貴定暴雨日特征分析

黃曉俊,夏 恒,楊 明,宋應(yīng)剛

(1.貴州省龍里縣氣象局,貴州 龍里 551200;2.貴州省六盤水市氣象局,貴州 水城 553001;3.貴州省玉屏縣氣象局,貴州 玉屏 554000)

貴定暴雨日特征分析

黃曉俊1,夏 恒2,楊 明3,宋應(yīng)剛1

(1.貴州省龍里縣氣象局,貴州 龍里 551200;2.貴州省六盤水市氣象局,貴州 水城 553001;3.貴州省玉屏縣氣象局,貴州 玉屏 554000)

分析貴定縣 1957—2009年出現(xiàn)的 134次暴雨日樣本。結(jié)果表明:貴定縣暴雨日數(shù)總體呈上升趨勢,其線性增長率為 0.2d/10年,年暴雨日數(shù)在 0～7d次之間,暴雨日平均每年出現(xiàn) 2.53次,最大降水量為 234.9mm,1h最大降水量為63.5mm;2—10月均有暴雨日出現(xiàn),暴雨日發(fā)生的季節(jié)性明顯,夏季暴雨日占全年的 54.3%,暴雨日頻發(fā)于 6—7月,且 6月下旬為暴雨的高峰期;暴雨日降水對月、年降水量的貢獻(xiàn)顯著,5—9月的暴雨日雨量對月降水量的貢獻(xiàn)較大,6月為最大。年降水量最少的年份,無暴雨日出現(xiàn)。

貴定;暴雨日;特征

1 引言

在我國,暴雨洪澇災(zāi)害是僅次于旱災(zāi)的氣象災(zāi)害,暴雨往往使農(nóng)田積水和土壤水分過度飽和給農(nóng)業(yè)帶來災(zāi)害,甚至?xí)鹕胶楸┌l(fā)、江河泛濫、堤壩決口給人民和國家造成重大經(jīng)濟(jì)損失。1978—2009年期間,貴定縣境內(nèi)共發(fā)生暴雨、冰雹、干旱、秋風(fēng)和低溫凝凍等各類氣象災(zāi)害 101次,成災(zāi) 44次,其中由暴雨引發(fā)的洪澇、山體滑坡等災(zāi)害達(dá)到成災(zāi)次數(shù)的 45%,所造成的損失位于各類氣象災(zāi)害之首。例如,1999年 7月 16日的大暴雨,就導(dǎo)致全縣 20多萬人受災(zāi),房屋倒塌 1 385間,公路塌方 720處,1 185人無家可歸,直接經(jīng)濟(jì)損失 18 356萬元。之前,對貴定縣某次暴雨過程或某種特定天氣條件下的暴雨進(jìn)行過分析研究,但都未對貴定暴雨日進(jìn)行專題分析。本文重點(diǎn)對貴定縣暴雨日的年、月、旬、日分布和特征進(jìn)行分析,總結(jié)出它們的氣候特征,對提高暴雨預(yù)報(bào)、氣候評價(jià)和氣象決策服務(wù)有實(shí)質(zhì)性的意義。

2 資料選取及分析規(guī)定

2.1 資料

文中所用資料均來自于貴定縣一般氣候站 (該站位于 107°14′E,26°35′N)。暴雨日樣本從 1957—2009年的月報(bào)表中挑取。由于自記雨量觀測從1980年開始進(jìn)行,故 1 h最大雨強(qiáng)的樣本從 1980—2009年的月報(bào)表中挑取。

2.2 規(guī)定

把暴雨按 24 h(20時(shí)—20時(shí))雨量 (R)分為 3個(gè)量級,即暴雨、大暴雨、特大暴雨。具體為:100 mm>R≥50 mm為暴雨,200 mm>R≥100 mm為大暴雨,R≥200 mm為特大暴雨。連續(xù) 3d或 3d以上出現(xiàn)日降水量≥50 mm時(shí),定為持續(xù)性暴雨。將 (20時(shí)—20時(shí))降水量≥50 mm的降雨日稱為一個(gè)暴雨日。

3 暴雨日的特征分析

3.1 暴雨日的年際變化特征

在 1957—2009年間,貴定縣出現(xiàn)暴雨 (含大暴雨、特大暴雨)134次,其中,暴雨日的頻數(shù)為 124次,占出現(xiàn)暴雨以上頻數(shù)的 92.54%,年平均 2.53次;出現(xiàn)大暴雨的頻數(shù)為 9次,占出現(xiàn)暴雨以上頻數(shù)的 6.71%,年平均 0.17次;出現(xiàn)特大暴雨 1次(1999年 6月 30日),占出現(xiàn)暴雨以上頻數(shù)的0.01%。暴雨日的最大降雨量為 234.9 mm,次大降水量為 190.4 mm。用暴雨日次數(shù)的 5 a滑動(dòng)平均進(jìn)行統(tǒng)計(jì),來反映暴雨日的年際變化 (見圖 1)。

