1990—2019年新疆不同等級(jí)風(fēng)災(zāi)變化特征

王秀琴 王昀 王旭

(1 新疆維吾爾自治區(qū)氣象信息中心，烏魯木齊 830002；2 蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，甘肅干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000；3 新疆維吾爾自治區(qū)人工影響天氣辦公室，烏魯木齊 830002)

引言

風(fēng)災(zāi)是指由強(qiáng)風(fēng)(6級(jí)以上的風(fēng))、沙塵暴和干熱風(fēng)引起的災(zāi)害。近年來，許多學(xué)者開展風(fēng)災(zāi)的研究，由通過建立災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃模型及評(píng)估模型的方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)災(zāi)區(qū)劃和災(zāi)害影響評(píng)估[1-3]，延伸到不同風(fēng)力作用下造成不同粒徑砂粒的遷移、堆積研究[4-5]，并且認(rèn)為風(fēng)災(zāi)的致災(zāi)因子是大風(fēng)[6]。新疆作為風(fēng)災(zāi)多發(fā)區(qū)之一[7]，風(fēng)災(zāi)危害的研究成為熱點(diǎn)問題。夏祎萌等[8]通過危險(xiǎn)度及災(zāi)度等方面的分析，認(rèn)為新疆是大風(fēng)災(zāi)害中度危險(xiǎn)區(qū)，以輕災(zāi)為主，但滿蘇爾·沙比提等[9]認(rèn)為南疆風(fēng)災(zāi)對(duì)人民正常生產(chǎn)生活造成重大損失。王秋香等[10]通過建立不同災(zāi)情要素?fù)p失等級(jí)劃分的量化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)新疆風(fēng)災(zāi)進(jìn)行評(píng)估。另外一些學(xué)者通過對(duì)沙塵暴動(dòng)力結(jié)構(gòu)特征分析或構(gòu)建風(fēng)沙災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型，對(duì)新疆不同區(qū)域風(fēng)沙災(zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià)[11-12]。新疆作為我國(guó)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)重要基地，大風(fēng)災(zāi)害對(duì)農(nóng)牧業(yè)的影響也受到廣泛關(guān)注[13-14]。以上研究成果為后人開展風(fēng)災(zāi)研究奠定了基礎(chǔ)，但因研究?jī)?nèi)容和側(cè)重點(diǎn)各有不同，尚未形成一個(gè)完整統(tǒng)一的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。新疆風(fēng)災(zāi)造成的人員死亡、房屋倒塌、棚圈倒塌、溫室大棚倒塌、牲畜死亡、農(nóng)作物受災(zāi)面積等在風(fēng)災(zāi)災(zāi)情報(bào)告中均有詳細(xì)記載，這些信息從不同角度反映了風(fēng)災(zāi)對(duì)農(nóng)牧業(yè)的影響程度。而在以往的研究中鮮有利用這6個(gè)災(zāi)情要素對(duì)風(fēng)災(zāi)進(jìn)行定量評(píng)估，綜合考慮6個(gè)災(zāi)情要素的新疆風(fēng)災(zāi)長(zhǎng)期變化趨勢(shì)及其氣候成因的研究工作尚未開展。

本文采用比值權(quán)重和無(wú)量綱化計(jì)算方法，構(gòu)建能綜合表達(dá)6個(gè)災(zāi)情要素的災(zāi)損指數(shù)，進(jìn)一步利用百分位數(shù)法將每次風(fēng)災(zāi)事件的災(zāi)損指數(shù)劃分為一般、較重、嚴(yán)重、特重4個(gè)等級(jí)。依據(jù)災(zāi)損指數(shù)和風(fēng)災(zāi)等級(jí)分析新疆風(fēng)災(zāi)的時(shí)空分布特征，并以極大風(fēng)速作為切入點(diǎn)，建立不同等級(jí)風(fēng)災(zāi)的風(fēng)速閾值。研究工作可為風(fēng)災(zāi)預(yù)報(bào)預(yù)警及防范提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與資料和方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆地形屬“三山夾兩盆”(圖1)，天山山脈橫亙中部，天山以南為南疆，天山以北為北疆。北疆主要包括阿勒泰地區(qū)、塔額盆地、伊犁河谷、博爾塔拉蒙古自治州(簡(jiǎn)稱博州)、北疆沿天山一帶；南疆主要包括哈密市、吐魯番盆地、巴音郭楞蒙古自治州(簡(jiǎn)稱巴州)、阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州(簡(jiǎn)稱克州)、喀什地區(qū)及和田地區(qū)。

