氣象科技服務(wù)在山東省干旱風(fēng)險(xiǎn)管理與防控中的應(yīng)用

劉巧根 萬仕全 石一凡

摘要：運(yùn)用山東省1981—2015年實(shí)測月降水和月平均氣溫?cái)?shù)據(jù)，基于標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)（SPEI指數(shù)）分析山東省干旱時(shí)空演變規(guī)律，提出了應(yīng)對旱災(zāi)的干旱風(fēng)險(xiǎn)管理概念，并論述其含義和作用，總結(jié)了氣象科技服務(wù)具體的應(yīng)對措施。結(jié)果表明：（1） 干旱事件在秋季和春季的發(fā)生頻率最高，在夏季發(fā)生頻率最低;（2） 干旱事件在山東省西北部地區(qū)的發(fā)生頻率明顯高于東南部地區(qū);（3） 區(qū)域干旱災(zāi)害管理應(yīng)由危機(jī)管理向風(fēng)險(xiǎn)管理轉(zhuǎn)變;（4） 從開展和推廣旱災(zāi)氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品、加強(qiáng)旱災(zāi)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)、建立并加強(qiáng)干旱監(jiān)測業(yè)務(wù)水平和平臺、加強(qiáng)防旱抗旱基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和完善干旱管理法律框架5個(gè)方面改善山東和全國的干旱災(zāi)害應(yīng)對體系。研究有助于對干旱實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理，降低旱災(zāi)危害，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，并為國家制定防治干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域戰(zhàn)略計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：山東省;干旱;危機(jī)管理;風(fēng)險(xiǎn)管理;標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散發(fā)指數(shù)

中圖分類號：S423 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?文章編號：1002-1302（2021）14-0204-09

自然災(zāi)害中氣象類災(zāi)害占70%左右，其中50%為干旱災(zāi)害[1]。由于全球變暖加劇了地表-植物-大氣之間的水循環(huán)，為維持水分平衡植物體表的蒸騰作用及植被-地表的蒸散作用也隨之發(fā)生調(diào)節(jié)，導(dǎo)致極端氣候事件頻發(fā)，世界各地干旱事件的發(fā)生范圍、頻率和強(qiáng)度也隨之明顯增加[2-6]。干旱作為一種頻發(fā)的自然災(zāi)害，其發(fā)展過程緩慢，具有歷時(shí)長、范圍廣和影響大的特征，給生態(tài)系統(tǒng)、自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類社會等方面發(fā)展造成的影響尤為嚴(yán)重。其中，干旱對農(nóng)業(yè)發(fā)展造成的影響最為顯著。根據(jù)國際紅十字會的統(tǒng)計(jì)，北美洲、非洲、東亞、澳大利亞等地每年平均由干旱災(zāi)害造成的死亡約占全球自然災(zāi)害造成的總死亡人數(shù)的60%[7]。我國的干旱災(zāi)害多發(fā)生于秦嶺淮河以北地區(qū)，其中年干旱日數(shù)≥60 d的地區(qū)包括西北內(nèi)陸東部、華北中南部、黃淮東北部、吉林西部等，旱災(zāi)對當(dāng)?shù)厝嗣竦纳詈蜕a(chǎn)造成了嚴(yán)重危害[8-9]。全球各地旱情形勢極為嚴(yán)峻，亟待深入研究干旱的產(chǎn)生、發(fā)展和消亡規(guī)律。因此，提升干旱風(fēng)險(xiǎn)的評估水平，增強(qiáng)對干旱防御乃至管理能力顯得尤其重要。