由圖 1可以看出,貴定暴雨日數(shù)總體呈上升趨勢,其線性增長率為 0.2d/10a。20世紀(jì) 60年代(1960—1969年),暴雨日數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢,1969年達(dá)到峰值;20世紀(jì) 70年代到 80年代初 (1970—1981年),暴雨日數(shù)呈波動(dòng)下降趨勢,1981年達(dá)到谷值;1982—1998年,暴雨日數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢,1998年達(dá)到峰值;1999—2003年暴雨日數(shù)呈明顯的下降趨勢,2003年達(dá)到谷值。暴雨日數(shù)以 1988年和 1991年為最高,達(dá)到 7次,1962年、1966年、1978年、1981年、1997年、2006年未出現(xiàn)。暴雨日多的年份,一般是洪澇嚴(yán)重的年份,暴雨日少的年份常是干旱嚴(yán)重的年份。

圖 1 貴定暴雨日年際變化曲線及趨勢

3.2 暴雨日的月、旬變化特征

分析表 1可知,53 a中貴定縣在 2—10月均有可能出現(xiàn)暴雨,暴雨最早出現(xiàn)在 2月 12日 (1991年),最晚結(jié)束在 10月 23日 (1961年);大暴雨最早出現(xiàn)在 1958年 4月 9日,最晚結(jié)束在 2008年 8月16日,而 11月—次年 1月均沒有暴雨出現(xiàn)。各月中,6月出現(xiàn)暴雨的頻數(shù)最高,出現(xiàn)頻率達(dá)到 26%,7月出現(xiàn)的頻數(shù)次之,出現(xiàn)頻率為 17.9%。6—7月是貴定縣暴雨日集中出現(xiàn)的時(shí)段,是暴雨和大暴雨的多發(fā)期,例如 1991年 7月共出現(xiàn) 5次暴雨日,集中的強(qiáng)降水使得山體滑坡、房屋作物被淹,給國民經(jīng)濟(jì)造成很大損失。夏季 (6—8月)暴雨日占全年的54.3%,其次是春季 (3—5月),占全年暴雨日數(shù)的21.6%。

表 1 貴定縣 2—10月各級暴雨日頻數(shù)及頻率分布表

從圖 2分析可知,貴定縣 2月上旬曾出現(xiàn)過一次暴雨日,2月中旬—3月中旬沒有暴雨日出現(xiàn),暴雨日從 3月下旬開始逐漸增多,4月中旬開始進(jìn)入暴雨多發(fā)期,其中以 6月下旬為最高,6月中旬和 7月上旬是出現(xiàn)暴雨的兩個(gè)次高峰期,5月下旬略低于次高峰期,8月上旬—8月中旬,暴雨出現(xiàn)的頻次明顯減少,但在 8月下旬—9月上旬又有所上升,隨后逐漸減少。貴定大暴雨在 4月中旬—8月中旬都有可能出現(xiàn),其中 6月中旬—7月中旬出現(xiàn)大暴雨的頻次最高且集中,8月中旬出大暴雨的頻次為次高。

圖 2 貴定縣各旬暴雨、大暴雨日數(shù)分布圖

3.3 暴雨日 1h最大雨強(qiáng)

自記降水觀測時(shí)間為每年的 4—10月,故對暴雨日 1h最大雨強(qiáng)的分析也為此時(shí)段。貴定暴雨 1h最大雨強(qiáng)為 63.5 mm,出現(xiàn)在 2004年的 5月 30日08—09時(shí),次大雨強(qiáng) 62.7 mm出現(xiàn)在同日的 07—08時(shí),此次大暴雨的降水總量為 157.6 mm。總的來說,貴定縣 1h最大雨強(qiáng)以夜間 20時(shí)—01時(shí)出現(xiàn)的可能性最大,早上 06時(shí)—09時(shí)次之,其余時(shí)段出現(xiàn)1h最大雨強(qiáng)的可能性很低,這與貴定縣夜間雨量明顯大于白天,夜雨多于晝雨的變化趨勢一致。各月最大雨強(qiáng)見表 2。

