明年旱涝 旱灾预测

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预测思想和方法

13.1.2.1 信息论思维和预测方法

这个思维认为自然界存在着自然数（大于零的整数）所规定的一些秩序作为预测的基础。人们认识这些秩序要从信息论去认识，而不是从概率论去认识。即未来灾害发生的可能性并不是未来任何时段内都分配有发生的概率，而是在某些时段发生，别的时段不发生。但这个时间如何事先知道呢?这要从过去发生的事件中去找。按概率论的做法，要求过去已发生的事件数量甚大，从而才能按“大数定律”推求其某事件在某一时段内发生的概率。然而天灾预测是预测巨大灾害的，这种巨大灾害在过去有限历史时期出现的次数不多，例如只有几次或在10次以下。这样，概率论的方法就不能用。如果要用，则把中小灾害和巨大灾害加在一起方能有大量事件数目。鉴于此点，翁文波主张从已发生的巨大灾害中去分析其秩序，遂提出了可公度性方法。

13.1.2.2 统计物理学思维和预测方法

统计物理学是研究复杂过程（或系统）的共性变化规律的学科。其中，相变的问题对天灾预测是可以借鉴的。这是因为相变是不同物质由这种状态变为另一种状态的共性行为，且常数关系都是严格类似的。地球上的各种灾害，无论是大气中的变异或是地球内部的地震发生，都可以视为是一种相变。即大气系统中的某一气候状态（例如干旱期）可视为一种稳定的相，当它转变为另一种状态（湿涝期）时，就是一种相变。当地壳内应力处于积累态时，可视为是一种相，当大震把能量释放后地壳中松弛了，这种状态也可视为另一种相。大震发生就是“相变”。因此，统计物理学中清逗关于第一类相变和第二类相变的临界指标就可为天灾预测所借鉴。相变临界指标很多，我们只举出以下两个实例。

a.涨落加剧。在气候预测中，人们常按历史上的情况分出若干相间的干旱和湿涝期。在干旱期，虽也有涝，但人们不会去预测特大涝。在湿涝期，虽也有旱，但人们不会去预测特大旱。但是干旱和湿涝时段并不是固定长度，所以，什么时候气候期会转化为相反性质的气候期就成为一个气候预测的重要问题了。对尘亏此按统计物理中的相变临界现象之一——涨落加剧（包括空间尺度加剧）来判断。即在气候转变期有新相和旧相频繁相间出现，待新相越来越难以返回旧相时，气候进入了另一新时期。例如黄河有枯水期，亦有丰水期，当发现长期为枯年而突然出现丰枯频繁相间时，则预测丰水年可能快要到了，此时再考虑其他相关因素来预测更大的洪水灾害。在地震方面可用大震前的中小地震活动起伏加剧来预测后面的大震。

b.长程关联。在地震预测方面，如果震源本身地段和其附近地区都出现与震源地段即将发震的动态相配合的运动，则说明大范围长程关联了。或者说，震源和其附近地区在孕震早期各部分有自己的动态，但到后来越来越配合行动了，即向震源地方欲错动的状态协同运动了，此时可称它们各部分的关联度加强了，因此前兆在大范围内会出现同步性。

另外，统计物理学中相变的临界指标，还有临界慢化、临界乳光、临界软模等指标。

13.1.2.3 地气耦合思维与预测方法

由于人类主要生活在陆地上，所以陆地上的地球物理灾害对人类最为重要，因此从地气耦合角度去预测灾害是一个不可缺少的途径。由于陆地上某处地下携热气体逸出影响该地的气象，且关系密切，而当地的气压变化亦影响当地的地震发生。答兄卖这就是说，从地气耦合角度预报地球物理灾害有其优点。在这方面已提出了地气耦合致灾模式，该模式的主要内容是：在天体因素的参与下，岩石层和大气层异常部分的非线性耦合，并通过正反馈放大，以及环境因素的配合，从而形成灾害。在地气耦合的研究领域内进行预测时，有按先年冬天地温异常区预测第二年气象灾害和地震的，有按干旱预测地震的，有用卫星感知地下热逸出预测地震的。另外也可由滇、缅地区的大震预测长江流域大水灾，其理由是滇、缅地区大震后大范围放出热气，它可诱使和加强孟加拉湾水汽向中国东部大陆的输送，如有北方冷空气南下的配合，则有利于发生洪涝。另外，用月亮赤纬角最小时因月亮引潮力触发中国大陆不稳定区放热的可能性减小，从而有利于预测旱灾。再者，地球自转速度的变化也相应会引起地球变形，这种变形也会激烈加强地壳中的临界不稳定性而逸出热水汽或其他温室气体，从而对气象灾害和地震灾害发生有一定的联系。