干旱的形成和發(fā)展過程包含了復(fù)雜的動力學(xué)過程，其水分和能量循環(huán)機(jī)制具有典型的多尺度特征，與氣象、水文、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境以及社會經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域具有密切關(guān)聯(lián)[10]。有關(guān)干旱的研究逐漸由對干旱現(xiàn)象的識別發(fā)展到對其內(nèi)在規(guī)律和形成機(jī)理的探索[11-14]。隨著對干旱發(fā)生規(guī)律認(rèn)識的加深，人類對其應(yīng)對能力也在提高。全球各地應(yīng)對干旱災(zāi)害的主要方法為危機(jī)管理措施，由于危機(jī)應(yīng)對措施具有臨時(shí)性和突發(fā)性特征，易導(dǎo)致應(yīng)急過度和缺失的情況發(fā)生，不能對干旱風(fēng)險(xiǎn)形成制度化管理，建立系統(tǒng)性的綜合抗旱減災(zāi)體系[15]。應(yīng)急響應(yīng)雖然滿足了抗旱的短期需求，若不能改善環(huán)境自身緩解干旱自身的能力，反而會使應(yīng)對危機(jī)的能力降低[16]。自1980年以來，人們有了干旱風(fēng)險(xiǎn)管理的概念，即提前制作應(yīng)對干旱發(fā)生的各種預(yù)案，在干旱災(zāi)害來臨之際采取相應(yīng)的適應(yīng)和防災(zāi)措施，以及災(zāi)后的補(bǔ)救措施[17]。相比之下，風(fēng)險(xiǎn)管理較危機(jī)管理是一種更加有效積極的防災(zāi)減災(zāi)模式，對干旱風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行積極的投資可以減少旱災(zāi)影響和總體應(yīng)對成本。對此，世界多國做出了巨大努力，達(dá)成了《兵庫行動框架：建立國家和社區(qū)對災(zāi)害的復(fù)原力》[18]和《2015—2030年仙臺減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)框架》[19]，以及降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)戰(zhàn)略的承諾[20]。經(jīng)過長期發(fā)展，美國在20世紀(jì)90年代初提出“10-Step Drought Planning Process（十步驟干旱管理規(guī)劃）”后，已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)險(xiǎn)管理模式，形成了相應(yīng)的國家干旱政策[21]。西班牙在2018年12月批準(zhǔn)的干旱管理計(jì)劃（DMP）中，關(guān)于水文立法和規(guī)劃已從傳統(tǒng)的緊急干旱管理方法轉(zhuǎn)向減少干旱風(fēng)險(xiǎn)管理。過去我國對于旱災(zāi)等自然災(zāi)害側(cè)重于危機(jī)管理模式，即干旱災(zāi)害發(fā)生后，臨時(shí)調(diào)動社會資源和公共資源及社會援助進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)[22]。由于措施往往是臨時(shí)性的，救災(zāi)效率有巨大的提升空間。隨著對干旱發(fā)生規(guī)律認(rèn)識的加深，2003年和2016 年，我國提出防汛抗旱“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”和防災(zāi)減災(zāi)“兩個(gè)堅(jiān)持，三個(gè)轉(zhuǎn)變”的新觀念，在繼續(xù)加強(qiáng)危機(jī)管理的同時(shí)，積極推進(jìn)我國的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理體系和機(jī)制建設(shè)[22]。干旱風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)現(xiàn)明顯減少了干旱災(zāi)造成的種種危害，顯著提高了水資源利用效率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)和人類社會的可持續(xù)發(fā)展[10]。

山東省是我國干旱災(zāi)害發(fā)生頻率最高、影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，也是我國北方最發(fā)達(dá)的省份之一。山東省的旱災(zāi)不僅對當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展和糧食安全產(chǎn)生嚴(yán)重危害，也會對全國的商品糧和蔬菜水果供應(yīng)有重大影響。山東省位于中緯度和海洋大陸過渡帶，屬于典型的東亞暖溫帶季風(fēng)氣候類型，其年內(nèi)和年際降水量分布不均，夏季降水量占年降水量的60%～70%，極易導(dǎo)致旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生。山東省降水豐枯不均，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生“十年九旱，年年春旱”的旱情。前人已對我國和山東省的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行探索，并取得諸多成果[23-26]。但是，目前的干旱風(fēng)險(xiǎn)管理研究缺少全面性、動態(tài)性，沒有綜合考慮氣象、水文水利、區(qū)域社會、經(jīng)濟(jì)、金融保險(xiǎn)等多學(xué)科的相互作用，尤其缺少針對山東省的干旱風(fēng)險(xiǎn)管理研究。因此，本研究從不同角度討論干旱風(fēng)險(xiǎn)的管理機(jī)制，分析山東省的干旱災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律、存在的問題和挑戰(zhàn)，提出解決問題的可行性及對未來干旱的研究方向，為國家制定防治干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域戰(zhàn)略計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)

