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我國(guó)“雨帶北移”現(xiàn)象及其水安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)

我國(guó)“雨帶北移”現(xiàn)象及其水安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)

“Northward shift of rain belt” in China and its water security risk responses

趙勇,王慶明,劉源,何國(guó)華,梅超,黃亞,桂云鵬,譚偉麗,路雨萌

(1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)與水安全全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,100038,北京;2.南京信息工程大學(xué),210044,南京)

摘要:2020年后我國(guó)北方大部分地區(qū)降水明顯偏豐,多數(shù)區(qū)域降水量距平值大于50mm,干旱、半干旱及半濕潤(rùn)區(qū)分界整體北抬,“雨帶北移”現(xiàn)象顯著?!坝陰П币啤笔嵌嘁蛩貐f(xié)同作用的結(jié)果,其中,西太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)北擴(kuò)是直接動(dòng)力,太平洋年代際振蕩(PDO)、厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(ENSO)等氣候系統(tǒng)自然變率主導(dǎo)其長(zhǎng)期位置演變,氣候變暖則強(qiáng)化了北方降水的集中性與極端性,南水北調(diào)、城市化等人類活動(dòng)對(duì)“雨帶北移”影響有限。近期“雨帶北移”屬階段性現(xiàn)象,北方多雨?duì)顟B(tài)或?qū)⒕S持?jǐn)?shù)年但不代表長(zhǎng)期持續(xù)豐水,無(wú)法改變海河和黃河等流域下墊面變化導(dǎo)致的地表水資源衰減現(xiàn)象?!坝陰П币啤睅?lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,一方面為北方供水保障和生態(tài)修復(fù)提供了重要水源,另一方面也加劇了防洪壓力和安全風(fēng)險(xiǎn),對(duì)防災(zāi)減災(zāi)和水資源管理提出更高要求,需要加強(qiáng)“雨帶北移”周期性與階段性特征研究,強(qiáng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警與工程韌性,科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的水安全風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞:“雨帶北移”;降水等值線;水資源量;防洪安全;供水安全;生態(tài)安全

作者簡(jiǎn)介:趙勇,水資源研究所所長(zhǎng),正高級(jí)工程師,主要從事水循環(huán)演變、水資源高效利用與國(guó)家水網(wǎng)研究。E-mail:zhaoyong@iwhr.com

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(52025093);國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2021YFC3200204)。

DOI:10.3969/j.issn.1000-1123.2026.07.001

在我國(guó)氣象學(xué)中,“雨帶”特指東亞夏季風(fēng)在推進(jìn)過(guò)程中形成的降水集中區(qū)域,這條雨帶是一條呈東北—西南走向的狹長(zhǎng)降水帶,其位置主要由西太平洋副熱帶高壓(以下簡(jiǎn)稱副高)的脊線位置和強(qiáng)度,以及中高緯度冷空氣與低緯度暖濕氣流的交匯鋒面決定。在正常年份,我國(guó)東部雨帶呈現(xiàn)“三次停滯、兩次跳躍”的北進(jìn)規(guī)律:4—6月雨帶位于華南沿海地區(qū);6—7月副高北跳,雨帶穩(wěn)定在長(zhǎng)江中下游及淮河流域;7—8月副高再次北跳,雨帶達(dá)到最北端,覆蓋華北、東北等地,此時(shí)長(zhǎng)江中下游進(jìn)入伏旱;8月下旬起,隨著冷空氣增強(qiáng),雨帶開(kāi)始南撤。

目前廣泛討論的“雨帶北移”更多是指7—8月雨帶在華北、東北地區(qū)表現(xiàn)出降水強(qiáng)度更大、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的特點(diǎn)。主要是2010年代中期以來(lái),夏季風(fēng)雨帶出現(xiàn)了顯著的年代際調(diào)整,華北、黃淮、東北地區(qū)夏季降水量較常年同期顯著增加,如2021年河南鄭州“7·20”特大暴雨,華北雨季開(kāi)始早、結(jié)束晚,降水量為歷史罕見(jiàn);2023年臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”殘余環(huán)流導(dǎo)致京津冀地區(qū)發(fā)生歷史性極端強(qiáng)降雨,形成流域性特大洪水。

“雨帶北移”是內(nèi)部變率(自然波動(dòng))和外部強(qiáng)迫(人類活動(dòng))共同作用的結(jié)果,那么近年我國(guó)北方降水偏豐和“雨帶北移”表現(xiàn)出什么現(xiàn)象和規(guī)律?“雨帶北移”的原因是什么?會(huì)不會(huì)持續(xù)發(fā)生?對(duì)我國(guó)北方地區(qū)水安全有什么影響?如何適應(yīng)和應(yīng)對(duì)?這些問(wèn)題對(duì)我國(guó)北方地區(qū)制定適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略和水資源政策具有重要意義。

近年我國(guó)“雨帶北移”現(xiàn)象

基于我國(guó)1960—2024年1800~2400個(gè)國(guó)家級(jí)雨量站的逐日降水量觀測(cè)數(shù)據(jù),采用協(xié)同克里格插值法,結(jié)合數(shù)字高程模型,對(duì)實(shí)測(cè)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行空間化處理,最終生成空間分辨率為0.1°的年降水量柵格數(shù)據(jù)集?;谠摂?shù)據(jù)集,得到逐年200~800mm降水等值線矢量圖、等雨量線及其幾何中心變化,用于揭示我國(guó)大陸近60余年降水量時(shí)空變化規(guī)律。

