云南省暴雨日及短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征

黎成超 榮昕

摘要分析了1986—2016年云南省暴雨日和2009—2016年短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，云南省暴雨日數(shù)呈現(xiàn)出由北向南減少的趨勢(shì)，大值區(qū)集中在滇南地區(qū)；云南省短時(shí)強(qiáng)降水的極值分布大體上有由北向南、由西向東增大的趨勢(shì)，其中，大值區(qū)主要分布在滇南和滇東的局部地區(qū)；云南省年暴雨日數(shù)呈現(xiàn)微弱的增加趨勢(shì)，增幅不顯著；短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)中顯著減少的趨勢(shì)。云南省暴雨和短時(shí)強(qiáng)降水集中出現(xiàn)在云南的雨季（5—10月），其中7月出現(xiàn)暴雨的日數(shù)最多，而8月出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)最多；短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)段呈現(xiàn)出了2個(gè)波峰狀，其中18：00出現(xiàn)次數(shù)最多。

關(guān)鍵詞暴雨；短時(shí)強(qiáng)降水；時(shí)空分布特征；云南省

中圖分類號(hào)S161.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2018）05-0166-03

AbstractThe temporal and spatial distribution characteristics of rainstorm days from 1986 to 2016 and shorttime heavy rainfall from 2009 to 2016 in Yunnan Province were analyzed.The results showed that the rainstorm days in Yunnan Province showed a trend of decreasing from north to south， the large value area concentrated in the southern region； The extreme value distribution of shorttime heavy rainfall in Yunnan Province had a trend of increasing from north to south and from west to east. Among them， the large value areas were mainly distributed in the local area in southern and eastern of Yunnan； The rainstorm days in Yunnan Province showed a weak increase trend， and the increase was not significant. The shorttime heavy rainfall times showed a significant decrease in the fluctuation.The rainstorm and shorttime heavy rainfall in Yunnan Province were concentrated in the rainy season of Yunnan （May to October）， Among them， the rainstorm days in July was the most， and the shorttime heavy rainfall times occurred most in August. There were two wave peaks in the period of shorttime heavy rainfall， and the most frequently appeared at 18：00.

Key wordsRainstorm； Shorttime heavy rainfall； Spatial and temporal distribution characteristics；Yunnan Province

暴雨和短時(shí)強(qiáng)降水是我國(guó)最常見的氣象災(zāi)害之一，具有強(qiáng)度大、歷時(shí)短、危害大等特點(diǎn)，經(jīng)常會(huì)引發(fā)山洪、泥石流、農(nóng)田淹沒、城市內(nèi)澇等衍生災(zāi)害，嚴(yán)重威脅公眾的生命安全及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在全球氣候變暖及城市化建設(shè)速度加快的背景下，暴雨和短時(shí)強(qiáng)降水及其所引發(fā)的災(zāi)害越來(lái)越引起科研工作者和公眾的關(guān)注。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，為了對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害的分布特征進(jìn)行分析及準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，許多學(xué)者做了一些有意義的研究工作。通過(guò)分析暴雨和雨型發(fā)現(xiàn)，我國(guó)主要的多雨帶中心區(qū)域與暴雨總量的顯著正距平區(qū)域有很好的一致性，我國(guó)汛期8個(gè)主要多雨帶類型的多雨中心主要是由頻繁的暴雨造成[1]。林建等[2]研究1981—2010年的暴雨過(guò)程和暴雨日變化特征發(fā)現(xiàn)，21世紀(jì)以來(lái)，南方地區(qū)暴雨過(guò)程明顯增多，但以短持續(xù)性強(qiáng)降水過(guò)程為主，盡管總暴雨日較多，但總降水量不及20世紀(jì)90年代。史培軍等[3-4]研究表明，近年來(lái)中國(guó)年代際暴雨雨量和雨日顯著增加，暴雨雨強(qiáng)也呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；年代際暴雨雨量和雨日呈現(xiàn)出從東南沿海地區(qū)向華中和西南及環(huán)渤海地區(qū)逐漸擴(kuò)張的梯度增加趨勢(shì)，快速城鎮(zhèn)化因素極有可能是中國(guó)大面積暴雨增加的主因。