山東?。?14°36′～122°36′E、34°25′～38°23′N）位于我國東部沿海，境內(nèi)包括半島和內(nèi)陸2部分，全省陸域面積約為15.58萬km2。山東省地形主要以平原和丘陵為主，東部是半島地區(qū)，緩丘起伏，中部山地凸起，西部和北部屬于華北平原，中南部為山地丘陵。山東屬于典型的暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，省內(nèi)降水分布呈現(xiàn)東南多、西北少的特點(diǎn)，年平均氣溫由東北沿海向西南內(nèi)陸遞增。山東作為我國農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)增加值長期穩(wěn)居各省第1位。由于其特殊的氣象特征，使其易于發(fā)生氣象災(zāi)害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

本研究選取山東省境內(nèi)98個(gè)氣象加密站的逐月降水和平均氣溫?cái)?shù)據(jù)，剔除缺測數(shù)據(jù)的臺站（≥3個(gè)月無數(shù)據(jù)記錄），氣象數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度為1981—2015年，采用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPEI）和蒸散發(fā)指數(shù)來表征干旱情況。

1.2 研究方法

SPEI是對標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）的擴(kuò)展，旨在考慮降水和潛在蒸散量（PET）來量化干旱程度。SPEI在SPI的基礎(chǔ)上增加了溫度組分，引入潛在蒸散項(xiàng)，通過計(jì)算基本的水平衡過程分析溫度對干旱發(fā)展的影響，可以較好地說明較高溫度導(dǎo)致的干旱持續(xù)時(shí)間和幅度的上升。SPEI具有多時(shí)間尺度特征，可以計(jì)算1～48個(gè)月甚至更長的時(shí)間跨度。根據(jù)SPEI的強(qiáng)度范圍計(jì)算其正負(fù)值，進(jìn)而確定干濕時(shí)間并評估干濕事件的程度，SPEI的輸入項(xiàng)包括月降水和溫度資料。由于SPEI考慮了溫度要素，在評估氣候模式未來不同情景下的氣候變化影響時(shí)，它是一個(gè)較為理想的指數(shù)。SPEI的算法具體如下。

1.2.1 潛在蒸散發(fā)量的計(jì)算 計(jì)算SPEI的關(guān)鍵變量之一為PET，本研究計(jì)算PET采用的方法是Thornthwaite法[27-28]：

2 結(jié)果與分析

本研究首先分析了山東省1981—2015年SPEI的歷史趨勢變化特征及其統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，然后展示SPEI不同旱情等級的時(shí)空分布特征。

2.1 月SPEI指數(shù)的年際變化特征

由圖1可知，山東省35年來幾乎每年（2003年除外）都發(fā)生不同等級干旱事件，且1996年后重旱、特旱事件不斷發(fā)生。山東地區(qū)干旱主要集中在冬季、春季以及秋季，其中，2002年冬季，2001年、2012年和2014年的春季，1998 年的秋冬季，2010 年秋季均有較嚴(yán)重的干旱發(fā)生;夏季鮮有干旱發(fā)生，但1997年的夏季出現(xiàn)了嚴(yán)重干旱。干旱的發(fā)生過程是降水量減少、土壤含水量減小和植被狀況受到干旱響應(yīng)的遞進(jìn)過程。山東省的降雨主要集中于夏季，降水量的年際和年內(nèi)分布不均勻是其干旱發(fā)生的主要自然原因。全球變暖加劇對山東地區(qū)的氣候產(chǎn)生了重大影響，副熱帶高壓的位置變化對當(dāng)?shù)亟邓母淖冇绊懢薮蟆拈L時(shí)間尺度來看，干旱是全球變化趨勢下產(chǎn)生的氣候特征。

由圖2可知，山東省年尺度的SPEI在1981—2015年間呈現(xiàn)輕微下降趨勢，線性傾向率為 -0.002 05/年，表明近35年來山東省呈干旱化趨勢。1988年和2003年分別是該地區(qū)近58年來最干旱和最濕潤的2個(gè)年份，其SPEI值分別為-0.43和0.68。35年來山東省年尺度SPEI主要經(jīng)歷了1981—1990年、1990—2002年、2002—2003年和2003—2015年4個(gè)階段，分別呈現(xiàn)上升、下降、突變和下降的趨勢。由此可知，山東省近35年分別經(jīng)歷了濕潤化、干旱化、干-濕轉(zhuǎn)化突變和干旱化的趨勢。

