春雪难解北京之渴
“我国整个华北地区的缺水率是20%,北京是其中比较严重的地区。与降水量不足有关,但也是供需矛盾的问题。”
2月9日深夜,北京的上空缓缓地飘起了雪花,结束了第108天无降水的纪录。尽管时间已经很晚了,但是大街上还是出现了不少在第一时间就跑出家门,迫不及待地观赏雪景的市民。与此同时,气象部门也在第一时间对外表示,对于干旱少雨的京城,任何一次可能降水的天气过程,人工影响天气部门都不会放过。有关人员已在密云、门头沟、延庆等九个区县进行了人工增雪作业,目前作业仍在继续。
但是,对于久旱的华北地区来说,这场春雪可谓“杯水车薪”。国家气象中心专家表示,此次降水过程虽然利于黄淮等地冬麦区土壤增墒,但对缓和旱情作用非常有限,华北中东部等旱区无降水,旱情仍然牵动着每一个人的心。
■冷暖气流不交锋导致干旱
“这场初雪到来的日期破了60年以来最晚纪录。按照历史记录来看,通常北京在11月中旬就会下第一场雪。”北京市气象台高级工程师张明英告诉记者,2009年就属于较早下雪的年份,11月1日就出现了十几毫米的降雪。
北京的冬季降水素来不如夏季多,张明英说,北京属于大陆性季风气候,这种气候的特点就是冬季的空气干燥、水分少,大气对流活动相对稳定,而夏季的水汽则相当丰沛,所以北京冬季的降水平均每年只有10~20毫米。
同时,去年的大气环境也不利于降水的形成。张明英告诉记者,去年寒冷干燥的西北气流一直盛行,而副热带高压的异常偏弱,使南方的暖湿气流北上时频频受阻。从2010年至今,华北、黄淮等地持续受到西北气流控制,所以大气干燥,水汽条件很差,导致干旱少雨。
在中国气象科学研究院研究员祝从文看来,寒冷气流的强势,跟遥远的北极很可能有着千丝万缕的联系。“我国北部地区的气候异常与北极涛动的影响相联系。”祝从文告诉记者,通常情况下,冬季的北极上空会形成一个低气压团,这里储存着大量的寒冷空气,这些冷空气都被限制在极地范围内。这种态势被称为北极涛动的正位相。但是今年北极涛动出现了负位相,极地低压中心的冷空气被向外挤压到了中高纬度,这些“逃逸”的冷空气,使我国北部一直都处在冷空气的控制之下。
“同时降水的出现还要有两大前提条件:一是冷空气,二是暖湿气流。”张明英说,与冷空气不同,暖湿气流中蕴含着大量水分,它们一旦与冷气团相遇,就会凝结成水滴。
但是降雪是一件很微妙的事情,需要各种因素的完美配合,一点点的偏差都会使降雪无法形成。张明英说,2010年北京的冷空气条件已经具备,1000米高空的气温已经降到0℃以下,只要出现降水就是雪。但是暖湿气流在北京并不“合作”。这些暖湿气流始终在北京周边频繁出没,却从不在北京上空与冷空气“正面交锋”。
在去年12月11日左右,气象部门曾经预报周末的北京将经历一场小雪,结果也是空等一场。张明英说,当时预报有零星小雪就是考虑到冷空气条件具备,而暖湿气流条件薄弱。当时从卫星云图上看,有一阵偏东风会经过,它能把水汽从海上吹到北京。但是最后这股偏东风同样没有好好“配合”,只带来了一次阴天的过程。所有这些不配合的因素就使得今年的降雪迟迟不来。因此,2010年人们对北京下雪的期盼只能推到2011年了。
■北京农业不受干旱影响
俗话说“瑞雪兆丰年”,中国科学院地理研究所副研究员张士锋告诉《北京科技报》,从科学上说,这句话是非常有道理的,他说:“冬季降雪首先对土壤可以起到保温的作用,因为松软的雪层包含的空气会阻止土壤中的热量外散。此外还能保墒,也就是土壤含水量,雪层能有效地阻止土壤中的水分蒸发。而雪水中含有丰富的养分,比如氮。而且雪水的理化性质也要好于普通灌溉的自来水,也就是其中有用的成分要多于自来水。而雪层一方面能为土壤保温,另一方面刚刚下雪后带来的降温却可以将土壤中的害虫冻死。”
北京的干旱,是否会影响来年的丰收?
