張家川縣暴雨氣候特征及氣象防御措施

楊春芽

摘要 根據(jù)張家川國家氣象觀測站1991—2020年降水觀測資料，統(tǒng)計(jì)降雨量（日數(shù)）、暴雨降雨量（日數(shù)）等數(shù)據(jù)，建立一元線性趨勢方程，分析年降雨量（日數(shù)）及暴雨量（日數(shù)）的變化特征，得出：張家川縣近30年暴雨量與年降雨量變化一致，均呈增加趨勢，21世紀(jì)10年代增加明顯;一年之中暴雨集中于6—8月，8月出現(xiàn)最多，暴雨日數(shù)與年降雨日數(shù)的變化也呈現(xiàn)出增加趨勢。隨著暴雨天氣增多，氣象部門應(yīng)完善暴雨天氣監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)，拓寬氣象信息發(fā)布渠道，及時(shí)有效發(fā)布災(zāi)害天氣預(yù)警，保證國民經(jīng)濟(jì)及群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞 暴雨;氣候特征;變化趨勢;氣象防御

中圖分類號：P426.614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0098–02

暴雨是引發(fā)洪澇、地質(zhì)災(zāi)害及水土流失的災(zāi)害性天氣，持續(xù)較強(qiáng)暴雨天氣造成的損失巨大，因此暴雨天氣的預(yù)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警是氣象部門夏季的重點(diǎn)工作。張家川回族自治縣（以下簡稱張家川縣）位于甘肅省東南部，境內(nèi)以山地地形為主，海拔落差大，地貌復(fù)雜多樣，具有顯著的地域性立體小氣候環(huán)境，整體屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年受東南、西南季風(fēng)交替影響，光熱資源豐富，降雨相對較少，雨熱同季。盡管張家川縣干燥少雨，但夏季仍會出現(xiàn)暴雨天氣，個別年份暴雨出現(xiàn)頻次多、降雨量大，危害嚴(yán)重[1]。對近30年張家川縣年降雨量及出現(xiàn)的暴雨樣本資料進(jìn)行分析，探討張家川縣暴雨發(fā)生的特征及變化趨勢，為暴雨天氣監(jiān)測預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作提供技術(shù)基礎(chǔ)，這也是各級部門開展防災(zāi)減災(zāi)工作的依據(jù)[2]。

1 研究資料和方法

采用張家川縣1991年1月—2020年12月逐日常規(guī)地面觀測資料，選取其中降水量觀測記錄，并從中篩選出24 h降雨量≥50.0 mm的過程為一次暴雨過程，運(yùn)用氣候資料統(tǒng)計(jì)方法，整理數(shù)據(jù)并建立一元線性趨勢方程，分析張家川縣暴雨氣候特征及其變化趨勢。以表示樣本量為30的張家川縣降雨量（暴雨量、暴雨日數(shù)）因子，與表示對應(yīng)的時(shí)間，建立一元線性回歸方程：

其中，b為方程的傾斜率，表示降雨量（暴雨量、暴雨日數(shù)）因子隨著時(shí)間序列的變化趨勢，b>0時(shí)表示降雨量（暴雨量、暴雨日數(shù)）上升或增加，b<0表示降雨量（暴雨量、暴雨日數(shù)）下降或減小，而且值越大，說明降雨量（暴雨量、暴雨日數(shù)）隨時(shí)間變化越明顯，越小則說明隨時(shí)間變化越不明顯。