1.各年代多年平均降水量距平空間變化

從1960年代至2020年代(2020—2024年)的降水量距平分布來(lái)看,我國(guó)北方降水量距平變化呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域分異特征。1960年代東北、華北部分地區(qū)降水偏多,西北大部偏少。1970年代東北地區(qū)降水轉(zhuǎn)為偏少,華北地區(qū)正距平減小,西北地區(qū)負(fù)距平有所減小。1980年代華北地區(qū)降水整體偏少,東北地區(qū)與西北地區(qū)接近常年。1990年代東北地區(qū)降水增加,華北地區(qū)略偏少。2000年代華北地區(qū)、東北地區(qū)中部及西北地區(qū)東部連片干旱,西北地區(qū)西部降水量開(kāi)始微弱增多。2010年代東北地區(qū)中北部明顯轉(zhuǎn)濕,華北地區(qū)干旱略緩但降水量仍偏少,西北地區(qū)西部降水量呈現(xiàn)較明顯正距平。2020年代,北方大部分地區(qū)降水顯著增多,多數(shù)區(qū)域降水量距平值超過(guò)50mm。

1960—2024年各年代多年平均降水量距平分布

總體而言,近60余年來(lái)我國(guó)北方降水格局呈現(xiàn)出明顯的干濕轉(zhuǎn)變特征,區(qū)域差異十分明顯,2020年代以來(lái)北方大部分地區(qū)降水顯著增加,濕化格局日益凸顯。其中,華北地區(qū)長(zhǎng)期處于相對(duì)偏干狀態(tài),直至近年略有緩解;西北地區(qū)由早期降水偏枯逐步轉(zhuǎn)為多雨態(tài)勢(shì);東北地區(qū)則在不同年代間表現(xiàn)出顯著的干濕反轉(zhuǎn)。

2.各年代多年平均降水等值線包圍面積變化

1960—2024年,200~800mm降水等值線所包圍的區(qū)域面積(即降水量小于該降水等值線的面積)呈現(xiàn)出清晰的階段性變化特征。總體來(lái)看,2000年后多條降水等值線包圍的面積開(kāi)始減小,2020年之后降幅進(jìn)一步變大,說(shuō)明2010年后我國(guó)降水帶發(fā)生系統(tǒng)性北移。

1960年代以來(lái)多年平均降水等值線包圍區(qū)域的面積變化

500~800mm降水等值線包圍區(qū)域的面積在1960—2000年總體相對(duì)穩(wěn)定,但在2000年代后均出現(xiàn)明顯收縮。其中500mm與600mm降水等值線包圍面積在2010年代分別下降至440萬(wàn)km和537萬(wàn)km,并在2020—2024年繼續(xù)下降,分別減少26萬(wàn)km和43萬(wàn)km。700mm降水等值線所圍合的區(qū)域面積在近5年(2020—2024年,下文中“近5年”均為該時(shí)段)出現(xiàn)明顯下降,較前一年代減少約50萬(wàn)km,而80mm降水等值線對(duì)應(yīng)的半濕潤(rùn)區(qū)面積變化幅度相對(duì)較小。

300mm與400mm降水等值線包圍區(qū)域的面積均表現(xiàn)出下降特征。300mm降水等值線所圍合的區(qū)域面積整體呈現(xiàn)顯著縮減趨勢(shì),從1960年代的316萬(wàn)km減少至近5年的263萬(wàn)km。400mm降水等值線所圍合的區(qū)域面積在1961—2010年基本維持在366萬(wàn)~390萬(wàn)km之間,波動(dòng)范圍較小,但在2010年代顯著下降至355萬(wàn)km,2020年后進(jìn)一步下降至339萬(wàn)km

200mm降水等值線包圍區(qū)域(干旱區(qū))的面積變化最為突出。該區(qū)域面積自1960年代以來(lái)持續(xù)減少,從216萬(wàn)km大幅收縮至139萬(wàn)km,累計(jì)降幅超過(guò)35%,反映出過(guò)去60余年干旱區(qū)范圍的顯著萎縮。

綜上,2000年代以來(lái)200~800mm降水等值線包圍面積的同步減少,反映了我國(guó)干旱、半干旱及半濕潤(rùn)區(qū)分界整體向北推進(jìn)的過(guò)程,為“雨帶北移”提供了空間證據(jù)。

3.降水等值線幾何中心緯度位置變化

年降水等值線及其幾何中心緯度變化可有效表征我國(guó)雨帶及降水量的南北移動(dòng)與分布格局。從近5年相對(duì)于上一個(gè)5年(2015—2019年)的變化來(lái)看,除800mm等值線外,各降水等值線幾何中心緯度均呈北移態(tài)勢(shì)。其中400mm等值線北移幅度最大,約1.22°(135.9km);其次為600mm與500mm等值線,分別北移約1.01°(112.6km)和0.39°(43km);200mm和300mm等值線的北移幅度均在0.25°左右(約27.38km);而800mm等值線的幾何中心向南偏移0.99°(109.71km),這是由于近年來(lái)西南地區(qū)大旱,導(dǎo)致800mm降水等值線西部顯著南移。不同量級(jí)降水等值線并非整體同步平移,反映出我國(guó)降水格局的復(fù)雜性及區(qū)域性特征。

然而,從1960—2024年長(zhǎng)序列來(lái)看,除200mm降水等值線的線性變化趨勢(shì)顯著(北移速度0.02°/a,P<0.001)外,其余等值線的單向移動(dòng)趨勢(shì)不顯著。各等值線在長(zhǎng)期演變中均表現(xiàn)出強(qiáng)烈的年代際震蕩與階段性起伏,而非持續(xù)性單向北移的長(zhǎng)期趨勢(shì)。這種波動(dòng)性特征說(shuō)明,我國(guó)降雨帶的緯向移動(dòng)更可能受氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率(如ENSO或PDO位相轉(zhuǎn)換)及區(qū)域環(huán)流異常的共同影響。

200~800mm降水等值線幾何中心緯度的年際變化

200mm、400mm、800mm降水等值線幾何中心位置緯度的年代際變化

近年我國(guó)“雨帶北移”的原因分析

我國(guó)降水集中在夏季,具有典型的夏季風(fēng)降水特征。雨帶的位置和強(qiáng)度深受夏季風(fēng)環(huán)流尤其是副高影響,當(dāng)副高位置明顯偏北時(shí),會(huì)將更多水汽輸送至我國(guó)北方地區(qū)。同時(shí),北太平洋和北大西洋海溫均有年代際尺度的波動(dòng)周期,當(dāng)兩者處于暖海溫周期時(shí),有利于增強(qiáng)我國(guó)夏季風(fēng),將更多水汽輸送至北方地區(qū),推動(dòng)副高進(jìn)一步偏北。此外,氣溶膠濃度異常變化(尤其火山爆發(fā)事件引發(fā)的)、陸面過(guò)程演變(包括植被生態(tài)反饋與土地利用類型轉(zhuǎn)換)以及跨流域調(diào)水工程等大型人類活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)的干預(yù),進(jìn)一步增加了降水格局變化的復(fù)雜性。