由圖3可知，山東省1981—2015年期間8月份的月平均SPEI值大于-0.5區(qū)間的月份最多，10月份的月平均SPEI值小于-0.5區(qū)間的月份最多。由此可知，山東省35年來秋季10月份發(fā)生干旱的頻率最高，夏季8月份發(fā)生干旱事件的頻率最低。整體而言，山東省秋季干旱事件發(fā)生最頻繁，夏季干旱事件發(fā)生最少。

由圖4可知，特大干旱在2月份（冬季）發(fā)生的數(shù)量最大，在8月份（夏季）發(fā)生的數(shù)量最小。重旱多發(fā)生在5月份（春季），而在1月份（冬季）的發(fā)生頻率最低。對于中旱事件，發(fā)生頻率最高的為12月份（冬季），發(fā)生頻率最低的位于2月份（冬季）。輕旱發(fā)生數(shù)量最大的在1月份（冬季），在3月份（春季）的發(fā)生數(shù)量最低。而對于無旱事件，3月份（春季）的發(fā)生頻率最高，12月（冬季）最易發(fā)生干旱。

3.2 干旱事件空間頻率分析

由圖5可知，山東省冬季西部地區(qū)的輕旱發(fā)生頻率最高，其發(fā)生頻率在30%～50%之間波動，東部區(qū)域輕旱發(fā)生頻率較低，其變化范圍在10%～30%之間;而山東省春季和夏季的輕旱發(fā)生頻率降低。秋季，山東東南部地區(qū)輕旱發(fā)生頻率增加，西北部區(qū)域輕旱發(fā)生頻率減少。

由圖6可知，山東省東南部地區(qū)冬季、4月和10月中旱事件發(fā)生的頻率明顯高于西部地區(qū)，而3月份山東省東南部中旱的發(fā)生頻率明顯低于西北部地區(qū)。其他月份，全省中旱事件沒有明顯地區(qū)差異。

由圖7可得，春季重旱事件在全省各地區(qū)發(fā)生的頻率均為最高，對于所有干旱事件發(fā)生頻率，從高到低依次為夏季、春季和秋季。10月和12月山東僅部分地區(qū)偶發(fā)重旱事件。山東屬于溫帶大陸性氣候，春季降雨量較少，溫度上升導(dǎo)致蒸散量增加，加之春季農(nóng)業(yè)用水需求很大，因此春季重旱事件發(fā)生的頻率最高。

由圖8可知，在9月和10月，山東省發(fā)生特旱的情況最為嚴(yán)重，其頻率最高。夏季山東全省發(fā)生特旱的頻率最低。山東省年內(nèi)降水量分布不均，夏季降水集中， 春秋兩季少雨，冬季展現(xiàn)出干旱趨勢。

山東受海陸位置和地形條件影響，降雨自東南向西北遞減，沿海地區(qū)的降水量明顯高于內(nèi)陸地區(qū)。其原因在于該地區(qū)距離海洋較近，源自海洋的東南氣流受到地形影響抬升，容易形成降水。此外，山東地貌特征表現(xiàn)為山地多于平原，由于山坡地形的抬升作用，使得暖濕氣流更易在山前產(chǎn)生降水。