2 張家川縣暴雨氣候特征

2.1 暴雨降雨量分析

根據(jù)張家川縣1991—2020年逐日降水量觀測資料得出，該縣年平均降雨量為546.7 mm，最多年份降雨量達(dá)815.4 mm，出現(xiàn)在2003年，最少年份降雨量僅為382.5 mm，出現(xiàn)在1997年，最多年份降雨量較最少年份多432.9 mm，是其2倍多。年降水量在600.0 mm以上的有8年，年降水量在500.0 mm以下的有13年，可見大風(fēng)每年出現(xiàn)日數(shù)存在著較大的年際間變化特征。進(jìn)一步分析張家川縣近30年降水量變化可知，20世紀(jì)90年代年平均降雨量最少為493.7 mm，其中年降水量最少年份也出現(xiàn)在90年代，并且有2年降雨量均在400.0 mm以下;21世紀(jì)00年代年平均降雨量為524.3 mm，與20世紀(jì)90年代相比，增加了30.6 mm，但該年代平均值仍低于30年平均值;21世紀(jì)10年代年平均降雨量為622.1 mm，增多趨勢非常明顯，與30年平均值相比增多了97.8 mm，與平均降雨量最少的20世紀(jì)90年代相比增多了128.4 mm，除2014—2016年降雨量少于30年平均值外，其他7年的年降雨量與歷年平均值相比均為正距平，且2018—2020年降雨量均超過700.0 mm，年降雨量明顯較多。近30年張家川縣年降雨量整體呈現(xiàn)出逐漸增多的趨勢（圖1），氣候傾向率為51.037 mm/10 a，且根據(jù)趨勢系數(shù)計(jì)算得到的降雨量和時(shí)間的相關(guān)系數(shù)R較大，為0.1362，說明張家川縣30年降雨量增加速度顯著。

分析近30年期間張家川縣出現(xiàn)的暴雨天氣過程發(fā)現(xiàn)，有11年出現(xiàn)暴雨天氣，共發(fā)生暴雨日數(shù)16 d。年暴雨量最多的是2003年，暴雨量為175.8 mm，降暴雨量最少的是2012年為51.3 mm，最多年份暴雨量是最少年份的3倍多。由圖1可知，張家川縣在近30年中，20世紀(jì)90年代暴雨量為124.6 mm，為暴雨量相對較少期;進(jìn)入21世紀(jì)以后，暴雨量明顯增多，其中00年代累計(jì)降暴雨量為381.3 mm，暴雨降雨量較90年代明顯增多，到了10年代累計(jì)暴雨量達(dá)到528.9 mm。整體上近30年張家川縣年暴雨降雨量呈現(xiàn)出略增多的趨勢，氣候傾向率為13.346 mm/10 a，暴雨降雨量和時(shí)間的相關(guān)系數(shù)r較小，說明張家川縣年暴雨降雨量增加速度不明顯。

張家川縣年暴雨降雨量與年降雨總量變化趨勢基本一致，且均進(jìn)入21世紀(jì)以后呈現(xiàn)明顯增多現(xiàn)象，特別是21世紀(jì)10年代增多趨勢顯著。

2.2 暴雨日數(shù)分析

分析張家川縣近30年暴雨日數(shù)（圖2），張家川縣暴雨日數(shù)共計(jì)16 d，其中2003年出現(xiàn)暴雨日數(shù)最多，達(dá)到了3 d，其次是2005年、2011年和2018年，均為2 d，1991年、1993年、2008年、2012—2013年、2016年和2020年均出現(xiàn)1 d。出現(xiàn)暴雨日數(shù)最多的是21世紀(jì)10年代，共有8 d，出現(xiàn)暴雨日數(shù)最少的是20世紀(jì)90年代，僅為2 d，其他年份均未出現(xiàn)暴雨天氣。1994—2002年，張家川縣連續(xù)9年未發(fā)生暴雨天氣，而2011—2013年暴雨頻發(fā)，3年間共出現(xiàn)4 d暴雨日數(shù)。近30年暴雨發(fā)生日數(shù)總體表現(xiàn)為增多趨勢，氣候傾向率為0.187 d/10 a。

通過分析張家川縣年降雨日數(shù)可知，近30年張家川縣年平均降雨日數(shù)為110 d，出現(xiàn)降雨日數(shù)最多的年份為2003年，達(dá)到131 d，降雨日數(shù)最少的是2004年為90 d。21世紀(jì)10年代張家川縣年出現(xiàn)降雨日數(shù)明顯增多，年平均降雨日數(shù)達(dá)到了114 d，整體上張家川縣近30年降雨日數(shù)趨于增多，氣候傾向率為2.376 d/10 a。

由上述分析得出，張家川縣近30年暴雨出現(xiàn)日數(shù)基本與年降雨日數(shù)一致，暴雨日數(shù)最多年份與年降雨日數(shù)最多年份均為2003年，且30年間暴雨日數(shù)變化趨勢符合年降雨日數(shù)變化趨勢，說明隨著張家川縣年降雨日數(shù)的增多，暴雨天氣出現(xiàn)頻率也趨于增多。