1.近年來(lái)副高增強(qiáng)北擴(kuò)是“雨帶北移”的直接動(dòng)力

研究基于ERA5(第五代全球氣候大氣再分析數(shù)據(jù)集)月尺度0.25°空間分辨率的500hPa位勢(shì)高度數(shù)據(jù),分析1960—2024年逐年副高的西邊界(西伸脊點(diǎn))與北邊界(脊線北界)。依據(jù)中國(guó)氣象局《西太平洋副熱帶高壓監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)定》,對(duì)1960—2024年逐年副高的西伸脊點(diǎn)與脊線北界進(jìn)行計(jì)算分析。對(duì)于西伸脊點(diǎn),在10°N以北、90°E—180°范圍內(nèi),選取500hPa高度場(chǎng)上588位勢(shì)什米最西格點(diǎn)的經(jīng)度值;若該格點(diǎn)位于90°E以西,統(tǒng)一計(jì)為90°E;若某月無(wú)588位勢(shì)什米等值線,以該月歷史最大值替代。針對(duì)脊線北界,在10°N以北、110°E-150°E區(qū)域,計(jì)算500hPa高度場(chǎng)上588位勢(shì)什米等值線包圍的西太平洋副高體內(nèi)緯向風(fēng)零線(東西風(fēng)分界處,u=0且?u/?y>0)所在緯度的平均值;若無(wú)588位勢(shì)什米等值線,定義584位勢(shì)什米等值線內(nèi)緯向風(fēng)零線所在緯度的平均值;若某月無(wú)584位勢(shì)什米等值線,以該月歷史最小值替代。同時(shí)使用國(guó)家氣候中心劉蕓蕓等公開(kāi)的1991—2024年數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,可明確副高位置的遷移規(guī)律,為闡釋東亞夏季風(fēng)雨帶進(jìn)退、我國(guó)降水時(shí)空分布特征提供動(dòng)力學(xué)依據(jù)。采用氣候傾向率法分析1960—2024年副高邊界的長(zhǎng)期移動(dòng)趨勢(shì),定量計(jì)算西伸脊點(diǎn)與脊線北界的線性變化速率。運(yùn)用連續(xù)小波變換開(kāi)展多時(shí)間尺度周期分析,通過(guò)紅噪聲背景下95%顯著性檢驗(yàn)判斷周期信號(hào)的統(tǒng)計(jì)可靠性,并通過(guò)影響錐(COI)剔除邊界效應(yīng)干擾區(qū)域,僅對(duì)COI內(nèi)部穩(wěn)定、連續(xù)的顯著周期信號(hào)進(jìn)行物理解釋,確保分析結(jié)果的可信度。

副高邊界移動(dòng)規(guī)律分析顯示,其西北側(cè)拓展趨勢(shì)在近階段顯著增強(qiáng),2015年之后表現(xiàn)出明顯的北移與西擴(kuò)特征。從線性趨勢(shì)看,副高西邊界(以西伸脊點(diǎn)表征)1960—2024年間平均每年向西移動(dòng)約0.44°E;北邊界(以脊線北界表征)年均北移幅度約為0.009°N,近10年北擴(kuò)速率進(jìn)一步加快至約0.36°/a(約40km/a)。小波分析結(jié)果表明,西伸脊點(diǎn)位置在約31年尺度存在準(zhǔn)周期振蕩,該周期信號(hào)在COI內(nèi)部表現(xiàn)出較為連續(xù)的能量增強(qiáng),并通過(guò)紅噪聲背景下的95%顯著性檢驗(yàn)。北界緯度序列在11年和約60年尺度存在準(zhǔn)周期振蕩,其中11年尺度在2005—2015年期間能量明顯增強(qiáng),并在COI內(nèi)部達(dá)到95%顯著水平;相較之下,約60年尺度雖存在功率增強(qiáng)跡象,但未穩(wěn)定通過(guò)紅噪聲背景下的95%顯著性檢驗(yàn),且部分位于COI邊界附近,受邊界效應(yīng)影響,其物理解釋需保持謹(jǐn)慎。

1960—2024年副高西邊界位置的移動(dòng)規(guī)律和周期分析

1960—2024年副高北邊界位置的移動(dòng)規(guī)律和周期分析

總體而言,副高西北邊界的西擴(kuò)與北移趨勢(shì)在近階段疊加顯著的年際振蕩信號(hào),使其外圍雨帶呈現(xiàn)向西北方向推進(jìn)的特征,從而增強(qiáng)了北方地區(qū)的水汽輸送與低層輻合條件,擴(kuò)大夏季降水影響范圍。趨勢(shì)與周期兩種尺度的綜合分析進(jìn)一步揭示了副高位置變化對(duì)我國(guó)北方降水格局的階段性調(diào)控機(jī)制。

