青島市城陽(yáng)區(qū)與其他區(qū)市氣候特征對(duì)比分析及防災(zāi)減災(zāi)建議

孫穎 趙程程 萬(wàn)靜

摘要 利用青島市7個(gè)國(guó)家站和城陽(yáng)區(qū)8個(gè)區(qū)域自動(dòng)站2008—2017年逐日觀測(cè)數(shù)據(jù)，比較分析了青島市城陽(yáng)區(qū)與其他區(qū)市氣溫、降水、相對(duì)濕度、風(fēng)等氣象要素分布特征，并提出氣象災(zāi)害防御對(duì)策，以期為科學(xué)合理開(kāi)展氣象防災(zāi)減災(zāi)提供參考。研究結(jié)果表明，城陽(yáng)區(qū)年降水量和暴雨發(fā)生次數(shù)均偏少，降水造成的災(zāi)害較其他區(qū)市低;城陽(yáng)區(qū)一年四季相對(duì)濕度偏低，氣溫日較差大，這可能與嶗山西北麓的地形特點(diǎn)有關(guān);城陽(yáng)區(qū)東部山區(qū)偏低的相對(duì)濕度增加了森林防火的壓力。

關(guān)鍵詞 青島城陽(yáng);氣候特征;對(duì)策;防災(zāi)減災(zāi)

Abstract Using daily meteorological observation data from seven major stations in Qingdao and eight regional automatic weather stations from 2008 to 2017 in Chengyang， the distribution characteristics of meteorological elements such as temperature， precipitation， relative humidity and wind in Chengyang and other districts in Qingdao were compared and analyzed. The countermeasures for meteorological disaster prevention were proposed to provide reference for the scientific and rational construction of meteorological disaster prevention and reduction. The results showed that the annual precipitation in Chengyang is less， the number of rainstoms is less， and the disaster caused by precipitation is less than other districts in Qingdao. The relative humidity of Chengyang is lower in the whole year and the diurnal temperature range is larger. This may be related to the topographic features of the northwest foot of Laoshan Mountain. The low relative humidity in the eastern mountainous area of Chengyang increases the pressure on forest fire prevention.

Key words Chengyang， Qingdao;Climatic characteristics;Countermeasures;Disaster prevention and mitigation

城陽(yáng)區(qū)是青島市七個(gè)市轄區(qū)之一，處于山東半島，青島市中部，膠州灣北岸，北部的平度市、萊西市四季分明，大陸性氣候特征明顯，南部的沿海區(qū)域受海洋調(diào)節(jié)作用明顯，氣候溫和濕潤(rùn)，雨量較為充沛，冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷暑[1]，春末夏初多海霧[2]，表現(xiàn)為“春遲、夏涼、秋爽、冬長(zhǎng)”等海洋性氣候特點(diǎn)[3]。城陽(yáng)區(qū)位于青島中部，受嶗山山脈[4]和膠州灣的影響[5]，其氣候特征并不是青島市南北部的簡(jiǎn)單交叉，有其特殊性。筆者對(duì)城陽(yáng)地區(qū)與青島市沿海和其他區(qū)市氣候特征展開(kāi)對(duì)比分析，旨在為有針對(duì)性地開(kāi)展氣象防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于青島市氣象局，包括青島市各區(qū)市國(guó)家站、青島沿海奧帆基地和城陽(yáng)區(qū)各街道（城陽(yáng)、流亭、夏莊、惜福鎮(zhèn)、上馬、棘洪灘、河套、紅島）區(qū)域自動(dòng)站的逐日觀測(cè)資料（站點(diǎn)位置見(jiàn)圖1），分析時(shí)段選擇2008—2017年，其中河套、棘洪灘站建站較晚，數(shù)據(jù)時(shí)間段只能選取2011—2017年和2012—2017年。考慮到冬季降水相態(tài)對(duì)區(qū)域自動(dòng)站降水觀測(cè)有影響，因此降水只分析4—10月份。由于各區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)項(xiàng)目有差異，分析相對(duì)濕度時(shí)僅考慮青島市各區(qū)市國(guó)家站和部分區(qū)域自動(dòng)站。