13.1.2.4 中、西结合的思维与预测方法

在中国漫长的历史中，人类一直与自然灾害进行着长期的斗争，形成了许多对灾害的认识和预测经验。宋朝大诗人辛弃疾在一首沁园春中指出“物无美恶，过则为灾”，这是和现在人们对灾害所下的定义是完全一致的。在预测经验方面，古人早就指出了60年周期。例如，清朝乾隆年间江苏吴江县志的作者就用特大风雨按甲子一周，即60年周期的事实论证了这个问题。在地震方面也有类似观点。如1815年山西平陆安邑发生6.25级地震，当时虞乡县志作者季元赢在回顾了晋陕交界区历史上对虞乡造成严重灾害的几个大地震的时间间隔后，在《地震记》中谈到了120年周期。他惊奇地指出，1815年大震“为何适逢此干支也”。另外，古人也把中医上的经络和穴位用于天灾问题上。认为不同地方的地震现象有相关性。即所谓“如人生耳肾，然相关也”。今天人们也用前兆灵敏点和地震迁移现象来预测地震。

关于60年周期，任振球已用现代科学从地球自转进行过研究。在穴位论方面，现在人们也在研究，因为复杂的动态结构体其内部与表面上的关联不是到处一样的，有些点上对内部关系密切和反应灵敏，有些则不是这样。还应指出，中国古人有类似黄金分割数的所谓乾坤策数，因之对天灾时间的预测，除周期性、倍周期性外，还应有黄金分割性。这就是天灾预测的三性法。

13.1.2.5 天文因素与地球诸圈层相结合的预测思维和预测方法

由于许多天体其运行都有严格的时空规律，所以研究它们与地球的相关性，如引力相关、辐射相关、磁场相关等，也就有一定的时空规律了。另外，由于前者可以事先知道，所以它们过去在地球上不同地区对应的灾害，亦可用相似方法对未来进行预测。另外，地球自转是整体运动，也可把它视作天文因素。地球自转速度变慢与厄尔尼诺相关，厄尔尼诺又与我国不同区域的降雨有关；另外厄尔尼诺与地震活动也有一定关系。考虑天文因素预测天灾的具体预测方法较多，如用三星一线（如日、月、地一线，地、月和其他星体一线等）来预测灾害性气象过程和地震，用日食相似年来预测气象灾害和水灾，用太阳活动状况来预测黄河水灾，用地球自转的加速情况以及月球引力的速度变化来预测天灾，用磁暴二倍法来预测地震，用古代“月出阳道则旱，月出阴道则雨”的理论来预报气候，用日食与闰年相配来预测中国8个降雨区的类型等。

13.1.2.6 动态相关思维与预测方法

海洋向我国大陆输送热水汽，因此海洋的动态与我国大陆上的气象变化很有关系。西太平洋副热带高压的位置与强度以及停移情况与我国的旱涝密切相关。再者，高纬度地区的大气高压活动中心常常对冷空气活动有一定的相关性，而冷空气活动对我国的气候也有影响，因此对水灾也有关系。有的学者按我国降雨区与厄尔尼诺不同状况年份的对应性，把我国雨区分为8个类型，如果能报出未来厄尔尼诺年情况，即可预测将来属于哪个多雨类型。在地震方面人们发现某一地区或地带的地震活动与另一地区或地带的地震活动有关，于是人们就用前者预测后者。例如北纬40°带上的大震与华北大震有遥相关，云南与华北的大震也有遥相关。

