摘要
随着气候变暖和极端降水现象日趋严重,冰冻圈灾害发生频率和强度越来越高。雪崩是发生在高寒山区一种内聚力不能抵抗其重力的拉引而产生瞬间崩塌的自然灾害,雪崩具有突发性、潜在性、运动速度快、破坏力巨大和难以预测等特点,严重威胁山区交通、旅游、采矿及人民生命财产安全,高度阻碍山区社会经济可持续发展。中国天山寒冷季节降雪量丰富,丰富的降雪为该地区提供淡水资源的同时,也为该地区雪崩形成提供了非常有利的条件,特别是天山中段。天山中段雪崩频发,给其周边居民生命财产安全带来极大威胁。近年来,随着交通网、旅游休闲活动不断向山区扩展,暴露在雪崩危险下的人口和基础设施越来越多,雪崩危害程度不断增加,通过构建雪崩防治工程已难以满足雪崩灾害防治管理;另外天山中段雪崩灾害资料匮乏给雪崩综合危险评估带来极大困难。雪崩灾害预防和管理至关重要,雪崩危险评估是雪崩灾害防治管理的有效手段,因此正确合理评估天山中段缺资料地区雪崩时空分布规律及灾害等级,对雪崩减灾策略的制定具有重要指导意义。为进一步加强雪崩灾害防治管理,本文基于积雪数据、地形数据以及2015-2019年雪崩数据,通过相关分析和线性回归等统计方法分析了天山积雪面积、积雪物候时空分布及垂直分布规律;采用雪崩危害指数、雪崩活跃度及雪崩危险度等指标分析了雪崩灾害时空分布特征;并运用层次分析等方法探讨了中国天山中段雪崩危险时空动态分布格局。主要结论如下: (1)中国天山积雪面积呈“单峰”型,积雪从9月份开始积累,于次年1月达到峰值,随着气温回暖,3月份积雪逐渐消融至7月份积雪面积最小。近10年天山积雪面积整体上呈减少趋势;积雪覆盖频率随海拔升高而增大,总体呈现西高东低、北高南低分布格局,与海拔呈显著正相关。 (2)中国天山积雪物候整体表现出积雪起始期(SnowCoverStart,SCS)延迟、积雪结束期(SnowCoverEnding,SCE)提前和积雪期(SnowCoveredDays,SCD)缩短,天山积雪物候具有典型海拔依赖性,SCS与海拔呈极显著负相关关系,相关系数为-0.98(P<0.05),变化率为-22.4d/(1000m),即海拔每升高1000mSCS提前22.4d;而SCE与海拔呈极显著正相关关系,相关系数达0.99(P<0.05),变化率为34.2d/(1000m)。 (3)在一个雪季中,雪崩主要发生在坡度为28°-48°的山坡上,平均坡度为37.2°,其中36°-42°范围内发生雪崩次数占60.94%。雪崩发生频次年内分布呈双峰特征,分别在12月初和2月底出现峰值;影响雪崩发生的因素随时间变化而变化。不同类型的雪崩危险度由危害度和活跃度决定,其中表层干雪型雪崩危害度和活跃度均高于其他三类雪崩,表层干雪型雪崩危险度最大,对基础设施和环境的破坏性最强,雪崩危险度随时间变化整体呈单峰趋势,在2月底达到峰值。2月份雪崩危险度最高,危害度最严重,该时段应对雪崩加强防治,以减少生命、财产损失。 (4)空间上,天山中段雪崩无危险区、低危险区、中危险区、高危险区和极高危险区分别占69.38%、16.33%、6.5%、1.39%和6.4%;时间上,雪崩危险在雪季中整体呈单一峰值模式,雪崩危险值从11月份开始上升,2月份达到峰值,随后下降,1-2月份随着积雪累积深度增加,斜坡上的积雪在重力作用下稳定性低,天山中段2月份雪崩释放频率高,成为雪崩危害最严重的时段。因此,应在2月份加强预防和管理,早发现,早预警,将雪崩危险最大限度降到最低,以防止灾难性后果发生。