圖1 新疆地形及行政區(qū)劃分

新疆是我國(guó)沙化土地面積最大、分布最廣、風(fēng)沙危害最嚴(yán)重的省區(qū)，是我國(guó)沙塵暴的主要易發(fā)地之一，同時(shí)也是世界上沙漠化危害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。位于北疆準(zhǔn)噶爾盆地中央的古爾班通古特沙漠是中國(guó)面積最大的固定、半固定沙漠，位于南疆塔里木盆地中部的塔克拉瑪干沙漠是中國(guó)最大、世界第二大流動(dòng)沙漠[15]。新疆屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，降水稀少、年均大風(fēng)日數(shù)25～50 d[16]，瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)40～60 m/s[17]。沙源豐富的兩大盆地常出現(xiàn)風(fēng)沙天氣，是風(fēng)災(zāi)危害最嚴(yán)重的區(qū)域。

新疆又是我國(guó)重要的農(nóng)牧業(yè)基地。在塔里木盆地和準(zhǔn)噶爾盆地的邊緣，分布著很多綠洲，是新疆主要的農(nóng)業(yè)區(qū)。新疆作為全國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和五大牧區(qū)之一，畜牧業(yè)主要分布在天山、昆侖山、阿爾泰山的山地牧場(chǎng)，少部分在高山山麓地帶的綠洲草場(chǎng)。

1.2 資料

依據(jù)新疆民政廳記載的風(fēng)災(zāi)信息，統(tǒng)計(jì)得到1990—2019年30年新疆86個(gè)縣(市)包含出現(xiàn)時(shí)間(年月日)、出現(xiàn)區(qū)域(縣/市，簡(jiǎn)稱縣市)和6個(gè)災(zāi)情要素的風(fēng)災(zāi)事件1832次，6個(gè)災(zāi)情要素分別是死亡人數(shù)(人)、倒塌房屋數(shù)(間)、倒塌棚圈數(shù)(座)、損壞大棚數(shù)(座)、牲畜死亡數(shù)量(頭)、農(nóng)作物受災(zāi)面積(hm2)。若某縣市區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)1次風(fēng)災(zāi)，則該縣市風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)記為1。

選用新疆81個(gè)氣象觀測(cè)站4—5月2 min日平均風(fēng)速、75個(gè)氣象觀測(cè)站4—5月日極大風(fēng)速資料分析風(fēng)災(zāi)的成因，該資料來源于新疆氣象信息中心。

1.3 災(zāi)損指數(shù)的構(gòu)建和危害性等級(jí)劃分

由于6個(gè)災(zāi)情要素具有不同的量綱，為了便于綜合比較風(fēng)災(zāi)事件之間的強(qiáng)弱，需要構(gòu)建能表達(dá)災(zāi)情要素的災(zāi)損指數(shù)。首先通過比值法確定每個(gè)災(zāi)情要素的權(quán)重，之后采用無(wú)量綱化線性求和的方法得到災(zāi)損指數(shù)。

設(shè)6個(gè)災(zāi)情要素均由n個(gè)樣本組成，這樣可得到風(fēng)災(zāi)的評(píng)價(jià)矩陣Xn×6。第j個(gè)災(zāi)情要素的權(quán)重aj的計(jì)算公式定義如下：

(1)

上式中i代表樣本數(shù)，取1～n，j代表災(zāi)情要素，取1～6；Xi,j代表第i次風(fēng)災(zāi)事件的第j個(gè)災(zāi)情要素的數(shù)值，XjM代表第j個(gè)災(zāi)情要素的最大值。

