688 古地理学报 011 年 1 月 happenedinmorethanonerivervaleyoverthemiddlereachesoftheyelowriverin1819adisre producedbymeansofhistoricalliteraturerecords,weathe

Size: px

Start display at page:

Download "688 古地理学报 011 年 1 月 happenedinmorethanonerivervaleyoverthemiddlereachesoftheyelowriverin1819adisre producedbymeansofhistoricalliteraturerecords,weathe"

颖隗
5 years ago
Views:

1 第 13 卷第 6 期 011 年 1 月古地理学报 JOURNALOFPALAOGOGRAPHY Vol13 No6 Dec011 文章编号 : (011) 年黄河中游极端降水 : 史实特征及气候背景张 1 健 1 满志敏,3 张俊辉 1 复旦大学历史地理研究中心, 上海兰州大学西部环境与气候变化研究院, 甘肃兰州宝鸡文理学院地理科学与环境工程系, 陕西宝鸡摘要据清宫档案与方志记载, 复原了 1819 年 ( 清嘉庆二十四年 ) 黄河中下游大范围房屋倒塌民田冲没人口伤亡黄河多处决溢等雨涝灾情图景及时空分异特征, 这是在明清小冰期大气候背景下的极端气候事件和大气象灾害研究指出, 该年黄河中游夏秋季雨期长 ( 连阴雨 ) 且多大到暴雨, 二级流域 ( 汾河渭河 ) 6 9 月份降水县区雨日高达 40 日以上, 与该年 6 9 月份黄河万锦滩报汛志桩的相对水位变化基本一致, 可见该年下游洪涝灾害主要受中游极端降水所致, 并利用 Pearson-Ⅲ 型分布曲线对志桩水位实测值进行分析, 其最大水位乃百年一遇主要有 3 个降水中心 : (1) 黄河中游干流北部河曲县至葭州段 ; () 泾渭流域上游区 ;(3) 汾河流域中下游与黄渭洛三角区认为该年降水异常不是非厄尔尼诺年大范围降水偏多的一般性特征的表现, 与南极涛动指数 (AAO) 变化也不能对应, 与太阳活动周期的较小值年坦博拉火山活动持续影响等因子亦有较大关系关键词历史气候黄河中游区雨涝灾害极端降水 1819 年第一作者简介张健, 男,1980 年生, 复旦大学历史地理研究中心在读博士研究生, 主要从事历史气候变化及社会响应环境变迁等研究 mail:zhangjian_fudan@foxmailcom 通讯作者简介满志敏, 男,195 年生, 复旦大学历史地理研究中心教授, 博士生导师, 主要从事历史自然地理研究 mail:manzhimin@fudaneducn 中图分类号 :K9019 文献标识码 :A xtremeprecipitationinthemiddlereachesofyelowriver in1819:historicalfacts,characteristicsandclimatebackground ZhangJian 1 ManZhimin 1 ZhangJunhui,3 1CenterforHistoricalGeographyStudies,FudanUniversity,Shanghai00433 ResearchSchoolofAridnvironment& ClimateChange,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,Gansu 3DepartmentofGeographicalScienceandnvironmentalngineering, BaojiUniversityofArtsandSciences,Baoji71013,Shaanxi Abstract Inthispaper,thesituationandspacetimediferentiationpictureofextremeprecipitation 全球变化研究国家大科学研究计划项目 ( 编号 :010CB95010) 教育部人文规划基金项目 ( 编号 :10YJA770011) 和河南省教育厅人文社会科学研究项目 ( 编号 :010-jz-05) 共同资助收稿日期 : 改回日期 :

2 688 古地理学报 011 年 1 月 happenedinmorethanonerivervaleyoverthemiddlereachesoftheyelowriverin1819adisre producedbymeansofhistoricalliteraturerecords,weathercharacter,accompanieddisasters,socialim pact(eghousescolapsed,fieldsdeserted,populationcasualties,riverrunofoverflowingetc) and theexternalafectingfactorsinthisyearhavebeendiscused,andtheywereextremeclimaticeventsand seriousmeteorologicaldisasterinthecoldbackgroundoflitleiceageduringmingandqingdynasties Theresearchersfoundthesummerrainlastedlong(overcastandrainy), themaintypesofrainwere heavyrain,andevenrainstormfrom JunetoSeptember,itwasmorethan40daystotherainfaldura tioninthesecondaryriverbasinsuchasfenriverandweiriverinthemiddlereachesofyelowriver in1819withcomparison,therainfalchangenearlykeepsinstepwiththewaterlevelchangeproces recordsofthewanjintaninthemiddlereachesofyelowriveratthesametimetherefore,itisobvious thatthefloodsinthelowerreachesofyelowriverwascausedbytheextremeprecipitationinthemiddle ReachesoftheYelowRiverInaddition,therecordsofwaterlevelchangeprocesoftheWanJinTan aretestedonthepearson-Ⅲ modelofhydrologicdistributioncurve Theresultsindicatethatthehighest waterlevelinfloodinthatyearisonceinahundredyearbythismeasure,wecanalsoinferthatitpro ducedextremeprecipitationeventsinthemiddlereachesoftheyelowriverin1819theresearchshows threerainycenters: (1) from HequcountytoJiazhouintheMiddleReachesoftheYelowRivermain stream;() theupstream ofjingriverandweiriver;(3) themiddleandlowerreachesoffenriver andthetriangularareasamongthewei,luoandyelowriversprecipitationanomaliesandthecharac teristicfeatureoftheyearsofantilnioandantarcticoscilationindexcantcorespondinaddition, theotherfactors,whichcausetheseextremeprecipitationevents,areasmalervaluephaseofsolaractiv ityperiodandthecontinuedinfluenceoftamboravolcanicactivityin1815 Keywords historicalclimate,middlereachesofyelow River, floods, extremeprecipitation, 1819AD Aboutthefirstauthor ZhangJian,bornin1980,nowisaPhDcandidateinFudanUniversity Heismainlyengaged in impactofhistoricalclimatechangeand environmentalevolution mail: zhangjian_fudan@foxmailcom Aboutthecorrespondingauthor ManZhimin, bornin195, iscurentlyaprofesoroffudan UniversityHeismainlyengagedinhistoricalphysicalgeographymail:manzhimin@fudaneducn 1 引言过去全球变化计划 (PAGS) 研究目的是为获取高分辨率 ( 至少为 10 年, 理想要求为 1 年 ) 下的地球环境详细变化历史, 对变化的时空分辨率要求越来越高在历史时期气候研究方面, 建高分辨率的时空变化, 是目前的研究前沿和发展趋势 ( 满志敏,005) 以往对历史时期洪涝灾害及降水事件研究 ( 满志敏,000;Nordli,001; 赵会霞等,004; 杨煜达和郑微微,008; 郝志新等, 010; 潘威等,010; 张德二和陆龙骅,011) 主要通过梳理和提取史料中相关气象信息, 试图对过去旱涝等要素变化进行细致考察, 并以此复原和建过去环境的高分辨率变化图谱可以看出, 深入分析极端年份气候事件是提高气候变化分辨率的一种模式和途径, 对揭示历史时期区域气候差异, 及预测未来气候变化亦有较好的指导意义然而, 以往对历史时期的降水研究只侧于灾情和影响, 而对降水异常的幅度等定量问题涉及较少作者所讨论的 1819 年 ( 清嘉庆二十四年 ) 黄河中游极端降水事件依据较充足的史料, 将流域降水时空分析与河流水位定量建结合, 建历史时期大气候异常事件的史实和影响, 为未来人类适应气候变化提供历史背景或气候相似型, 为评估当前或未来气候极端事件的可能影响提供案例文中研究范围包括黄河中游干流以及窟野无定汾洛泾渭伊洛等支流流域, 涵盖

