1968—2016年康樂(lè)縣暴雨時(shí)空分布特征及影響系統(tǒng)

羅兵+常靜+常自祎+李宛彧+章法俊

摘要 利用康樂(lè)縣氣象站1968—2016年逐日降水資料，統(tǒng)計(jì)分析康樂(lè)縣暴雨的時(shí)空分布特征和發(fā)生發(fā)展規(guī)律。結(jié)果表明，康樂(lè)縣暴雨是小概率事件，一般出現(xiàn)在6—8月，主要在傍晚和夜間多發(fā)，屬于典型的夜雨型和午后傍晚型。近10年暴雨總體趨勢(shì)是增多的，造成的經(jīng)濟(jì)損失增加明顯。分析總結(jié)了康樂(lè)縣暴雨發(fā)生的主要環(huán)流類型有3種：中高緯西風(fēng)帶冷槽或冷渦、青海高原低渦或切變線、西太平洋副熱帶高壓。

關(guān)鍵詞 暴雨；時(shí)空分布特征；影響系統(tǒng)；甘肅康樂(lè)；1968—2016年

中圖分類號(hào) P426.62+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）11-0210-02

青藏高原邊緣地區(qū)夏季發(fā)生日雨量≥50 mm的暴雨較多，因其短時(shí)間內(nèi)大量降雨，導(dǎo)致多種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和人們生活影響極大，故一直是許多氣象學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)[1-2]。對(duì)該地區(qū)暴雨發(fā)生進(jìn)行多方面的研究，可以為提高暴雨的預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

康樂(lè)縣地處黃土高原向青藏高原過(guò)渡地帶，位于甘肅省中南部、臨夏回族自治州東南端，境內(nèi)地形復(fù)雜，大陸性季風(fēng)氣候特征明顯。由于康樂(lè)縣的氣候和地形特點(diǎn)，康樂(lè)縣暴雨具有雨強(qiáng)大、來(lái)勢(shì)猛、持續(xù)時(shí)間短、破壞性大等特點(diǎn)，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)暴雨的發(fā)生還存在許多困難。基于上述原因，通過(guò)分析1968—2016年康樂(lè)縣暴雨時(shí)空分布特征等方面氣象資料，摸索康樂(lè)縣暴雨發(fā)生的規(guī)律特征，為康樂(lè)縣的暴雨預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)提供一定的參考。

1 資料與方法

1.1 資料選取

選擇1968—2016年康樂(lè)縣降水資料，其中2005年12月31日以前為人工記錄的逐小時(shí)降水資料，2006年1月1日以后利用康樂(lè)縣觀測(cè)站這一區(qū)域自動(dòng)站自動(dòng)記錄的降水資料，全部降水資料來(lái)自康樂(lè)縣氣象觀測(cè)站的A文件。

1.2 分析方法

將1 h雨量≥16.0 mm或24 h雨量為50.0～99.9 mm的降水定為暴雨；日雨量是指20：00至次日20：00的降水量；小時(shí)雨量是指相鄰2個(gè)正點(diǎn)之間的降水量。對(duì)降水資料進(jìn)行整理，統(tǒng)計(jì)暴雨日數(shù)，并分析其日分布特征和年際變化規(guī)律，對(duì)相關(guān)洪澇災(zāi)害及其影響天氣系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)。

2 結(jié)果與分析

2.1 暴雨時(shí)空分布特征

2.1.1 暴雨日分布特征?？禈?lè)縣1968—2016年的年平均降水量是531.8 mm，夏季平均降水量為288 mm，占全年總降水量的54.2%，統(tǒng)計(jì)康樂(lè)縣1968—2016年共有5 461 d出現(xiàn)降水，平均每年有111 d左右出現(xiàn)降水，其中夜雨（20：00至次日8：00的降水）占60%之多。

從表1可以看出，康樂(lè)縣暴雨一般出現(xiàn)在每年的6—8月，而6—8月正值康樂(lè)縣的主汛期[3]，雖然日降水量≥50 mm的暴雨日數(shù)很少，但降雨量集中，強(qiáng)度接近暴雨，依然可以發(fā)生暴雨災(zāi)害。1989年7月22日降水量達(dá)131.9 mm，2005年7月1日達(dá)137.7 mm，為1967年以來(lái)的2場(chǎng)大暴雨。