13.1.2.7 拟合过去推测未来的思维与预测方法

不管是地震、气象灾害和洪水，它们都有一定时段的历史记载和记录。由这些记载和记录可知，它们的大小灾害按时间排次形成一定的序列。这个序列有准周期性的一面，也有杂乱的一面。为了预测将来灾害的发生情况，先用某种数学公式，例如用直线、曲线或其他的分布数列去拟合它，如拟合得很近似，则假定在以后这个规律不变的前提下，则用此曲线或分布数列为未来作预测。按此思路提出的预测方法很多。另外人们也用神经网络方法去拟合过去的灾害分布，并向未来去外推，从而实现天灾预测。神经网络具有较好的学习、记忆和联想能力，因此是较好的预测方法之一。当然也有一些简明的趋势分析方法，例如，用周期分析法来预测气候灾害。特大旱灾来临前，已先有若干旱年；在丰水期内出现大水的频率较高，而枯水期内出现小水的频率远高于大水。我国地震工作者发现，在地震高潮期中一些前兆异常对应地震的可能性较大，在低潮期则对应的较少。以上都是按过去的经验预测未来的大灾。

13.1.2.8 前兆思维和预测方法

在大灾来临之前先出现一些前兆，这种前兆或与灾源有关，或与致灾的环境有关。在水灾预测和在气象预测中虽也讨论致灾的先期过程，但对大地震的预测来说人们更重视前兆研究，因为，在大震前震源地区会出现早期不出现的不稳定现象，例如预滑的加剧以及震源环境为大震错动的让位，它们都会引起显著的前兆。这些前兆的空间分布、强度分布和时程变化都与未来大震的位置、强度和发生时间有关。

13.1.2.9 用微弱外因刺探不稳定性预测天灾的思维

这种方法在地震预报中采用。当大震快发生前，震源地区就很不稳定了，此时可借用微弱的外因（如日月引力、大气压引力变化和磁暴等）去刺探。如果震前过程能被外因激励而变动加剧，则会引起一些前兆（包括小震），这样人们就可以推知大震快要发生了；如震源地区还很稳定，则微小外因就不起作用，即在外因作用的时间就没有由震源剧烈变动引起的前兆，据此人们可认为不会发生强震，这种思维和预测方法称为“调制模式”。其具体预测方法称为“调制比方法”。

13.1.2.10 综合分析的思维和预测方法

由于自然界极其复杂，特别是大灾是多因强化的结果，因此更为复杂。在实际预测中未来灾害事件与已知资料的关系其物理机制和演变过程有时还不清楚，另外还可能有混沌的情况存在。对此人们就从各个与天灾相关的方面去研究，最后进行综合分析，并认为其结果可能比单一因素所作的预测要好。这种方法在气象预测、水文预测和地震预测中都采用。综合的方法有直观综合，数学归纳综合和物理综合。

自然灾变发展趋势综合预测

( 一) 基本思路

自然灾变系统是地球哗改表层系统的一部分，自然灾变彼此也具有联系性、层次性、整体性的特点，认识这一规律对推动自然灾害综合预测、时空分布规律是很重要的。

由于各种自然灾变相互联系构成自然灾变系统; 自然灾变系统是地球系统的子系统，地球系统又是宇宙总体系的一部分，因此根据多种天文周期的复合和地球自转速率的变化，及地球各圈层变异的综合监测资料，结合自然灾变链和自然灾变系统的神举形成发展规律，对多种自然灾变进行综合预测是一个新的方向，也是地震风险预测的一个途径。

自然灾害趋势预测的基本思路与研究内容如图 5-1 所示。

图 5-1 自然灾害趋势预测的基本思路与研究内容

未来时期的自然灾害是历史和现今自然灾害的延续和发展，是未来各种致灾因子综合作用的结果。因此，根据自然灾害的时间序列，分析周期性、准周期性以及累进渐变的特点，进行趋势外延或概率预测，可以获得未来在与历史相似条件下自然灾害的概貌; 与此同时，根据未来时期地球和天体的运动特征、自然变异、人类活动以及社会经济条件等致灾因子变化的综合信息，进行系统层次分析或多元回归分析，亦可预测不同条件下自然灾害发生的可能性。两种途径相结合、有望实现对自然灾害包括地震风险发展趋势的综合预测。