3 第 13 卷第 6 期张健等 :1819 年黄河中游极端降水 : 史实特征及气候背景年甘肃陕西山西等 3 省 44 个府 187 个厅州县 ( 图 1) 该区属暖温带半湿润气候区, 降水特征表现为季节性强变率大, 旱涝灾害频繁, 上中游的连旱暴雨等气象灾害直接或间接对下游产生极大影响 ( 张汉雄,1983; 赵宗慈,1990; 郑景云等,005) 该区在中国历史时期及当代的政治经济文化等方面有着要地位, 但历史上黄河屡次泛溢改道造成严的生命财产等损失, 因而学界对该区旱涝灾害的相关研究一直颇为视, 如对东汉以后下游是否存在长期安流的问题曾展开过充分讨论, 无论认为存在安流 ( 谭其骧, 196), 或是涝灾频仍 ( 赵淑贞和任伯平,1998), 说明下游涝灾与上中游关系密切, 对于认识历史时期黄河流域环境变化, 以及对当代黄河治理有着参考价值资料与方法资料 : 清代档案和方志中所载降水旱涝等气象信息档案包括水利电力部水管司科技司和水利水电科学院 (1993) 编的清代黄河流域洪涝档案史料 ( 简称资料 1) 和中国第一历史档案馆 (008) 嘉庆朝上谕档 ( 第二十四二十五卷, 简称资料 ); 方志资料以张德二 (004) 主编的中国三千年气象记录总集 ( 简称资料 3) 所辑录史料为主, 并以台湾成文出版社 (1966) 出版的中国方志丛书和朱太岩 (1990) 主编的西北稀见方志文献对其进行查补资料 1 提供了全流域水情过程的基本情况, 对降水开始结束时间记载相对清晰, 其分辨率一般都能精确到日文献 3 则在降水记载上相对模糊, 时间分辨率未有资料 1 高, 虽有此欠缺, 但其中所反映各州县的灾情程度和赈灾等情况, 却有效地补充了灾情在空间分布上的要信息, 这对分析区域社会的灾害应对有要参考价值方法 : 首先, 复原档案和方志中涉及黄河中游各县域降水信息, 与万锦滩水位记录建结果对比, 评估该年黄河中游夏秋 (6 9 月份 ) 降水时图年黄河中游县域分布概况 11 Fig1 DistributionofcountiesintheMiddleReachesofYelowRiverin