2.氣候系統(tǒng)自然變率控制雨帶位置的長(zhǎng)期演變

多數(shù)研究表明,近百年來(lái),我國(guó)年平均降水量以20~30年為周期的年代際變化為主,存在明顯的年代際振蕩。從60余年(1960—2024年)長(zhǎng)序列觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,我國(guó)夏季主雨帶位置呈現(xiàn)“南北擺動(dòng)”的現(xiàn)象。20世紀(jì)60—70年代雨帶位置偏北,80—90年代南移,2000年后又重回北移趨勢(shì)。通過(guò)副高西邊界位置的周期分析可以看出,決定雨帶位置的副高西伸脊點(diǎn)存在約31年的顯著周期振蕩,處于PDO的合理范圍內(nèi)。已有研究表明,PDO是影響副高的首要年代際因子,是調(diào)控我國(guó)夏季雨帶階段性南北遷移的主要因素。PDO在其負(fù)相位期間(如2010年代至今),北太平洋中部海溫異常偏低,促使副高向北偏移且強(qiáng)度增強(qiáng),引導(dǎo)南海-印度洋的暖濕水汽向華北地區(qū)輸送,形成“雨帶北移”的階段性特征,呈現(xiàn)“北澇南旱”的降水格局,具體表現(xiàn)為我國(guó)北方(東部35°N以北)大部分地區(qū)的降水呈現(xiàn)增加趨勢(shì);PDO正相位期間雨帶回歸長(zhǎng)江以南,呈現(xiàn)“南澇北旱”的降水格局。

我國(guó)季風(fēng)區(qū)夏季主雨帶位置及PDO指數(shù)變化

同時(shí),由副高北邊界位置的周期分析可知副高脊線北界緯度序列中存在約11年尺度的準(zhǔn)周期與太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期一致。已有研究明確指出,我國(guó)夏季降水格局受11年太陽(yáng)活動(dòng)周期的調(diào)制,在太陽(yáng)活動(dòng)高峰年,長(zhǎng)江以北季風(fēng)區(qū)降水較常年偏多,而長(zhǎng)江以南偏少,這是由于太陽(yáng)輻射增強(qiáng)導(dǎo)致熱帶和副熱帶平流層低層臭氧增多,加熱大氣,激發(fā)西太平洋異常對(duì)流活動(dòng),強(qiáng)化東亞-太平洋大氣遙相關(guān),促使季風(fēng)雨帶北移。此外,在年際尺度上,ENSO同樣起調(diào)制作用:拉尼娜事件期間,熱帶西太平洋對(duì)流增強(qiáng),推動(dòng)副高北抬,如2021—2022年連續(xù)拉尼娜期間華北地區(qū)“七下八上”(7月16日—8月15日)主汛期降水較常年偏多0.54~1.02倍,厄爾尼諾事件則通過(guò)相反的海氣相互作用過(guò)程,推動(dòng)雨帶南壓。由此可見(jiàn),我國(guó)夏季主雨帶位置的變化具有顯著的年代際周期性和海溫周期的相位依賴性,當(dāng)前階段的“雨帶北移”應(yīng)被解釋為氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率主導(dǎo)下的階段性演變,而非長(zhǎng)期單調(diào)北移過(guò)程。

3.氣候變暖及其他人類活動(dòng)對(duì)“雨帶北移”的影響

氣候變暖是北方降水增多的強(qiáng)化因子,其作用主要體現(xiàn)在兩方面。一方面,為大氣環(huán)流提供更豐沛的水汽來(lái)源。全球變暖背景下大氣水汽含量遵循“每升溫1℃增加7%”的規(guī)律顯著上升,直接強(qiáng)化東亞夏季風(fēng)的水汽輸送能力;同時(shí)北極與熱帶區(qū)域升溫速率差異加劇,疊加青藏高原積雪減少引發(fā)的區(qū)域熱力異常,共同推動(dòng)暖濕水汽向北方輸送,放大“雨帶北移”效果,使北方降水的集中性與極端性顯著增強(qiáng)。另一方面,氣候變暖還會(huì)延長(zhǎng)雨帶振蕩周期,有關(guān)研究預(yù)測(cè),受全球變暖影響,當(dāng)前我國(guó)“雨帶北移”的振蕩周期可能有所延長(zhǎng),北方地區(qū)處于多雨帶的狀態(tài)可能仍將持續(xù)數(shù)年。

大氣氣溶膠作為人類活動(dòng)相關(guān)的氣候驅(qū)動(dòng)因子,會(huì)通過(guò)散射太陽(yáng)輻射削弱南北半球間和赤道—北極間的溫度梯度,促使副熱帶急流與西太平洋副高北移,進(jìn)一步加劇北方降水偏多、南方降水偏少的格局;而城市化、植被覆蓋變化等人類活動(dòng),僅能改變局部水文循環(huán)過(guò)程,對(duì)大尺度降水總量及雨帶整體位置移動(dòng)的影響十分有限。

總體而言,我國(guó)夏季“雨帶北移”是多尺度氣候系統(tǒng)關(guān)鍵振蕩(以PDO、ENSO為核心)的自然變率進(jìn)入豐水相位與氣候變暖強(qiáng)化作用協(xié)同疊加的結(jié)果,其中自然變率對(duì)雨帶南北移動(dòng)的貢獻(xiàn)占據(jù)主導(dǎo)地位。“雨帶北移”并非持續(xù)性趨勢(shì),僅在上述氣候振蕩的自然變率處于特定相位(如PDO負(fù)相位、拉尼娜事件)時(shí)發(fā)生,當(dāng)相位反轉(zhuǎn)(如PDO正相位、厄爾尼諾事件),雨帶則會(huì)南退,呈現(xiàn)階段性南北擺動(dòng)特征。氣候變暖在自然變率的有利相位下,強(qiáng)化了北方降雨集中性和極端性,并可能改變南北移動(dòng)的周期。

“雨帶北移”相關(guān)問(wèn)題的討論

近年來(lái)我國(guó)北方地區(qū)降水偏多、“雨帶北移”現(xiàn)象顯著,既引發(fā)了對(duì)北方氣候轉(zhuǎn)型的樂(lè)觀預(yù)期,也催生了一系列社會(huì)與學(xué)界普遍關(guān)切的新疑問(wèn)。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,短期降水偏豐是否意味著長(zhǎng)期持續(xù)豐水?從人為驅(qū)動(dòng)來(lái)看,南水北調(diào)工程與北方降水增多是否存在關(guān)聯(lián),快速城市化又是否會(huì)改變區(qū)域降水格局?從現(xiàn)實(shí)影響來(lái)看,當(dāng)前降水偏豐能否扭轉(zhuǎn)海河和黃河等流域長(zhǎng)期存在的地表水資源衰減問(wèn)題?這些問(wèn)題對(duì)水資源開(kāi)發(fā)利用、防災(zāi)減災(zāi)布局及生態(tài)保護(hù)策略制定具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.近期“雨帶北移”并不代表長(zhǎng)期持續(xù)豐水