3.4 月暴雨日對降水量的影響

3.4.1 月暴雨日對月降水量的影響 分析 53a降水資料表明:4月降水超過平均值 (103.0 mm)的 24 a中有 7 a出現(xiàn)暴雨日,占高出月降水量頻率的29.2%;5月降水超過平均值 (174.5 mm)的 25 a中有 13 a次出現(xiàn)暴雨日,占高出月降水量頻率的52%;6月降水超過平均值 (199.9 mm)的 24 a中有 19 a出現(xiàn)暴雨日,占高出月降水量頻率的79.2%;7月降水超過平均值 (171.2 mm)的 24 a中15 a出現(xiàn)暴雨日,占高出月降水量頻率的 62.5%;8月降水超過平均值 147.1 mm的 20 a中有 11 a出現(xiàn)暴雨日,占高出月降水量頻率的 55%;9月降水超過平均值 (93.0 mm)的 24 a中有 14 a出現(xiàn)暴雨日,占高出月降水量頻率的 58.3%;10月降水超過平均值 (89.0 mm)有 19 a,其中有暴雨日的為 5 a,占高出月降水量頻率的 26.3%。53 a間,在有暴雨出現(xiàn)的104個(gè)月中有 87個(gè)月的月降水量高出月平均降水量,通過計(jì)算各月暴雨日雨量占各月降水量的比例發(fā)現(xiàn) (圖 3),4—7月暴雨雨量對月降水的貢獻(xiàn)呈遞增趨勢,5—9月的暴雨日對月降水量的貢獻(xiàn)較大,6月達(dá)到最大,7月次之。通過相關(guān)分析可知,月暴雨日數(shù)與月降水量的相關(guān)系數(shù)為 0.58,月暴雨雨量與月降水量的相關(guān)系數(shù)為 0.7,二者均通過α=0.01的相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。這說明月暴雨對月降水量的貢獻(xiàn)是顯著的。

表 2 1980—2009年各月暴雨日 1h最大雨強(qiáng)

圖 3 貴定縣月暴雨雨量占月降水量的百分比曲線圖

3.4.2 年暴雨日對年降水量的影響 分析圖 4可知,貴定年暴雨日數(shù)與年降水量的走勢基本相同,年降雨量在 722.3～1 624.5mm之間,降水變幅為80%,年暴雨日數(shù)在 0～7次之間,年暴雨日數(shù)與年降水量的相關(guān)系數(shù)為 0.5,且通過α=0.01的相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。在超出年平均降水量 (1 124.3 mm)的25 a中,有 23 a出現(xiàn)暴雨。1957年降水量是722.3mm為歷年最少,而這一年暴雨日為 0。

圖 4 貴陽年降水量與年暴雨日數(shù)時(shí)間分布圖

4 結(jié)論

①貴定縣暴雨日呈波動(dòng)上升趨勢,其線性增長率為 0.2d/10a。20世紀(jì) 60年代,暴雨日數(shù)呈上升趨勢;70—80年代初,暴雨日數(shù)呈下降趨勢;1982—1998年,暴雨日數(shù)呈上升趨勢;1999—2003年暴雨日數(shù)呈下降趨勢,2004年以后呈上升趨勢。貴定縣平均每年出現(xiàn)暴雨 2.53次,出現(xiàn)大暴雨 0.17次。

②貴定縣暴雨日具有明顯的季節(jié)性。暴雨日最早出現(xiàn)在春季的 2月中旬,4月中旬逐漸增多,頻發(fā)于 6、7月,直到 8月中旬略減少后,8月下旬—9月上旬又略增多,最晚結(jié)束于 10月。暴雨日平均每年出現(xiàn) 2.53次,其中 R≥100 mm的暴雨平均每年出現(xiàn) 0.17次。

③貴定縣各月 1 h最大雨強(qiáng)易出現(xiàn)在夜間,夜間雨量明顯大于白天,夜雨多于晝雨。1 h最大降水量為 63.5 mm;日暴雨量最大為 234.9 mm,大暴雨日出現(xiàn)的幾率很小。最長連續(xù)暴雨日數(shù)為 3 d,其降水量累計(jì)為 176.6 mm。20世紀(jì) 90年代以后,出現(xiàn)大暴雨日的頻率呈上升趨勢。

④暴雨對月、年降水量的貢獻(xiàn)較為顯著。4—7月暴雨雨量對月降水的貢獻(xiàn)呈遞增趨勢,5—9月的暴雨日對月降水量的貢獻(xiàn)較大,6月達(dá)到最大,7月次之。53 a間暴雨雨量占總降水量的 16.3%。

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1003-6598(2011)01-0029-03

2010-07-20

黃曉俊 (1975-),女,工程師,主要從事基礎(chǔ)業(yè)務(wù)管理工作。