4 690 古地理学报 011 年 1 月间分异特征, 进一步采用水文频率分析应用模型 Pearson-Ⅲ 型分布曲线检验分析之后, 以 1 级 ( 偏旱 ) 级 ( 正常 ) 3 级 ( 偏涝 ) 4 级 ( 涝 ) 5 级 ( 大涝 ) 为界定标准, 对各县域降水级别进行量化, 以各县治为县域的代表站点 ( 县域政区县治等采用复旦大学哈佛大学 CHGIS_V40 数据 ), 借助 ArcGIS93 的空间反距离加权法进行插值, 得出降水的空间分异结果 3 雨情与灾情 1819 年黄河中游雨涝影响范围广, 涝灾级别高从中国近五百年旱涝图集 ( 中央气象局气象科学研究院,1981) 可大致看出, 该年全国有个主要雨涝中心, 即黄河中游与淮河中下游, 其他区域则主要表现为不同程度的旱灾该年黄河流域发生的大范围严雨涝灾害, 可谓极端气候事件雨涝区主要包括陕西山西大部和内蒙古东南部, 最严的区域则为黄河中游干流区汾渭流域的多数州县, 甘肃东南部河北山东等区次之 31 泾洛渭河流域及黄河中游干流陕西辖区渭河流域上游区甘肃之州县, 从四五月份开始, 就普遍降雨, 且已有部分州县因降雨过多而遭受不同程度的涝灾影响, 如资料 1 记载 : 甘肃各厅州县禀报, 五月内得雨一二寸至三四寸及深透不等, 至本年六七月间, 阴雨过多, 山水涨发, 各属间有冲没田庐, 毙人口之处, 可见涝灾损失惨 ( 表 1) 表年 7 9 月份渭河上游部分县区雨涝灾情 Table1 FloodsintheUpperReachesofWeiRiver from JulytoSeptemberin1819 受灾县史料记载人口伤亡史料记载房屋倒塌成县淹毙民人大小三百七十八口冲塌房屋一千四百九十五间镇原县淹毙民人大小三十四口冲塌房屋八十七间, 土窑四十七座秦安县淹毙民人大小八口冲塌房屋一十五间秦州淹毙民人大小四口冲塌房屋四间平凉县淹毙民人五口冲塌房屋二间伏羌县压毙民人大小一十三口冲塌房屋四十六间注 : 据资料 1 整理泾洛渭河及黄河中游干流所经陕西辖区各州县, 因夏秋持续大雨, 雨涝灾害影响惨如资料 1 记载 : 陕省自七月二十二日至八月初六日, 大雨连续, 昼夜不息, 黄渭泾洛各河同时涨发, 宣泄不及潼关之东水姚女湾等村屯 ; 华阴之西北东北两乡, 并近河之三阳等村堡 ; 华州之西北乡杜家堡至东北乡石村北堡 ; 朝邑之东南两乡, 又附近低洼处所 ; 大荔之兴平等村, 被水淹浸, 从资料 3 中可知, 长安县秋八月, 霪雨四十一日, 渭水溢, 冲没民田, 华县秋雨四十一日, 渭水冲崩大涨村二百余户, 千阳县八月, 大雨, 城外西河水暴涨盛大, 跨东岸流, 冲毁民宅, 人有漂没者, 佳县七月二十日, 黄河大溢, 沿河居民尽为淹没 3 汾河流域及山西北部诸县区汾河流域诸州县, 亦是该年一个主要降水地带据资料 1 记载太原府辖境汾河河道两侧曾有护城堤堰一道, 编列成长堤永固汾泽, 安澜 8 字号, 计长 119 丈, 每年额设岁修银 600 两, 该设施可导引发源于宁武府之管岭山, 汇集静乐岚县诸山之水而南下但于 1819 年七月二十三四等日, 阴雨连绵, 河水涨发, 致将汾固字号堤堰冲塌固字号堤身冲坏一百二十丈, 汾字号堤身冲坏一百二十五丈所需工料等, 撙节确估共需银二千九十九两三钱零另据资料 3 可见该年山西北部及汾河流域多数县区降雨异常, 雨情与灾情参见表表 1819 年山西北部及汾河流域部分县区雨情和灾情 Table RainfalandfloodsinnorthernShanxi andpartofcountiesindrainageoffenriverin1819 降水县降水概况史料记载灾情实况怀仁县七月, 大雨七日夜河曲县秋霖雨河水损坏民庐甚多平定州润四月间, 大雨淤没庄沟, 炭窑内湮浸二人, 驴骡四五十口夏 ; 嘉水溢, 居民被患汾西县雨涝大饥, 斗米千钱岳阳县秋霪雨太平县秋霪雨安邑县八月大雨姚暹决, 冲坏任村民房数十座夏县秋雨暴作白沙河水决, 南堤崩决, 损伤民田无数临猗县秋, 阴雨连绵注 : 据资料整理 33 黄河下游区河南山东诸县区相比黄河上中游, 下游诸县除人员伤亡田