4 討論與結(jié)論

氣候變暖加劇導(dǎo)致多種氣象災(zāi)害頻發(fā)，干旱作為影響人類生存最主要的氣象災(zāi)害之一， 制約著糧食穩(wěn)定增產(chǎn)。因此，對于干旱災(zāi)害的研究和管理的重視程度日益提升[31]，同時(shí)也成為各國政府關(guān)注的熱點(diǎn)議題。干旱是我國最常見、影響范圍最廣、時(shí)間最長、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響最大的氣候?yàn)?zāi)害[32]。自1990年以來，隨著全球變暖趨勢明顯增加，氣溫上升導(dǎo)致地表蒸散發(fā)呈明顯上升趨勢，我國秦嶺淮河以北地區(qū)干旱事件頻繁發(fā)生。研究表明我國年平均旱災(zāi)面積高達(dá) 771.2萬hm2，地處黃河，淮河和海河流域的山東省成為了干旱災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，是干旱災(zāi)害頻發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)之一。1989—2004年山東全省農(nóng)作物平均每年受災(zāi)面積達(dá)21萬hm2以上，1991、1997、1999、2000、2001、2002年受旱面積均高于 35萬hm2。近十年來，山東省幾乎每年均發(fā)生不同程度的干旱災(zāi)害。山東省是人口和經(jīng)濟(jì)大省，是我國蔬菜和糧食的重要產(chǎn)區(qū)之一，對于我國實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會及第一個(gè)百年奮斗目標(biāo)方面發(fā)揮著不可忽視的重要影響。干旱災(zāi)害對農(nóng)業(yè)發(fā)展、工業(yè)發(fā)展、人民生產(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境發(fā)展等造成了顯著不利影響，不僅影響山東省未來的農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展、居民生產(chǎn)生活及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且也不利于我國開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的新征程。因此，研究分析山東省干旱變化規(guī)律，預(yù)測干旱發(fā)展的可能性，積極開展基于機(jī)理過程的區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn)分析理論、方法及對策研究，可為山東省乃至全國農(nóng)業(yè)干旱的科學(xué)決策和精細(xì)化管理，以及防災(zāi)減災(zāi)策略的制定，提供了扎實(shí)的理論依據(jù)及有效的技術(shù)支撐，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

我國面對干旱災(zāi)害的傳統(tǒng)危機(jī)管理，長期以來都是被動應(yīng)對[33-34]，即在干旱已經(jīng)發(fā)生并給生產(chǎn)生活造成一定負(fù)面影響后才采取相關(guān)應(yīng)對措施，對危機(jī)的反應(yīng)處于被動和應(yīng)急狀態(tài)。傳統(tǒng)危機(jī)管理常常因措施缺乏針對性、實(shí)施不夠及時(shí)、多部門之間缺少聯(lián)動協(xié)作，導(dǎo)致應(yīng)急和治理效率不高。傳統(tǒng)管理模式更多的關(guān)注眼前和局部問題，立足“抗”而忽視“防”。傳統(tǒng)管理方式有很多不足之處，主要表現(xiàn)為：社會公眾對災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的認(rèn)識及意識不足，立足于對干旱災(zāi)害應(yīng)急處理;缺乏統(tǒng)一有效的信息收集、處理、分析、分發(fā)和信息交流的平臺和機(jī)制;沒有統(tǒng)一的干旱災(zāi)害及干旱風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，以及相應(yīng)的災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)管理區(qū)分領(lǐng)域，以分散管理為主;缺乏統(tǒng)一的組織協(xié)調(diào)，易導(dǎo)致權(quán)責(zé)不明和法定不清;政府是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的主體，沒有集結(jié)社會其他組織及群眾等社會積極力量。傳統(tǒng)的災(zāi)害管理雖然能在一定程度上減輕旱災(zāi)損失，但由于缺乏防范意識，沒有前期針對性的應(yīng)對政策和事先計(jì)劃，許多措施的成效受到影響，無法對旱災(zāi)造成的各種直接和間接影響作出準(zhǔn)確、全面的評估分析。

