全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测

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1、增刊施雅风等：全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测15全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测*中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3-SW-331)和中国科学院南京地理与湖泊研究所知识创新工程所长专项基金(S220007)国家自然科学基金项目(40271112)联合资助.2003-07-08收稿;2003-11-25收修改稿.施雅风，男，1919年生，中国科学院院士.施雅风1,2姜彤1王俊3张强1苏布达1,4秦年秀1,4(1:中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京210008；2:中国科学院寒区旱区

2、环境工程研究所，兰州730000;3:长江水利委员会水文局，武汉430000；4:中国科学院研究生院，北京100039)提要长江流域近150a间发生的1870、1931、1935、1954与1998年特大洪水灾害损失严重;长江洪水是我国的心腹之患.1990年以来，长江大洪水高频发生，达6次.长江洪水的发生，除湖泊蓄洪功能减弱等因素外，与全球变暖有关.20世纪90年代为近千年中全球最暖的年代，水循环加快，长江中下游夏季降水量为近120a最多的十年，高出1961-1990平均值112mm；而降雨集中和大暴雨降水事件

3、的增加是洪水增加的主要原因.区域气候模式模拟在CO2倍增时，长江流域温度升高2.2℃，夏季降水增加10%-20%，气溶胶的增加可能使此值降低一些.考虑气候变暖可能促进潜在蒸发增加9%-15%的假定情景，计算在降水增加10%，蒸发增加9%条件下，最大洪峰流量在大通站将会达到8.4×104m3/s左右，已超过1998年洪峰流量；汉口站7.9×104m3/s，超过有记录以来所有的洪峰流量；而在宜昌站高达6.94×104m3/s，超过自有实测记录以来的除1896年和1981年以外所有的洪峰流量.假定情景的最高值出现在降

4、水增加20%，蒸发增加15%时，大通站流量将达到9.45×104m3/s，超过该站近百年最大值，1954年的9.26×104m3/s；宜昌站将出现7.82×104m3/s流量，超过1882年以来所有实测记录值，但比1870年据洪痕推算的10.5×104m3/s仍有逊色.未来气候若继续变暖，降水量增加将给长江洪水防御带来巨大的压力.但上述估算是粗糙的，有一定的不确定性，需在以后的研究中进一步改进.关键词长江洪水全球变暖降水、径流与蒸发变化假定情景下长江洪峰流量预测分类号P467P426.616长江洪水灾害可能是我

5、国为患最严重，频率最高，抗灾费力最大，迄今无法根治的自然灾害，因而被称为中国的心腹之患.据统计，1950-1990年间，年年有灾.平均每年受灾人口达1787×104人，死亡2518人，直接经济损失17.74×108元（当年价）.即使在灾害最小的1966年，受灾面积41×104hm2，受灾人口103.3×104人，死亡540人.近150a间发生的1870、1931、1935、1954与1998年特大洪水灾害损失均极为严重[1].近年长江大洪水高频发生，除湖泊围垦造成蓄洪功能减弱等因素外，与全球变暖有关[2].20

6、世纪1990s为全球最温暖的十年，水循环加快，长江中下游地区处于一个显著的增暖增湿的过程中[3].本文重点研究自1990年以来长江洪水事件频繁增加的增刊施雅风等：全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测15气候变化原因，并根据长江流域的降水量、蒸发量和径流深关系资料，计算在气候变暖假定情景下，长江流域干流控制站宜昌、汉口和大通的平均流量和洪峰流量变化趋势，为长江流域未来大洪水的防治提供预警信息.1近年长江洪水高频率出现的气候原因1.11991-2002年长江大洪水与全球强烈变暖相关事实近200年间长江流域的洪水

7、发生记录比较完整.19世纪是全球性小冰期的第3冷期，长江流域曾出现8次大洪水，如1870年主要发生于长江上中游的特大洪水.20世纪是全球变暖的世纪，长江流域出现了19次大洪水，其频率明显高于19世纪冷期.20世纪变暖呈现年代际的波动，实际变暖集中在两个时段.前一时段在1920-1950年间，该时段高峰期我国温度距平达到0.5-0.8℃左右[3]，出现在这个时期的长江大洪水有1921、1924、1926、1931、1935、1936、1945、1948、1949年共9次，即达到3a1次大洪水.1950s至1970

8、s的降温阶段，虽然长江流域也年年有灾，且出现过1954年的特大洪水，但特大洪水年出现次数较少.1980s至今是后一时段，这一阶段升温与CO2等温室气体增加有关，方兴未艾.1990s是全球近千年最温暖的时代，而1998年又是近百年最暖的一年[4]，2002年为次暖一年.该时段长江流域出现了1980、1981、1991、1995、1996、1998、1999、2002年8次大洪水，达到每2