5 第 13 卷第 6 期张健等 :1819 年黄河中游极端降水 : 史实特征及气候背景 691 庐损毁外, 还表现在沿河堤坝多处决溢出, 河工破坏严如清史稿河渠志载 : ( 河 ) 溢仪封及兰阳, 再溢祥符陈留中牟又决马营坝, 夺溜东趋, 穿运注大清河两侧河堤被水冲开多处口门, 最宽处达 00 余丈 ( 表 3) 沿河州县被水灾情如资料 1 记载 : 查兰阳, 仪封二处漫口, 兰阳仪封杞县睢州宁陵鹿邑, 柘城等厅州县均系大溜经, 居民田庐多被顶冲漂失此外, 因祥符陈留中牟武陟, 考城等汛塌堤漫水, 下游祥符等二十四州县同被淹浸兰仪漫口在睢州下汛以上一百数十里, 被水顶冲州县较十八年 (1813 年 ) 多加以南北两岸漫缺之水, 又有被淹二十余县, 虽情形轻不同, 现在兰阳, 仪封二处口溜势未定, 一时尚难预计, 节气已届立冬, 为时已促, 无如本年黄沁两水至今尚旺, 溜势未平马营坝夺溜十余日, 而正河尚有黄水涓涓下注, 不能即时断流, 皆向所罕见之事受黄河中游极端降水影响, 泾洛渭汾沁等河同时涨发汇入黄河, 河道宣泄不及, 河水漫溢, 致使河南省沿河州县多数被水, 正如资料 1 反映出豫省本年黄水漫溢, 各州县被淹较广, 当时兵部尚书吴? 奏报称自入豫境后, 询之彰德府及各县, 并留心访问, 兵民佥称今年伏秋汛内, 万锦滩黄水接连增长二十余次, 沁河洛河同时并涨, 七月下旬至八月初旬, 处处水与堤平, 且有高于堤顶一二三尺者, 不一而足兼之阴雨连绵, 河工地方各官分投抢护, 实属人力难施询之八十岁上下之老民老兵, 俱云从未见过如此大水, 明显看出, 受河水漫溢, 中游以下沿河两岸州县皆遭水灾沿河州县方志记载了该年黄河决口所致灾害情况 ( 表 4) 表年黄河决溢影响河南部分州县之灾情 Table4 InfluenceoftheYelowRiverrunofoverflowing in1819oncountiesofhenanprovince 受灾县史料记载灾情实况滑县黄水漫至城南, 大饥长垣县秋八月, 河决沁口, 损民庐舍, 县城雉堞倾覆二十余丈睢县河决南岸八月初旬, 黄水由上南厅漫溢, 境内各河堤埝冲决无扶沟县算, 贾鲁河陆桥迤上平梁张陈四姓决口尤甚, 堤陷计九十余丈尉氏县八日初二日, 黄河水溢, 稼尽蔞兰阳仪封兰阳仪封一带河决数十处, 县城尽陷, 南北之极不通, 衷鸿遍野鹿邑县秋七月水八月, 河决开封, 泛及县境, 平地水数尺, 坏庐舍无算缓征地丁银一万九千九十九两有奇淮阳县黄河水溢, 淹没田禾原阳县八月, 河决武陟缕坝, 决口水自原武入境, 城被围几陷, 城南北平地水深数尺注 : 据资料整理下游山东大部分州县被水情况与河南沿黄河干流区情况类似, 被水州县损失惨如资料 1 与资料记载山东巡抚程国仁在灾后第年 (180 年 ) 上报的灾情奏折内容, 可见 1819 年洪涝灾情损失状况 ( 表 5) 另外, 该年黄河下游区山东诸州县夏秋未有过多降雨, 降雨主要发生在冬季, 因而可以判断出, 下游区洪涝灾害主要是由于中游极端降水引发黄河涨水间接造成的 4 降水时空分异特征分析 41 降水的时间分异据资料 1 3 所辑史料对水情实况记载, 渭河流域上游区, 泾洛渭及黄河中游干流流经山表年黄河决溢情况统计 Table3 SituationoftheYelowRiverrunofoverflowingin1819 决口时间 1819 年 9 月 1 日 1819 年 9 月 5 日口门宽度决口地点史料记载洪水经行线路原始宽度换算宽度 /m 兰阳县八堡 180 余丈 576 仪封上汛三堡 100 余丈 30 考城汛旧南堤 - - 兰阳县八堡掣溜九分, 浸水由祥符上汛六堡下汛六七堡 70 余丈 4 凤颍涡淮等处纡曲串注, 汇入洪中牟县上汛八堡 50 余丈 160 泽湖, 其余路线未知陈留汛七八堡 - - 武陟县马营坝 00 余丈 640 夺溜东趋, 穿运注入大清河史料记载合龙时间武陟马营坝决口夺溜后各口挂淤, 当年冬堵合嘉庆二十五年三月十三日合龙注 : 表中内容据资料 1 记载整理 ; 原始尺寸为清宫营造尺寸, 按 1 尺 =03m 换算成公制

6 古６９２地理表５１８１９年黄河决溢影响山东部分州县之灾情学报２０１１年１２月史时期降水变化分辨率最高的材料之一可作为考Ｔｂ５Ｉｎｕｎｈｙｗｒｕｎｗｎｇ察黄河中游降水变化的要指标需要说明两点ｎ１８１９ｎｕｎｓＳｈｎｄｎｇｐｎ１据以往对清代万锦滩水位记录的底水位受灾县受灾村庄数量受灾程度成灾分数研究高秀山１９８３涨水前的底水位未濮州马家庄等１０８４极九分知且报涨不报落因此图３中的水位数据是范县宋名庄等５６５极九分每次奏报涨水的原始尺寸并非当时洪峰实际水寿张县南三里庄等６０９东阿县汤家井等２８３东平州戴家庄等１５４报的现象为保证统计数值皆为单次观测值其中阳谷县东西更名等２４２累计数值经考证做了相应的订正如资料１中所记利津县六庄盖等２９２极九分当时河东河道总督叶观潮的奏报万锦滩黄河于沾化县李家庄等２９６蒲台县成灾北关等７９滨州北镇等３５７月３６日等日四次共长水一丈一尺五寸惠民县楼子孙庄等１２１当时两江总督孙玉庭奏报亦提到该次涨水的情况齐东县盛家官庄等３０如五月初七八日６月２８２９日万锦滩又位２水位奏报记录中有将几次观测值累计奏五月初七初八十二十五６月２８２９日７注据资料１２整理成灾分数据嘉庆八年对灾害赈济成例推算而得长水五尺二寸江境黄河益形浩瀚再通过参考陕辖区及汾河流域州县其降水时段分布如图２次涨水分别订正其中所缺观测数值则通过水位变所示反映了降雨时段开始与结束时间由南向北递化曲线的线性内插来恢复并将观测水位的原始尺次推迟显示出降雨带自春至夏季节性向北移动的寸换算为公制ｍ则１８１９年６９月份万锦滩特征同时该年中游降水集中于夏秋两季雨期志桩水位变化曲线如图３所示前后单次观测值及当时对雨涝记载情况将上述４长且以连阴雨为主且多大到暴雨二级流域 45 汾渭河流域４１１月份降水区雨日甚至高达 35 所引原始文献外其余提到的时间全部为公历为弄清主要降雨区和雨情作者利用资料１所载该年陕州万锦滩水位记录对该年黄河中游夏秋６９月份降水变化特征进行评估万锦滩水位 #$%&/m ４０日以上需要说明的是为便于统计分析除 !17" 6!6" 6!6" 7!16" 8!5" 8!5" 9!14" 图３１８１９年６９月份万锦滩志桩水位变化曲线图记录是清代地方河道总督上奏黄河水位变化较为系Ｆｇ３ＧｐｈｗｄｓＷｎｊｎｎ统的观测数据在时间上有一定连续性是复原历ｍｊｕｎＳｐｍｂｎ１８１９ 1# 34# 35# 6%# D/ ( ) 对比分析图２３可判断该年７月初中游有次降水正如图５夏季所示渭河流域的渭源平凉渭南等县发生降水与万锦滩该时段水位有 10!4" "' 小幅涨水基本一致该年极端降水时间主要集中在 &0# /#!"# $%# &'# ()# *+,-# 89# :0# ８月中旬至１１月初从该时段起中游从南到北 6# :;# 大范围多县域都发生降水９月中下旬出现该年极端降水事件如资料１记载陕省自七月二十 <# =>#?# ()# 二日至八月初六日９月１１２４日大雨连续 1 BC 图２１８１９年４１１月份黄河中游主要降水时段变化昼夜不息黄渭泾洛各河同时涨发宣泄不及此时黄河万锦滩志桩水位显示出极高峰值Ｆｇ２ＭｎｎｙｐｄｓｈｍｄｄＲｈｓＹｗｒ图３又如七月十七十八十九二十等ｍＡｐＮｍｂｎ１８１９日９月６７８９日据陕州申报万锦

