玉林市不同歷時降雨強度變化特征及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

朱小燕 鄧雅倩 黃泰森

摘要 選取玉林市58年不同短歷時強降水資料，采用趨勢線、變化傾向率及相關(guān)系數(shù)、極值的時間分布、樣本均值的時間分布等方法對玉林市不同短歷時降雨序列統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，短歷時極值降水呈波動變化，變化傾向率均為增加趨勢，其中5～60 min最大降雨量增多趨勢較顯著，傾向率增幅最大是180 min歷時。短歷時極值降水具有速度快、高強度、持續(xù)短特點，各部門應(yīng)第一時間做好排水排澇準備，最大限度降低洪澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失。

關(guān)鍵詞 不同歷時強降水;變化特征;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;玉林市

中圖分類號：P46 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0085–03

隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，人類生產(chǎn)生活對天氣、氣候條件的依賴程度越來越大，對氣象災(zāi)害的敏感程度越來越高。氣候變暖及快速的城市化發(fā)展都不同程度改變水文循環(huán)現(xiàn)狀，使水文極值和降水的強度和頻次有所增加。我國各地極端暴雨事件頻繁發(fā)生，特別是近年來，國內(nèi)一些大城市頻繁遭受嚴重漬澇事件，城市暴雨漬澇災(zāi)害已成為最為突出的城市災(zāi)害之一。氣候變化和城市化發(fā)展導(dǎo)致極端降雨事件的發(fā)生頻率和強度呈增加趨勢，特大城市降雨呈現(xiàn)出短時性、局地性和高強度的特點。據(jù)研究表明，全球氣溫每上升一度，極端降水量增加7%。如果極端降水現(xiàn)象持續(xù)增多，洪水等自然災(zāi)害將愈加頻繁，而玉林市是受到影響最大的地區(qū)之一。

玉林市地處南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候暖熱，降雨充沛，夏濕春干，多雨潮濕，年降雨日數(shù)157 d，其中年暴雨日數(shù)5 d，是中國暴雨較多區(qū)域。在全球和區(qū)域氣候變化背景下，玉林市的局地強降雨特征也發(fā)生了變化，最新資料分析發(fā)現(xiàn)，玉林市暴雨強度呈上升趨勢。暴雨洪澇災(zāi)害，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境等帶來許多不利影響。大部分極端降水強度會伴隨全球氣溫上升而增加，氣候變暖引起的自然災(zāi)害造成的損失，已經(jīng)成為影響經(jīng)濟發(fā)展、社會安定和國家安全的重要因素。研究氣候變暖背景下玉林市不同歷時降雨強度變化特征，可以給市政建設(shè)、水務(wù)、規(guī)劃等部門提供科學(xué)的理論依據(jù)，對玉林市的經(jīng)濟和社會發(fā)展具有積極的意義，對防災(zāi)減災(zāi)、減輕自然災(zāi)害有極大的作用，可以最大限度地降低洪澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失。

1 資料、統(tǒng)計方法

選取玉林市國家氣象站1959年1月1日—2016年12月31日共58年逐分鐘降水資料中，提取5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 min共11個歷時降水資料，每年每個歷時選取最大雨量記錄。從全年降水自記紙或每 min降水量數(shù)據(jù)文件中，挑取本年內(nèi)11個時段最大降水量及相應(yīng)開始時間;各時段年最大降水量及相應(yīng)開始時間，只有當1 440 min降水量>10.0 mm時才挑取;各時段最大降水量從年內(nèi)各月降水量自記紙或每分鐘降水量數(shù)據(jù)滑動挑取，且不受日、月界的限制（但不跨年挑取）;各時段年最大降水量出現(xiàn)兩次或以上相同時，開始時間欄記錄出現(xiàn)次數(shù);雨量大而降雨歷時不足時，將降雨歷時按零雨量外延至降雨歷時。

2 短歷時強降水演變趨勢分析

2.1 短歷時強降水時間變化

分析玉林市1959—2016年5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 min最大降雨量時間變化趨勢，重點分析對排水標準中最為關(guān)注的5、30、60、120、180 min年最大雨強變化規(guī)律。

