滄州近44年來大暴雨變化趨勢淺析

哈建強，朱艷飛

(1.河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000； 2.滄州市環(huán)境保護局，河北 滄州 061000)

1 概 述

滄州市是河北省沿海開放城市，位于河北省東南部，東臨渤海，北靠天津，是國務院確定的新的經(jīng)濟增長極和隆起帶，區(qū)位優(yōu)勢明顯。

滄州市冬季和春季主要受蒙古高壓和西伯利亞高壓控制，主要盛行西北風和北風，局部多風沙，天氣少雨雪且寒冷干燥。夏季和秋季，太平洋副熱帶高壓增強西進，蒙古高壓逐漸減弱衰退，滄州市多東南風和西南風，從海洋帶來暖濕氣流，多陰雨天氣。滄州市在冷峰和西來槽影響下形成的降水機率約占70%。

因為滄州市的特殊天氣系統(tǒng)和地理位置等因素，局地性暴雨呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢。大暴雨是夏季滄州市最為嚴重的自然災害之一，也是常見的一種災害性天氣現(xiàn)象。本文針對1972～2015年44年間滄州市大暴雨天氣的變化趨勢進行專門的分析和研究。

2 大暴雨資料選取及處理方法

通常情況下，一般性的暴雨對平原區(qū)影響不是很大。滄州市地處海河流域，為此區(qū)域的典型平原區(qū)，由于特殊的地形地貌情況，本文對一般性暴雨(即50～100 mm)不做研究，只考慮對平原區(qū)產(chǎn)生內(nèi)澇等災害成災幾率大的大暴雨(凡24 h雨量在100～200 mm之間者為大暴雨)和特大暴雨(24 h雨量大雨或等于200 mm者，為特大暴雨)進行分析研究。

滄州市現(xiàn)有89個基本雨量監(jiān)測站(辛集青、北漢、王寺、北桃杏、王鎮(zhèn)店、本齋、興村、泊鎮(zhèn)、鹽山、滄州市、卸甲莊、曹寺、辛集、常郭、曾小營、常莊、陳缺屯、于集、崇仙、獻縣、出岸、小莊、崔爾莊、肖家樓、打虎莊、尚村、東關、吳橋、東光、西郜、杜生、慶云、馮莊、任丘、付趙、窩北、富鎮(zhèn)、寨子、高屯、汜水、官莊、肅寧、海濱農(nóng)場、滕莊子、海興、束城、河城街、沙河橋、河間、秦村、淮鎮(zhèn)、千里屯、黃驊、青縣、黃驊鹽場、商家林、交河、歧口、捷地、葉三撥、舊城、楊家寺、李村、尹堡寨、連鎮(zhèn)、小元、陵城、王金莊、劉家廟、肖莊子、劉莊、羊二莊、留古寺、于家橋、呂公堡、棗林莊、馬落坡、寺門村、毛三莊、南皮、孟村、楊埕、明泊洼、張彥恒、南大港農(nóng)場、周青莊、灣里、周官屯、中捷農(nóng)場)，以上這89個基本雨量站在滄州全市范圍內(nèi)基本呈均勻分布，在水文年鑒和相關報告上選取滄州市這89個基本雨量站大暴雨資料，即以這個序列作為區(qū)域大暴雨研究系列。

本文對滄州市大暴雨資料的時間變化分析，采用的是各雨量監(jiān)測站資料統(tǒng)計所得趨勢線和暴雨次數(shù)的距平變化圖；對于滄州市大暴雨空間變化分析，采用的是年平均暴雨頻次表；采用比較分析法分析大暴雨變化趨勢與多年降水的關系。

3 滄州市近44年大暴雨變化分析

3.1 滄州市44年間大暴雨的空間變化分布

滄州市年平均大暴雨較少，分布不均勻，各地均有大暴雨發(fā)生。

運用大暴雨頻次計算公式：年平均大暴雨頻次=大暴雨次數(shù)/記錄年代[1]，經(jīng)過認真計算89個基本雨量站44年間年平均大暴雨頻次，可知滄州市1972～2015年44年間的年平均暴雨頻次分布情況(表1)。

表1 滄州市89個基本雨量站1972～2015年大暴雨平均頻次表

續(xù)表1

從表1可以得出，滄州市44年來的大暴雨從西北到東南呈現(xiàn)“小～大”的趨勢。其中，從西北面的任丘棗林莊站沿東南方向到子牙新河沿岸的獻縣、河間等市縣是一個大暴雨頻次逐步增大的區(qū)域；從子牙新河南岸繼續(xù)沿東南方向移動，一直到滄州市區(qū)又是逐漸增大的區(qū)域；經(jīng)過滄州市區(qū)再沿東南方向到與山東省交界地帶，大暴雨頻次達到最大(例如東南部的常莊、慶云達到最高范圍：0.68～0.75，其中南部東光、吳橋兩縣出現(xiàn)了特殊的低值區(qū))。