作為暴雨災(zāi)害及短時(shí)強(qiáng)降雨多發(fā)的云南，其地處低緯高原地區(qū)，受印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)的影響，形成了干濕季節(jié)分明的季風(fēng)氣候。與全國(guó)大多數(shù)地區(qū)相比，云南暴雨及短時(shí)強(qiáng)降雨的范圍、日雨量偏小，具有明顯的地域性、突發(fā)性和群發(fā)性特點(diǎn)，使得云南成為暴雨和短時(shí)強(qiáng)降雨及其衍生地質(zhì)災(zāi)害（滑坡、泥石流等）的高發(fā)區(qū)[5]。云南暴雨災(zāi)害成因的研究個(gè)例較多[6-7]，除了大氣環(huán)流變化因素外，云南暴雨及短時(shí)強(qiáng)降雨災(zāi)害主要是由于具有持續(xù)的偏南暖濕氣流、繁多的陣雨天氣系統(tǒng)和地形環(huán)境等三方面的相互作用引起[6]。云南省靠近南海和孟加拉灣2個(gè)重要的水汽源地，夏秋季，云南會(huì)成為從孟加拉灣向我國(guó)內(nèi)地輸送水汽的主要通道，因此常常引發(fā)暴雨和短時(shí)強(qiáng)降雨[7]。

由于云南地理位置和地形的特殊性，其暴雨也具有不同于我國(guó)其他地方的區(qū)域特點(diǎn)。筆者分析近31年云南省的暴雨日和近8年短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征，為提高暴雨和短時(shí)強(qiáng)降雨的預(yù)報(bào)水平及預(yù)防由暴雨和短時(shí)強(qiáng)降水所引發(fā)的山洪、泥石流、農(nóng)田淹沒和城市內(nèi)澇等災(zāi)害提供參考依據(jù)。

1資料與方法

所用資料為1986—2016年云南省125個(gè)站點(diǎn)降水量數(shù)據(jù)，并通過(guò)克里金插值為格點(diǎn)數(shù)據(jù)分析其空間分布特征，暴雨日定義為：24 h（20：00—次日20：00）日降雨量≥50 mm定義為一個(gè)暴雨日。短時(shí)強(qiáng)降水資料時(shí)間為2009—2016年，短時(shí)強(qiáng)降水定義為小時(shí)降水量≥20 mm，研究認(rèn)為其作為我國(guó)短時(shí)強(qiáng)降水的標(biāo)準(zhǔn)是合理的[8-9]。

2暴雨及短時(shí)強(qiáng)降水空間分布特征

2.1年降水量空間分布

從圖1可看出，近31年來(lái)云南省年降水量的空間分布差異較大，有由南至北遞減的分布趨勢(shì)。滇南、滇西地區(qū)降水量較大，滇中以北局部地區(qū)降水量相對(duì)較少。滇南、滇西、滇西北怒江中北部地區(qū)、滇東曲靖東南部地區(qū)年降水量在1 200.0 mm以上，其中年降水量最大的地區(qū)為紅河州河口地區(qū)，年降水量平均達(dá)2 320.5 mm。而金沙江河谷、迪慶高原、昭通中部地區(qū)以及元江河谷等地，降水量不足800.0 mm，其中年降水量最小的地區(qū)出現(xiàn)在大理賓川地區(qū)，降水量?jī)H有551.5 mm。滇中及其以北大部區(qū)域年降水量為800.0～1 000.0 mm。云南省平均降水量最大的年份出現(xiàn)在2001年，為1 242.4 mm；而最小出現(xiàn)在2009年，為846.8 mm。

2.2暴雨日數(shù)及短時(shí)強(qiáng)降水空間分布

由圖2可知，近31年來(lái)云南省暴雨日數(shù)由北向南減少，大值區(qū)集中在滇南地區(qū)的紅河南部、普洱東南部和西部，其中紅河的金平地區(qū)暴雨日數(shù)最多，近31年出現(xiàn)了暴雨日239 d，年均暴雨日接近8 d。有3個(gè)站暴雨日數(shù)大于200 d，分別是金平、江城和河口。此外，累計(jì)暴雨日數(shù)大于100 d的出現(xiàn)在曲靖東南部、保山西部、德宏中部、臨滄西部、麗江東部、西雙版納東部和普洱東南部等地區(qū)。暴雨出現(xiàn)最少的地區(qū)為迪慶、麗江西部和大理北部等地區(qū)，31年暴雨日數(shù)少于20 d。云南大暴雨分布與暴雨分布類似，但總的來(lái)說(shuō)，云南大部地區(qū)出現(xiàn)大暴雨的概率是比較小的。如果連續(xù)幾日都是暴雨，就成為連續(xù)暴雨過(guò)程，這樣的暴雨比一般暴雨影響大很多，往往與洪澇有更直接的關(guān)系，極易引發(fā)澇災(zāi)。