從玉林市58年短歷時5 min最大雨量看出（圖1），5 min歷時年際間差異較大，呈波動趨勢，變化傾向率為0.47 mm/10 a，變化幅度在8.61～23.6 mm。相關(guān)系數(shù)r為0.27，通過95%的置信度水平。5 min歷時58年均值為13.5 mm，1996年為高值年，雨量達23.6 mm。

玉林市30 min歷時最大雨強同5 min年最大雨強趨勢相似（圖2），也存在著明顯年際差異，變化傾向率1.37 mm/10 a，變化幅度在24.6～74.5 mm，相關(guān)系數(shù)r為0.21，通過90%的置信度水平。30 min歷時58年均值為42.3 mm，其中1964年、1981年、1987年、1996年、2006—2008年以及2010和2014年降水量達到暴雨級別，都在50 mm以上，2008年最高值年，雨量達74.5 mm。

玉林市60 min歷時最大雨強也存在著明顯年際差異（圖3），變化傾向率2.3 mm/10 a，變化幅度在32.0～114.2 mm，相關(guān)系數(shù)r為0.22，通過90%的置信度水平。60 min歷時58年均值為56.5 mm，達到暴雨級別，最大雨量在2008年，降水量為114.2 mm，達到大暴雨級別;1960年最小，只有32.0 mm。

120 min歷時最大雨強同樣也存在著明顯年際差異（圖4），變化傾向率2.16 mm/10 a，變化幅度在40.7～148.3 mm，相關(guān)系數(shù)r為0.15;其中只有8年值沒有達到暴雨級別，有9年值達到大暴雨級別;最大雨強在2008年，最小雨強在1980年。

180 min歷時最大雨強也有明顯的年際差異（圖5），變化傾向率3.19 mm/10 a，變化幅度在41.9～160.7 mm，相關(guān)系數(shù)r為0.18。最大值出現(xiàn)在1971年，最小值出現(xiàn)在1980年，只有3個年值沒有達到暴雨級別，有11年值達到大暴雨級別。

從這幾個歷時最大雨強分析對比中得出（表1）：玉林市58年短歷時強降水呈波動變化規(guī)律，變化傾向率均為增加趨勢，傾向率增幅最大是180 min歷時，其次為90 min和60 min。其中5～15 min通過95%的信度水平，20～60 min通過90%的信度水平，說明這些歷時最大降雨量增多趨勢較為顯著。

2.2 短歷時強降水時間分布

分析1959—2016年各歷時最大的10個降雨極值分布情況得出，降水量分別達大雨（25 mm）、暴雨（50 mm）、大暴雨（100 mm）標準的短歷時強降水時間分別出現(xiàn)在10、15和60 min。1987—2016年雨量最大的10個降雨極值出現(xiàn)次數(shù)為79次，遠大于1959—1986年28年間發(fā)生次數(shù)。10個歷時雨量歷史最大值均在1996年或2008年，1個歷時在1971年，說明近30年來玉林市暴雨強度明顯增強。

2.3 短歷時強降水均值的時間分布

比較1959—1986年與1987—2016年兩個階段各歷時雨量樣本平均值發(fā)現(xiàn)，5 min最大雨量1959—1986年平均降雨量為12.6 mm，1987—2016年平均降雨量為14.3 mm。30 min最大雨量1959—1986年平均降雨量為39.5 mm，1987—2016年平均降雨量為44.9 mm;60 min最大雨量1959—1986年平均降雨量為53.0 mm，1987—2016年平均降雨量為59.9 mm;120 min最大雨量1959—1986年平均降雨量為69.6 mm，1987—2016年平均降雨量為75.8 mm;180 min最大雨量1959—1986年平均降雨量為79.2 mm，1987—2016年平均降雨量為85.2 mm。各歷時平均降雨量后者明顯大于前者，差值1.7～7.2 mm，說明近30年短歷時強降雨明顯大于1986年以前時段，玉林市極端降雨事件呈明顯增加趨勢。

