銅仁市城鎮(zhèn)短時強降水與暴雨的聯(lián)系

謝仁波，黃 艷

(1印江縣氣象局，貴州 印江 555200；2江口縣氣象局，貴州 江口 554400)

0 引言

短時強降水是一種強對流的重要形式，常與暴雨以及山洪、內(nèi)澇、地災(zāi)相聯(lián)系，影響人類正常工作生活和健康，甚至威脅人類的生命。以梵凈山為主峰的武陵山脈縱貫銅仁市中部，成為全市的分水嶺，降水受季風(fēng)氣候和復(fù)雜地理環(huán)境的影響，表現(xiàn)出空間分布不均、降水同步性差異明顯[1]等特點。

我國天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中一般將1 h雨量在20 mm以上的降水事件稱為短時強降水事件[2]，俞小鼎[3]進一步將1 h雨量大于等于50 mm降水事件稱為極端短時強降水，貴州省新修訂的“三個叫應(yīng)”也包含1 h雨量等于大于50 mm降水事件。孫繼松[4]從水汽方程的尺度分析入手，討論了不同尺度、不同性質(zhì)的降水過程中降水強度的動力學(xué)主導(dǎo)因子，揭示了暴雨和短時強降水預(yù)報分析中兩者的區(qū)別和聯(lián)系。毛冬艷[5]等人的研究證實，西南地區(qū)短時強降水主要集中在4—10月。

近年來，銅仁旅游和養(yǎng)生實現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展，對氣象信息的精準(zhǔn)度要求越來越高，城鎮(zhèn)預(yù)報預(yù)警服務(wù)中常常提到“在暴雨中可能出現(xiàn)短時強降水等強對流天氣”，這種可能性到底有多大？這是應(yīng)該回答的問題。

1 資料與方法

資料的主體來源于2006—2018年4—10月10個區(qū)縣A文件資料中的定時觀測降水資料和小時降水資料。

本文定義：當(dāng)日內(nèi)(20—20時)出現(xiàn)了1次及以上20.0 mm·h-1短時強降水事件，稱為1個短時強降水日，1 h降水量≥50.0 mm稱極端短時強降水，前者包含后者。暴雨日以20—20時統(tǒng)計為主，僅當(dāng)日降水達不到暴雨量級而08—08時達到暴雨級時計入暴雨日參加研究，二者合并計入“參研日”，具體的情況見表1。

表1 銅仁市4—10月兩種口徑統(tǒng)計下的暴雨日及參研日Tab.1 Rainstorm days and research days of Tongren City fromApril to October under two statistical standards

2 結(jié)果分析

2.1 短時強降水日和暴雨日空間分布

圖1給出了年均短時強降水(左圖)和暴雨日數(shù)(參研量，下同，右圖)空間分布情況。從梵凈山周邊3縣來看，短時強降水日數(shù)的排序江口>松桃>印江，暴雨日排序為松桃>江口>印江，東北坡的松桃和東南坡的江口，正好處于北上暖濕氣流的迎風(fēng)面，高聳龐大的山體阻擋了氣流的運行，并迫使它抬升成云致雨[6]。從總體來看，西部5縣及東部的玉屏、江口短時強降水日數(shù)高于暴雨日數(shù)，東部的松桃、碧江、萬山短時強降水日數(shù)少于暴雨日數(shù)，短時強降水日和暴雨日不匹配。

2.2 銅仁市城鎮(zhèn)短時強降水日雨量情況

由于短時強降水日和暴雨日不匹配，為了進一步弄清短時強降水發(fā)生日的雨量情況，表2以短時強降水為基準(zhǔn)統(tǒng)計了2006—2018短時強降水發(fā)生日的各雨量級別占比。

圖1 銅仁市短時強降水日數(shù)(左圖)和暴雨日數(shù)(右圖)空間分布Fig.1 Spatial distribution of short-time heavy rainfall days(left)and rainstorm days (right) in Tongren City

表2短時強降水發(fā)生日的各雨量級別占比
Tab.2Proportionofeachrainfalllevelontheoccurrencedaysofshort-timeheavyrainfall

站名強降水日發(fā)生日雨量級別占比暴雨大雨和中雨站名強降水日發(fā)生日雨量級別占比暴雨大雨和中雨沿河5044.0%56.0%松桃6066.7%33.3%德江4759.6%40.4%江口6553.8%46.2%印江5056.0%44.0%銅仁4858.3%41.7%思南4551.1%48.9%萬山3852.6%47.4%石阡3959.0%41.0%玉屏5437.0%63.0%