2 氣候特征對(duì)比分析

2.1 降水量、暴雨特征

2.1.1 總降水量的逐年變化趨勢(shì)。選取青島市南部青島站、北部平度站和城陽(yáng)（城陽(yáng)街道）站，比較分析近10年4—10月份降水量的變化，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知，青島站、平度站和城陽(yáng)站多年均值分別為530.5、576.9和508.3 mm，城陽(yáng)較少。3站有相似的特征：前期較多，后期略少，2008年降水量最多，3站極大值出現(xiàn)在平度（866.7 mm），城陽(yáng)次之（804.3 mm）;2015年是強(qiáng)厄爾尼諾年，3站降水量均為最少，極小值出現(xiàn)在平度（318.9 mm），城陽(yáng)為322.3 mm;降水量最多年和降水量最少年差值較大，平度為544.4 mm，城陽(yáng)為482.0 mm，超過(guò)或接近站點(diǎn)多年均值，說(shuō)明青島市降水量年際差異明顯，易發(fā)生旱澇災(zāi)害。

2.1.2 總降水量的區(qū)域分布。2008—2017年青島市4—10月份各站總降水量在388.2 mm（棘洪灘）～672.5 mm（黃島）（圖3），城陽(yáng)區(qū)各站總降水量平均為467.4 mm，較青島其他區(qū)市站明顯偏少，說(shuō)明城陽(yáng)區(qū)較干旱，需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和增加人工影響天氣作業(yè)次數(shù)。其中，棘洪灘站降水量最少，這與該站數(shù)據(jù)截選時(shí)段較短有關(guān)。

2.1.3 暴雨次數(shù)的逐年變化趨勢(shì)。分析青島站、平度站和城陽(yáng)站（城陽(yáng)街道）2008—2017年4—10月份暴雨次數(shù)（24 h降水超過(guò)50 mm）的變化，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，3站有一定共性：2008年暴雨次數(shù)較多，2015年無(wú)暴雨。3站暴雨次數(shù)也存在差異，城陽(yáng)站除2016年外，其他年份暴雨次數(shù)均偏少，有4年未出現(xiàn)暴雨。

2.1.4 暴雨次數(shù)的區(qū)域分布。統(tǒng)計(jì)青島市2008—2017年4—10月份各站累計(jì)暴雨次數(shù)在7次（棘洪灘）～23次（黃島）（圖5），城陽(yáng)各站平均暴雨次數(shù)為12次，較青島市其他區(qū)市偏少。說(shuō)明城陽(yáng)區(qū)具有一定地理位置優(yōu)勢(shì)，暴雨災(zāi)害發(fā)生較少。筆者對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水未做詳細(xì)分析，有研究指出，膠州灣對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣有削弱作用，使得青島市區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣少于膠州、膠南[5]，城陽(yáng)西部的河套、紅島、上馬、棘洪灘街道地勢(shì)平坦，多鹽堿濕地[6]，強(qiáng)對(duì)流天氣較東部多，強(qiáng)降雨難以快速排出，易形成積澇，即使日降水沒(méi)有達(dá)到暴雨級(jí)別，也需加強(qiáng)對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水防御的重視。

2.2 氣溫

2.2.1 年平均氣溫。青島市各站年平均氣溫在12.5 ℃（萊西）～14.0 ℃（嶗山）（圖6a），溫差小，呈現(xiàn)南高北低、環(huán)膠州灣區(qū)域較低的特點(diǎn);城陽(yáng)區(qū)各站年平均氣溫為13.6 ℃。青島市各站夏季平均氣溫（圖6b）在23.6 ℃（奧帆基地）～25.6 ℃（棘洪灘），呈現(xiàn)北高南低、南部沿海及環(huán)膠州灣偏低的特點(diǎn)，這與海水對(duì)氣溫的調(diào)節(jié)作用有關(guān)，青島沿海具有海洋性氣候的特點(diǎn);城陽(yáng)區(qū)各站夏季平均氣溫較高，在24.3℃（紅島）～25.6 ℃（棘洪灘）。青島市各站冬季平均氣溫（圖6c）在-1.1 ℃（萊西）～2.3℃（奧帆基地），呈現(xiàn)南部高、北部低的特點(diǎn);城陽(yáng)區(qū)各站冬季平均氣溫在0 ℃（上馬）～0.7 ℃（流亭）。青島市各站平均氣溫的特征表明，青島市屬于溫帶大陸性氣候，北部四季分明，大陸性氣候特征明顯;南部沿海地區(qū)海洋性特征明顯，冬暖、夏涼;城陽(yáng)區(qū)氣候特征有明顯的區(qū)域差異，膠州灣北部沿海區(qū)域海洋性特征明顯，其他區(qū)域四季分明。