分析張家川縣暴雨日數(shù)時(shí)空分布特征，由圖3可知，張家川縣一年中暴雨日數(shù)集中于6—8月，7月出現(xiàn)暴雨日數(shù)最多，達(dá)到9 d，其次是8月出現(xiàn)暴雨日數(shù)為5 d，6月相對最少為2 d;張家川縣近30年來1—5月、9—12月未發(fā)生暴雨天氣（圖3）。

3 暴雨天氣氣象防御措施

張家川縣位于我國西北地區(qū)，深居內(nèi)陸，距離海洋較遠(yuǎn)，加上西北地區(qū)高原與山地的阻擋，來自海洋的水汽很難到達(dá)，因此這些地區(qū)降水較少，氣候干燥，但如果出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，在有效補(bǔ)充水資源不足的同時(shí)，極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等，造成的影響和損失也極大，因此要加強(qiáng)暴雨天氣防御措施。

3.1 完善暴雨天氣監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)

依托常規(guī)地面氣象觀測資料、Mi-Cape信息、物理量場資料等，基于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品資料、新一代天氣雷達(dá)產(chǎn)品，加上預(yù)報(bào)員綜合分析訂正子系統(tǒng)等，構(gòu)建完善的暴雨天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并針對不同天氣影響系統(tǒng)，建立暴雨預(yù)報(bào)模型，認(rèn)識暴雨天氣發(fā)生發(fā)展機(jī)理，分析掌握形成暴雨的天氣環(huán)流形勢及各種物理量場變化特征，并充分利用衛(wèi)星云圖等識別天氣，正確判斷暴雨發(fā)生發(fā)展的時(shí)間、趨勢及暴雨落區(qū)走向、強(qiáng)度等，依據(jù)指標(biāo)站的指數(shù)建立預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)短期、短時(shí)暴雨預(yù)報(bào)預(yù)警，獲取準(zhǔn)確及時(shí)的天氣預(yù)報(bào)預(yù)警信息。

3.2 及時(shí)有效發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信息

當(dāng)預(yù)測預(yù)報(bào)出暴雨天氣時(shí)，應(yīng)及時(shí)啟動災(zāi)害性天氣預(yù)警系統(tǒng)，通過氣象短信發(fā)布平臺等將預(yù)報(bào)結(jié)果發(fā)送至相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)，通過氣象短信、天氣APP、微信公眾號、電視天氣預(yù)報(bào)節(jié)目、廣播、電子顯示屏等向社會及時(shí)有效地發(fā)布暴雨預(yù)警信息，提醒公眾加強(qiáng)防范和注意出行安全。對于偏僻山村等，可利用鄉(xiāng)村大喇叭播報(bào)、氣象信息員進(jìn)村入戶等方式傳播氣象預(yù)警信息，確保天氣信息發(fā)布的時(shí)效性，保障區(qū)域內(nèi)群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁國超，張艷玲，余衛(wèi)東，等.商丘暴雨日及分布特征研究[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2007（S1）：52-55.

[2] 榮濤.中國西北地區(qū)降水氣候特征分析[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2004.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Abstract According to the precipitation observation data of Zhangjiachuan National Meteorological Observation Station from 1991 to 2020， the rainfall （days） and rainstorm rainfall （days） are counted， the univariate linear trend equation is established， and the variation characteristics of annual rainfall （days） and rainstorm （days） are analyzed. It is concluded that the rainstorm in Zhangjiachuan county in recent 30 years is consistent with the annual rainfall， both showing an increasing trend， It increased significantly in the decade of the 21st century; In a year， the rainstorm is concentrated from June to August， with the most in August. The change of rainstorm days and annual rainfall days also shows an increasing trend. With the increase of rainstorm weather， the meteorological department should improve the rainstorm weather monitoring and forecasting system， broaden the channels of meteorological information release， timely and effectively release disaster weather early warning， and ensure the safety of the national economy and peoples lives and property.

Key words Rainstorm; Climatic charact-eristics; Change trend; Meteorological defense