長期以來，歐美的一些旱災(zāi)高發(fā)國家在應(yīng)對旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)處理和防控方面積累了豐富的管理經(jīng)驗(yàn)，研究借鑒其防災(zāi)減災(zāi)理念和應(yīng)對方法，能夠有效完善我國干旱災(zāi)害管理體系，顯著提升抗旱減災(zāi)能力，加強(qiáng)保障社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自1980年以來美國和澳洲就提出相應(yīng)的干旱災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)管理的想法，將災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的重心轉(zhuǎn)移到干旱災(zāi)害發(fā)生前的階段，并應(yīng)采取相應(yīng)有利的防災(zāi)方式和應(yīng)對災(zāi)害的有效措施。干旱風(fēng)險(xiǎn)管理強(qiáng)調(diào)在災(zāi)害發(fā)生前進(jìn)行預(yù)防、緩解和早期預(yù)警，盡量降低干旱災(zāi)害發(fā)生概率，是一種科學(xué)有效的預(yù)防和管理模式，主要包括干旱的預(yù)警預(yù)測、干旱發(fā)生時(shí)的應(yīng)對處置預(yù)案、旱災(zāi)的評估分析等內(nèi)容，對于難以避免的旱災(zāi)，可以預(yù)先制定防控措施以減輕旱災(zāi)損失[35]。干旱風(fēng)險(xiǎn)管理模式是一種主動應(yīng)對及響應(yīng)災(zāi)害的方式，有利于減少經(jīng)濟(jì)和人力損失。干旱災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管理理念是現(xiàn)代防災(zāi)減災(zāi)理念的一次偉大革命，同時(shí)也是積極研究探索干旱災(zāi)害及面對和應(yīng)對干旱災(zāi)害的新征程，對防災(zāi)減災(zāi)具有重大意義。隨著對干旱災(zāi)害認(rèn)識的提高，我國于2003年和2016 年，提出防汛抗旱“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”和防災(zāi)減災(zāi)“兩個(gè)堅(jiān)持，三個(gè)轉(zhuǎn)變”的新觀念[22]，從注重傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)效益轉(zhuǎn)換為兼顧社會、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)發(fā)展?jié)慕y(tǒng)一，從傳統(tǒng)抗旱到科學(xué)防旱的轉(zhuǎn)變，將干旱災(zāi)害對人們?nèi)罕娚a(chǎn)生活、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的不利影響和損失最小化。

干旱風(fēng)險(xiǎn)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要建立綜合預(yù)警系統(tǒng)，制定完備的基于風(fēng)險(xiǎn)管理的減災(zāi)對策和體系。可以從以下幾個(gè)方面提高山東省乃至全國應(yīng)對干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控的措施。

4.1 大力推廣和開展旱災(zāi)氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品

建立防災(zāi)減災(zāi)的基本體系，鼓勵金融機(jī)構(gòu)開展各項(xiàng)災(zāi)害保險(xiǎn)業(yè)務(wù)，建立巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)合理分散機(jī)制，有效利用再保險(xiǎn)和債券發(fā)行的方式，建立一個(gè)由國家-金融保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)-參保對象共同參與的防災(zāi)減災(zāi)體系，有力保障災(zāi)害保險(xiǎn)制度的順利實(shí)施，切實(shí)補(bǔ)償災(zāi)害損失?？梢詫τ?種或多種氣象和氣候條件造成的農(nóng)業(yè)破壞程度進(jìn)行量化，不同的指標(biāo)有其一一對應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品的收益、損失及其產(chǎn)量，基于保險(xiǎn)指數(shù)制定保險(xiǎn)合同，當(dāng)不同氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)，農(nóng)業(yè)投保者獲取相應(yīng)的賠償。根據(jù)各個(gè)區(qū)域的旱災(zāi)特點(diǎn)，因地因時(shí)制宜，開發(fā)合理的氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶提供保障支撐。在此過程中，氣象部門要充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，整合資源，解決氣象類保險(xiǎn)中存在的不合理問題。（1） 完善氣象指數(shù)的設(shè)計(jì)過程和選取機(jī)制，制定完善的產(chǎn)品構(gòu)建程序，準(zhǔn)確識別多氣象因子間的相互作用及其程度;改善部分氣象因子的測量精度和頻率;權(quán)重較大的氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的不同處理。（2） 合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，提高氣象數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性，在數(shù)據(jù)的采集和處理中，使用高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和合理有效的方法，以使氣象數(shù)據(jù)可以正確表達(dá)作物的受損情況。（3） 研發(fā)理想的農(nóng)作物趨勢產(chǎn)量模型，準(zhǔn)確分離農(nóng)作物的氣象產(chǎn)量。除了采用傳統(tǒng)的趨勢產(chǎn)量模型外，積極引入“3S”技術(shù)進(jìn)行估產(chǎn)，利用人工智能模型和機(jī)器學(xué)習(xí)模型對于氣象產(chǎn)量進(jìn)行評估。（4） 通過宣傳等方式使農(nóng)民群眾對氣象類保險(xiǎn)理念有一定了解和認(rèn)可，鼓勵他們參保，發(fā)展新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體市場。（5） 積極研發(fā)氣象巨災(zāi)保險(xiǎn)產(chǎn)品，加強(qiáng)氣象部門與保險(xiǎn)公司的合作，拓展業(yè)務(wù)營銷渠道，重視氣象保險(xiǎn)人才的培養(yǎng)，保證農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害類保險(xiǎn)的科學(xué)性、合理性和可持續(xù)性，為氣象類保險(xiǎn)的開展、推廣及其可持續(xù)發(fā)展提供有效的科學(xué)依據(jù)和有力的技術(shù)支撐。