( 二) 自然灾变综合预测方法的探索

近年来我国的灾害预测科学发展很快，其特点是广开思路，多方位探索，信息交流，学科交叉，并有向综合化方向发展的趋势。

到目前为止，自然灾害的预测主要有以下途径:

1. 根据监测信息和自然变异的发展趋势进行预测

从自然变异到自然灾变是一个自然态的从渐变到质变的发展过程，这种变化常常是多因子的，研究其变化规律，根据自然变异监测数据反映的发展趋向，即可做出自然灾变的预测。如地震的发生是地应力集中与释放的过程，在这个过程中必然要引起地球物理场、化学场、地热场、生物场、地下水文系统的变化，根据这些前兆变异，可进行地震预测。

2. 根据自然灾害发展的时序规律进行预测

各种自然灾害的发展都有一定的规律性，从而显示一定的周期性或准周期性，只要掌握了这一规律，便有可能做出预测。

3. 根据自然灾害与太阳活动的关系进行预测

许多研究成果已经揭示，地震、洪水、海冰、气象灾害、生物灾害、地质灾害、厄尔尼诺事件等，都具有 11 年或 22 年左右的周期，与太阳活动周期有关。

4. 根据天文时经纬残差和地球自转速度的变化进行预测

许多资料揭示，从南北半球的经纬残差曲线来看，地震都发生在纬度值较小的时候; 从东西半球的经纬残差曲线来看，东半球的经度向西移，西半球的经度向东移时，地震较易发生。

地球自转速率的变化控制了地震的发生，也对大气运动及旱涝灾害、海洋活动与海洋灾害、地壳运动和地震及地质灾害的发生起着重要的控制作用。

对海洋和沿海地带影响巨大的厄尔尼诺事件，已有资料显示与地球自转速度的变慢有关。

5. 根据月相变化进行预测

有关专家的研究认为: 月球盈亏的不同相位变化，影响了北半球副热带高压的位置和强度，从而乱瞎判对我国气象灾害起了一定的控制作用。一般在下半年和上弦与下弦时副高压加强，而在满月和新月时副高压减弱; 冬季则相反。

6. 根据行星会合和多种天文周期的复合叠加进行预测

自然灾害的出现往往是多种自然周期的叠加。我国许多学者，曾经综合了各种自然变异规律的周期，并考虑到太阳黑子、地球自转、天体相对位置、行星会合等周期，用耦指状态方程对自然灾害进行了预测。

7. 根据致灾因子的变异进行灾害预测预报

自然灾害的发生是由多种因子造成的，这些因子涉及地球岩石、水、气、生物诸圈层的变化。因此，根据这些变化，可以对灾害进行预测。

8. 根据灾变链进行灾害预测

许多自然灾变，特别是强度较大的自然灾变，时常引起一连串的次生灾变，称为灾变链。根据灾变链的序列，可对次生灾变提出预测。如根据洪水和地震预测滑坡、泥石流; 根据旱灾预测虫灾等。

9. 根据灾情监测跟踪进行预测

即对灾害的发展进行监测并据此提出预报。如据海啸发源地的位置和波浪传播速度，可对其他地区的浪灾、海岸带灾害等提出预测; 根据降水量与河流水位、洪峰，对下游洪涝灾害提出预测等。

10. 其他预测方法

随着灾害研究的进展，许多新的预测方法近年如雨后春笋般涌现。有人曾尝试用 “周易”的思维方式进行灾害预测; 有人则探讨了巨震信息有序性、可公度性与 “天地生”现象及形成灾变的关系; 还有一些人研究了多星一线引潮力共振、太阳磁暴、太阳耀斑、日食、月食、新星与灾害的关系; 采用潮汐力谐振、地声波、地颤动等方法预测地震，并取得一定的效果。随着人口膨胀和环境的恶化、温室效应、热岛效应、阳伞效应的影响等，一些人致力研究人为的致灾作用以及环境与灾害的关系等，并据此对灾害发展趋势进行预测。

