关于旱涝的周期性问题 [复制链接]

第5版()
专栏：

关于旱涝的周期性问题 卢鋈
近几十年来，我国各地都先后遭受到程度不同的自然灾害。仅1949年到1960年的十二年间，较大范围的灾害就有五次：
1949年夏秋之间雨水过多，长江、淮河、汉水及河北省各河流都发生了水灾。
1954年5、6月间江淮流域的暴雨，形成了长江、淮河流域近百年来未有过的大水，全国受水灾的有十四个省（区）。
1956年6月初淮河流域各省遭受水灾，8月初江苏、浙江、安徽等省又遭受强台风的侵袭。这次台风风力之大，暴风雨波及范围之广，是近五十年来稀有的。同时，山东、河南、河北、黑龙江、吉林等省也发生了特大洪水。
1959年6月广东东江流域发生了百年来没有过的大水，7、8月二十个省（区）又发生了旱灾，与此同时，在华北北部却发生了相当严重的雨涝。这一年台风登陆的次数多、强度大。
1960年是二十世纪以来自然灾害最重的一年，主要灾情是春夏两季的旱灾，全国除西藏地区外，都先后发生了程度不等的干旱。这一年在我国登陆的台风比上一年更强烈、更频繁，共有十一次之多，打破了历史纪录，造成了东北和沿海诸省的洪涝。由于这年3、4月间冷空气活动频繁，连续有两次强大寒潮的侵袭，全国气温普遍下降，华中、华南各省作物还受到严重的冻害。
在以上这些年份中，特别是1959、1960两年的自然灾害，使我国农业生产受到了巨大的损失。1959年全国受灾农田六亿亩，1960年受灾农田九亿亩，其中受旱农田达六亿多亩。由于许多地方的干旱是在1959年受旱以后继续发生的，因此1960年的旱灾不但受旱范围广，而且持续时间长，一般都有六、七个月，有些地方长达一年，而且多出现在农作物生长的关键时期。因此，危害程度就更为严重。
如果以某一个月里面，有二十五万平方公里（约相当于两个福建省的面积）以上的土地上雨水比常年多50％，作为发生了一次涝灾，雨水比常年少50％，作为发生了一次旱灾，那么在二十世纪的六十年中，我国每年旱涝灾害平均有四次，最多可达十次以上。而最近几年的旱涝次数都在六次以上。尤其自1955年以来，大范围旱涝的总次数都明显地超过常年的平均次数，在1959年和1960年竟分别达到十次和十三次。这个统计数字仅是指旱涝而言，尚未包括由寒潮、霜冻、台风、冰雹等所引起的自然灾害在内。这说明了近年来我国天气气候的反常情况。
根据我国历史文献的记载，自纪元初至十九世纪期间，共出现过一千零一十三次大旱，六百五十八次大水，每世纪平均有水旱灾八十八次。其中旱灾以华北居多，长江流域水旱灾都比较频繁，而华南的水灾和旱灾都比较少。当然，历史上的记载是很不完全的。从二十世纪近六十年的雨量记录来看，大范围的旱涝现象不下三、四十次。从1900年起，出现大范围旱灾的有1900年、1913年、1917年、1920—21年、1928—30年、1934年、1941—42年、1959—60年等（约相当于七—八年一遇），而干旱的程度则以1959—60年为最严重。据不完全的历史资料分析，从十六世纪以来，像1960年这样特大的旱年共只出现过三次，即1640年（明崇祯十三年）、1877年（清光绪三年）和1960年。
近几年来的这种气候上的反常现象在世界各地都有发现。从1955年以来，世界上发生各种比较严重的自然灾害次数逐年增多。但是，像1959年和1960年在我国发生的大范围的持续干旱还没有见过。根据最近几年很不完全的资料来看：从1956年到1959年的四年中，在美洲的美国有一年（1957年）农业自然灾害较重，一年（1956年）较轻，两年（1958年、1959年）天气气候条件基本正常；在西欧的英国，一年（1958年）自然灾害较重，三年（1956年、1957年、1959年）天气气候条件基本正常；在亚洲的日本，两年（1956年、1959年）自然灾害较重，两年（1957年、1958年）天气气候条件基本正常。我国除了1958年天气气候条件基本正常外，其他三年的自然灾害都较重。如1956年全国受灾农田的面积近二亿三千万亩；1957年受灾面积约二亿二千五百万亩；1958年是近四年中自然灾害较轻的一年，但全国受灾面积也达一亿亩。1959年我国天气气候极为反常，全国旱涝面积之广及强度之大是少有的；而1960年我国又遭受了近百年来所未有的大范围特大干旱和其它一些自然灾害。这说明近几年来东亚天气气候条件特别恶劣，不但遭受自然灾害的年份多、受灾面积广，且受灾程度也比较重。