北京市农科院博士黄丛林告诉记者,目前的干旱对农业的影响还不算很大,但是如果干旱持续,特别是在开春后,对农作物的危害就很大了。
目前,北京地区在冬季种植的农作物以冬小麦为主。覆盖在冬小麦上的积雪慢慢融化后,能将水分带入作物的根系,保证作物在冬季的水分需求,同时作物上覆盖的雪,还能将寒冷空气隔绝,起到为冬小麦保温的作用。所以冬季的降雪,对作物有保温和保湿的作用。而如果没有降雪的话,由于冬季土地每年都会上冻,直到次年4月左右才会解冻。所以在这个阶段,农民无法通过传统的灌溉为作物浇水,所以降雪就显得尤为重要。
北京市水务局宣传处处长俞亚平表示,由于北京每年冬季的降水贡献本来就少,因此今冬还不能算是干旱,尤其对于农业,还没有达到农业干旱的程度。俞亚平告诉记者,北京的农业主要是设施农业,主要依靠大棚、灌溉,受到降水的影响很小。冬天原本冬小麦就会冬眠,表面上看起来是枯黄的状态,其实根部是活的,开春小麦就会返青。
另外,北京市蔬菜生产全部为设施生产,设施内设备配套较为完善,多数配备了滴灌设备,因此旱情对设施蔬菜生产影响也不大。
张士锋说:“气候干旱和农业干旱是有区别的,它们的共性肯定是和降水有关。从一些基本的指标上说,降水量为每年200毫米,就达到气候干旱,200到400毫米是半干旱。另外一个常用的指标就是干燥度,它是可能蒸发量与降水量的比值,反映了某地、某时段水分的收入和支出状况。近几个月北京的降水量是零,干燥度也是零,已经达到了气候干旱。”
但这并不能说明北京的作物会受到干旱的影响。因为北京还未达到农业干旱(也叫作物干旱)的程度。张士锋说:“虽然降水量的多少会影响到农业,但是判断农业干旱还有两个指标,一个是土壤含水量(土壤墒情)。根据黏度的不同,土壤有一个最低的含水量,从7%到10%不等,也被称作凋萎含水量。还有饱和含水量,通常是40%。土壤的含水量保持在这两个数值之间,就不会达到农业干旱的程度。”
此外,由于2010年8月和9月,北京的降水量比较多,田间墒情还不错,目前北京的土壤含水量应该在20%左右,因此,作物还不会受到影响。张士锋说:“由于今年冬天气温比较低,土壤表面形成了一层薄薄的冻土层。冻土层也可以防止土壤的水分蒸发。”
对于北京的旱情,北京市农业局组织区县技术人员对全市100块小麦监测点进行了实地勘查。目前麦田平均干土层厚度达3.9cm,最厚达到了6.8cm,麦苗普遍青枯较重,个别地块麦苗茎部脱水,出现萎蔫现象,对小麦安全越冬不利,但目前没有死苗死茎现象。农业部门针对今年麦田干旱、干土层较厚的现状,建议农民进入2月份后,抓住回暖天气(气温3℃以上,麦苗解冻),个别干旱严重、麦苗萎蔫较重、有死苗危险的地块,在中午前后少量补浇“救命”水,尽量减少死苗死茎发生。
■干旱不直接影响用水供需矛盾
今年冬天没有实质性的降水,这是否会加重北京缺水的状况?
