柳江區(qū)暴雨時(shí)空特征分析

覃艷秋 覃宏宇 覃嘉嘉 覃川川 江洪鳳

摘 要：利用柳江國(guó)家氣象觀測(cè)站近60 a和柳江區(qū)8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)氣象站近14 a的逐日降水資料，統(tǒng)計(jì)分析柳江區(qū)暴雨的時(shí)空分布特征。結(jié)果表明：柳江區(qū)南部和東部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)年降水量較多，西部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)年降水量較少;暴雨主要出現(xiàn)在前汛期，暴雨日數(shù)在各月的分布呈單峰型，峰值出現(xiàn)在6月，大暴雨也主要出現(xiàn)在6月，約占全年大暴雨次數(shù)的51%;百朋、穿山、進(jìn)德、拉堡等四個(gè)鎮(zhèn)出現(xiàn)的大暴雨次數(shù)較多。

關(guān)鍵詞：暴雨;暴雨日數(shù);時(shí)空分布

中圖分類號(hào)：P467 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）5-0124-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.05.028

The Analysis of Spatial-Temporal Distribution of Rainstorm in Liujiang District

QIN Yanqiu1 ? ?QIN Hongyu2 ? ?QIN Jiajia1 ? ?QIN Chuanchuan1 ? ?JIANG Hongfeng1

（1. Liuzhou Liujiang District Meteorological Bureau， Liuzhou 545100，China; 2. Donglan County Meteorological Bureau， ?Hechi 547499，China）

Abstract： Based on the daily precipitation data of Liujiang National Meteorological Observatory in recent 60 years and 8 Township regional automatic meteorological stations in Liujiang District in recent 14 years， the temporal and spatial distribution characteristics of Rainstorm in Liujiang district are statistically analyzed. The results indicate that，the annual precipitation of villages and towns in the South and east of Liujiang district is more， the annual precipitation of villages and towns in the west is less; Rainstorm mainly occurs in the pre flood season， and the distribution of rainstorm days in each month shows a single peak type. The peak appears in June， and heavy rainstorm also mainly occurs in June， accounting for about 51% of the number of heavy rainstorms in the whole year; There were more heavy rainstorms in Baipeng， Chuanshan， Jinde and Labao.

Keywords： rainstorm; rainstorm days; spatial-temporal distribution

0 引言

隨著全球氣候變化的加劇，極端天氣氣候事件頻發(fā)，2021年7月20日，河南省鄭州市發(fā)生了新中國(guó)有氣象記錄以來(lái)的極端降水，最大降雨量超過(guò)200 mm/h，造成了巨大的損失。暴雨是最常見(jiàn)的極端天氣災(zāi)害之一，常造成山洪暴發(fā)、泥石流、城鄉(xiāng)積澇等次生災(zāi)害，影響人民的生產(chǎn)生活，易造成財(cái)產(chǎn)、生命等損失。因此，研究暴雨和極端降水，不僅可為預(yù)報(bào)員開(kāi)展天氣預(yù)報(bào)及預(yù)報(bào)服務(wù)提供理論支撐，也對(duì)地方人民生命財(cái)產(chǎn)和政府部門防洪部署有重要意義。

已有研究表明，暴雨降水量和暴雨強(qiáng)度在空間變化上自北向南遞減，降水強(qiáng)度和日變化有明顯的地域性[1-2]，因此有必要對(duì)不同地區(qū)開(kāi)展降水時(shí)空分布和變化的研究。陳穎等[3]對(duì)新疆不同等級(jí)暴雨洪澇災(zāi)害進(jìn)行時(shí)空變化分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)暴雨洪澇災(zāi)害次數(shù)最多的有3個(gè)區(qū)域;李強(qiáng)等[4]對(duì)96個(gè)西南低渦暴雨進(jìn)行時(shí)空分布研究，發(fā)現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在四川盆地西部;林珠應(yīng)等[5]發(fā)現(xiàn)福建暴雨日數(shù)在閩西北、閩南以及閩東北一帶較多，而閩中東部地區(qū)分布略微偏少;肖志祥等[6]探討了廣西區(qū)域暴雨時(shí)空變化特征，發(fā)現(xiàn)近50 a來(lái)廣西區(qū)域暴雨事件變多;覃衛(wèi)堅(jiān)等[7]利用1979—2008年廣西逐日降水資料，得出廣西暴雨的非均勻性分布特征：廣西暴雨站次在6月達(dá)到最高值，前汛期4—6月較多，廣西有三大暴雨中心，分別是沿海地區(qū)、“東巴鳳”地區(qū)和以融安、融水為中心的桂東北山區(qū)，上述地區(qū)極端降水過(guò)程最多。