为什么近几年来世界气候这样的反常呢？苏联科学家认为：这种世界性天气反常的发生与太阳活动①有关。当太阳活动强烈的年份，地球的大气环流②状况也随着产生巨大的变化，冷暖气团交绥作用③强烈。由于各地受大气环流的影响并不一致，因而在不同地区不同时间就产生了严寒、酷热、旱、涝和巨大风暴等自然灾害。自1956年以来太阳活动即迅速地增长，1958年突破了二百年来所有十九个周期的最高值。这个最高值的产生可能是太阳活动的各种周期相重合的结果。目前太阳活动已趋减弱，但活动的强度仍较大，根据苏联天文学家估计，至1965年左右太阳活动将达到一个低值，以后又将重新加强。地球大气将逐渐恢复到正常状态，天气反常现象将逐渐减少。总之，最近两年我国天气特别反常反映了全世界大范围天气反常的现象，它与太阳活动的强烈有着密切的关系。但是，太阳活动如何影响大气环流，大气环流的变化如何形成地球上各个地区各个时期的天气反常，由于这些问题比较复杂，直到现在还没有具体结论，尚有待进一步的研究和探讨。
人们常说“十年一小旱，二十年一大旱”，这是不是说旱涝灾害有十年和二十年的周期呢？一般地说，所谓“十年一小旱，二十年一大旱”是指某一个地区旱涝现象出现的平均情况。根据近几十年雨量资料的分析，我国各地出现比较严重的旱涝频率约占5％—10％，也就是说在我国平均十—二十年内就有一个比较严重的旱年或涝年。一般把出现的这种旱年或涝年叫做十年一遇或二十年一遇。但是，这并不等于说这样的旱年或涝年每隔十年或二十年必然出现一次。
那么，旱涝现象究竟是否有周期性呢？
在地球上，特别是中纬度地带，某些气象要素的周期性变化是比较明显的。除了显然有规则的季节性周期变化如气温冬寒夏暖周而复始之外，气象要素逐年之间也有变化。根据历史资料的分析，这些变化有时还近似周期性的变化。我国气象工作者根据历史文献的记载，发现清代的水旱灾在长江流域与黄河流域都具有三—四年的周期。在明清两代将近五百多年的水旱灾资料中，还求得长江流域、黄河流域与淮河流域的水旱灾有七—八年、十—十一年和二十年左右等主要周期，其中以十—十一年的周期比较明显（日本在研究旱涝灾害周期的工作中，也发现日本的旱灾有十年左右的周期）。最近根据二十世纪的雨量资料计算，发现长江中下游夏季降水也有三—四年和十一年左右等周期，这个结果和根据历史文献记载分析出来的结果是一致的。从我国气象观测年代较长的上海雨量资料分析，发现在上世纪的七十年代、本世纪初的头十来年和本世纪的四十年代以后到现在这三段时期中，上海每十年的平均总降水量均在多年平均值以上。而在上世纪的九十年代，和本世纪的二十到三十年代的两段时期中，上海每十年的平均总降水量都在多年平均值以下。这说明上海的雨量在近八十多年来具有平均为三十五年左右的周期变化。由于我国系统的雨量观测资料年代都比较短，因而在寻求更长的雨量变化周期的时候就比较困难。
在二十世纪二十年代初期，有人认为华北气候日趋干旱。但根据故宫二百多年来的晴雨记录和钻取北京古树标本，发现古树年轮与降水量有一定关系，并证明华北在十八世纪初大致为湿润时期，至中叶转为干旱时期，十八世纪以来至十九世纪初又为湿润时期。结合最近资料来看，自十九世纪中叶到二十世纪四十年代大致趋于干旱，但其中1871年到1880年以及本世纪的三十年代都曾一度湿润。大致从本世纪四十年代以后，华北又处在干旱周期。因此华北日趋干旱的说法是不可靠的。
除了上面已找到的这些旱涝周期外，在我国大范围的气候变化上还有更长的近似周期性的振动。如从我国历史资料中对有关水旱记载的分析，发现在第四、六、七与十五世纪期间为雨水较少的时期；在第二、三、八、十、十二、十四诸世纪为雨水较多的时期。也有人找出历史上陕西省的水旱有四百年左右的周期等。这些旱涝分析工作都说明大范围的旱涝现象是具有一定周期性变化规律的；同时从历史资料的分析中也看出我国的气候具有周期性变迁，证明天气气候的变化不是永远朝着一个方向进行的，而是一起一伏波浪式发展的。但从国内外所分析的旱涝周期来看，周期的长短比较复杂，而且彼此重叠，实际表现的结果却并不十分明显。