4.2 旱災(zāi)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)的建立

我國尚沒有形成系統(tǒng)性的災(zāi)害預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，處于建設(shè)初始階段。災(zāi)害預(yù)警網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要由政府機(jī)構(gòu)牽頭組織，其他特定的管理機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)、多部門及各地區(qū)互聯(lián)互動。結(jié)合高計(jì)算資源，綜合運(yùn)用“3S”技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能技術(shù)，建立地-空一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)跟蹤分析天氣系統(tǒng)及氣象要素，并及時(shí)發(fā)布相應(yīng)的災(zāi)害預(yù)警信息、預(yù)防指導(dǎo)產(chǎn)品及災(zāi)害實(shí)況監(jiān)測信息。氣象部門要加大氣象災(zāi)害應(yīng)急服務(wù)科技力度，包括異常氣象地面和云況的動態(tài)監(jiān)測、高空探測以及應(yīng)急服務(wù)效果評估技術(shù)。其中，人工影響天氣作為應(yīng)對局部旱災(zāi)的強(qiáng)有力手段，是最為普遍和有效的氣象應(yīng)急服務(wù)技術(shù)。由于氣象衛(wèi)星、探空氣球以及飛機(jī)存在的探測費(fèi)用、便捷性和時(shí)效性等方面的缺陷，無人機(jī)技術(shù)成為高空氣象探測的主流手段。經(jīng)過改裝和整合的無人機(jī)高空探空作業(yè)系統(tǒng)能夠搭載各類探空設(shè)備儀器，獲取不同高度云層演變的實(shí)時(shí)信息，提高氣象部門人工降雨的效率。通過整合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新興技術(shù)，打造氣象系統(tǒng)成為具有實(shí)時(shí)感知、判斷、分析和自適應(yīng)能力的業(yè)務(wù)平臺，讓氣象業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)“平臺化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化”，實(shí)現(xiàn)從“人工”走向“智能”的質(zhì)變。各省的省-市-縣氣象部門及各部門機(jī)構(gòu)之間要互聯(lián)互動，將災(zāi)情信息實(shí)時(shí)上傳到國家綜合災(zāi)害管理系統(tǒng)，由系統(tǒng)綜合處理和發(fā)布干旱監(jiān)測預(yù)警信息。努力提升國家-省-市-縣一體化的災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警和預(yù)測能力，提倡科研院所、大學(xué)等機(jī)構(gòu)與氣象部門緊密合作，提高不同時(shí)間尺度（月、季節(jié)、次季節(jié)、年度、年代際等）的干旱預(yù)警和預(yù)測能力。通過將災(zāi)后風(fēng)險(xiǎn)管理轉(zhuǎn)變?yōu)闉?zāi)前預(yù)測預(yù)警，把相應(yīng)的災(zāi)害預(yù)警預(yù)測信息及時(shí)提供給需要的農(nóng)戶及其他群眾，可以有效地降低災(zāi)害造成的各種損失及不利影響，即使發(fā)生旱災(zāi)，也能夠?qū)?zāi)害造成的危害降至最低。

