成都市氣象災(zāi)害的時空分布特征

李奇松

成都市雙流區(qū)氣象局，四川成都 610200

氣候條件是人類、動物和植物生活和生長的基礎(chǔ)。長期以來，氣候條件的變化已經(jīng)成為眾人時刻關(guān)注的問題。2021年8月，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)公布的第六次評估第一工作組報告指出，自1850—1990年以來，人類已產(chǎn)生的溫室氣體排放造成了約1.1 ℃的升溫，從未來20年的平均溫度來看，全球溫度預(yù)計將達到或超過1.5 ℃的升溫幅度，全球氣候環(huán)境變化背景下寒潮和暴雨等極端天氣事件呈現(xiàn)出高頻率、高強度的特點。在當前各種自然風(fēng)險中，與極端天氣和氣候事件相關(guān)的災(zāi)害占71%以上，自然災(zāi)害造成的損失呈上升態(tài)勢，自然災(zāi)害危險性存在顯著的地區(qū)差異[1-4]。極端天氣引發(fā)的暴雨、寒潮、連陰雨、干旱、熱浪等造成的供水系統(tǒng)破壞、環(huán)境污染、人口傷亡、農(nóng)牧業(yè)減產(chǎn)，給社會經(jīng)濟發(fā)展、人民安全帶來極其惡劣的影響，極端氣候事件研究已成為社會重要問題[5-6]。明確氣候變化背景下的成都市極端氣候事件、氣象災(zāi)害的分布特征，可為成都地區(qū)氣象災(zāi)害預(yù)防提供參考，對人們安全及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

成都市地處中國西南地區(qū)，地勢由西北向東南傾斜；西部以深丘和山地為主，東部主要由平原、臺地和部分低山丘陵組成。成都市由于巨大的垂直高差，在市域內(nèi)形成1/3平原、1/3丘陵、1/3高山的獨特地貌類型；由于氣候的顯著差異，形成明顯的不同熱量差異的垂直氣候帶，因而在區(qū)域范圍內(nèi)生物資源種類繁多，分布又相對集中，為發(fā)展農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)帶來極為有利的條件。在以全球變暖為主要特征的氣候變化背景下，成都市主要氣象災(zāi)害有暴雨、寒潮、連陰雨等，嚴重威脅著全市糧食安全、資源環(huán)境及人們生命財產(chǎn)安全。因此，研究氣候變化背景下成都市氣象災(zāi)害的空間分布具有深刻意義。

1 研究區(qū)概況

成都市位于四川省中部，四川盆地西部，介于102°54′～104°53′E，30°05′～31°26′N之間，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，熱量充足，雨量豐富，四季分明，雨熱同期[7]?？傮w氣候溫和，夏季無酷暑，冬季少見冰雪，夏長冬短，無霜期長，風(fēng)速小，濕度大。年平均溫度為15.7～17.7 ℃，年降雨量1 000 mm左右，暴雨主要集中在7、8月，占全年降水量的50%以上，冬春兩季干旱少雨。成都多云霧，日照時間短，年平均日照時數(shù)685.5～1 002.9 h。成都境內(nèi)地勢平坦、河網(wǎng)縱橫、物產(chǎn)豐富、農(nóng)業(yè)發(fā)達，有“天府之國”的美譽。因此，通過研究成都市極端氣候事件及氣象災(zāi)害空間分布，從而更好地為成都市農(nóng)業(yè)、林業(yè)、自然生態(tài)系統(tǒng)等氣候變化工作提供依據(jù)。

1.1 資料概況

數(shù)據(jù)資料來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://www.data.cma.cn)。其中，主要包括1961—2020年成都市14個觀測站地面氣象資料中的逐日平均氣溫、逐日最高氣溫和逐日最低氣溫資料及降水資料。

對缺測的數(shù)據(jù)進行處理：若某站點某日的平均氣溫(Tv)、最高氣溫(Tmax)和最低氣溫(Tmin)，只是缺測其中一個，則利用公式：2Tv=Tmax+Tmin補缺測。若某站點某日的Tv、Tmax和Tmin2個及以上缺測，則利用公式：2Tvi=Tv(i-1)+Tv(i+1)、2Tmini=Tmin(i-1)+Tmin(i+1)、2Tmaxi=Tmax(i-1)+Tmax(i+1)補缺測。若出現(xiàn)連續(xù)幾天缺測，則采用線性插值補缺測。若某站點某年的連續(xù)缺測的日數(shù)在1個月及以上或該年缺測的天數(shù)≥2個月，則將該站點該年的數(shù)據(jù)舍去。

1.2 研究方法

暴雨是指我國氣象上規(guī)定，24 h降水量在50 mm以上的強降雨。

寒潮是指某一地區(qū)冷空氣過境后，氣溫在24 h內(nèi)下降≥8 ℃，且最低氣溫＜4 ℃。

連陰雨是指日降水量≥0.1 mm且日照時數(shù)＜0.1 h，則算1個雨日，否則為1個非雨日；若出現(xiàn)連續(xù)3 d以上的雨日算作一次連陰雨過程，第一個雨日出現(xiàn)的時間為連陰雨開始時間，若連續(xù)2 d沒有≥0.01 mm的降水量，則視為連陰雨結(jié)束，并將第一個雨日和最后一個雨日之間的時間段視為連陰雨過程持續(xù)時間[8]。

