃，其年平均温度和季节平均温度显著升高，年平均气温增温速率为0.43℃/10a（图1a），明显高于青海省的平均增温速率(0.32℃/10a)，1996年之前平均气温为5.5℃，1996年之后平均气温为6.6℃，平均气温升高显著，40年中，平均气温在4.8～7.4℃之间，其中，最小值（4.8℃）出现在1983年，最大值（7.4℃）出现在2016年。

祁连县年平均最高气温为14.3℃，增温速率为0.35℃/10a（图1b），40年中，平均最高气温阶段性变化明显，最小值（12.8℃）出现在1983年，最大值（15.4℃）出现在2013年。

祁连县年平均最低气温为-0.5℃，增温速率为0.53℃/10a（图1c），平均最低气温持续升高，最小值（-2.0℃）出现在1990年，最大值（1.0℃）出现在2016年。

(a)

(b)

(c)

图1 1978-2020年4-10月祁连县平均气温（a）、最高气温（b）、最低气温（c）时间变化

2.1.2逐月变化特征

从祁连县各站1978-2020年最低气温月际分布情况可见（图2），各站各月最低气温差别较大，4-10月祁连县最低气温较各站均最高，除4月、10月分别为-3.8℃、-4.3℃，其余各月均高于0℃，在1.0℃～7.3℃之间，并在7月达到最大，为7.3℃。

图2 1978-2020年祁连县多年月平均最低气温逐月变化柱状图

2.2霜冻致灾因子特征

2.2.1霜冻日数、霜冻强度、霜冻次数的变化特征

以最低气温低于0℃作为霜冻日数，统计表明1978-2020年，祁连县4-10月平均霜冻日数为17天，霜冻日数呈减少趋势，1997开始为霜冻日数减少趋势更为明显，1979年和1993年霜冻日数最多，为20天，2009年最少，为13天（图3a）。

以4-10月霜冻日中的最低气温作为霜冻强度指标，结果表明，1978-2020年祁连县4-10月的霜冻强度呈减弱的趋势，减弱趋势为0.53℃/10a，其中1980年霜冻强度最强，达-8.6℃,2017年霜冻强度最弱，为-4.1℃(图3b)。

以4-10月霜冻日中的最低气温作为霜冻次数指标，结果表明，1978-2020年祁连县4-10月的霜冻次数呈减少趋势，减弱趋势为0.99℃/10a，其中1979年霜冻次数最多为20次，1981年和2013年霜冻次数最少均为11次(图3c)。

(a)

(b)

(c)

图3 1978-2020年4-10月祁连县平均霜冻日数(a)、霜冻强度(b)、霜冻次数(c)的时间变化

2.2.2霜冻日数、霜冻强度的月变化特征

祁连县3站1978-2020年4-10月霜冻日数如图4a，4月、10月是出现霜冻最多的月份，分别出现26天、30天，6月、7月出现次数最少，野牛沟霜冻日数在各月相对最多， 6月、7月、8月分别出现霜冻11天、3天、18天。

祁连县3站1978-2020年4-10月霜冻强度如图4b，4月、10月霜冻强度最强，分别为-16.0℃、-17.0℃，7月、8月霜冻最少，强度最弱，野牛沟霜冻强度在各月均为最强，其次为托勒。

祁连县3站1978-2020年4-10月霜冻次数如图4c，5月、6月、9月三站霜冻次数最多，分别是5次、4次，祁连县城在6、7、8三个月没有出现霜冻，野牛沟霜冻次数在各月均为最多，其次是托勒。

(a)

(b)

(c)

图4 1978-2020年4-10月祁连县10站霜冻日数（a）、霜冻强度（b）霜冻次数(c)的月变化特征

3祁连县低温灾害致灾因子危险性区划

根据低温灾害危险性指标值分布特征，基于地理信息系统中自然断点分级法，将低温灾害危险性指数划分为 I（低危险性）、Ⅱ（次低危险性）、Ⅲ（中等危险性）、Ⅳ（次高危险性）、Ⅴ（高危险性）五个等级，按照行政空间单元对低温灾害危险评估结果进行空间划分，绘制危险性指数分布图。

从祁连县低温灾害致灾因子危险性区划图中可以看出，祁连县低温灾害致灾因子危险性主要呈东西低、中间高的形势，其中高风险区和较高风险区主要在祁连县的野牛沟乡和扎麻什乡的大部地区，低风险区主要分布在祁连县的东部和西部。（图5）。

图5 祁连县低温灾害致灾因子危险性区划图

参考文献

[1] 韩鹏, 郭桂祯, 李鑫磊,等. 低温雨雪冰冻灾害监测预警和风险评估概述[J]. 中国减灾, 2022(9):2.

[2] 陈凯奇, 米娜. 辽宁省玉米低温冷害和霜冻灾害风险评估[J]. 气象与环境学报, 2016, 32(1):6.

作者简介：马宁（1991.10），男，汉族，青海省西宁市人，本科，助理工程师，从事气象工作。