7 第 13 卷第 6 期张健等 :1819 年黄河中游极端降水 : 史实特征及气候背景 693 滩五次长水一丈六尺二寸, 前水未消, 后水踵至复于二十三日 (9 月 1 日 ) 寅刻, 据陕州申报, 万锦滩于二十二日子卯二时, 陡长水九尺八寸, 且随后又出现了该年黄河堤坝最大决溢事件, 即 1819 年 9 月 5 日得武陟县马营坝溃坝, 口门宽达 00 余丈 ( 表 3) 正如资料 1 记载 : 适值八月初四五六 (9 月 3 4 日 ) 等日大雨连朝, 沁黄同时骤涨, 水高堤顶二三尺, 于初七日 (9 月 5 日 ) 寅时堤身过水, 坐蛰三十余丈堤身浸沧日久, 现已塌宽二百余丈对上述水位观测数据, 进一步采用水文频率分析应用较多的 Pearson-Ⅲ 型 ( 皮尔逊 Ⅲ 型 ) 分布曲线分析检验 Pearson-Ⅲ 型曲线是一端有限一端无限的不对称单峰正偏曲线, 数学上称伽马分布 Pearson-Ⅲ 型概率分布曲线常用来拟合汛期洪流水位降水量等极值分布, 其概率分布具有广泛概括和模拟能力, 能与经验分布点有很好的拟合, 且有很强的适应性和稳定性 ( 高绍凤,001) 利用该理论频率曲线拟合 1819 年 6 9 月份万锦滩水位观测值, 可以得到出现大于观测值 1m ( 平均值为 113m) 的概率为 4090% ( 图 4) 图中 C v C s 分别表示样本 ( 观测值 ) 离差系数偏态系数, 拟合过程主要通过调整 C v C s 值得以实现, 当 C v =06488 C s =4681 时, 图中理论值 ( 线 ) 和观测值 ( 点 ) 拟合最优, 且此时百年一遇相对涨水水位是 394m, 与观测值 3937m 最接近通过分析检验, 图 3 的观测数值可靠度高从理论百年一遇相对涨水水位 394m 与实测 3937m 几乎一致, 亦能推断该年中游降水确为极端降水年份, 与档案和方志记载情况基本吻合通过上述分析, 下游区虽有部分州县亦发生降雨, 但多数则发生于冬季, 而黄河中游降水与中下游涨水溃坝以及沿河诸州县遭受被水等事件的时间相互对应由此, 可判断出该年中下游洪涝灾害主要受中游极端降水影响 4 降水的空间分异 41 降水等级界定标准对各县区雨涝等级界定需考虑两个因素 : (1) 该年降水明显, 区域整体特征表现为偏涝 ; () 存在少数县域未降水单季或单月干旱等情况基于上述因素, 参考中国近五百年旱涝分布图集 /m p/% :113 m C v : 06488, Cs: 4681 Cs/ Cv: 380 : 010 : : 394 m 1: 4090% 图 4 万锦滩涨水尺寸观测值与 Pearson-Ⅲ 型分布曲线拟合图 Fig4 WaterlevelrecordsinWanjintantested onpearson-Ⅲ modelofhydrologicdistributioncurve ( 中央气象局气象科学研究院,1981) 和中国历史时期气候变化研究 ( 满志敏,009) 对旱涝等级定义的思路与标准, 作者制定降水等级界定标准如表 6 根据标准, 首先对夏秋两季进行降水级别界定, 然后再确定全年降水级别表 6 本文的降水等级界定标准 Table6 Standardsofprecipitationlevelsinthispaper 等级特征表现史料举例 1 级偏旱级正常 3 级偏涝 4 级涝 5 级大涝单月降水少成灾稍轻的干旱丰收庄稼收成正常单月成灾不的持续性降水, 或局地被水但经勘察不至成灾持续时间较长强度较大的降水, 或较大范围的大水灾持续时间长强度大的降水, 或大范围的大水灾万荣县秋旱洛宁县旱, 岁大饥等靖远县是年大熟, 斗米白银四钱左云县大有年得雨一二寸至三四寸及深透不等沿边丰穰, 各州边蓄皆足等八月, 霖雨伤稼夏秋禾间有被水被雹之处勘不成灾间有被淹田禾, 旋即疏消, 秋收仍在五分有余, 无须抚恤调剂此次被水之处所, 虽勘明不致成灾, 若将应征银粮草束仍照旧征收, 恐民力不无拮据等阴雨过多, 山水涨发, 各属间有冲没田庐, 淹毙人口之处被黄水漫溢直到城根, 庐舍, 田禾悉被淹浸, 居民迁居高阜搭盖席棚栖止, 被灾甚, 亟须妥为抚恤等六七两月雨多水涨, 不及趋避, 以致淹毙竟有数百口之多秋雨四十一日, 渭水冲崩大涨村二百余户阴雨连绵, 河工地方各官分投抢护, 实属人力难施询之八十岁上下之老民老兵, 俱云从未见过如此大水等

