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渭河的水为什么持续减少
渭河的水为什么持续减少 我们早在十多年前就发现渭河的水比二十年前大幅度减少,到了今年出现大旱,从6月10日到现在已经五十多天没有降落一滴雨。渭河水少到什么程度呢?宝鸡市区六百多米宽的河床上只有一股小溪那样的流水,河水周围长满了青苔(见图,图中河水周围长满了青苔,去年丰水期的水位线在长草一线)。 有许多人给我讲三十年前渭河水(中游段)是如何盛大的情况。首先说:以前要过渭河必须用船摆渡,可以想象使用船只至少需要水深在一米以上,宽度应该在十米以上,按照一贯的比降,也就是说每秒的径流量至少在10方以上。那么渭河水到了哪里去了?也许有人说渭河水从宝鸡峡引渭渠截留走了。不可否认,引渭渠分流了相当一部分水量,但是其水量也不过每秒15方。加上也不能达到用船摆渡的程度。第二,渭河目前的经二路、公园路、滨河路等路段过去是渭河滩,目前是繁华市区,楼房鳞次栉比,根据我的观察,这些路段比目前比河床高大约2米。也就是说过去的河水的高差在2米以上。而根据我的观察,目前渭河水全年最大的时候可以用涛涛来比喻,小的时候可以用潺潺来比喻。水量相差在50倍以上。 该图中2013年9月大水时期河面宽度达到了60米左右,最深处水深超过1.5米,水流速度每秒能够达到2米。径流量能够达到100方每秒。但是径流量最少的今年七月,河水宽度不超过3米,水深不超过0.5米,水流速度不超过1米每秒,径流量不超过2方每秒。也就是说渭河中的径流量去年最大时期和目前的最小时期的差高达50倍以上。可以肯定的是过去的渭河水的径流量更大,每年的差别更大。正因为这样渭河的预留河床比上海的黄浦江不相上下,最窄的地方大约500米,最宽处大约800米。造成每年春季渭河河床总是会刮起黄土,到处是裸露沙土。 十几年前甚至目前都有学者关注渭河径流。程磊, 徐宗学, 罗睿, 等. 《渭河流域1980-2000年LUCC时空变化特征及其驱动力分析》[J]. 水土保持研究, 2009, 16(5):1-6.刘燕,胡安焱.《渭河流域50年降水特征变化及其对水资源的影响》[J].干旱区资源与环境,2006,20(1):85-87.《干旱地区农业研究 》 ISTIC PKU -2013年6期裴金萍马新萍《近50年来渭河干流中段径流变化特征研究》。 侯钦磊等在《50 年来渭河干流径流变化及其驱动力分析》中研究结果是枯水期在1月份,其水量只占全年水量的2%多一点,而9月份的水量占全年的19%。该文资料显示林家村(即渭河进入关中平原的峡口),1964年径流最大,高达164方每秒,而最小的2002年只有5.4方每秒,差别为30倍。该文最后指出近50年间(从1964到2002年)从宝鸡峡、咸阳、渭南3个水文站的年平均径流量均表现出递减的变化趋势,其减少率在17—37.654(m3/s)/10a之间。该文指出渭河的径流量和降水量之间的相关系数高达0.99。实际上渭河水的唯一补水来源是降水,因为渭河发源于甘肃的渭源县,整个渭河都没有吸收高山雪水。裴金萍等认为渭河径流量突然下降的突变时间点为1987 年。对于以上的研究结论我基本认同。 以上的研究结果都指向一个事实:渭河流域在过去的二十多年中降雨量减少了。但是以上文献都没有明确的指出渭河流域乃至西北地区的降雨量为什么减少?侯钦磊引用的文献显示整个六十年代宝鸡峡的观测降雨量平均每年为687.10毫米,从1971年到1983年平均为690.46毫米,而1984年到1995年为641.49毫米,1996年到2006年减少到603.36毫米。所以,降雨量减少成为不争的事实。近几年更加严重,尤其是今年,从6月10日到目前未见雨滴。 