從千年尺度氣候演變規(guī)律來(lái)看,氣候系統(tǒng)始終存在以世紀(jì)為量級(jí)的波動(dòng)特征,降水格局隨氣候冷暖交替呈現(xiàn)周期性變化。竺可楨通過(guò)歷史文獻(xiàn)與物候記錄重建的我國(guó)近5000年氣候序列顯示,氣候冷暖階段交替出現(xiàn),暖期往往伴隨降水帶北擴(kuò),冷期則對(duì)應(yīng)降水帶南縮。葛全勝等進(jìn)一步量化了過(guò)去2000年的氣候波動(dòng)特征,識(shí)別出三個(gè)顯著溫暖期(270—390年代、1080—1210年代、1920年代后)和三個(gè)寒冷期(420—530年代、740—950年代、1270—1910年代),印證了20世紀(jì)以來(lái)的變暖現(xiàn)象在長(zhǎng)期時(shí)間尺度中并非特例。劉家宏等針對(duì)海河流域的研究發(fā)現(xiàn),該流域降水對(duì)千年氣候波動(dòng)響應(yīng)顯著——溫暖期降雨充沛,水系濕地廣泛發(fā)育,寒冷期則降雨銳減,濕地大面積萎縮,這一規(guī)律揭示了北方降水格局與全球或區(qū)域氣候周期的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

聚焦百年尺度,我國(guó)北方在21世紀(jì)初進(jìn)入新一輪降水偏豐時(shí)段,“雨帶北移”特征明顯。以海河流域?yàn)槔?477—2022年長(zhǎng)達(dá)546年的長(zhǎng)序列降水?dāng)?shù)據(jù)分析,該流域降水存在顯著的33年主周期,當(dāng)前正處于以2013年為起點(diǎn)的降水偏豐階段,2013—2022年期間多年平均降水量為568mm,遠(yuǎn)高于1997—2012年降水偏少時(shí)期的多年平均降水量488mm。按照概率分析,豐水期有75%的概率維持到2026—2030年,然后,海河流域大概率將步入降水偏少時(shí)期,迎接干旱周期的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從歷史周期性規(guī)律中分析可知,現(xiàn)階段我國(guó)北方降水偏多是周期性特征,“雨帶北移”大概率是短期趨勢(shì)現(xiàn)象,當(dāng)前我國(guó)北方地區(qū)降水偏多的趨勢(shì)不會(huì)一直持續(xù),未來(lái)或?qū)⒃俅芜M(jìn)入枯水期。由于降水格局受多重因素及觀測(cè)數(shù)據(jù)限制,未來(lái)具體變化仍存不確定性。

2.南水北調(diào)東、中線對(duì)降水偏豐的貢獻(xiàn)有限

南水北調(diào)東、中線一期工程通水以來(lái),北方受水區(qū)(以京津冀為主)同期降水普遍增多,二者之間是否存在因果關(guān)聯(lián),南水北調(diào)對(duì)降水影響有多大,成為關(guān)注的焦點(diǎn)。從影響機(jī)制來(lái)看,外流域調(diào)水通過(guò)蒸散發(fā)增加受水區(qū)大氣水汽含量,部分水汽經(jīng)降水再循環(huán)回歸地面,進(jìn)而對(duì)區(qū)域降水產(chǎn)生影響。以海河流域?yàn)槔?,中線一期工程自2014年年底通水以來(lái),截至2024年輸水量已達(dá)530億m,年均輸水量穩(wěn)定在約50億m

為量化南水北調(diào)工程對(duì)降水的實(shí)際貢獻(xiàn),團(tuán)隊(duì)前序研究采用WRF氣候模式開(kāi)展調(diào)水前后不同情景的模擬分析。結(jié)果顯示,2013—2022年海河流域年均降水較上一枯水期(1997—2012年)增多80mm,其中南水北調(diào)工程使流域年均降水增加約3.3mm,占降水總增量的比例僅為4.1%;而大氣環(huán)流帶來(lái)的水汽凈收支增加,直接導(dǎo)致年均降水增加76.7mm,貢獻(xiàn)占比高達(dá)95.9%。從季節(jié)維度看,南水北調(diào)工程對(duì)降水的影響存在差異,春季貢獻(xiàn)占比為23.0%,夏、秋、冬貢獻(xiàn)占比分別僅為2.9%、4.3%和1.7%。由此可知,南水北調(diào)工程對(duì)受水區(qū)降水增多的貢獻(xiàn)十分有限,遠(yuǎn)不足以成為北方“雨帶北移”的驅(qū)動(dòng)因素。

3.城市化發(fā)展會(huì)影響降水的時(shí)空格局

城市化進(jìn)程中,密集的建筑物與強(qiáng)烈的人類活動(dòng)易形成“熱島效應(yīng)”,促使城市上空產(chǎn)生持續(xù)上升氣流,吸引周邊濕冷空氣輻合,可能改變區(qū)域降水特征。京津冀是城市化快速發(fā)展區(qū)域,也是北方近年強(qiáng)降水集中爆發(fā)區(qū),城市化是否導(dǎo)致暴雨增多,也是需要回答的問(wèn)題。

從機(jī)理來(lái)看,依據(jù)克勞修斯-克拉伯龍方程,城市化引發(fā)的“熱島效應(yīng)”會(huì)提升城市氣溫與大氣邊界層厚度,增強(qiáng)大氣儲(chǔ)水能力,使得城市區(qū)域難以形成小雨,而滿足降雨條件時(shí)更易出現(xiàn)高等級(jí)降水。團(tuán)隊(duì)以北京為研究案例,基于ERA5小時(shí)尺度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不同城市化階段(1979—1981年、1999—2001年和2019—2021年)470場(chǎng)降水事件(小雨304場(chǎng)、中雨90場(chǎng)、大雨42場(chǎng)、暴雨25場(chǎng)、極端降水9場(chǎng)),發(fā)現(xiàn)小雨事件很少發(fā)生在城市中心,其中51%的小雨落區(qū)位于城市上風(fēng)向,而中雨以上等級(jí)的降水則有73%在下風(fēng)向城市邊緣出現(xiàn)或相比城區(qū)得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