3 短歷時強降水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

春季暴雨會造成稻田積水過深、部分剛移栽水稻出現(xiàn)浮蔸、心葉被淹、肥料流失。部分低洼地段作物被水沖擊，造成倒伏或機械損傷;西瓜大棚進水，玉米、葡萄產(chǎn)生直接機械損傷，為病蟲害侵入創(chuàng)造了有利條件?？諝鉂穸却蟆囟冗m宜，有利于病害發(fā)生發(fā)展，部分西瓜因為蔓枯病嚴重死苗，葡萄霜霉病較重等。強降雨雨區(qū)一般存在一定疊加，持續(xù)性強降雨天氣會導(dǎo)致雨區(qū)土壤過濕，農(nóng)田漬澇災(zāi)害將加重，對早稻孕穗和抽穗開花以及棉花和玉米等旱地作物生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響，也不利于春玉米、棉花、蔬菜和經(jīng)濟林果等生長發(fā)育。

夏季是早稻成熟關(guān)鍵期，暴雨易導(dǎo)致水稻機械損傷而減產(chǎn)、稻谷質(zhì)量差等不利后果。2016年5月20日凌晨玉林市自西北向東南出現(xiàn)一次大范圍大暴雨、局部特大暴雨天氣過程，19日20：00～20日20：00，全市觀測點有8個站點達特大暴雨（250 mm以上）、116個點出現(xiàn)大暴雨、75個點出現(xiàn)暴雨，24 h降雨量最大為北流市平政鎮(zhèn)（387 mm），小時量強達到66 mm，且有5個時次的降雨量都達到暴雨。這次罕見降雨過程造成全市內(nèi)澇，重災(zāi)區(qū)北流市農(nóng)作物受災(zāi)面積1 328.33 hm2，其中農(nóng)作物成災(zāi)面積583.9 hm2，農(nóng)作物絕收面積90.56 hm2。2015年第22號臺風(fēng)“彩虹”強度強、移動快、風(fēng)力大、降雨強度大、影響范圍廣，給廣西帶來了巨大災(zāi)害，給玉林農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利、電力輸送等造成嚴重損失。

近年來隨著氣候變化異常，廣西冬季暴雨發(fā)生頻率逐漸增多，玉林市2016年1月27—28日暴雨造成局地內(nèi)澇、農(nóng)田被淹，馬鈴薯、甘蔗、蔬菜等受泡影響生長，大青棗、沙糖桔等水果落果、裂果，導(dǎo)致減產(chǎn)，對國民經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)造成了嚴重損失。

4 結(jié)論

本文主要使用玉林市國家氣象觀測站1959—2016年共58年逐分鐘降雨過程資料，分析短歷時強降水時間變化趨勢、極值時間分布和均值時間分布，結(jié)果表明：（1）玉林市58年短歷時降水極值呈波動變化規(guī)律，變化傾向率均為增加趨勢，傾向率增幅最大是180 min歷時，其次為90 min和60 min，其中5～15 min通過95%置信度水平，20～60 min通過90%置信度水平;玉林市各歷時最大降雨量均呈增多趨勢，其中5～60 min最大降雨量增多趨勢顯著。（2）1987—2016年降雨極值出現(xiàn)次數(shù)遠大于1959—1986年發(fā)生次數(shù)，10個歷時雨量歷史最大值均出現(xiàn)在1996年以后，只有1個歷時出現(xiàn)在1971年。（3）1987—2016年各歷時降雨量平均值明顯大于1959—1986年平均值。短歷時強降水在極端天氣氣候事件中一直是各級防汛部門重點和難點，具有“速度快、高強度、持續(xù)短”特點。因此，當短歷時暴雨發(fā)生時，水利、水文、住建、防洪等部門應(yīng)第一時間做好排水排澇準備，最大限度降低洪澇災(zāi)害損失。

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責(zé)任編輯：黃艷飛