第i次風(fēng)災(zāi)事件的災(zāi)損指數(shù)Zi定義如下：

(2)

用公式(1)計(jì)算權(quán)重時(shí)，采用最大值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，是為了保證各個(gè)災(zāi)情要素的等價(jià)性；而用公式(2)計(jì)算Zi時(shí)，采用平均值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，使得每次風(fēng)災(zāi)事件具有一定的差異性。

由1832次風(fēng)災(zāi)事件計(jì)算得到的6個(gè)災(zāi)情要素的平均值、最大值和權(quán)重列于表1。通過計(jì)算Zi與6個(gè)災(zāi)情要素的相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，6個(gè)相關(guān)系數(shù)均為正值，且顯著性水平α均小于0.01，這表明Zi能夠綜合表達(dá)6個(gè)災(zāi)情要素，且Zi的數(shù)值大小反映風(fēng)沙災(zāi)害事件的強(qiáng)弱。

表1 1990—2019年新疆風(fēng)災(zāi)事件的6個(gè)災(zāi)情要素的平均值、最大值和權(quán)重

采用百分位數(shù)方法[18-19]確定風(fēng)災(zāi)的等級(jí)。將災(zāi)損指數(shù)樣本數(shù)據(jù)按由小到大順序排列好后，百分位數(shù)(P)分別取10%、25%、50%，得到災(zāi)損指數(shù)4個(gè)危害性等級(jí)對(duì)應(yīng)的閾值(表2)，根據(jù)閾值將1832次災(zāi)害事件劃分為4個(gè)等級(jí)。

表2 百分位數(shù)法的風(fēng)災(zāi)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)災(zāi)的空間分布

新疆風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)和強(qiáng)度的空間分布表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異性。出現(xiàn)次數(shù)和強(qiáng)度均是南疆高于北疆，其中，吐魯番盆地和塔里木盆地北緣是風(fēng)災(zāi)的多發(fā)和重發(fā)區(qū)(圖2)。年平均出現(xiàn)次數(shù)前5位的縣市依次是托克遜縣(2.4次)、阿克蘇市(2.1次)、尉犁縣(1.8次)、吐魯番市的高昌區(qū)(1.7次)、庫(kù)車縣(1.6次)；年平均災(zāi)損指數(shù)前5位的縣市依次為吐魯番市的高昌區(qū)(4.47)、烏什縣(2.68)、柯坪縣(2.62)、洛浦縣(2.13)、阿克蘇市(1.85)。

圖2 1990—2019年新疆風(fēng)災(zāi)年平均出現(xiàn)次數(shù)和年平均災(zāi)損指數(shù)的空間分布

出現(xiàn)次數(shù)的區(qū)域平均是指該區(qū)域內(nèi)縣市出現(xiàn)次數(shù)的平均，從區(qū)域平均值可以看出，1～4級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)的空間分布也具有明顯的差異性(圖3)。從多到少排列，1級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)前3位的區(qū)域依次是吐魯番盆地、博州、阿克蘇地區(qū)，2級(jí)是吐魯番盆地、喀什地區(qū)、博州，3級(jí)是吐魯番盆地、阿克蘇地區(qū)、和田地區(qū)，4級(jí)是吐魯番盆地、阿克蘇地區(qū)、巴州。年平均出現(xiàn)次數(shù)最多的縣市，1級(jí)是托克遜縣，2級(jí)是岳普湖縣，3、4級(jí)均為吐魯番市的高昌區(qū)。