为什么天气气候的变化带有周期性呢？
到目前为止，世界各国在研究天气气候的变化过程中，对于这个问题还不曾弄得很清楚。在已发现的许多周期中，很多周期都和太阳活动的周期近似，或者是太阳活动周期的倍数。根据二百多年来对太阳黑子④的观测，发现太阳活动具有平均为十一年的周期，除了这个明显的周期外，近年来还发现太阳黑子的变化有四点八年、八点三年、三十三点四年以及八十年等周期。由于在许多的研究中已经找到一些事实说明气象要素的变动和太阳黑子数量变动之间有一定的关系，因此，科学家们把许多天气气候周期现象都用太阳活动的周期来解释。至于太阳活动本身为什么会有周期变化，现在还没有完满的解释。当然，除了太阳活动以外可能还有其它一些原因，目前尚未研究清楚，尤其是对于地球上某一个局部地区来讲问题就更复杂了。
最后，再谈一下今后我国大范围旱涝的趋势。根据本世纪六十年来的雨量资料统计，我们发现每五年内出现大范围涝次与旱次的比值无论在冬半年（10月到次年3月）还是在夏半年（4月到9月）都有比较明显的周期起伏。在本世纪初的二十年内，夏半年干旱占优势而冬半年则是涝占优势。在本世纪的二十年代和三十年代冬夏都处于干旱频率占优势的周期，四十年代以后无论冬半年和夏半年我国大范围降水一般偏多，处于涝占优势的周期。自1957年以后，我国大范围降水又逐渐偏少，是处于干旱占优势的范围内。1959、1960年已连续出现了大范围干旱。从近几年的趋势看，未来两、三年内冬半年出现旱的机会比出现涝的机会仍可能要多些；而夏半年则可能是出现旱的机会要逐渐相对地减少，而出现涝的机会要逐渐相对地增多。所以，从旱涝周期演变观点来看，近一两年内对冬半年持续的大范围干旱（特别是我国北方冬季和春季连旱现象）和夏半年局部地区的水涝，仍要保持高度的警惕。
上面所谈的是指全国范围（主要是我国中部和华北一带）旱涝周期变化的一般趋势。由于造成旱涝的因素很复杂，所以在个别年份不一定能反映这个趋势或反映得很不明显。特别是我国南北气候悬殊，除了大范围的旱涝灾害之外，局部的水旱灾每年都可能发生，而且就是在大范围旱年之中，局部地方也可能出现涝灾。如1960年在我国出现大范围特大干旱的同时，在东北和沿海地区却受到洪涝灾害。辽宁省东部地区遭遇了当地水文纪录上从来没有过的特大洪水。所以在总的趋势中，某些地区出现相反的趋势则是完全可能的。
我国幅员广大，自然条件复杂，雨量变化多端，旱涝灾害一直是农业生产的威胁，长期以来人们不得不在很大程度上“靠天吃饭”。对历史上旱涝灾害发生的周期规律进行研究，对预防旱涝灾害，因地制宜地提出措施，是很重要的。近年来，在旱涝的研究方面逐步积累了一些经验，初步掌握了旱涝发生的一些规律。但是由于形成旱涝的原因比较复杂，在预报上还不能很准确。因此，在与旱涝灾害的斗争中，应防字当先，两套安排，从最坏的情况作准备，为争取最好的结果而努力。充分利用大跃进以来全国各地兴修的水利工程，根据各地的气象预报随时进行蓄泄调剂，就可以减轻自然灾害的威胁。1959年和1960年，我国广大地区连续两年遭受到的严重自然灾害，如果没有人民公社的巨大的抗灾能力和几年来大兴水利的成就，要战胜它是不可想像的。随着人民公社的不断巩固、农田水利建设的不断发展、农业技术装备的不断改善以及对自然条件的不断改造，我国人民抗御自然灾害的能力将会不断提高。
名词解释
①太阳活动。太阳是一团炽热的气体。它的活动的强弱时有变化，表面的温度因此也有所不同，而发射出来的能量亦随之有所差异。我们从太阳表面观测到的各种现象（如太阳黑子），就是太阳活动强弱不同所表现出来的一种现象。
②大气环流。指地球大气的基本运动状态或者是说是大气的各种主要气流的总合。由于大气在不断的运动过程中，就使得热量和水汽从一个地区输送到另一个地区，因而产生了各种天气现象。
③交绥作用。两种或两种以上性质不同的空气相遇而发生冲突，因而使部分空气产生上升运动和天气现象，这种作用称为交绥作用。
④太阳黑子。构成太阳表面光辉的炽热气体常发生一种涡漩，使局部的光辉减弱，出现一些黑色的斑点，叫做太阳黑子。黑子范围时大时小，数目时多时少，它可以表示太阳活动的剧烈程度。