柳州市主要?dú)庀鬄?zāi)害變化特征分析

李家文，張凌云，劉 蕾

（廣西柳州市氣象局，廣西柳州545001）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的日益加快，城市氣象災(zāi)害越來越多的呈現(xiàn)頻發(fā)性、重發(fā)性的趨勢(shì)。有文獻(xiàn)表明有70%以上的自然災(zāi)害都是由氣象災(zāi)害或由其引發(fā)的衍生災(zāi)害[1]。尤其是在全球氣候變暖的背景下，氣象災(zāi)害事件明顯增多[2-3]，黃榮輝等[4-5]研究了中國(guó)重大氣候?yàn)?zāi)害特征形成的機(jī)理以及分析中國(guó)旱澇氣候?yàn)?zāi)害與東亞氣候系統(tǒng)變化的關(guān)系，提出了與中國(guó)旱澇重大氣候?yàn)?zāi)害形成機(jī)理有關(guān)的“東亞氣候系統(tǒng)”新理論，指出這個(gè)系統(tǒng)的時(shí)空變化特征及其對(duì)中國(guó)旱澇等重大氣候?yàn)?zāi)害發(fā)生的重要作用。陳思蓉等[6]通過研究中國(guó)雷暴氣候分布特征及變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)中國(guó)雷暴和冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的概率分布具有明顯的地理和日變化差異，日間與夜間強(qiáng)對(duì)流天氣分布變化很大。陳楠等[7]、李艷莉等[8]分析了菏澤市、陜西的降水變化趨勢(shì)以及時(shí)空分布特征；還有些學(xué)者[8-11]針對(duì)氣溫變化趨勢(shì)做了深入分析；但是大多數(shù)學(xué)者[12-15]針對(duì)氣象災(zāi)害的時(shí)空分布特征及發(fā)生機(jī)理[12-15]進(jìn)行了研究，并得出了許多有意義的結(jié)論，另外針對(duì)氣象災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和區(qū)劃[16-18]。柳州市地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，是全國(guó)氣象災(zāi)害較為頻繁的地區(qū)之一，每年因氣象災(zāi)害造成的損失逾億元，嚴(yán)重地制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如2016年6月14日，柳州市遭遇強(qiáng)降雨襲擊，城中、魚峰、柳南區(qū)及93個(gè)鎮(zhèn)區(qū)、鄉(xiāng)村受淹，洪澇災(zāi)害致使受災(zāi)的人數(shù)為54257人，直接經(jīng)濟(jì)損失10380.57萬元；又如2018年4月20日柳州市沙塘鎮(zhèn)遭遇局地龍卷風(fēng)襲擊，造成廠房倒塌，大樹拔倒、屋頂、門窗、路燈、體育設(shè)施損壞等，造成直接經(jīng)濟(jì)損失160萬元。陳正洪等[19]對(duì)城市氣象災(zāi)害及其影響相關(guān)問題研究進(jìn)展進(jìn)行了回顧，汪如良等[20]分析了南昌市1953—2012年的城市氣象災(zāi)害變化的特征。中國(guó)城市氣象災(zāi)害有暴雨、低溫冰凍、高溫?zé)崂说榷喾N類型，對(duì)城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等方面產(chǎn)生了重要影響，目前氣象災(zāi)害已成為制約柳州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民幸福的重要因素之一，為了更好地加強(qiáng)對(duì)氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急和防御管理，本文利用柳州氣象站1951—2016年的氣象觀測(cè)資料，對(duì)柳州市暴雨、雷暴、冰雹、大風(fēng)、霧等主要?dú)庀鬄?zāi)害的變化特征進(jìn)行分析，以期為柳州市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)提供氣象參考。

1 資料與方法

本文所用的資料來源于經(jīng)柳州市氣象局和廣西區(qū)氣象機(jī)構(gòu)審核、整編的1951—2016年柳州氣象站的降水、大風(fēng)、冰雹、雷暴等氣候資料。采用氣候?qū)W統(tǒng)計(jì)排列法，對(duì)氣象要素進(jìn)行日、月、年的統(tǒng)計(jì)并形成相應(yīng)的資料序列，采用統(tǒng)計(jì)分析等方法對(duì)柳州市近66年城市氣象災(zāi)害特征進(jìn)行分析。

2 柳州市主要?dú)庀鬄?zāi)害的變化特征

2.1 暴雨

暴雨是降水強(qiáng)度很大的雨，一般指每小時(shí)降雨量15 mm以上，或連續(xù)12 h降雨量30 mm以上，或連續(xù)24 h降雨量50 mm以上的降水。暴雨來得快，雨勢(shì)猛，尤其是大范圍持續(xù)性暴雨和集中的特大暴雨，它不僅影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且可能危害人民的生命，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1.1 暴雨日數(shù)月際和季節(jié)變化 柳州年平均暴雨日數(shù)為5.4天，多集中出現(xiàn)在4—8月，以6月最多，為1.5天，占全年百分比的27.8%，其次是5月，為1.1天，占全年百分比的20.4%（表1）。從暴雨日數(shù)的季節(jié)分布來看（圖1），四季中，夏季暴雨日數(shù)最多，為189次，占54.2%；春季次之，為114次，占32.7%；冬季最少，66年來才發(fā)生9次。