2.2.2 夏季平均最高氣溫和冬季平均最低氣溫。由圖7a可見(jiàn)，青島市各站夏季平均日最高氣溫在26.2 ℃（奧帆基地）～31.0 ℃（城陽(yáng)），呈現(xiàn)北高南低、南部沿海較低的特點(diǎn)，高低值差約5 ℃，差異明顯;城陽(yáng)區(qū)各站夏季對(duì)太陽(yáng)輻射敏感，高溫較高，在28.8 ℃（紅島）～31.0 ℃（城陽(yáng)），甚至比青島北部平度、萊西站更高，可能由于城陽(yáng)區(qū)均為區(qū)域自動(dòng)站，觀測(cè)環(huán)境多在城區(qū)，城市效應(yīng)[7]明顯，也與城陽(yáng)區(qū)的地形有關(guān)。由圖7b可見(jiàn)，青島市各站冬季平均日最低氣溫在-5.7 ℃（萊西）～-0.3 ℃（奧帆基地），呈現(xiàn)南高北低的特點(diǎn)，溫差約5 ℃;城陽(yáng)區(qū)各站冬季最低氣溫偏低，在-4.9 ℃（城陽(yáng)）～-3.3 ℃（流亭），與周邊站點(diǎn)溫度分布規(guī)律一致;青島北部平度、萊西站大陸性氣候特征顯著，以青島站和奧帆基地站為代表的南部沿海區(qū)域海洋性特征顯著。

2.2.3 年平均日較差。由圖7c可見(jiàn)，青島市各站年平均日較差在5.3 ℃（奧帆基地）～11.4 ℃（城陽(yáng)），呈現(xiàn)北高南低、南部沿海較低的特點(diǎn)。城陽(yáng)區(qū)各站氣溫日較差明顯偏高，在8.7 ℃（紅島）～11.4 ℃（城陽(yáng)），且城陽(yáng)站溫差比北部的內(nèi)陸站平度站（10.0 ℃）和萊西站（10.6 ℃）更顯著。分析同緯度同時(shí)段相鄰地區(qū)日較差差異的原因主要有以下幾方面：①地形因素。城陽(yáng)區(qū)東部為嶗山，西部的膠州屬丘陵地形，多山，城陽(yáng)位于中間的凹地，一般凹地地形區(qū)風(fēng)速較小，夜間輻射降溫明顯，白天日照升溫快，日較差大[8]。②下墊面性質(zhì)。膠州灣北岸沿海的紅島站與城陽(yáng)其他內(nèi)陸站有明顯差異。③濕度小。城陽(yáng)區(qū)除環(huán)膠州灣北岸沿海區(qū)域多霧以外，其他區(qū)域濕度小、霧日少，天氣晴朗也是日較差明顯的重要原因[9]。

2.3 濕度

青島市各站一年中夏季相對(duì)濕度最大（圖8），春季相對(duì)濕度最小，這與降水的季節(jié)性差異有關(guān)，汛期主要集中在夏季以及秋初，冬春季節(jié)降水較少。春季、夏季青島站和奧帆基地站相對(duì)濕度大，且春夏2季也是各站相對(duì)濕度差值最顯著的季節(jié)，與青島霧季發(fā)生在4—7月相吻合。霧季，南部沿海多海霧;秋季和冬季青島市主導(dǎo)風(fēng)向轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，來(lái)自渤海的水汽輸送和青島北部強(qiáng)的夜間輻射降溫都增大了水汽的飽和度，相對(duì)濕度大。城陽(yáng)區(qū)除城陽(yáng)站秋季外，其他季節(jié)相對(duì)濕度較低，這與城陽(yáng)區(qū)白天升溫快、夜間輻射降溫明顯的特征相吻合。 城陽(yáng)區(qū)相對(duì)濕度較低與其特殊的地形特征相關(guān)。春夏季節(jié)，青島市以東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，城陽(yáng)區(qū)位于嶗山北麓，焚風(fēng)效應(yīng)造成山前濕潤(rùn)多雨[10]，山后濕度較低。秋冬季節(jié)，西北風(fēng)攜帶的來(lái)自渤海的水汽在南下過(guò)程中損耗，致使城陽(yáng)東部相對(duì)濕度較小，城陽(yáng)的惜福鎮(zhèn)、夏莊站和嶗山站表現(xiàn)明顯。相對(duì)濕度較低也使得城陽(yáng)東部冬春季節(jié)森林防火壓力要高于嶗山南麓。