為量化城市化對(duì)降水的影響,研究采用WRF-UCM模式,結(jié)合LCZ土地分類系統(tǒng)精準(zhǔn)刻畫城市下墊面,設(shè)置“無(wú)城市化(農(nóng)田替代城市)”基準(zhǔn)情景與“2020年實(shí)際城市化”對(duì)照情景開(kāi)展模擬。結(jié)果顯示,城市化會(huì)導(dǎo)致降水增加,城市化從1990年發(fā)展到2020年,北京建成區(qū)內(nèi)年均降水增加了20.9mm,場(chǎng)次強(qiáng)降水(超25mm/d)范圍從146km擴(kuò)大到610km。另外,城市化會(huì)導(dǎo)致地表近地面風(fēng)速下降,溫度升高,城市上空大氣持水能力增加,強(qiáng)降水過(guò)程發(fā)生時(shí)間延遲約2h。綜上,城市化雖會(huì)通過(guò)“熱島效應(yīng)”改變雨型、擴(kuò)大強(qiáng)降水范圍,但僅作用于局部區(qū)域,并非北方“雨帶北移”的主要驅(qū)動(dòng)因素。

4.階段性“雨帶北移”無(wú)法改變海河和黃河等流域水資源衰減現(xiàn)象

流域水資源演變受降水總量與下墊面產(chǎn)水能力雙重驅(qū)動(dòng),而下墊面變化引發(fā)的產(chǎn)水能力衰退通常具有不可逆性。三次全國(guó)水資源調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)顯示,黃河流域降水量基本穩(wěn)定(459~462mm/a),但地表水資源量從1919—1979年的多年平均580億m降至1956—2016年的490億m,降幅達(dá)16%;海河流域降水僅減少12%,地表水資源量多年平均值卻從1956—1979年的288億m銳減至1956—2016年的166億m,降幅達(dá)42%,衰減更為顯著。盡管近年來(lái)兩大流域降水偏豐帶來(lái)水資源量階段性增加,但降水的周期性波動(dòng)決定了豐水期無(wú)法持續(xù),未來(lái)枯水期到來(lái)時(shí)流域水資源量必將減少。

團(tuán)隊(duì)以海河流域?yàn)榘咐?,通過(guò)解耦地表水循環(huán)關(guān)鍵影響因素,量化了下墊面變化對(duì)水資源衰減的貢獻(xiàn)。過(guò)去60年海河流域山區(qū)植被葉面積指數(shù)增長(zhǎng)57%,單位面積蒸散發(fā)量增加65mm,直接導(dǎo)致地表水資源量減少48.5億m;平原區(qū)耕作面積擴(kuò)張227hm,產(chǎn)流能力較裸地降低21%,貢獻(xiàn)15.3億m的水資源衰減。2001—2016年海河流域徑流系數(shù)較1956—1979年減小33%,意味著同等降水條件下產(chǎn)水量大幅下降。水文模型模擬顯示,若維持現(xiàn)狀氣候與地下水水位,山區(qū)植被進(jìn)一步恢復(fù)大概率將導(dǎo)致海河流域地表水資源再衰減10億~16億m

綜上,當(dāng)前“雨帶北移”帶來(lái)的降水偏豐僅為階段性紅利,而下墊面改變引發(fā)的產(chǎn)水能力衰退具有長(zhǎng)期性與不可逆性。即便降水短期偏多,海河、黃河流域地表水資源衰減的整體現(xiàn)象仍未改變。

“雨帶北移”的水安全影響與對(duì)策

“雨帶北移”對(duì)北方地區(qū)防洪、供水、生態(tài)安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)且復(fù)雜的系統(tǒng)性影響。這一氣候背景下,北方地區(qū)水資源總量增加,為緩解缺水壓力、修復(fù)河湖生態(tài)帶來(lái)了歷史性機(jī)遇;但與此同時(shí),極端強(qiáng)降雨事件的頻率、強(qiáng)度顯著提升,也使得流域洪水、山洪災(zāi)害的突發(fā)性和破壞力加劇,長(zhǎng)期適應(yīng)干旱半干旱環(huán)境的北方基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)承災(zāi)體系面臨前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。面對(duì)機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)并存的新格局,必須統(tǒng)籌發(fā)展和安全,前瞻布局、科學(xué)應(yīng)對(duì),全面提升北方地區(qū)的災(zāi)害防御能力、供水保障能力與生態(tài)韌性。

1.對(duì)防洪安全的影響與對(duì)策

“雨帶北移”背景下,北方流域防洪安全面臨顯著挑戰(zhàn)。一方面,洪水、山洪的突發(fā)性和極端性增強(qiáng)。過(guò)去,黃河、海河、遼河等流域性大洪水發(fā)生頻率較低,“雨帶北移”后,集中暴雨易引發(fā)流域性洪水,山洪也可能從“偶發(fā)”轉(zhuǎn)向“常發(fā)”,引發(fā)更大規(guī)模的山洪、滑坡和泥石流災(zāi)害,疊加人口密度高的因素,破壞力更強(qiáng),致?lián)p風(fēng)險(xiǎn)將上升。另一方面,現(xiàn)有防洪工程與預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)面臨更大壓力,基于歷史數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的工程防洪標(biāo)準(zhǔn)可能難以適應(yīng)新的極端降水,部分流域防洪工程本身防洪能力有限,在頻繁超標(biāo)準(zhǔn)洪水沖擊下,更容易出現(xiàn)工程安全險(xiǎn)情。同時(shí),北方地區(qū)防洪體系長(zhǎng)期處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),存在設(shè)施薄弱、監(jiān)測(cè)不足、社會(huì)防災(zāi)意識(shí)與實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)欠缺等短板。