北京市水务局一位工作人员告诉记者,降雪原则上对北京市的水库蓄水没有太大影响,但是每年本市都尽量利用雨水增加蓄水。今年持续干旱的天气,让水库的蓄水和各大湖泊几乎没有额外的蓄水。降雪至少能够增加一定量的雪水用于开春后的河湖景观建设等。
北京全市境内没有大江大河,水资源主要靠本地天然降水和永定河、潮白河上游来水以及再生水,在风调雨顺的情况下,北京的年平均降雨量为585mm,2008年全市全年总用水量为35.1亿立方米,其中再生水6亿立方米。
最近,媒体普遍将去年冬天没有降雪与北京的第12个干旱年联系起来。但张士锋告诉《北京科技报》,说2010年是北京的第12个干旱年主要是说北京的径流而非气象学上的干旱,主要是因为从1999年到2010年,北京河水径流量累计减少了60%。“60%是很可观的,就拿潮白河来说,我小时候上学是要过潮白河的,当年都是需要划船的,而现在,潮白河几乎都干涸了。”
“但是从降水来说,北京并不是连续12年干旱的。2003~2004年降水就不错,而2008年北京降水量达到了630~640毫米,可以说是很丰润的。”张士锋说。而面对这种长期的径流干旱,即使有降水,也无法还上巨大缺水口的 “欠账”。北京对此的很多应急手段已经常态化。比如从河北四大水库调水,黄河万家寨水利枢纽调水,以及平谷和房山的应急地下水。
虽然径流干旱和气象干旱不能混为一谈,但是北京总的降水量这些年减少了20%,对径流的减少也是有一定的贡献的,按照专家的计算,降水减少20%,径流量会减少30%到40%。他说,除了气候干旱,水资源减产的另外一个原因就是人类的活动,北京地下水的超采是径流干旱的一个重要原因。北京每年地下水都会超采5~6亿方,由于常年超采,地下水被掏空,这直接影响了降雨在地表(河、湖)的产水量,因为降水多数都渗入了地下。也就是说通常降100毫米的雨水,可以产生16~17毫米的径流,而现在只能产水6~8毫米,减少了一半还多,直观上说,就是昆明湖增加的水量减少了一半。
为了缓解用水缺口,今年北京将开启“引黄济京”工程,张士锋告诉记者,工程将从山西的万家寨水利枢纽向官厅水库调水,每年可能会供水1亿多立方。北京目前供水量是20多亿立方,而用水量是35亿立方,直接来看缺水15亿立方。“但是,35亿立方的用水量中,还有很多是可以重复利用的,比如中水,因此这个缺口也不是绝对的。”张士锋说。
我国整个华北地区的缺水率是20%,北京是其中比较严重的地区。与降水量不足有关,但也是供需矛盾的问题。张士锋告诉记者,北京目前采取的政策就是弃农、压工、保生活。也就是说在缺水的时候,可以先抛弃农业和工业,首先保证生活用水。
对于日趋严重的径流干旱,北京是否还能找到更多新的水源缓解供需矛盾,应对常年的径流干旱?张士锋认为,目前而言,只能是依靠平谷、房山的地下水,以及河北四大水库和即将开工的引调黄河水。而再生水也是目前解决北京缺水问题的新生水源。“北京的再生水利用率已经有70%左右。而且中水使用量已经超过了地表水的使用量,”张士锋说,“这在全世界都是闻所未闻的。”
实际上,在2010年,全球都在遭遇气候异常。中国北方干旱,南方冻灾、雪灾。而很多国家也在遭遇同样的情况。面对干旱对于水资源匮乏的加重,国外的经验值得我们借鉴。例如,作为世界上最大的干旱大陆,澳大利亚已经有了自己的一套方法,应对自然的干旱天气对其水资源的威胁。在所有影响澳大利亚的自然灾害中,干旱造成的经济损失最为严重。干旱除影响城市居民生活和农牧业生产外,还常常引发森林大火、沙尘暴、土地退化等次生灾害。1992年澳大利亚联邦、州、区的部长第一次制定并通过国家干旱政策。制定该政策的目的是鼓励农业直接生产者和其他农业部门依靠自身力量应付气候的多变性,在遭遇极端恶劣的干旱环境时仍能维持和保护澳大利亚的农业和环境资源,确保农业和乡村工业早日恢复。
而英美等发达国家,对水资源的保护也想尽各种方法。水银行就是其中之一。水银行目前还没有一个严格的定义,它是国外一些发达国家在水资源调配或水权运作中使用的一种配置手段。也就是把水当成货币,把多余的水储存起来。就像货币,有人存,有人取,更有人贷水。1991年,美国加州历经5年的干旱,州政府设立了加州水银行,并利用水银行进行救旱。在干旱期水银行进入水市场,农民购入灌溉水、抽取地下水或从水库引用剩余水等,并由水银行制定一个固定而且高于买入水价的售水价,将水售给需水用户。
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