2.4 年平均風(fēng)速

青島市各站年平均風(fēng)速除紅島站較大，為5.8 m/s以外，其他站風(fēng)速在1.0～3.8 m/s，南部沿海以及環(huán)膠州灣站風(fēng)速偏大（圖9）。城陽(yáng)區(qū)各站除紅島沿海站較大外，其余站風(fēng)速偏小，這可能與城陽(yáng)凹地的地形特征有關(guān)。

3 氣象防災(zāi)減災(zāi)建議與措施

相比青島其他區(qū)市，城陽(yáng)區(qū)年降水量偏少，暴雨發(fā)生次數(shù)也偏少，降水造成的災(zāi)害較其他區(qū)市低。由于嶗山對(duì)水汽的阻擋，一年四季相對(duì)濕度偏低，白天升溫快，夜間輻射降溫明顯，四季分明，這在青島各區(qū)市中尤為突出。城陽(yáng)東部山區(qū)偏低的相對(duì)濕度增加了森林防火的壓力。

3.1 重視城區(qū)排澇工程建設(shè)

城陽(yáng)區(qū)的位置優(yōu)勢(shì)使得其暴雨發(fā)生頻次較其他區(qū)市偏低，但是對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水和暴雨仍需重視。城陽(yáng)區(qū)東部是低山丘陵區(qū)，西面相鄰的膠州也多低山，城陽(yáng)區(qū)多平原，特別是膠州灣北部的河套、紅島、棘洪灘地勢(shì)平坦，對(duì)持續(xù)性降水和短時(shí)強(qiáng)降水的吸收和分流能力較低，造成內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)大，在城市建設(shè)過(guò)程中需要重視城陽(yáng)西部城市排澇工程建設(shè)。

3.2 預(yù)防夏季高溫

城陽(yáng)區(qū)氣溫年較差、日較差均很明顯，這是由于其特殊的地形特征決定的。在城市運(yùn)行方面，夏季需要關(guān)注戶外作業(yè)人員防暑降溫。

3.3 預(yù)防森林火災(zāi)

一般森林火險(xiǎn)等級(jí)與氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度、降水有關(guān)。城陽(yáng)區(qū)白天升溫快，風(fēng)速偏小，空氣相對(duì)濕度偏低，這些因素都會(huì)造成城陽(yáng)區(qū)森林火險(xiǎn)等級(jí)較其他區(qū)市高，因此需要對(duì)森林防火提出更高的要求。特別是在青島森林高火險(xiǎn)期，處于嶗山北麓的夏莊街道、惜福鎮(zhèn)街道較其他區(qū)市面臨更大的防火壓力，尤其應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防。

3.4 采取人工影響天氣措施

城陽(yáng)區(qū)人工影響天氣辦公室進(jìn)行天氣干預(yù)的主要方式有增雨和消雹，采用的技術(shù)手段有發(fā)射火箭彈、高炮、燃燒爐燃燒煙條和飛機(jī)播撒干冰等。

城陽(yáng)區(qū)東部林區(qū)多，空氣相對(duì)濕度小，通過(guò)人工增雨可增加降水量，降低林區(qū)火險(xiǎn)等級(jí)。另外，在林火發(fā)生時(shí)，可在適當(dāng)時(shí)機(jī)采用人工增雨措施撲滅林火。

參考文獻(xiàn)

[1] 李德萍.氣候變化對(duì)青島的影響[J].氣象知識(shí)，2014（4）：36-39.

[2] 井傳才.青島近海海霧的初步探討[J].氣象，1980，6（5）：6-8.

[3] 周慶滿.氣候宜人的青島[J].氣象，1980，6（9）：30.

[4] 司繼賢.山東半島東南沿海海岸輻合線對(duì)降水的作用[J].山東氣象，1986（2）：36-37.

[5] 穆美舒，司繼賢.膠州灣對(duì)青島市區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣的影響[J].山東氣象，1991（2）：21-22.

[6] 孫貽讓.決策、技術(shù)和群眾的完美結(jié)合[J].山東水利，1999（11）：11.

[7] 李慶祥，黃嘉佑，董文杰.基于氣溫日較差的城市熱島強(qiáng)度指標(biāo)初探[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32（4）：530-535.

[8] 黃昌鹍.氣溫隨地形模擬分布的初步探討[J].氣象，1987， 13（9）：50-52.

[9] 周幼嬋，陳健，唐兵兵.貴港氣溫日較差與氣象因子的相關(guān)分析[C]//廣西省氣象學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.南寧：廣西省氣象學(xué)會(huì)，2013：135-137.

[10] 駱繼賓.談變焚風(fēng)效應(yīng)[J].氣象知識(shí)，2006（6）：38-39.