大暴雨發(fā)生頻次相對較小的區(qū)域是以任丘市為主(包括河間市局部)的這塊地區(qū)，平均大暴雨頻次在0.20～0.30之間，也就是說這片區(qū)域10年里面有大概2～3年會有大暴雨發(fā)生，發(fā)生的概率相對來說很?。蝗吻鸨睗h、河間西郜附近是這片區(qū)域頻次最小值出現(xiàn)區(qū)，頻次為0.20，也就是說10年里面有大概2年會有大暴雨發(fā)生；此片區(qū)域大暴雨頻次偏小的原因是太平洋暖濕氣流受泰山沂蒙山阻擋，在冀中平原形成一個降雨量低值區(qū)，而這片區(qū)域正處在這個低值區(qū)的北部邊緣[2]。子牙新河南岸以南到滄州市區(qū)，從滄州市區(qū)再到滄州東南部地區(qū)，本片區(qū)域平均大暴雨頻次在0.50～0.60之間，此意味著10年里面大約會有一半以上的年份會有大暴雨發(fā)生，發(fā)生大暴雨的機率較大；該區(qū)域的最大值出現(xiàn)在鹽山縣南部的常莊附近，暴雨頻次為0.75，也就是說10年里大概會有7～8年會有大暴雨發(fā)生。滄州市南部東光縣、吳橋縣，這片區(qū)域平均大暴雨頻次在0.20～0.40之間，相對上一個區(qū)域有所減小。

滄州市降水量的分布格局對大暴雨的這種地域分布有很大的決定作用。以鹽山縣常莊為例，此處地形較平緩，夏季太平洋副熱帶高壓西伸，西風帶和副熱帶系統(tǒng)相互作用，有利于氣流的抬升作用，槽前對流層中、低層為強的氣流區(qū)，華北或東北地區(qū)有波脊加強，因此出現(xiàn)明顯的氣流輻合，使這里雨量增大，達到大暴雨。長期反復出現(xiàn)這種作用，大暴雨在此處多發(fā)。

3.2 滄州市44年間暴雨的時間變化分布

滄州市大暴雨時間變化劇烈，分布非常不均。分析1972～2015年間滄州市89個雨量站的大暴雨資料可知，每年大暴雨發(fā)生在7～9月份的幾率在90以上。

由圖1可以看出44年來滄州市大暴雨次數(shù)的變化趨勢。對20世紀70年代數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，大暴雨發(fā)生的平均頻次為54.4次/10a，其中最高次數(shù)為144次；對80年代數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，大暴雨發(fā)生的平均頻次為49.2次/10a，其中最高頻次為129次；對90年代數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，大暴雨發(fā)生的平均頻次為33.0次/10a，其中最高為65次；對2000年以后的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，大暴雨發(fā)生的平均頻次為35次/10a，其中最高為117次。由以上數(shù)據(jù)可知，44年來滄州市大暴雨發(fā)生頻次呈減少趨勢。

圖1 滄州市89個雨量站44年大暴雨數(shù)量統(tǒng)計圖

據(jù)1972～2015年滄州市89個雨量監(jiān)測站的大暴雨資料，可以準確做出滄州市44年大暴雨數(shù)量距平圖(圖2)。分析圖2可知，隨著時間推移，負距平出現(xiàn)年數(shù)增多。20世紀70年代數(shù)據(jù)里出現(xiàn)4年是負距平；80年代數(shù)據(jù)里出現(xiàn)5年是負距平；90年代數(shù)據(jù)里出現(xiàn)6年是負距平；2000～2009年數(shù)據(jù)里，出現(xiàn)7年是負距平；2010～2015年數(shù)據(jù)里，出現(xiàn)6年是負距平。這個趨勢與44年間大暴雨次數(shù)圖所得結論相同。

圖3為滄州市1972～2015年間的各年年降水量圖。由圖3可知，滄州市44年來年降水量呈現(xiàn)持續(xù)減少的趨勢。由圖1、圖2、圖3可以推知，滄州市大暴雨次數(shù)變化與相同時期內(nèi)年降水量變化趨勢相似，呈正相關關系，即年降水量減少，大暴雨次數(shù)亦隨之減少。

圖2 滄州市89個雨量站44年暴雨數(shù)量距平圖

圖3 滄州市多年平均降水量趨勢圖

4 結論與建議

本文分析了滄州市1972～2015年44年間的暴雨時空變化特征及原因，得到如下結論：

1) 44年來滄州市大暴雨的發(fā)生時間集中在7～9月份的幾率在90%以上，這與滄州市多年降水量結果基本一致。

2) 44年來大暴雨發(fā)生次數(shù)在全市范圍內(nèi)趨勢為持續(xù)減少，與滄州市44年來年降水量變化趨勢相似，呈正相關關系。即年降水量減少，大暴雨次數(shù)隨之減少。

3) 滄州市44年來大暴雨的空間分布格局表現(xiàn)為由西北到東南逐漸增大趨勢，西北地區(qū)任丘市、河間市北部平均暴雨頻次最小，東南部地區(qū)的鹽山縣常莊、慶云附近頻次最大。