1 研究區(qū)域概況

柳江區(qū)位于柳州市南部，是柳州市的次暴雨中心，歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)341.5 mm/24 h的極端降水值，每年均有不同程度的暴雨災(zāi)害發(fā)生，歷史上遭受暴雨引發(fā)的洪澇影響，年直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上億元。對(duì)降水和暴雨氣候背景的了解，對(duì)極端降水特征及其大氣環(huán)流背景特征的了解，是預(yù)報(bào)員開(kāi)展天氣預(yù)報(bào)及預(yù)報(bào)服務(wù)的理論支撐。因此，開(kāi)展柳江區(qū)暴雨氣候特征的研究工作是十分重要和必要的。

筆者利用柳江國(guó)家氣象觀測(cè)站近60 a和柳江區(qū)8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)氣象站近14 a的逐日降水資料，得出柳江區(qū)暴雨的季節(jié)變化、時(shí)空分布，為地方政府決策部門防范暴雨洪澇災(zāi)害制定規(guī)劃和措施提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究方法

柳江國(guó)家氣象觀測(cè)站自1957年建站以來(lái)，已積累了60多年的完整氣象觀測(cè)資料。柳江區(qū)的加密自動(dòng)氣象站大多自2007年建站，從2008年開(kāi)始觀測(cè)數(shù)據(jù)比較完整，也有部分站點(diǎn)2018年開(kāi)始建站，數(shù)據(jù)年份較少，筆者不選用此類加密站點(diǎn)，選用的是數(shù)據(jù)連續(xù)年份為2008—2021年的站點(diǎn)，每個(gè)鎮(zhèn)一個(gè)站，共8個(gè)。筆者使用柳江國(guó)家氣象觀測(cè)站1958—2021年（64年）以及區(qū)域加密自動(dòng)氣象站2008—2021年（14年）氣象資料，對(duì)柳江區(qū)暴雨進(jìn)行分析，所涉及的柳江區(qū)地圖和自動(dòng)氣象站點(diǎn)位置見(jiàn)圖1，其中原柳江國(guó)家站位于圖中☆標(biāo)注的位置，自2018年1月搬遷。

3 暴雨時(shí)空分布特征

3.1 年平均降水量的空間分布

柳江國(guó)家站所在位置為拉堡鎮(zhèn)，柳江國(guó)家站為1958—2021年（64年）的觀測(cè)數(shù)據(jù)，其余為區(qū)域加密自動(dòng)氣象站2008—2021年（14年）的觀測(cè)數(shù)據(jù)。柳江區(qū)地勢(shì)走向?yàn)槲鞑扛?、東部次之，中部低平。根據(jù)表1和圖2可見(jiàn)柳江區(qū)各鎮(zhèn)年平均降水量在1 400～1 600 mm，平均值為1 505.4 mm，柳江國(guó)家氣象觀測(cè)站所處的拉堡鎮(zhèn)的年平均降水量最接近各鎮(zhèn)平均值。南部和東部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)年降水量較多，西部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)年降水量較少，年平均降水量最多的為穿山鎮(zhèn)，最少的為里高鎮(zhèn)，相差203.5 mm。各鎮(zhèn)前汛期4—6月降雨量占全年總降水量的44.7%，后汛期7—9月占32.9%。

3.2 暴雨日數(shù)的分布及大氣環(huán)流特征

根據(jù)表2和圖3，除了里高鎮(zhèn)和土博鎮(zhèn)在12月從未出現(xiàn)暴雨，柳江區(qū)其余各鎮(zhèn)1—12月均出現(xiàn)暴雨。暴雨主要出現(xiàn)時(shí)間為華南汛期的4—9月，占全年暴雨日數(shù)的84%，其中，前汛期（4—6月）暴雨日數(shù)占汛期暴雨日數(shù)的62%，后汛期（7—9月）出現(xiàn)暴雨的比例較少。暴雨日數(shù)在各月分布呈單峰型，峰值出現(xiàn)在6月，占全年暴雨次數(shù)的31%，其次為5月和7月，分別占全年暴雨次數(shù)的15%、13%。根據(jù)表3和圖4，大暴雨主要出現(xiàn)在6月，約占全年大暴雨次數(shù)的51%，其次為8月和9月，百朋、穿山、進(jìn)德、拉堡等四個(gè)鎮(zhèn)出現(xiàn)的大暴雨次數(shù)較多。全年各月中，2月、10月、12月各鎮(zhèn)均未出現(xiàn)過(guò)大暴雨。