那么,为什么渭河流域的降雨量减少了呢?这固然与厄尔尼诺现象也许有关,与行星风系即西风带的强烈飘逸有关,与气候周期性变化也许有关。但是我认为最主要的是与近地大气层的温度升高有绝大的关系。而近地大气层温度之所以能够升高,是和人类的活动有决定性关系的。 抛开一切形成降雨的大环境,从最为基本的原理来分析。形成降雨的条件实际上只有两条:第一条降雨地区的上空必须存在大量的水汽。第二条在温度条件许可的情况下水汽的气压达到饱和状态,温度甚至要低于饱和状态。只要这两个条件具备即使不形成大面积垂直降雨,也会在高山形成水平降雨,或者近地层形成大雾,增加地面降水。 降雨的第一个条件必须依靠遥远的地方。西北地区由于地处内陆,地面没有大量湖泊,所以自身蒸发于空中的水分很少,而且地面蒸发的水分由于太少,温度相对较高,所以往往无法达到饱和降雨条件,只有在山区才有可能。所以中国内陆地区的水分主要依赖来自太平洋、北冰洋的水分,西南地区对来自印度洋的水汽有很大的依赖性。实际上每年的春夏秋三季太平洋上都有大量的水分蒸发到空中,但是这些水汽要向遥远的西北地区移动需要很多条件。首先要形成水平气压梯度力,有了水平气压梯度力才能形成指向西北地区的风,而大量水汽组成的气团才能向西北地区移动。其次对于空中气团的干扰要有助于移动。如果干扰阻止气团向西北运动,那么西北就会形成大旱。由于中国地理的复杂性,中国上空的各种环流很复杂。在夏季,一般形成的水汽气团有热带太平洋气团和赤道海洋气团,热带太平洋气团向西北移动表现为东南季风,赤道海洋气团发源于南半球的副热带高压,向中国移动表现为西南季风,主要形象我国西南地区,对西北地区降雨影响很小。由于我国的青藏高原非常高,面积大,所以它对气候降雨的影响非常大,往往夏季形成高原高压,它改变了西风带行星风系的路线,也阻止了热带太平洋气团的西移,而且在它的周边形成若干个小型垂直环流和涡旋,例如哈得来环流和季风环流和西风急流,导致我国境内的副热带高压脊线极不规则。这些环流极大地影响了我国境内水汽团的移动。最近二十年的总体特点是东南季风气团向西北地区移动的动力减小,西北地区深受其它气团和环流的干扰和阻滞,深受其害。但是这些环流的异常变化与下垫面的阳光散射增加,近地层大气组成结构的变化,近地层尘土和PM2.5的增加,地面上人类过多的热力活动具有非常巨大的关系。下垫面的阳光散射增加会导致2000米以下空气温度上升,从而导致大陆高压的减小,这样与海洋气团的气压差减小,导致水分通往大陆的动力降低。这几年我国西南地区频频出现台风袭击,但是西北地区频频出现旱灾,其原因就是水平温度压力差减小,水分不能输送到西北地区。这在历史上都是有记载的,我国盛唐以后,西北地区的森林大量破坏消失,导致大面积裸露,其结果是下垫面温度升高,近地层温度升高,从而从盛唐以后西北地区的干旱增加,降水变率增加,水土流失增加。所以增加森林覆被率本身就是增加从海洋到内陆的气压差,是增加水汽输送的动力,森林不仅本身吸收太阳能,而且由于森林是绿色暗色,能够降低大气层的温度,增加垂直方向上的温度差,导致垂直方向上水分循环增加,增加降雨机会。而裸露地使得太阳辐射直接反射到大气中,大气中的粉尘吸收反射的阳光变成长波辐射在辐射出去,所以导致空中高层的温度升高,大面积的土地是如此情况必然导致大气团和局地大气循环的变化。而这种变化趋势向着高温和干旱。空中高温后使得原本可以达到饱和水汽压条件的水汽不能液化,所以不能形成降雨。不仅粉尘增加会增加高空温度,温室气体的大量排放也会导致相同的结果。高空中温室气体增加,温室气体吸收地面热量然后变为长波辐射,增加高空温度。 |
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