吐魯番盆地和塔里木盆地北部風(fēng)災(zāi)多發(fā)和重發(fā)與地形和強(qiáng)風(fēng)的移動(dòng)路徑密切相關(guān)。烏魯木齊到達(dá)坂城是天山的一個(gè)谷地，吐魯番盆地位于天山山脈斷裂下陷處，達(dá)坂城海拔1103.5 m，翻過達(dá)坂城，水平距離90 km遠(yuǎn)的吐魯番海拔僅34.5 m。冷空氣在翻過達(dá)坂城谷口后，順地勢(shì)下滑，極易形成下坡風(fēng)。塔里木盆地在天山山脈埡口“狹管效應(yīng)”的作用下，地面風(fēng)系由3支盛行氣流組成：第1支氣流來自東北方向，促使盆地東部范圍內(nèi)的風(fēng)災(zāi)形成；第2支氣流來自西部，它翻越帕米爾高原后，變?yōu)楦蔁犸L(fēng)，易形成風(fēng)災(zāi)；第3支氣流來源于北面，盛行于沙漠北部地區(qū)。大風(fēng)在東部、北部山簏和西部山區(qū)表現(xiàn)較強(qiáng)[20]。吐魯番盆地和塔里木盆地北部由于農(nóng)田多，又是新疆主要牧區(qū)之一，四季牧場(chǎng)廣為分布，造成風(fēng)災(zāi)對(duì)農(nóng)牧業(yè)的顯著危害(圖3)。

圖3 1990—2019年新疆不同等級(jí)風(fēng)災(zāi)年平均出現(xiàn)次數(shù)的空間分布

2.2 風(fēng)災(zāi)的逐月變化

新疆風(fēng)災(zāi)各月均有發(fā)生(圖4)，逐月變化特征顯著。用各月平均風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)和平均災(zāi)損指數(shù)表示逐月變化，計(jì)算方法為：根據(jù)1832次風(fēng)災(zāi)事件對(duì)應(yīng)的時(shí)間和等級(jí)，分別計(jì)算各月各級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)和災(zāi)損指數(shù)之和，除以30，得到1990—2019年各月各級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)(圖4a)和災(zāi)損指數(shù)(圖4b)，結(jié)果顯示，出現(xiàn)次數(shù)和強(qiáng)度均在4—5月達(dá)到峰值。4月和5月風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)分別占年平均出現(xiàn)次數(shù)的39%和31%，這與前人研究成果[21-22]一致；月平均災(zāi)損指數(shù)4月最強(qiáng)，5月次之，分別占56.5%和21.5%。

圖4 1990—2019年新疆不同等級(jí)風(fēng)災(zāi)平均出現(xiàn)次數(shù)和及各等級(jí)對(duì)應(yīng)的平均災(zāi)損指數(shù)的逐月變化

1～4級(jí)各級(jí)風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)和災(zāi)損指數(shù)高值也均出現(xiàn)于4—5月。其中，1級(jí)風(fēng)災(zāi)各月出現(xiàn)次數(shù)明顯高于2～4級(jí)，在4月達(dá)到峰值，達(dá)11.1次，5月9.4次，均接近或高于其他各級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)的2倍。災(zāi)害強(qiáng)度上，4級(jí)風(fēng)災(zāi)各月強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1～3級(jí)，4月災(zāi)損指數(shù)達(dá)到峰值26.56。

風(fēng)災(zāi)4、5月間出現(xiàn)次數(shù)多，災(zāi)損指數(shù)大，與新疆農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)直接相關(guān)。春季4、5月期間，新疆正值農(nóng)作物出苗期或幼苗生長(zhǎng)發(fā)育期，大風(fēng)易將地膜吹起、扯爛，由于新疆地表沙源豐富，常造成風(fēng)沙危害[23]。作為棉花主產(chǎn)區(qū)，大風(fēng)易造成棉花幼苗整株枯死及生長(zhǎng)點(diǎn)焦枯；風(fēng)沙災(zāi)害可以把幼苗全部打死，長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)沙天氣也會(huì)嚴(yán)重影響到棉田地膜和土壤表面的采光，造成棉株葉片青枯凋萎，主莖頂端焦枯彎曲，使棉花幼苗生長(zhǎng)發(fā)育功能受阻[24]。春季大風(fēng)對(duì)其他作物的影響主要表現(xiàn)在使玉米苗風(fēng)耗死亡，地膜和滴灌帶損壞，使小麥等作物傾斜、折斷等。還會(huì)造成設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚損毀，葡萄、杏等林果落花、折枝，大幅減產(chǎn)[25]。在牧業(yè)生產(chǎn)方面，從3月中下旬到4月中下旬正是新疆牧區(qū)春季轉(zhuǎn)場(chǎng)期。轉(zhuǎn)場(chǎng)期間，大風(fēng)天氣對(duì)牲畜采食保暖及牧道通行造成不利影響。因此，加強(qiáng)春季風(fēng)災(zāi)監(jiān)測(cè)，提高春季大風(fēng)預(yù)警預(yù)報(bào)和防范是新疆防災(zāi)減災(zāi)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。另外，4級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)在各月總出現(xiàn)次數(shù)中占比較小，但造成的損失卻舉足輕重，建議特別關(guān)注較重風(fēng)災(zāi)的預(yù)警預(yù)報(bào)。