8 古６９４地理学 108 报２０１１年１２月 !" / #$%& 6 1& () & *+ 3& (, 5& -, 4&, 图５１８１９年黄河中游夏季降水空间分异Ｆｇ５Ｓｐｍｄｎｎｐｐｎｎｓｕｍｍ１８１９ｈｍｄｄＲｈｓＹｗｒ４２２空间分异特征据前述方法得出１８１９年夏秋季及全年雨有雨带滞留且雨带会延伸至陕西关中中西部的结论基本一致涝等级分异结果图５图６图７可知降水主要集中在夏秋尤其是秋季降水异常偏多且随着５气候背景推断时间推移降水级别不断增强整体发生进程自西北向东南不断扩大如在春夏之交降水主要发生在陕甘局部州县而后向北扩展到陕西北部和山西北部秋季大范围严降水覆盖山陕大部分州县程度远超于夏季冬季中游史料未见记载而此时黄河下游区诸多州县普降大雨雪尤其山东多数州县降水异常偏多图７全年降水分异图中反映出该年黄河中游有３个降水中心１黄河中游从概率理论意义上说极端气候即远离气候平均态的小概率事件其成因机制非常复杂由于没有现代气象记录的大气环流场海温场等天气资料用于判定气候异常成因的天气动力学方法对历史时期极端气候变化研究不可能采用但１８１９年黄河中游极端雨涝事件如此异常对其成因的讨论必然备受关注作者仅就一些可能的因素进行讨论干流北部河曲县至葭州段２泾渭流域上游区３汾河流域中下游与黄渭洛三角区５１ＥＮＳＯ事件与南极涛动指数ＡＡＯ需要说明的是其中汾河流域与黄渭洛三角区ＥＮＳＯＥＮＳｕｈｎｏｓｎ事件是全出现降水异常区即中下游交接区是出现涝灾最球海气相互作用的异常现象和强烈信号作为全球严的区域之一这指示出该区有夏季雨带徘徊规模年际气候变异的主要因子其循环变化过程中与满志敏２０００曾指出的７月下旬在晋南一般的冷暖两个极端位相对太平洋副热带高压和东南

9 第１３卷第６期张健等１８１９年黄河中游极端降水史实特征及气候背景６９５ 114!" / #$%& 6 1& () & *+ 3& (, 5& -, 4&, 图６１８１９年黄河中游秋季降水空间分异Ｆｇ６Ｓｐｍｄｎｎｐｐｎｎｕｕｍｎ１８１９ｎｈｍｄｄＲｈｓＹｗｒ !" / #$%& 6 1& () & *+ 3& (, 5& -, 4&, 图７１８１９年黄河中游全年降水空间分异Ｆｇ７Ｓｐｍｄｎｎｐｐｎｎｗｈｙ１８１９ｎｈｍｄｄＲｈｓＹｗｒ

10 696 古地理学报 011 年 1 月亚季风环流有显著影响, 降水气温等要素变化表现出一定的区域性特征 (RopelewskiandHalpert, 1987;KiladisandDiaz,1989; NilsAxel,1989), NSO 正是通过影响季风环流影响中国中东部季风气候区内的降水变化 ( 赵振国, 1996; Zhang etal,1999) 查厄尔尼诺事件历史年表 (Quinn andneal,199) 可知,1819 年为中等强度 ( 级别为 M+) 的厄尔尼诺年, 据现有关于中国大范围及其区域性 ( 华北 ) 降水与 NSO 事件关系的研究结论来看, 认为在厄尔尼诺事件结束之后普遍多雨, 显示出在非厄尔尼诺年多雨的特点 ( 梁平德, 1990; 张德二和薛朝晖,1994; 陆日宇,005) 尽管这些结论为判定 1819 年黄河中游降水异常提供了气候背景的要参考, 但问题是该年情况和上述结论并非完全一致, 即除黄河中游与淮河流域中下游多雨外, 其他区域则表现为不同程度旱灾的厄尔尼诺年特征, 这正体现出该年黄河中游降水的异常性因此, 作者认为非厄尔尼诺年并非如以往研究所讲的大范围降水偏多的一般性特征, 很可能存在一种空间随机关系以往研究认为 AAO 变化与中国华北降水有明显的负相关关系, 两者作用机理是 :AAO 正异常 ( 增强 ) 时, 热带西太平洋对流减弱 ; 西太平洋对流的减弱将激发东亚太平洋波列或日本太平洋波列, 使得西太平洋副热带高压偏南, 华北降水减少, 反之则增加 (WangandFan,005; 郝志新等,010) 又据张自银等 (010) 建的 1500 年以来南半球夏季的南极涛动指数 (DJFAAO) 可知,1810 年代的 AAO 以正位相为主, 即 1810 年代应是以降水偏少为主, 而 1819 年除黄河中游与淮河流域中下游多雨外, 其他区域则表现为不同程度旱灾的特征, 可以看出, 该年的极端降水事件与 AAO 变化并不对应, 反映出该年黄河中游极端降水的特殊性 5 太阳活动在季风气候背景下, 降水空间分异主要受季风雨带的影响, 伴随夏季风北进, 雨带跳跃地向北推移, 除北进外, 伴随冬季风不断增强, 雨带则在秋季开始南退而黄河中游大部分地区处于夏季风影响边缘区, 无论北进和南退, 雨带移动都会受季风脉动的影响冬夏季风强弱跟太阳活动有直接关系, 据太阳活动记录 ( 庄威凤,009),1819 年正值太阳活动周第 7 周的较小年, 太阳黑子相对数 R 年平均为 39, 这是自 1749 年以来 00 多年间的较低值, 最高峰值为 013 (1957 年 ), 相当于 1819 年的 84 倍受太阳活动较弱影响, 该年气温偏低冷气团相对活跃, 如图 5 图 6 和图 7 反映出, 中游降水雨带和季风推进的大体方向基本一致, 可大致判断出 1819 年极端雨涝事件和东亚季风移动有关该年中游多个县域除夏秋多雨外, 冬春降水亦较往年异常增多, 如据资料 3 可知, 黄河下游河南山东等地, 夏秋降水较少, 但降水主要发生在冬季, 尤其黄河下游山东辖区诸州县, 冬季降水异常增多此类异常事件颇多, 表明 1819 年黄河中游夏秋多雨与冬季冷湿的气候特征, 正是在该时期太阳活动较弱冷气团活跃冬季风强劲的东亚季风移动异常背景下雨带异常的反映 53 火山活动 1815 年 4 月 10 日至 11 日, 印度尼西亚坦博拉 (Tambora) 火山爆发, 受火山活动影响, 全球范围内气候突变, 气候转寒, 之后几年全球多地区同步出现持续低温极端降水等异常天气 (dwardskeen,1981;richardandstothers,1984; Bernice,1995) 此次火山活动对中国的影响亦较强劲且持久, 自此以后中国进入持续几十年的冷湿期, 灾荒连年 ( 张丕远, 1996), 如杨煜达等 (005) 认为年云南大饥荒, 即因此次火山爆发引发气候突变造成粮食大量减产所致当然, 火山活动是否为中国清代嘉道以后气候突变转寒的直接动因, 还有待继续探讨, 但通过梳理 1819 年档案和方志等史料看出, 其中冬春大雪夏季雨雹秋雨连绵等恶劣天气多有记载, 可见该年黄河中游大范围极端雨涝事件的气候背景应该和此次火山活动有很大关系影响黄河中游降水的气候系统十分复杂, 目前学界还未有成熟的定论, 尤其是人类活动对气候变化影响并不显著的历史时期, 极端降水事件应是自然变化的直接结果, 但其具体的影响因子方式幅度等仍需继续深入探讨, 这将为当前所关注和强调人类活动可能会导致未来极端事件频率增加强度增强等看法提供了参考