針對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn),需從多維度強(qiáng)化應(yīng)對(duì)。①?gòu)?qiáng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警,構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),從全球、區(qū)域和流域等多尺度深入研究“雨帶北移”規(guī)律,提升對(duì)區(qū)域降水、流域洪水和山洪災(zāi)害演化機(jī)理的科學(xué)認(rèn)知與預(yù)報(bào)預(yù)警能力。②加強(qiáng)中小尺度山區(qū)強(qiáng)降雨應(yīng)對(duì),在北方山洪高發(fā)區(qū)加密布設(shè)自動(dòng)雨量站、土壤墑情站,實(shí)時(shí)掌握降雨和下墊面狀況,持續(xù)復(fù)核與優(yōu)化山洪臨界雨量預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化基層臨災(zāi)預(yù)警“叫應(yīng)”機(jī)制,提升預(yù)警信息發(fā)布的時(shí)效性與覆蓋面。③加強(qiáng)極端天氣研究,結(jié)合極端天氣情景構(gòu)建、歷史重大災(zāi)害復(fù)盤分析等,深化對(duì)極端降水時(shí)空分布、強(qiáng)度頻率特征的研究,提升應(yīng)急預(yù)案的針對(duì)性與可操作性。④加強(qiáng)洪水風(fēng)險(xiǎn)管理,復(fù)核工程防洪能力,升級(jí)設(shè)施韌性水平,推動(dòng)巨災(zāi)保險(xiǎn)制度,構(gòu)建政府與市場(chǎng)協(xié)同的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)機(jī)制,提升全社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和承災(zāi)能力。

2.對(duì)供水安全的影響與對(duì)策

“雨帶北移”對(duì)我國(guó)北方地區(qū)供水安全的影響顯著,主要體現(xiàn)在水資源時(shí)空分布不均加劇、供水基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性凸顯和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系面臨新風(fēng)險(xiǎn)等方面。一方面,“雨帶北移”在增加北方地區(qū)水資源總量的同時(shí),也增強(qiáng)了降水的集中性、極端性,年內(nèi)年際分布更不均衡,現(xiàn)有調(diào)蓄設(shè)施難以有效存蓄雨洪資源,供水系統(tǒng)在旱澇急轉(zhuǎn)下調(diào)度壓力增大。另一方面,北方地區(qū)的水源工程、水廠和管網(wǎng)等設(shè)施因長(zhǎng)期適應(yīng)干旱環(huán)境,防洪標(biāo)準(zhǔn)和韌性普遍不足,極端暴雨易導(dǎo)致取水受阻、廠區(qū)受淹、管網(wǎng)破損,威脅供水安全。同時(shí),農(nóng)田灌排系統(tǒng)排澇標(biāo)準(zhǔn)偏低,強(qiáng)降雨易引發(fā)農(nóng)田內(nèi)澇,并可能加劇土壤次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn),影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),需采取系統(tǒng)性措施。①加強(qiáng)地下水儲(chǔ)備與涵養(yǎng)修復(fù),抓住北方地區(qū)降水偏豐的有利時(shí)期,充分利用河道下滲、人工回灌等措施,將豐沛雨洪資源有效轉(zhuǎn)化為地下水儲(chǔ)備,實(shí)現(xiàn)地下水系統(tǒng)的持續(xù)性修復(fù),為應(yīng)對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的干旱周期奠定堅(jiān)實(shí)的水資源基礎(chǔ)。②推進(jìn)國(guó)家水網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)補(bǔ)網(wǎng),加快推進(jìn)國(guó)家水網(wǎng)主骨架和大動(dòng)脈建設(shè),重點(diǎn)推進(jìn)一批具有“聯(lián)網(wǎng)、補(bǔ)網(wǎng)、強(qiáng)鏈”功能的引調(diào)水工程,完善跨區(qū)域江河與重大調(diào)水工程的統(tǒng)一調(diào)度機(jī)制,全面提升北方地區(qū)水網(wǎng)系統(tǒng)的韌性配置與互濟(jì)能力,增強(qiáng)水資源時(shí)空調(diào)配能力。③優(yōu)化洪水資源化利用,依托現(xiàn)有河湖與水利工程體系,科學(xué)優(yōu)化水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)、閘壩等設(shè)施調(diào)度運(yùn)行方式,在保障防洪安全前提下提升洪水資源轉(zhuǎn)化效率,推動(dòng)從“防御洪水”向“管理洪澇”轉(zhuǎn)變。

3.對(duì)生態(tài)安全的影響與對(duì)策

“雨帶北移”給北方生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)雙重影響。一方面,“雨帶北移”增加了北方地區(qū)的水資源總量,為長(zhǎng)期缺水的生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)了重要的補(bǔ)給水源,許多歷史上萎縮或干涸的河流、湖泊和濕地的水域面積得以恢復(fù)和擴(kuò)大,重點(diǎn)區(qū)域地下水水位實(shí)現(xiàn)持續(xù)性回升,水生態(tài)狀況實(shí)現(xiàn)好轉(zhuǎn)。另一方面,“雨帶北移”背景下,極端強(qiáng)降雨事件頻發(fā),對(duì)長(zhǎng)期適應(yīng)干旱半干旱環(huán)境的北方地區(qū)原生植被和土壤結(jié)構(gòu)構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。特別是黃土高原、華北土石山區(qū)等土壤抗蝕能力較弱,高強(qiáng)度降雨極易引發(fā)大面積水土流失,并顯著增加滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)河湖水文節(jié)律穩(wěn)定性被打破,長(zhǎng)期萎縮的河湖濕地因水位驟漲而挾帶大量陸域污染物,也會(huì)影響河湖生態(tài)系統(tǒng)的健康與平衡。