2.3 風(fēng)災(zāi)的年際變化

新疆近30年風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)呈顯著線性增加趨勢(shì)，速率為16.4次·(10a)-1(圖5a)。年災(zāi)損指數(shù)沒有表現(xiàn)出線性增加或減少的變化趨勢(shì)(圖5b)。1～4各級(jí)風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)(圖6)年際變化趨勢(shì)明顯不同，1級(jí)增加最為明顯，速率為10.8·(10a)-1，2級(jí)次之，增加速率為3.3·(10a)-1次，3級(jí)、4級(jí)呈圍繞平均值上下震蕩狀態(tài)，保持低平均態(tài)勢(shì)，年平均發(fā)生次數(shù)分別為9.2次和6.1次。1～4各級(jí)風(fēng)災(zāi)災(zāi)損指數(shù)的年際變化與各級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)變化趨勢(shì)一致(圖7)，1級(jí)風(fēng)災(zāi)顯著線性增強(qiáng)，2級(jí)略有增加，但未通過顯著性檢驗(yàn)，3級(jí)、4級(jí)無(wú)明顯變化。

圖5 1990—2019年新疆風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)和年災(zāi)損指數(shù)的年際變化

圖6 1990—2019年新疆不同等級(jí)風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)的年際變化

圖7 1990—2019年新疆不同等級(jí)風(fēng)災(zāi)年災(zāi)損指數(shù)的年際變化

可見，風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)變化趨勢(shì)與1、2級(jí)災(zāi)損指數(shù)變化趨勢(shì)一致，災(zāi)損指數(shù)年際變化趨勢(shì)與2～4級(jí)變化趨勢(shì)一致。分析上述表現(xiàn)的原因，通過貢獻(xiàn)率進(jìn)行刻劃。貢獻(xiàn)率指某單因素占總值的比重。各級(jí)風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)(各級(jí)風(fēng)災(zāi)災(zāi)損指數(shù))占年災(zāi)害發(fā)生次數(shù)(年災(zāi)損指數(shù))的百分率，即表征不同級(jí)別災(zāi)害發(fā)生次數(shù)(各級(jí)災(zāi)損指數(shù))對(duì)年出現(xiàn)次數(shù)(年災(zāi)損指數(shù))的貢獻(xiàn)率。1～4級(jí)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)對(duì)年出現(xiàn)次數(shù)的貢獻(xiàn)率分別為50.0%、25.0%、15.0%、10.0%，1～4級(jí)災(zāi)損指數(shù)對(duì)年災(zāi)損指數(shù)的貢獻(xiàn)率分別為3.4%、9.7%、17.8%、69.1%?？梢?，1～2級(jí)風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)對(duì)年出現(xiàn)次數(shù)的貢獻(xiàn)率達(dá)75%，2～4級(jí)風(fēng)災(zāi)災(zāi)損指數(shù)對(duì)年災(zāi)損指數(shù)的貢獻(xiàn)率為96.6%，尤為突出的是，4級(jí)風(fēng)災(zāi)的災(zāi)損指數(shù)對(duì)年災(zāi)損指數(shù)的貢獻(xiàn)率已接近70%。因而風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)變化趨勢(shì)與1、2級(jí)年出現(xiàn)次數(shù)趨勢(shì)一致，年災(zāi)損指數(shù)變化趨勢(shì)與2～4級(jí)表現(xiàn)一致?？梢姡陲L(fēng)災(zāi)防御的應(yīng)對(duì)中，應(yīng)對(duì)2級(jí)及以上，特別是4級(jí)風(fēng)災(zāi)特別關(guān)注，做好防范。