《華南前汛期暴雨》[8]指出華南前汛期暴雨時(shí)期，副高主體位于西北太平洋，有時(shí)南海也有其西伸脊活動(dòng)，主要影響系統(tǒng)有中層西風(fēng)槽及南支槽、行星邊界層不同性質(zhì)氣流對(duì)峙所形成的鋒面等。分析表明，持續(xù)暴雨過(guò)程往往在中高緯和低緯均有低槽活動(dòng)。張端禹等[9]對(duì)82個(gè)華南前汛期持續(xù)暴雨過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)前汛期暴雨500 hPa環(huán)流型式主要有東亞槽底型、南方低槽型、孟加拉灣槽前型、西風(fēng)波動(dòng)型和熱帶風(fēng)暴型五類，其中東亞槽底型出現(xiàn)次數(shù)最多，熱帶風(fēng)暴型出現(xiàn)次數(shù)最少。徐明等[10]對(duì)1961—2013年近53年華南前汛期持續(xù)性暴雨特征及其環(huán)流形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，歸納出有利于華南前汛期持續(xù)性暴雨發(fā)生的典型環(huán)流類型有4種，分別為東亞槽底型、兩脊一槽型、多渦型和緯向型，其中東亞槽底型和兩脊一槽型次數(shù)相對(duì)較多，各型的500 hPa中高緯地區(qū)環(huán)流特征各不相同，但共性是都有利于北方冷空氣南下影響華南地區(qū)，低緯地區(qū)的副高和南支低槽維持少動(dòng)，西風(fēng)帶系統(tǒng)造成暴雨。后汛期暴雨則主要是熱帶系統(tǒng)造成。

3.3 各鎮(zhèn)極端暴雨特征

根據(jù)表4知各鎮(zhèn)極端降水均為大暴雨及以上級(jí)別，最大的為穿山鎮(zhèn)317.3 mm，其次為拉堡鎮(zhèn)307.9 mm，為特大暴雨級(jí)別。極端降水量最小的為土博鎮(zhèn)，僅137.9 mm。全區(qū)8個(gè)鎮(zhèn)中有7個(gè)鎮(zhèn)的極端降水出現(xiàn)在6月，1個(gè)鎮(zhèn)的極端降水出現(xiàn)在8月。

根據(jù)《廣西暴雨持續(xù)和強(qiáng)度評(píng)估方法》，暴雨過(guò)程綜合強(qiáng)度制度Q=PI×S^0.5，其中S為暴雨總站數(shù)，PI為暴雨過(guò)程雨強(qiáng)指數(shù)，計(jì)算出極端降水出現(xiàn)時(shí)間的暴雨過(guò)程綜合強(qiáng)度，得出柳江區(qū)第一大暴雨過(guò)程綜合強(qiáng)度出現(xiàn)在2008年6月12—16日。受高空槽和低渦切邊共同影響，6月12—16日連降暴雨，局部大暴雨，過(guò)程降雨量見(jiàn)表5，14日除拉堡鎮(zhèn)外的各鎮(zhèn)無(wú)降水現(xiàn)象，拉堡鎮(zhèn)降雨量0.0 mm表示有降水現(xiàn)象而降雨量為小于0.1 mm的微量降水。該過(guò)程有8鎮(zhèn)13站次大暴雨，出現(xiàn)暴雨洪澇災(zāi)害，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到2.4億元，為歷史上暴雨洪澇造成損失最重的一次。暴雨過(guò)程綜合強(qiáng)度指數(shù)Q為485.2，達(dá)到特強(qiáng)等級(jí)。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者利用柳江區(qū)各鎮(zhèn)加密自動(dòng)氣象站雨量數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，得出四點(diǎn)結(jié)論：①柳江區(qū)西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)年降水量較少，各鎮(zhèn)年平均降水量最多的為穿山鎮(zhèn);②柳江區(qū)84%的暴雨集中在4—9月汛期，其中近62%的暴雨主要出現(xiàn)在前汛期4—6月;③柳江區(qū)各鎮(zhèn)一年12個(gè)月均出現(xiàn)暴雨，其中暴雨日數(shù)出現(xiàn)最多的為6月，大暴雨也主要出現(xiàn)在6月，但大暴雨在2月、10月和12月從未出現(xiàn)過(guò);④柳江區(qū)各鎮(zhèn)的極端降水中，達(dá)到特大暴雨級(jí)別的有穿山鎮(zhèn)和拉堡鎮(zhèn)，最大為穿山鎮(zhèn)317.3 mm。

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