表1 柳州市區(qū)累年各月暴雨日數(shù)及其全年百分比

圖1 柳州暴雨日數(shù)季節(jié)變化

2.1.2 暴雨日數(shù)年際變化 柳州各年代平均暴雨日數(shù)為49.8天，其中最多的是21世紀(jì)00年代，暴雨日數(shù)為66天，其次是20世紀(jì)90年代暴雨日數(shù)為52天，80年代暴雨日數(shù)最少，為42天。暴雨日數(shù)年代際變化較大，進(jìn)入80年代暴雨日數(shù)減少，而90年代以后暴雨日數(shù)又呈增加趨勢(shì)（見表2）。暴雨日數(shù)的歷年變化呈增加趨勢(shì)，變化傾向率為2.5天/10 a（見圖2）。表明降雨的強(qiáng)度增大，故可能更容易造成較大、較嚴(yán)重的暴雨洪澇災(zāi)害。

表2 各年代暴雨日數(shù)d

2.1.3 暴雨的持續(xù)特征 通過分析柳州市區(qū)逐日降水資料，發(fā)現(xiàn)柳州市區(qū)連續(xù)性暴雨持續(xù)的時(shí)間大部分是1天，占暴雨出現(xiàn)總數(shù)的92.6%，連續(xù)2天出現(xiàn)暴雨的頻率是6.9%，連續(xù)3天出現(xiàn)暴雨的頻率為0.6%，有記錄以來僅出現(xiàn)過2次，出現(xiàn)在1958年7月13—15日、1994年6月13—15日，其中1994年這次是受地面靜止鋒、高空槽和低渦切變線共同影響而產(chǎn)生的連續(xù)性暴雨天氣過程（表3）。

圖2 柳州暴雨日數(shù)歷年變化

表3 柳州累年持續(xù)暴雨日數(shù)

2.2 大風(fēng)

影響柳州市的大風(fēng)大體上有3種：（1）冬、春季節(jié)強(qiáng)冷空氣南下產(chǎn)生的大風(fēng)，通常稱為寒潮大風(fēng)；（2）夏、秋季臺(tái)風(fēng)環(huán)流產(chǎn)生的大風(fēng)；（3）春、夏季熱對(duì)流旺盛發(fā)展產(chǎn)生的短時(shí)雷雨大風(fēng)。

2.2.1 大風(fēng)日數(shù)的月際及季節(jié)變化 柳州市區(qū)累年平均年大風(fēng)日數(shù)為1.7天，3—11月均有大風(fēng)出現(xiàn)，最多月份為7月，月平均大風(fēng)日數(shù)為0.5天（表4）。柳州市區(qū)夏季（6—8月）大風(fēng)日數(shù)最多，占全年的52.9%；春季（3—5月）次之，占35.3%；秋季（9—11月）占17.6%；冬季（12—2月）無大風(fēng)（表5）。

表4 柳州市區(qū)各月大風(fēng)日數(shù)

表5 柳州市區(qū)四季大風(fēng)日數(shù)及占全年的百分率

2.2.2 大風(fēng)日數(shù)的年際變化 圖3給出了柳州市區(qū)歷年的大風(fēng)日數(shù)的變化趨勢(shì)?？梢姡甏箫L(fēng)日數(shù)的變化傾向率為-0.641天/10 a，即大風(fēng)出現(xiàn)的日數(shù)呈減少趨勢(shì)。

2.3 雷暴

由于2013年后取消人工雷暴觀測(cè)，故本節(jié)的資料統(tǒng)計(jì)時(shí)段為1951—2013年。柳州市區(qū)平均初雷日為2月20日，平均終雷日為10月21日，初終間日數(shù)為241.8天，可見柳州市區(qū)的雷暴活動(dòng)發(fā)生早，結(jié)束晚，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

2.3.1 雷暴日數(shù)月際變化和季節(jié)變化 雷暴日數(shù)是表征某地雷暴活動(dòng)頻繁程度及強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一，雷暴日數(shù)越多，表明雷暴活動(dòng)頻繁強(qiáng)烈，反之則越弱。柳州市區(qū)平均年雷暴日數(shù)61.2天，是廣西雷暴較多的地區(qū)。由表6可知，1—12月都有雷暴發(fā)生。柳州市區(qū)的雷暴日數(shù)月分布呈單峰型，一年之中，3—9月雷暴日數(shù)較多，約占全年的94.3%，10月—翌年2月較少。其中6、7、8月雷暴日數(shù)最多，分別為10.4、11.8、11.9天。11、12月和1月雷暴日數(shù)較少，不足1天。柳州市區(qū)雷暴日數(shù)主要分布在春、夏季，其中夏季最多，占全年的55.7%，春季次之，占全年的31.5%，冬季最少，僅占2.9%（表7）。