2.4 風(fēng)災(zāi)成因及各級(jí)風(fēng)災(zāi)對(duì)應(yīng)極大風(fēng)速閾值

風(fēng)是風(fēng)災(zāi)的動(dòng)力條件，風(fēng)速對(duì)風(fēng)災(zāi)的變化有直接影響。新疆1990—2019年4—5月年平均風(fēng)速[26](FS)呈明顯增大趨勢(shì)(圖8)，這與何毅[27]等對(duì)南疆地區(qū)1991—2013年風(fēng)速變化研究結(jié)果一致。氣候變化趨勢(shì)與風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)一致，說明風(fēng)速增大，是導(dǎo)致新疆風(fēng)災(zāi)次數(shù)增多的可能原因之一。

圖8 1990—2019年新疆4—5月平均風(fēng)速的年際變化

強(qiáng)風(fēng)是發(fā)生風(fēng)災(zāi)的重要因素。極大風(fēng)速即是指某個(gè)時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的最大3 s平均風(fēng)速[28-29]。故本文選取極大風(fēng)速做為討論對(duì)象?？紤]排除極端值的影響，同時(shí)使描述數(shù)據(jù)具有代表性，且能整體反映造成不同災(zāi)害等級(jí)的風(fēng)速差異，故數(shù)據(jù)處理仍采用百分位數(shù)方法。選取10%做為引發(fā)該等級(jí)災(zāi)害的極大風(fēng)速閾值。

將1832例風(fēng)災(zāi)記錄按災(zāi)害等級(jí)分為4組，各事件對(duì)應(yīng)一個(gè)災(zāi)害發(fā)生時(shí)的極大風(fēng)速數(shù)據(jù)。對(duì)無(wú)極大風(fēng)速觀測(cè)數(shù)據(jù)事件進(jìn)行剔除，其余數(shù)據(jù)按由大到小的順序排列。求出的1～4級(jí)風(fēng)災(zāi)對(duì)應(yīng)的百分位點(diǎn)為10%的極大風(fēng)速做為各級(jí)風(fēng)災(zāi)極大風(fēng)速閾值(表3)。

表3 新疆各級(jí)風(fēng)災(zāi)對(duì)應(yīng)的極大風(fēng)速閾值 m·s-1

采用序列相關(guān)性法對(duì)各級(jí)風(fēng)災(zāi)極大風(fēng)速閾值進(jìn)行氣候驗(yàn)證。求得各年4—5月全疆≥12.9 m·s-1的極大風(fēng)速出現(xiàn)日數(shù)與年風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.52，顯著性水平α小于0.05。因出現(xiàn)日數(shù)選取的是合計(jì)值，故在驗(yàn)證時(shí)間點(diǎn)的選擇上選用2005年及之后時(shí)段，以保證完整率達(dá)到98%以上。可見，極大風(fēng)速閾值能夠綜合反映風(fēng)災(zāi)發(fā)生及其年變化趨勢(shì)。說明日極大風(fēng)速≥12.9 m·s-1出現(xiàn)日數(shù)增多，是風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)增多的一個(gè)重要原因。

新疆統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)資料顯示，新疆1990—2019年地區(qū)生產(chǎn)總值及第一產(chǎn)業(yè)增加值均呈明顯上升趨勢(shì)(圖9)[30]。1990—2019年新疆人口呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，同時(shí)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)處在大發(fā)展時(shí)期，作物播種面積大幅增加，牲畜存欄頭數(shù)除2010年略有下降，整體也呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，溫室大棚產(chǎn)業(yè)自“十一五”以來進(jìn)入振興發(fā)展期[31]。分析1990—2019年地區(qū)生產(chǎn)總值及第一產(chǎn)業(yè)增加值與風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，地區(qū)生產(chǎn)總值與風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.36，第一產(chǎn)業(yè)增加值與風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.38，顯著性水平α均小于0.05。說明近30年來隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜牧業(yè)的發(fā)展，地區(qū)生產(chǎn)總值及第一產(chǎn)業(yè)增加值明顯上升，也是風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)增多的重要原因。