在復(fù)雜的高原山地氣候條件下，云南多局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣，極易引發(fā)洪澇造成河水猛漲、淹沒農(nóng)田、沖毀道路等，因此對(duì)云南省短時(shí)強(qiáng)降水的分析是非常有必要的。從2009—2016年云南省短時(shí)強(qiáng)降水極值分布（圖3）可以看出，云南省短時(shí)強(qiáng)降水的極值分布大體上有由北向南、由西向東增大的趨勢(shì)。滇西北大部，滇中楚雄大部、玉溪大部，滇西保山、德宏大部、臨滄東部，滇南紅河北部地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水極值小于50 mm/h，其余地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水極值均大于50 mm/h，其中怒江州貢山地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水的極值全省最小，而普洱的孟連地區(qū)全省最大。

3暴雨及短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)間分布

3.1暴雨及短時(shí)強(qiáng)降水日數(shù)年際變化

由圖4可知，1986—2016年云南省年暴雨日數(shù)呈現(xiàn)微弱的增加趨勢(shì)，增幅不顯著。從四階多項(xiàng)式擬合可知，20世紀(jì)80年代中期—90年代初暴雨日數(shù)為減少趨勢(shì)，90年代初—90年代末轉(zhuǎn)為增加趨勢(shì)，之后到2011年為減少趨勢(shì)，2012—2016年為增加趨勢(shì)。年暴雨日數(shù)最多出現(xiàn)在2001年，為331 d；最少出現(xiàn)在2011年，僅有160 d。

由圖5可知，2009—2016年云南省短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)中顯著減少的趨勢(shì)。短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)最多的年份為

2011年，一年總共出現(xiàn)了440次左右；而出現(xiàn)最小的年份為

2013年，僅出現(xiàn)了323次左右。由四階多項(xiàng)式擬合曲線可以得知，2010—2013年短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，之后到2016年有微弱回升的趨勢(shì)。

3.2暴雨及短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)月分布

由圖6可知，云南省1—12月均會(huì)出現(xiàn)暴雨天氣，但暴雨集中在雨季（5—10月），尤其是6—8月，其中7月出現(xiàn)暴雨次數(shù)最多，每年出現(xiàn)65次左右；干季出現(xiàn)暴雨的概率較低，每年出現(xiàn)不超過(guò)5次。雨季的暴雨次數(shù)比干季多16倍左右。近31年云南省短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)最多也是在雨季，但與暴雨次數(shù)不同的是，短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)最多的月份為8月，其次是7月；干季出現(xiàn)的概率同樣很少，其中2月出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水的次數(shù)最少，近8年出現(xiàn)了不到5次。

3.3短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)日分布

由圖7可知，2009—2016年云南省短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)段呈現(xiàn)出了2個(gè)波峰狀，00：00—06：00和15：00—23：00為短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)較多的2個(gè)時(shí)段，其中分別在03：00和18：00出現(xiàn)了2個(gè)峰值，分別出現(xiàn)了168和190次左右；而相比2個(gè)波峰時(shí)段，15：00—23：00出現(xiàn)的次數(shù)比00：00—06：00整體要多，主要原因是云南地處低緯高原地區(qū)，午后開始受到較強(qiáng)的太陽(yáng)輻射，下墊面升溫，熱力條件改善，容易形成熱力對(duì)流和抬升動(dòng)力條件而導(dǎo)致短時(shí)強(qiáng)降水天氣發(fā)生。在中午時(shí)段短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)較少，其中11：00在8年中僅出現(xiàn)了46次。

4小結(jié)

分析了1986—2016年云南省125個(gè)站暴雨日分布和2009—2016年云南省短時(shí)強(qiáng)降水分布特征，得到以下結(jié)論：

（1）云南省暴雨日數(shù)由北向南減少，大值區(qū)集中在滇南地區(qū)的紅河南部、普洱東南部和西部；暴雨出現(xiàn)最少的地區(qū)為迪慶、麗江西部和大理北部等地區(qū)。

（2）云南省短時(shí)強(qiáng)降水的極值分布大體上有由北向南、由西向東增大的趨勢(shì)，其中，發(fā)生短時(shí)強(qiáng)降水的大值區(qū)也主要分布在紅河南部、普洱東南部、曲靖東南部等地，1 h降水極大值可超過(guò)130 mm。

（3）1986—2016年云南省年暴雨日數(shù)呈現(xiàn)微弱的增加趨勢(shì)，增幅不顯著；2009—2016年云南省短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)中顯著減少的趨勢(shì)。

（4）云南省暴雨集中出現(xiàn)在雨季（5—10月），其中7月出現(xiàn)暴雨的日數(shù)最多；短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)最多也是在雨季，出現(xiàn)次數(shù)最多的月份為8月。

（5）短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)段呈現(xiàn)出了2個(gè)波峰狀，00：00—06：00和15：00—23：00為短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)較多的2個(gè)時(shí)段，其中18：00—19：00出現(xiàn)次數(shù)最多。

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