11 第 13 卷第 6 期张健等 :1819 年黄河中游极端降水 : 史实特征及气候背景结论 1)1819 年 ( 清嘉庆二十四年 ) 黄河中游发生大范围降水和中下游大气象灾害, 是在明清小冰期大气候背景下的极端气候事件作者利用清宫档案和方志等史料记载, 复原了该年雨情与灾情图景天气特征洪涝灾害及影响 )1819 年黄河中游各县域降雨时段开始与结束时间由南向北递次推迟, 显示出降雨带自春至夏季节性向北移动的特征, 降水集中于夏秋两季, 雨期长且以连阴雨为主, 且多大到暴雨, 二级流域 ( 汾渭河 )6 9 月份降水区雨日高达 40 日以上, 与该年 6 9 月份黄河中游万锦滩报汛志桩的相对水位变化基本一致, 下游洪涝灾害主要受中游极端降水所致, 其最大水位乃百年一遇的涨水表征 3)1819 年黄河中游有 3 个降水中心 :(1) 黄河中游干流北部河曲县至葭州段 ; () 泾渭流域上游区 ; (3) 汾河流域中下游与黄渭洛三角区 4)1819 年降水异常不是非厄尔尼诺年大范围降水偏多的一般性特征的表现, 相对全国范围而言, 很可能存在空间随机关系, 与 AAO 变化未能对应也说明该年黄河中游极端降水的特殊性同时, 也与太阳活动周期的较小值年坦博拉火山活动持续影响等因子有较大关系参考文献高秀山 1983 黄河中下游一七六一年洪水分析 [J] 人民黄河,:6-10 高绍凤, 陈万隆, 朱超群, 等 001 应用气候学 [M] 北京 : 气象出版社,14-17 梁平德 1990NSO 事件与华北夏季降水关系的初步分析 [C] 见 : 长期天气预报理论方法和资源库建立研究项目总课题组长期天气预报论文集北京 : 气象出版社,48-53 郝志新, 郑景云, 伍国凤, 等年华北大旱 : 史实影响及气候背景 [J] 科学通报,55(3):31-38 陆日宇 005 华北汛期降水量年际变化与赤道东太平洋海温 [J] 科学通报,50(11): 满志敏 000 光绪三年北方大旱的气候背景 [J] 复旦学报 ( 社会科学版 ),5:8-35 满志敏 005 历史自然地理学发展和前沿问题的思考 [J] 江汉论坛,1:95-97 满志敏 009 中国历史时期气候变化研究 [M] 山东济南 : 山东教育出版社,96 潘威, 王美苏, 杨煜达年 ( 清道光三年 ) 太湖以东地区大涝的环境因素 [J] 古地理学报,1(3): 水利电力部水管司科技司, 水利水电科学院 1993 清代黄河流域洪涝档案史料 [M] 北京 : 中华书局台湾成文出版社 1966 中国方志丛书 [M] 台湾台北 : 成文出版社谭其骧 196 何以黄河在东汉以后会出现一个长期安流的局面 [J] 学术月刊,9:3-5 杨煜达, 满志敏, 郑景云,005 嘉庆云南大饥荒 ( ) 与坦博拉火山喷发 [J] 复旦学报 ( 社会科学版 ),1:79-85 杨煜达, 郑微微年长江中下游大水灾的时空分布及天气气候特征 [J] 古地理学报,10(6): 张德二 004 中国三千年气象记录总集 ( 肆 )[M] 江苏南京 : 凤凰出版社张德二, 陆龙骅 011 历史极端雨涝事件研究 183 年中国东部大范围雨涝 [J] 第四纪研究,31(1):9-35 张德二, 薛朝晖 1994 公元 1500 年以来 lnino 事件与中国降水分布型的关系 [J] 应用气象学报,5(): 张汉雄 1983 黄土高原的暴雨特性及其分布规律 [J] 地理学报, 38(4): 张丕远 1996 中国历史气候变化 [M] 山东济南 : 山东科学技术出版社,389 张自银, 龚道溢, 何学兆, 等 010 近 500 年南极涛动指数建及其变率分析 [J] 地理学报,65(3):59-69 赵会霞, 郑景云, 葛全胜年苏皖地区大洪涝事件复原分析 [J] 气象科学,4(4): 赵淑贞, 任伯平 1998 关于黄河在东汉以后长期安流问题的再探讨 [J] 地理学报,53(5): 赵振国 1996 厄尔尼诺现象对北半球大气环流和中国降水的影响 [J] 大气科学,0(4):4-48 赵宗慈 1990 黄河流域旱涝物理机制模拟与分析 [J] 应用气象学报,1: 郑景云, 郝志新, 葛全胜 005 黄河中下游地区过去 300 年降水变化 [J] 中国科学 D 辑 ( 地球科学 ),35(8): 中国第一历史档案馆 008 嘉庆朝上谕档 [M] 广西桂林 : 广西师范大学出版社中央气象局气象科学研究院 1981 中国近五百年旱涝分布图集 [M] 北京 : 地图出版社朱太岩 1990 西北稀见方志文献 [M] 甘肃兰州 : 兰州古籍书店庄威凤 009 中国古代天象记录的研究与应用 [M] 北京 : 中国科学技术出版社,84 BernicedeJongBoers1995MountTamborain1815:Avolcanicerup tioninindonesiaanditsaftermath[j]indonesia,60:5 dwardskeenc1981theyearwithoutasummer:a historicalview [J]JournalofthearlyRepublic,1(1):51-67 KiladisGN,DiazHF1989Globalclimateanomaliesassociatedwithex tremesinthesouthernoscilation[j]climate,: NilsAxelMrner1989NSOevents,earthsrotationandglobalchanges [J]JournalofCoastalResearch,5(4): NordliP001Reconstructionofnineteenthcenturysummertempera turesinnorwaybyproxydatafrom farmersdiaries[j]climatic Change,48:01-18