針對(duì)這些挑戰(zhàn),需精準(zhǔn)施策。①實(shí)施差異化防控。在黃土高原、華北土石山區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域加大推進(jìn)以“滯、蓄、固”為核心的水土流失綜合治理,通過(guò)加強(qiáng)山洪溝道清淤疏浚和生態(tài)護(hù)坡,坡面布設(shè)水平階、魚(yú)鱗坑等雨洪攔蓄設(shè)施,提升對(duì)短時(shí)強(qiáng)降雨的消納能力,減少水土流失和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。②構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系。加密生態(tài)要素監(jiān)測(cè)站網(wǎng),重點(diǎn)強(qiáng)化對(duì)小時(shí)級(jí)強(qiáng)降雨、土壤含水率、植被覆蓋度等關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),建立適用于北方不同地貌類型的預(yù)警模型并確定相關(guān)閾值,提升生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力。③優(yōu)化流域生態(tài)調(diào)度。在保障防洪安全前提下,將生態(tài)調(diào)度融入洪水資源化利用,通過(guò)閘壩調(diào)度、生態(tài)補(bǔ)水,恢復(fù)斷流河湖與濕地功能,實(shí)現(xiàn)雨洪資源向生態(tài)效益的轉(zhuǎn)化。

結(jié)論

2020年以來(lái)我國(guó)“雨帶北移”現(xiàn)象凸顯,北方大部分區(qū)域降水量距平值超50mm,干旱、半干旱與半濕潤(rùn)區(qū)分界整體北抬,其中400mm降水等值線幾何中心北移幅度達(dá)1.22°(135.9km),200mm降水等值線包圍的干旱區(qū)面積較1960年代縮減超35%,北方濕化成為顯著氣候特征。這一現(xiàn)象是多因素協(xié)同作用的結(jié)果,西太平洋副高近10年以0.36°/a(約40km/a)速率北擴(kuò)是直接動(dòng)力,PDO相位、ENSO等氣候系統(tǒng)自然變率主導(dǎo)其長(zhǎng)期演變,氣候變暖強(qiáng)化了北方降水集中性與極端性,而南水北調(diào)對(duì)海河流域降水增量貢獻(xiàn)占比僅4.1%,城市化使北京建成區(qū)年降水增加20.9mm,人類活動(dòng)對(duì)“雨帶北移”的影響有限。

當(dāng)前“雨帶北移”屬于氣候周期下的階段性現(xiàn)象,以海河流域?yàn)槔浣邓?3年主周期的豐水期有75%概率維持至2026—2030年,北方多雨?duì)顟B(tài)或?qū)⒊掷m(xù)數(shù)年,但豐水并非長(zhǎng)期趨勢(shì)。同時(shí),該現(xiàn)象帶來(lái)的階段性降水增加無(wú)法扭轉(zhuǎn)海河、黃河流域地表水資源衰減趨勢(shì)——海河流域降水量減少12%,地表水資源量卻銳減42%,黃河流域地表水資源量降幅也達(dá)16%,可見(jiàn)下墊面變化引發(fā)的產(chǎn)水能力衰退具有不可逆性。

“雨帶北移”為北方水安全帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn),既為供水保障和生態(tài)修復(fù)提供寶貴水源,也使極端強(qiáng)降雨頻發(fā)。2021年華北地區(qū)主汛期降水偏多0.54~1.02倍,2023年京津冀遭遇歷史性極端降雨,北方地區(qū)防洪、供水、生態(tài)體系均面臨嚴(yán)峻壓力。應(yīng)對(duì)此背景下的水安全風(fēng)險(xiǎn),需立足其周期性與階段性特征,統(tǒng)籌三大安全體系建設(shè):構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),加密北方山洪高發(fā)區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn);抓住降水偏豐契機(jī),推進(jìn)地下水涵養(yǎng),依托水利工程將雨洪資源轉(zhuǎn)化為水資源儲(chǔ)備,加快國(guó)家水網(wǎng)“聯(lián)網(wǎng)、補(bǔ)網(wǎng)、強(qiáng)鏈”;在黃土高原等重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┧亮魇ЬC合治理,構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系,優(yōu)化流域生態(tài)調(diào)度。通過(guò)多維度施策,強(qiáng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警與工程韌性,提升水資源時(shí)空調(diào)配與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控能力,實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候變化背景下水安全風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)、系統(tǒng)性應(yīng)對(duì)。

Abstract: Since 2020, much of northern China has experienced significantly above-average precipitation, with many areas showing anomalies exceeding 50 mm. This has led to the prominent phenomenon of the “northward shift of the rain belt,” accompanied by a northward movement of the boundary between arid, semi-arid, and semi-humid regions. This shift results from the synergistic effect of multiple factors. Specifically, the intensification and northward expansion of the western Pacific subtropical high serve as the direct dynamic force. Natural variability of the climate system, such as the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and the El Ni?o-Southern Oscillation (ENSO), predominantly governs the long-term positional evolution of the rain belt. Climate warming further intensifies the concentration and extremity of precipitation in northern regions. Human activities, including the South-to-North Water Diversion Project and urbanization, have limited influence on this phenomenon. The recent “northward shift of rain belt” is a phase-specific phenomenon. While wetter conditions in northern China may persist for several years, this does not signal a long-term trend of abundant water and cannot alter the decline in surface water resources caused by underlying surface changes in the Haihe River and Yellow River basins. The shift brings both opportunities and challenges: it provides a vital water source for securing water supply and ecological restoration in the north but intensifies flood control pressure and safety risks, thereby raising the demands for disaster prevention, mitigation, and water resources management. It is imperative to strengthen research on the periodic and phase characteristics of the “northward shift of rain belt”, enhance monitoring, early warning, and infrastructure resilience, and formulate scientific responses to the water security risks induced by climate change.

Keywords“northward shift of rain belt”; precipitation isoline; water resources quantity; flood control security; water supply security; ecological security

本文引用格式:

趙勇,王慶明,劉源,等.我國(guó)“雨帶北移”現(xiàn)象及其水安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)[J].中國(guó)水利,2026(7):1-12.

責(zé)編劉磊寧

校對(duì)呂彩霞

審核張瑜洪

監(jiān)制馬穎卓



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