圖9 1990—2019年新疆生產(chǎn)總值及第一產(chǎn)業(yè)增加值年際變化

3 討論

從各年極大風(fēng)速達(dá)到閾值的出現(xiàn)次數(shù)與風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可知極大風(fēng)速≥12.9 m·s-1出現(xiàn)次數(shù)增加是風(fēng)災(zāi)增多的重要原因；另一方面，新疆1990—2019年地區(qū)生產(chǎn)總值及第一產(chǎn)業(yè)增加值與風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說明產(chǎn)業(yè)發(fā)展，承災(zāi)體基數(shù)增大，是風(fēng)災(zāi)發(fā)生次數(shù)增多的另一原因。從各級(jí)風(fēng)災(zāi)對(duì)應(yīng)的極大風(fēng)速閾值表可以看出，風(fēng)災(zāi)的發(fā)生，大多伴有強(qiáng)風(fēng)天氣。但同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)，各級(jí)風(fēng)災(zāi)極大風(fēng)速閾值差異不大，這從一定程度上說明，大風(fēng)災(zāi)害損失(風(fēng)險(xiǎn))除受風(fēng)速大小影響外，還與承災(zāi)體的暴露度、脆弱性，及抗災(zāi)能力等密切相關(guān)。本文雖然給出了極大風(fēng)速與風(fēng)災(zāi)次數(shù)的相關(guān)系數(shù)，也統(tǒng)計(jì)了生產(chǎn)總值及第一產(chǎn)業(yè)增加值與風(fēng)災(zāi)次數(shù)的相關(guān)系數(shù)，但各因素起的作用和貢獻(xiàn)，以及抗災(zāi)能力的增強(qiáng)在減輕或避免災(zāi)害發(fā)生等方面的作用還未能有效揭示，有待今后進(jìn)一步研究[32]。

4 結(jié)論

(1)依據(jù)新疆風(fēng)災(zāi)導(dǎo)致的人員死亡、房屋倒塌、棚圈倒塌、溫室大棚倒塌、牲畜死亡、農(nóng)作物受災(zāi)面積等6個(gè)災(zāi)情要素?cái)?shù)據(jù)，運(yùn)用比值權(quán)重法和無(wú)量綱化線性求和法，構(gòu)建了風(fēng)災(zāi)事件災(zāi)損指數(shù)，其與6個(gè)災(zāi)情要素相關(guān)系數(shù)顯著性水平均小于0.01，相關(guān)性顯著，表明災(zāi)損指數(shù)能夠綜合表達(dá)風(fēng)災(zāi)強(qiáng)度。

(2)新疆風(fēng)災(zāi)南疆多于北疆，吐魯番盆地和塔里木盆地北部是風(fēng)災(zāi)的多發(fā)區(qū)和重發(fā)區(qū)，這與當(dāng)?shù)氐匦尉o密相關(guān)。風(fēng)災(zāi)事件多發(fā)于4—5月，此時(shí)正值新疆農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵期。風(fēng)災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)年際變化呈顯著增加趨勢(shì)，年災(zāi)損指數(shù)無(wú)明顯變化特征。風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)變化趨勢(shì)與1級(jí)、2級(jí)災(zāi)損指數(shù)變化趨勢(shì)一致，災(zāi)損指數(shù)年變化與2～4級(jí)變化趨勢(shì)一致。

(3)引發(fā)1～4級(jí)風(fēng)災(zāi)的極大風(fēng)速閾值分別為12.9、13.7、14.1、15.0 m·s-1；超過12.9 m·s-1極大風(fēng)速出現(xiàn)日數(shù)逐年增多，承災(zāi)體基數(shù)不斷增大，是導(dǎo)致風(fēng)災(zāi)年出現(xiàn)次數(shù)不斷增加的重要原因。建議通過提升農(nóng)牧民防災(zāi)抗災(zāi)意識(shí)，提高農(nóng)村災(zāi)害防御能力等手段減少災(zāi)害損失。