4.3 加強(qiáng)并建立干旱監(jiān)測業(yè)務(wù)水平和平臺

在基于《氣象干旱等級》國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域氣候特點(diǎn)，構(gòu)建干旱監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)國家基本站和區(qū)域加密站多源氣象要素的存儲管理，實(shí)現(xiàn)由全國自動氣象站8個(gè)時(shí)次觀測的特定格式地面信息實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和存儲。建立干旱預(yù)警和預(yù)測業(yè)務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)不同等級干旱的監(jiān)測和動態(tài)預(yù)警。通過非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫技術(shù)，使得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)可以無縫對接。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)氣象業(yè)務(wù)需求指標(biāo)的計(jì)算，如溫度、降水的距平、距平百分率、多種干旱指標(biāo)的計(jì)算等。此外，實(shí)現(xiàn)豐富的數(shù)據(jù)查詢，達(dá)到毫秒級滯后顯示結(jié)果，并以多種數(shù)據(jù)圖表可視化的方式來顯示查詢結(jié)果。實(shí)現(xiàn)多種災(zāi)害指標(biāo)的輸出，如K干旱指標(biāo)、SPI和復(fù)合氣象干旱指數(shù)（CI），并且提供多樣式的數(shù)據(jù)輸出接口來讀寫多種數(shù)據(jù)格式。通過機(jī)體學(xué)習(xí)等方式實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)一鍵式輸入和輸出，有效減少人工操作的概率，提高信息的及時(shí)性。

4.4 加強(qiáng)防旱抗旱基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

加強(qiáng)多種基礎(chǔ)防旱抗旱設(shè)施建設(shè)，通過技術(shù)手段促進(jìn)及加強(qiáng)旱災(zāi)的預(yù)防和控制，提高防旱技術(shù)水平。加強(qiáng)基礎(chǔ)觀測站的建設(shè)，加強(qiáng)和大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)的合作，提高旱災(zāi)的預(yù)警預(yù)測能力，將研究重點(diǎn)由事后補(bǔ)救技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防技術(shù)。借鑒以色列節(jié)水農(nóng)業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)新型噴灌系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化、最優(yōu)化、無人化的噴灌設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)控制作物需水量，提高水資源利用率。對于山東省等諸多干旱地區(qū)，年內(nèi)和年際降水量分布不均，大多數(shù)地區(qū)降水主要集中在雨季，雨季的大量降水通過河流流入大海，導(dǎo)致地下水得不到足夠補(bǔ)給，而旱季則降水稀少，工農(nóng)業(yè)需大量抽取地下水，導(dǎo)致地下水位不斷下降。因此，除了大型水庫蓄水外，還需要在地表建立一定數(shù)量的蓄水面和蓄水點(diǎn)，讓降水滲透到地下。同時(shí)，積極借鑒各國先進(jìn)儲水技術(shù)，如將豐水期的水存入地下，待干旱發(fā)生時(shí)用于生產(chǎn)生活。

4.5 完善干旱管理法律框架

美國、澳洲等國家災(zāi)害防治經(jīng)驗(yàn)較為豐富，研究借鑒其先進(jìn)的災(zāi)害管理理念和措施，對我國建立和完善各種災(zāi)害防治法律體系及確保社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。美國建立了一系列有關(guān)災(zāi)害管理的法律體系和政策，其干旱法主要包括4個(gè)框架（法律法規(guī)、政策資金、應(yīng)對計(jì)劃和機(jī)構(gòu)設(shè)置），形成了比較系統(tǒng)性的災(zāi)害防治法律體系。美國的《國家干旱預(yù)防法》明確提出預(yù)防優(yōu)先保險(xiǎn)、保險(xiǎn)優(yōu)先救濟(jì)、激勵優(yōu)先管理的原則，加強(qiáng)了防治旱災(zāi)方面的相關(guān)研究?！吨腥A人民共和國抗旱條例》[36]是現(xiàn)階段我國最主要的干旱管理法律法規(guī)，明確劃定干旱災(zāi)預(yù)防、抗旱減災(zāi)和災(zāi)后恢復(fù)等問題，是我國干旱災(zāi)防治的主要法律依據(jù)。但是其中有些規(guī)定過于原則化，不切實(shí)際，并不能起到有針對性和可持續(xù)性的引導(dǎo)作用，需要改進(jìn)完善相應(yīng)的法律法規(guī)，以保證其可持續(xù)發(fā)展。因此，在新的干旱風(fēng)險(xiǎn)管理理念指導(dǎo)下，要廣泛汲取氣象、水文、環(huán)境、法律和經(jīng)濟(jì)金融等多學(xué)科的建議，建立以預(yù)防為主的國家-省-市-縣一體化的應(yīng)對各種災(zāi)害的法律體系、總體規(guī)劃，確立指導(dǎo)原則。

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