2 氣象災(zāi)害的空間分布特征

2.1 暴雨日數(shù)的空間分布

通過計算1961—2020年成都市14個觀測站的多年平均暴雨日數(shù)，利用ArcGis反距離權(quán)重法對暴雨日數(shù)進行插值繪制出圖1。由圖1可知，成都市的多年平均暴雨日數(shù)為1.6～3.1 d，最高值3.1 d，出現(xiàn)在蒲江縣；最低值1.6 d，出現(xiàn)在崇州市，成都市絕大多數(shù)地區(qū)的多年平均暴雨日數(shù)在2 d以上。

圖1 成都市暴雨日數(shù)的空間分布

2.2 寒潮日數(shù)的空間分布

通過計算1961—2020年成都市14個觀測站的多年平均寒潮日數(shù)，利用ArcGis反距離權(quán)重法對寒潮日數(shù)進行插值繪制出圖2。由圖2可知，成都市的多年平均寒潮日數(shù)為0～0.17 d，寒潮為某一地區(qū)冷空氣過境后，氣溫在24 h內(nèi)下降≥8 ℃，且最低氣溫＜4 ℃。成都市地處四川盆地西部邊緣，地勢由西北向東南傾斜，四面環(huán)山，阻擋了冷空氣入侵，寒潮日數(shù)少。

圖2 成都市寒潮日數(shù)的空間分布

2.3 連陰雨日數(shù)的空間分布

通過計算1961—2020年成都市14個觀測站的多年平均連陰雨日數(shù)，利用ArcGis反距離權(quán)重法對多年平均連陰雨日數(shù)進行插值繪制出圖3。由圖3可知，成都市多年平均連陰雨日數(shù)介于27.3～61.8 d，最高值為61.8 d，出現(xiàn)在都江堰市；最低值27.3 d，出現(xiàn)在金堂縣。成都市西部地區(qū)多年平均連陰雨日數(shù)在45 d以上，中部和東南部地區(qū)在36～45 d之間，東北部地區(qū)多年平均連陰雨日數(shù)在36 d以下，成都市多年平均連陰雨日數(shù)由西向東逐漸減少。

圖3 成都市連陰雨日數(shù)的空間分布

3 成都市氣象災(zāi)害的年際變化

3.1 暴雨日數(shù)的年際變化

通過計算1961—2020年成都市每個測站暴雨日數(shù)，利用SPSS22對每個測站暴雨日數(shù)和年份進行顯著性檢驗，然后用arcgis反距離權(quán)重法對顯著性檢驗結(jié)果進行插值繪制圖4。

圖4 成都市暴雨日數(shù)顯著性檢驗的空間分布

成都市14個觀測站的暴雨日數(shù)中有12個站點未通過0.05的顯著性檢驗，代表這12個地區(qū)的暴雨日數(shù)沒有明顯變化或變化趨勢不可信。簡陽市通過了0.01的顯著性檢驗，氣候傾向率為-0.33，是負值，表明暴雨日數(shù)減少，減少速度為0.33 d/10年。崇州市通過了0.05的顯著性檢驗，氣候傾向率為-0.29，是負值，表明暴雨日數(shù)減少，減少速度為0.29 d/10年。

3.2 寒潮日數(shù)的年際變化

通過計算1961—2020年成都市每個測站寒潮日數(shù)發(fā)現(xiàn)，部分站點的寒潮日數(shù)為0，無法進行顯著性檢驗。

3.3 連陰雨日數(shù)的年際變化

通過計算1961—2020年成都市每個測站連陰雨日數(shù)，利用SPSS22對每個測站連陰雨日數(shù)和年份進行顯著性檢驗，然后用ArcGis反距離權(quán)重法對顯著性檢驗結(jié)果進行插值繪制圖5。成都市14個觀測站的連陰雨日數(shù)中有13個站點未通過0.05的顯著性檢驗，代表這13個地區(qū)的連陰雨日數(shù)沒有明顯變化或變化趨勢不可信。郫都區(qū)通過了0.05的顯著性檢驗，氣候傾向率為2.56，是正值，表明連陰雨日數(shù)在升高，上升速度為2.56 d/10年。

圖5 成都市連陰雨日數(shù)顯著性檢驗的空間分布

綜上所述，成都市的多年平均暴雨、寒潮、連陰雨日數(shù)分別介于1.68～3.07、0～0.17、27.28～61.78 d。其中，多年平均連陰雨日數(shù)由西向東逐漸減少。1961—2020年，成都市暴雨日數(shù)在降低，簡陽市下降速度最快，為0.33 d/10年。連陰雨日數(shù)增加，郫都區(qū)的增加速度為2.56 d/10年。

4 主要結(jié)論

利用1961—2020年成都市14個站點的逐日平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫及降水資料，分析成都市氣候變化背景下氣象災(zāi)害的時空分布特征。結(jié)果表明：成都市的多年平均暴雨、寒潮、連陰雨日數(shù)分別介于1.68～3.07、0～0.17、27.28～61.78 d。其中，多年平均連陰雨日數(shù)由西向東逐漸減少。1961—2020年，成都市暴雨日數(shù)減少，簡陽市減少速度最快，為0.33 d/10年。連陰雨日數(shù)增加，郫都區(qū)的增加速度為2.56 d/10年。