12 698 古地理学报 011 年 1 月 QuinnW H,NealVT199ThehistoricalrecordoflNioevents[C] In:BradleyRS,JonesPD(eds)ClimatesinceAD1500London andnewyork:routledge, RichardB,Stothers1984ThegreatTamboraeruptionin1815anditsaf termath[j]science,4(4654):1191 RopelewskiCF,HalpertM S1987Globalandregionalscaleprecipitati onpaternsassociatedwiththelninolsouthernoscilation[j] MonWeaRev,15: WangH J,FanK005CentralnorthChinaprecipitationasreconstruc tedfrom theqingdynasty:signaloftheantarcticatmosphericos cilation[j]geophysreslet,3: L4705,doi:10109/ 005GL0456 ZhangRH,AkimasaS,MasahideK1999Adiagnosticstudyoftheim pactoflnioontheprecipitationinchina[j]advancesinat mosphericsciences,16():9-41 ( 责任编辑李新坡 ) 檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵诚聘古地理学报 ( 英文版 ) 责任编辑教育部主管中国石油大学 ( 北京 ) 和科学出版社有限责任公司主办中国石油大学 ( 北京 ) 为主要主办单位科学出版社有限责任公司为出版单位的地学类学术期刊 JournalofPalaeogeography, 即古地理学报 ( 英文版 ), 已被中华人民共和国新闻出版总署批准创刊, 将于 01 年第 1 季度出版第 1 卷第 1 期即创刊号现在公开招聘该期刊的责任编辑一名应聘人应具以下条件 :1 愿意长期从事期刊的编辑工作, 全心全意投入工作, 事业心强, 有创业精神, 力争早日把古地理学报 ( 英文版 ) 办成高水平国际化的期刊 ; 地质学专业 ( 最好是沉积学古生物学地层学专业 ) 出身, 具有博士学位 ;3 中文功底扎实, 能胜任英文的笔译和口译工作及本刊编辑工作 ;4 年龄在 33 周岁以下, 副教授职称的应聘者年龄可在 35 周岁以下经考察合格后录用录用后为中国石油大学 ( 北京 ) 古地理学报 ( 英文版 ) 编辑部的正式工作人员, 享受中国石油大学 ( 北京 ) 正式教职工待遇, 并按规定晋级凡愿意应聘者请把简历发给编辑部, 简历内容包括您的姓名性别出生年月出生地学历及学位专业工作经历主要著作和译作爱人及子女情况等联系人 : 郑秀娟电话 : QQ 号 : ( 微笑 ) mail:gdlxb@163com 古地理学报 ( 英文版 ) 编辑部 011 年 10 月

南京气象学院学报第卷

南京气象学院学报第卷 Ò Ò 潘敖大孙照渤在对长江中下游夏季降水进行分型的基础上分析了长江流域南北两支雨带与春季太平洋海温的相关关系并采用大气环流模式对前期海温进行了敏感性试验结果表明赤道东太平洋区域的海温异常对两支雨带夏季降水有重要影响海温正异常时南支雨带旱北支雨带不明显海温负异常时南支雨带涝北支雨带旱前期赤道东太平洋海温强迫可以在北半球对流层激发出遥相关波列并影响长江流域南北两支雨带的旱涝分布