自然灾害的形成机制是复杂的，仅从单一因子进行预测是很困难的。目前，我国正在探索一条揭示灾害因子相互联系的综合预测思路［25］，如把大旱与强震的相关关系; 地温异常与洪涝的相关关系; 地温-地震-降水的关系; 厄尔尼诺现象与多种灾害关系; 自然灾害与太阳活动及行星位相关性; 太阳黑子数与涝、旱的关系; 太阳活动与海冰、生物灾害的强弱，以及与地质灾害的关系等进行综合研究。此外，还有的科学家将灰色系统理论、多级模糊决策等方法运用于灾害预测。

从 1985 年开始，中国科学家在研究大气、海洋、环境宏观演变及其控制的理论方面，在揭露系统中大范围异常以及天气灾害的机制等方面，都进行了大量研究，建立了具有中国特色的大气和大洋环境模式，成功地模拟了大气环流的季节突变和 30 ～50 天的大气振荡。此外，在灾害、环境与全球变化的相互联系开展了一系列探索性研究。此外，在地球系统科学的非线性研究方面，也进行了许多探索。这些研究成果汇集在一起，推动了自然灾害综合预测思路和方法的拓展。

由于灾害预测是减灾的前导性工作，也是维护社会安定的重要 前 提，因 此 是 我 们 研 究 的 重 点。在 专 著［49，72，82，87，90，96，97，105，106，120 ～ 123，127，130，137，138，145 ～ 148］，论文［32，38，40，54，56，57，59，75，80，84，90，91，113，123］中都有涉及灾害综合预测的内容。

自然灾害预测面临着自然变异的多因子性、多解性和不确定性，因此是一个涉及面极广、难度极大的研究课题。如何提高自然灾害预测水平，是关系减灾效果的关键。笔者认为，针对单一灾种的、以提高监测技术水平和单方面灾变规律的研究固然重要，但由于各种自然灾变相互联系构成自然灾变系统; 自然灾变系统是地球系统的子系统，地球系统又是宇宙总体系的一部分，因此根据多种天文周期的复合和地球自转速率的变化，及地球各圈层变异的综合监测资料，结合自然灾变链和自然灾变系统的形成发展规律，对多种自然灾变进行综合预测是一个新的方向，即探索太阳活动-地球自转运动-地球表层系统变化-自然灾变-人类社会活动-自然灾害系统的灾害综合预测模式，是一条可行的途径。

旱灾造成江西138.2万人受灾,各地推行了哪些防旱抗旱措施?

受极端天气的影响，我国部分地区出现了持续性干旱情况。旱灾已经造成了江西100余万人受灾。截至目前，江西已有42座水库干涸,21条河流断流，约15万人因旱饮水困难，农作物受灾面积达491万亩，其中严重干旱百万余亩、干枯猜并激27万亩。江西各地积极应对，紧急部蔽空署抗旱工作，全省已启动抗旱Ⅳ级应急响应，并发布枯水蓝色预警。

面对旱灾，很多地方都采取了应急措施。比如江西省很多抗旱服务队因为没有有效的人力资源，所以在抗旱活动中，基本上都是在活动中发放设备，在活动结束后收回设备。目前当地的抗旱专业人员并不多，所以必须尽快加强当地相关组织的人员建设，并对相关人员进行广泛的基础培训，以提高相关人员的专业水平。

抗旱防寒，最关键穗袜的工作是做好“防火”工作。火灾在干旱季节是最频发的，影响人们的正常生活和社会秩序，因此，加强生活用火管理是非常必要的。提高人们的防火意识，规范人们的行为，减少火灾的发生，这也是防旱抗旱的重要保障之一。近年来极端天气频发，给人们的生活和生命带来了严重的危害。极端天气出现的频率越来越高，旱涝的发生也越来越频繁，给人民带来了巨大的生命财产损失。当前，随着社会的广泛需求和科技的迅速发展，干旱气象科技必将得到快速发展。尽管目前的技术水平无法准确预测干旱，但可以通过现有的基础知识和继续努力，为减少干旱灾害的发生作出有意义的贡献。

总的来说，在面对干旱这种极端天气的时候，我们应该充分利用一切可以利用的科技手段。同时协调好各部门，细化工作措施，全力做好当前抗旱工作，最大限度减轻旱灾的影响和损失。

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