統(tǒng)計(jì)康樂(lè)縣1968—2016年出現(xiàn)暴雨的主要降水時(shí)段出現(xiàn)在16：00至次日4：00。從圖1可以看出，夜間20：00、22：00出現(xiàn)頻次最高，19：00和24：00、1：00出現(xiàn)頻次相一致，16：00—18：00和4：00出現(xiàn)頻次一致。這與每日的逐時(shí)熱力、層結(jié)變化特征相一致。一般午后隨著氣溫升高，層結(jié)逐漸趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致對(duì)流易發(fā)；而太陽(yáng)落山后，由于地表與大氣熱力差異，近地面溫度下降緩慢而大氣氣溫下降迅速，層結(jié)穩(wěn)定性遭到破壞，形成位勢(shì)不穩(wěn)定層結(jié)，引發(fā)對(duì)流。由此表明，康樂(lè)縣暴雨在傍晚和夜間多發(fā)，屬于典型的夜雨型和午后傍晚型。

2.1.2 暴雨日數(shù)的年際變化特征?？禈?lè)縣每年出現(xiàn)的暴雨次數(shù)總體趨勢(shì)是增多的，且年際變化大，經(jīng)統(tǒng)計(jì)49年中暴雨出現(xiàn)幾率為4～5年1次（圖2），年均為0.2場(chǎng)，圖2還反映出近10年以來(lái)暴雨有增多的趨勢(shì)，平均每2年出現(xiàn)一場(chǎng)暴雨。對(duì)近40年的年降水量分析表明，多雨年份易出現(xiàn)大到暴雨，而干旱少雨年份大到暴雨頻次偏少。

2.2 洪澇災(zāi)害

洪澇災(zāi)害是影響康樂(lè)縣經(jīng)濟(jì)的重要?dú)庀鬄?zāi)害，直接危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。洪澇災(zāi)害不僅與暴雨的出現(xiàn)次數(shù)有關(guān)，而且與暴雨的強(qiáng)度（降水強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)降水量的多少）有直接的關(guān)系?？禈?lè)縣雖然日降水量≥50 mm的暴雨日數(shù)很少，但降雨量集中，強(qiáng)度接近暴雨，依然可以發(fā)生暴雨災(zāi)害。統(tǒng)計(jì)分析有記載的康樂(lè)縣山洪災(zāi)害，其大都是由于強(qiáng)度意義上的暴雨引起的。一般情況下，雷雨天氣的降水量超過(guò)20 mm（其持續(xù)時(shí)間一般在2 h內(nèi)）或6 h內(nèi)穩(wěn)定性降水的雨量超過(guò)30 mm時(shí)，康樂(lè)縣就可能出現(xiàn)洪災(zāi)。

據(jù)1976—2016年康樂(lè)縣因暴雨造成的經(jīng)濟(jì)損失統(tǒng)計(jì)資料，分析了康樂(lè)縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)，尤其是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)受災(zāi)和成災(zāi)特點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示，研究時(shí)段內(nèi)，由暴雨引發(fā)的洪澇、地質(zhì)災(zāi)害的受災(zāi)人口為101.9萬(wàn)人，死亡人數(shù)為30人，倒塌房屋2 201間，受災(zāi)面積為97 274.6 hm2，絕收面積為48 700.0 hm2，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失8 847.23萬(wàn)元，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)14 145.72萬(wàn)元?？禈?lè)縣因洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較大的時(shí)段有15個(gè)，其中1996年以3 306.2萬(wàn)元達(dá)到40年最高峰值。

其中1989年7月22日康豐、虎關(guān)、流川、白王等鄉(xiāng)降大暴雨，日降水量達(dá)131.9 mm，為建站以來(lái)最大的一次，大暴雨使縣城街道積水深20～50 cm，4個(gè)機(jī)關(guān)和90多戶居民住宅進(jìn)水，淹倒房屋10多間、圍墻逾200 m，農(nóng)田受災(zāi)面積達(dá)200 hm2，沖毀河堤、公路、房屋、樹(shù)木等造成全縣直接經(jīng)濟(jì)損失70萬(wàn)元。1994年8月10日出現(xiàn)大雨，洪水使附城、虎關(guān)、流川3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)最為嚴(yán)重，共造成16人死亡、42人受傷、248人無(wú)家可歸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 498.51萬(wàn)元。2005年7月1日，測(cè)站降大暴雨，日降水量達(dá)137.7 mm，創(chuàng)歷史一日最大降水量值，暴雨造成附城鎮(zhèn)、康豐鄉(xiāng)的3個(gè)村共27間民房倒塌、16間民房損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)17.6萬(wàn)元。