從表2可以看出，西北部的沿河和東南部的玉屏短時強降水發(fā)生日的日累計雨量達到暴雨量級的比例為44.0%和37.0%，對當(dāng)日能否達到暴雨量級的參考性不強；松桃短時強降水日的累計雨量三分之二都達到了暴雨標(biāo)準(zhǔn)，對當(dāng)日暴雨量級的預(yù)估有較好的參考性。

2.3 銅仁市城鎮(zhèn)暴雨中的短時強降水情況

2.3.1 銅仁市城鎮(zhèn)暴雨中發(fā)生短時強降水統(tǒng)計分析

表3以暴雨日為基準(zhǔn)，統(tǒng)計了暴雨過程中的強降水情況。由表3可知，銅仁市城鎮(zhèn)暴雨過程中發(fā)生強降水的比例在45.5%(萬山)～64.5%(松桃)之間。

如果將暴雨過程中發(fā)生強降水的比例<50%、50%～60%、60%～70%、>70%分別規(guī)定為可能出現(xiàn)、較易出現(xiàn)、容易出現(xiàn)、極易出現(xiàn)，則沿河、萬山為可能出現(xiàn)區(qū)，銅仁、玉屏為較易出現(xiàn)區(qū)，德江、印江、思南、石阡、松桃、江口為容易出現(xiàn)區(qū)。

表3 銅仁市暴雨發(fā)生日出現(xiàn)短時強降水的比例Tab.3 Proportion of short-time heavy rainfall on theoccurrence days of rainstorm

2.3.2 銅仁市城鎮(zhèn)大暴雨發(fā)生短時強降水占比分析

進一步統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，西部的德江和東部的松桃、銅仁、江口發(fā)生大暴雨的次數(shù)相對較多，松桃最容易發(fā)生大暴雨。大暴雨過程中出現(xiàn)短時強降水的比例相對要高一些(思南2/3，沿河4/5，德江11/11，印江6/7，石阡5/5，萬山3/6，江口7/9，松桃10/14，銅仁8/11，玉屏1/1)，沿河、德江、印江、石阡、江口、松桃、銅仁、玉屏在大暴雨過程中極易出現(xiàn)短時強降水。

2.4 銅仁市城鎮(zhèn)極端短時強降水基本狀況

極端短時強降水容易導(dǎo)致的主要災(zāi)害是暴洪，暴洪是所有氣象相關(guān)災(zāi)害中發(fā)生頻次最高且導(dǎo)致傷亡最多的災(zāi)害，城市由于下墊面通常不吸水，其低洼處也是暴洪易出現(xiàn)地區(qū)。

根據(jù)13年的統(tǒng)計，思南、德江、玉屏未出現(xiàn)1 h大于等于50 mm的情況，沿河出現(xiàn)了1日1次(2007年7月10日00—01時)，印江出現(xiàn)2日2次(分別是2015年5月27日05—06時，2016年6月25日2—3時)，石阡出現(xiàn)了4日5次(2006年5月5日12—13時，2014年5月25日3—4時和6月4日01—02時和02—03時，2015年6月3日21—22時)，松桃出現(xiàn)3日3次(2010年5月6日4—5時，2015年7月15日23—24時和9月6日22—23時)，江口出現(xiàn)2日2次(2008年7月13日2—3時，2016年7月4日22—23時)，銅仁出現(xiàn)1日1次(2017年6月24日10—11時)，萬山4日4次(2007年7月24日17—18時，2016年7月4日2—3時，2017年8月8日19—20時，2018年7月6日8—9時)。

從有限的資料中發(fā)現(xiàn)，除銅仁、萬山極端短時強降水出現(xiàn)在白天外，其余縣區(qū)出現(xiàn)在夜間，需要引起特別關(guān)注。

3 結(jié)論和討論

(1)西部的德江和東部的松桃、銅仁、江口發(fā)生大暴雨的次數(shù)相對較多，松桃最容易發(fā)生大暴雨。

(2)根據(jù)銅仁暴雨日出現(xiàn)短時強降水的風(fēng)險，可按銅仁暴雨過程中出現(xiàn)短時強降水的統(tǒng)計情況劃分為可能出現(xiàn)區(qū)、較易出現(xiàn)區(qū)、容易出現(xiàn)區(qū)，供預(yù)警預(yù)報服務(wù)參考。

(3)大部分縣區(qū)極端短時強降水出現(xiàn)在夜間，除了按照“三個叫應(yīng)”的規(guī)定開展服務(wù)外，基層氣象部門還需要利用氣象衛(wèi)星云圖、氣象雷達、加密的自動氣象站相結(jié)合來監(jiān)測和跟蹤中小尺度系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展、消亡過程，有效避免暴洪致災(zāi)。