2.3.2 雷暴日數(shù)年際變化 圖4給出了柳州市區(qū)歷年的雷暴日數(shù)的變化趨勢(shì)?？梢姡昀妆┤諗?shù)變化傾向率為-3.80天/10 a，即雷暴日數(shù)呈減少趨勢(shì)。

2.4 冰雹日數(shù)月際和年際變化

冰雹是堅(jiān)硬的球狀、錐狀或形狀不規(guī)則的固態(tài)降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰層，或由透明的冰層與不透明的冰層相間組成。降雹雖然范圍小、時(shí)間短，但因來勢(shì)猛，往往同時(shí)伴有大風(fēng)大雨，不僅會(huì)給局部地區(qū)的農(nóng)、林、牧業(yè)帶來?yè)p失，還會(huì)給工業(yè)、電訊、交通以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成危害。

圖3 大風(fēng)日數(shù)的變化

柳州市區(qū)年平均冰雹日數(shù)為0.1天，主要出現(xiàn)在每年的3—4月份（表8）。自有觀測(cè)記錄以來（即1951年以來），柳州市區(qū)附近僅有8年出現(xiàn)降雹天氣，每年1天，分別是1954、1957、1961、1967、1980、1987、1998、2012年。

圖5給出了柳州市區(qū)歷年的冰雹日數(shù)的變化趨勢(shì)?？梢姡昶骄⑷諗?shù)的變化傾向率為-0.023天/10 a，故冰雹日呈減少的趨勢(shì)歷年冰雹日數(shù)最少0天，最多1天。

2.5 霧日數(shù)月際和年際變化

霧是自然界的一種常見天氣現(xiàn)象，它是由地表蒸發(fā)出來的水分子受冷空氣影響凝聚而成的小水滴或冰晶匯集而成，其水平能見度在1000 m以下。當(dāng)水平能見度在50～200 m之間時(shí)，稱為濃霧。大霧天因能見度差，交通、航空受其影響很大。同時(shí)，霧（或煙塵霧）使空氣污染更加嚴(yán)重，直接影響人們的身體健康，甚至引起某些疾病的發(fā)病率和死亡率升高。

柳州市區(qū)年平均霧日數(shù)為5.3天，主要出現(xiàn)在1—4月份，占全年的72%。在一年12個(gè)月中，各月霧日數(shù)存在差異，其中3月最多，平均霧日為1.3天，7月和秋季最少，平均霧日僅為0.1天（表9）。圖6給出了柳州市區(qū)歷年的霧日數(shù)的變化趨勢(shì)。雖說年平均霧日數(shù)的變化傾向率為-0.029天/10 a，霧日呈略減少的趨勢(shì)，但從2000年以后，霧日有增多趨勢(shì)。

表6 柳州市區(qū)累年各月雷暴日數(shù)

表7 柳州市區(qū)四季雷暴日數(shù)及占全年的百分率

圖4 雷暴日數(shù)的變化

表8 柳州市區(qū)累年各月冰雹日數(shù)

3 結(jié)論

本文對(duì)柳州市主要?dú)庀鬄?zāi)害特征進(jìn)行了分析，結(jié)果如下：

（1）暴雨日數(shù)年代變化較明顯，20世紀(jì)60年代、90年代，21世紀(jì)00年代為相對(duì)多發(fā)期，70—80年代相對(duì)較少。柳州市年平均暴雨日數(shù)為5.4天，多集中出現(xiàn)在4—8月，以6月最多，為1.5天，占全年百分比的27.8%，其次是5月，為1.1天，占全年百分比的20.4%。柳州市歷年一日最大暴雨量為233.6 mm，自有氣象站記錄以來，持續(xù)暴雨日數(shù)最多為3天。

圖5 冰雹日數(shù)的變化

表9 柳州市區(qū)累年各月霧日

圖6 霧日數(shù)的變化

（2）柳州市平均年雷暴日數(shù)61.2天，是廣西雷暴較多的地區(qū)。1—12月都有雷暴發(fā)生。柳州市的雷暴日數(shù)月分布呈單峰型，一年之中，3—9月雷暴日數(shù)較多，約占全年的94.3%，10月—翌年2月較少。在四季之中，夏季雷暴日數(shù)最多，占全年的55.7%，春季次之，冬季最少。

（3）柳州市年平均大風(fēng)日數(shù)為1.7天，3—11月均有大風(fēng)出現(xiàn)，最多月份為7月，月平均大風(fēng)日數(shù)為0.5天；年平均冰雹日數(shù)為0.1天，主要出現(xiàn)在每年的3—4月份；年平均霧日數(shù)為5.3天，主要出現(xiàn)在1—4月份，占全年的72%。從年變化趨勢(shì)看，柳州市年平均雷暴、大風(fēng)、冰雹、霧日總體呈下降趨勢(shì)，但2000年以后，霧日有增多趨勢(shì)。