由圖3可知，1976—2005年暴雨造成的災(zāi)害中受災(zāi)人口較多，之后受災(zāi)人口趨于減少；1976—1995年20年間暴雨造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1 000萬(wàn)元的共計(jì)出現(xiàn)2年，1996—2005年10年間出現(xiàn)1年，2006—2015年10年間出現(xiàn)3年。分析結(jié)果表明，近10年暴雨造成的災(zāi)害受災(zāi)人口趨于減少，但經(jīng)濟(jì)損失增加明顯。

2.3 康樂(lè)縣強(qiáng)降水的主要天氣系統(tǒng)

對(duì)500 hPa 3個(gè)關(guān)鍵區(qū)域主要影響系統(tǒng)進(jìn)行分析表明，影響康樂(lè)縣強(qiáng)降水的系統(tǒng)主要有3個(gè)：中高緯西風(fēng)帶冷槽或冷渦、青海高原低渦或切變線、西太平洋副熱帶高壓。單一系統(tǒng)造成的強(qiáng)降水較少，且不同時(shí)段影響系統(tǒng)不同，高原槽及冷槽或冷渦造成的強(qiáng)降水容易出現(xiàn)在5月、6月中上旬、9月中下旬及10月；6—8月強(qiáng)降水過(guò)程主要由3個(gè)系統(tǒng)共同造成，其中高原低渦是強(qiáng)降水產(chǎn)生的主要系統(tǒng)，冷槽一般位于高原低渦后部，槽前正渦度平流的輸入使高原低值系統(tǒng)得到增強(qiáng)和發(fā)展；副高邊緣充沛的水汽和熱力條件，形成了中尺度雨團(tuán)產(chǎn)生有利的背景條件[4-5]。

3 結(jié)論

（1）康樂(lè)縣暴雨主要降水時(shí)段出現(xiàn)在16：00至次日4：00，即在傍晚和夜間多發(fā)，屬于典型的夜雨型和午后傍晚型。

（2）暴雨屬于量級(jí)較大的強(qiáng)降水，康樂(lè)縣直接達(dá)到暴雨標(biāo)準(zhǔn)（日降水量在50 mm及以上）的氣候概率很低，是小概率事件，但出現(xiàn)非暴雨量級(jí)的強(qiáng)降水也同樣造成災(zāi)害。

（3）康樂(lè)縣每年出現(xiàn)的暴雨次數(shù)總體趨勢(shì)是增多的，且年際變化大，1968—2016年暴雨出現(xiàn)幾率為4～5年1次，年均0.2場(chǎng)，但近10年來(lái)暴雨增多，平均每2年1場(chǎng)。

（4）統(tǒng)計(jì)分析表明，近10年來(lái)暴雨造成的災(zāi)害中受災(zāi)人口趨于減少，但經(jīng)濟(jì)損失增加明顯。

（5）康樂(lè)縣暴雨發(fā)生的環(huán)流類型有3種：中高緯西風(fēng)帶冷槽或冷渦、青海高原低渦或切變線、西太平洋副熱帶高壓。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李棟梁，劉德祥.甘肅氣候[M].北京：氣象出版社，2000：39-170.

[2] 裴彬.近30年來(lái)甘肅氣候變化趨勢(shì)及其對(duì)干濕狀況的影響[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2009，23（9）：90-94.

[3] 趙慶云.1994年汛期甘肅天氣氣候綜述與分析[J].甘肅氣象，1994（4）：19-20.

[4] 宋連春，張存杰.20世紀(jì)西北地區(qū)降水量變化特征[J].冰川凍土，2003，25（2）：143-148.

[5] 劉德祥，白虎志，梁東升，等.甘肅不同強(qiáng)度降水日數(shù)變化對(duì)干旱災(zāi)害的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007（2）：212-217.