遂川縣汛期短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征

摘 要：基于遂川國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1983—2022年汛期（4—9月）逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)和2018—2022年汛期51個(gè)自動(dòng)站逐小時(shí)降水量資料，采用Excel軟件、Surfer軟件分析遂川縣汛期短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征。結(jié)果表明：近40年來，遂川縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水以20～30 mm量級(jí)為主，年次數(shù)波動(dòng)較大，月次數(shù)集中出現(xiàn)在6—8月；日次數(shù)主要出現(xiàn)在15：00～19：00，夜間至上午的次數(shù)較少；近5年來，遂川縣區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水頻次高值區(qū)位于中北部，西部和東部為降水頻次低值區(qū)，區(qū)域逐月總次數(shù)呈正態(tài)分布，集中發(fā)生在5—8月，日次數(shù)于午時(shí)出現(xiàn)的頻率極高，上午和夜間出現(xiàn)的頻率較低，集中發(fā)生時(shí)段為14：00～21：00。

關(guān)鍵詞：遂川；汛期；短時(shí)強(qiáng)降水；時(shí)空分布；副熱帶天氣系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）08–0-03

遂川縣位于江西省西南邊境、吉安市西南部，其西北部與井岡山的羅霄山脈相連，西與湖南省桂東縣、炎陵縣交界，總體地形為山多田少，地勢(shì)呈向東北開口的“簸箕”狀，自西南向東北依次分布有中山、低山、丘陵和河谷平原，是吉安市面積最大、人口最多、地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)最多的縣[1]。由于西部山區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜，降水較為集中，加上人類活動(dòng)帶來的破壞作用，該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高，尤其遇短時(shí)強(qiáng)降雨，極易引發(fā)山洪、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害[2]。據(jù)遂川縣應(yīng)急管理局統(tǒng)計(jì)，2018年6月7—10日遂川縣受暴雨影響，約11.56萬人口受災(zāi)，轉(zhuǎn)移安置人口約1.93萬人，倒塌房屋1 532間，直接經(jīng)濟(jì)損失32 730.8萬元，農(nóng)作物受災(zāi)面積5 880.1 hm2，損壞灌溉設(shè)施140處，水利經(jīng)濟(jì)損失820萬元，通信中斷10 h。

近年來，隨著區(qū)域自動(dòng)氣象站網(wǎng)的迅速發(fā)展，許多學(xué)者為深化對(duì)區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水演變規(guī)律的認(rèn)識(shí)，將研究對(duì)象由年、季氣候特征逐漸轉(zhuǎn)為短時(shí)強(qiáng)降水特

征[3]。王楠等[4]通過研究陜西省短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征，認(rèn)為≥10 mm/h較適宜該省短時(shí)強(qiáng)降水界定；陜西省短時(shí)強(qiáng)降水多以零散分布、陣發(fā)性為主，且對(duì)暴雨日具有影響。王酈等[5]選取了3個(gè)防洪城市共46個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)資料，分析文山州3個(gè)防洪城市短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征，認(rèn)為3個(gè)防洪城市極值出現(xiàn)時(shí)間與各縣（市）短時(shí)強(qiáng)降水高峰期相對(duì)應(yīng)。黃春華等[6]基于小時(shí)雨量的防城港市短時(shí)強(qiáng)降水特征分析，認(rèn)為短時(shí)強(qiáng)降水大值區(qū)位于十萬大山南側(cè)的迎風(fēng)坡及喇叭口地形，短時(shí)強(qiáng)降水日變化特征明顯。

遂川縣1951—2010年暴雨多發(fā)生在夜間，以降水量50.0～99.9 mm的暴雨居多，但目前仍缺乏對(duì)遂川縣短時(shí)強(qiáng)降水日變化和時(shí)空分布特征的研究，因此，在前人的研究基礎(chǔ)上，利用近40年國(guó)家站汛期小時(shí)雨量、近5年51個(gè)自動(dòng)站，針對(duì)遂川縣短時(shí)強(qiáng)降水進(jìn)行時(shí)空分布特征分析，進(jìn)而更好地強(qiáng)化“一小時(shí)叫應(yīng)”氣象服務(wù)工作，以期減少此類天氣造成的各項(xiàng)損失。

1 資料與方法

1.1 資料

以中央氣象臺(tái)定義的短時(shí)強(qiáng)降水作為標(biāo)準(zhǔn)，即1 h

降水量≥20 mm的降水量，1天中一個(gè)站多次出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水過程時(shí)次累加統(tǒng)計(jì)。由于區(qū)域站建站時(shí)間較晚且不統(tǒng)一，為了保證區(qū)域站資料數(shù)據(jù)的完整性和代表性，選取遂川國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1983—2022年汛期（4—9月）逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)和2018—2022年汛期51個(gè)自動(dòng)站逐小時(shí)降水量資料，資料來源均為江西省氣象局。

1.2 方法

采用Excel軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，通過歸類匯總、對(duì)比分析等統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)遂川國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1983—2022年汛期（4—9月）逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行年代際變化特征、月變化特征、日變化特征分析，再采用Surfer軟件對(duì)2018—2022年汛期51個(gè)自動(dòng)站逐小時(shí)降水量資料進(jìn)行克里金插值，提高插值所得區(qū)域分布圖結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2 汛期短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征

2.1 縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水的強(qiáng)度特征

近40年來，縣城每小時(shí)平均降水量為0.22 mm，共出現(xiàn)218次短時(shí)強(qiáng)降水，短時(shí)強(qiáng)降水平均29.3 mm/h，以20～30 mm量級(jí)為主，占67%；40～50 mm與＞50 mm的次數(shù)相差不大，分別占比為7%、6%。最大1 h雨強(qiáng)為87.7 mm，出現(xiàn)在1992年6月15日16：00；其次為71.6 mm，出現(xiàn)在2012年8月21日15：00。短時(shí)強(qiáng)降水年極值集中出現(xiàn)在6月和8月，40年中分別出現(xiàn)了13次和12次，共占比62.5%。

2.2 縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水的年代際變化特征

近40年來，縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水年平均為5.5次，2006年和2008年短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)次數(shù)最多，高達(dá)12次；其次為2019年，出現(xiàn)了11次，1989年未出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。根據(jù)圖1可以得出，縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水年累積次數(shù)呈增加趨勢(shì)，但其線性趨勢(shì)線擬合優(yōu)度較低，效果較差，可忽略，存在波動(dòng)變化規(guī)律。與李琛等[7]

認(rèn)為2007—2012年北京短歷時(shí)強(qiáng)降雨的次數(shù)大體呈遞增趨勢(shì)，但各年發(fā)生的次數(shù)差異較大的結(jié)論類似。因此，近40年來，縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水總體按照不定期的“先下降再上升”的波動(dòng)持續(xù)變化，同時(shí)存在極端性（圖1）。

2.3 縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水的月分布特征

近40年，縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水最早出現(xiàn)在4月3日06：00，最晚出現(xiàn)在9月28日20：00。汛期短時(shí)強(qiáng)降水從5月開始增加，集中出現(xiàn)在6—8月，9月開始回落，正好符合“七下八上”多雨時(shí)段的說法。6月短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)占比最多，為27.1%，4月占比最少，為7.8%（圖2）。

2.4 縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水的日分布特征

00：00～14：00短時(shí)強(qiáng)降水總體呈先減少再增加的波動(dòng)趨勢(shì)，比較平穩(wěn)，各時(shí)段出現(xiàn)的短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)相差不大，15：00～19：00短時(shí)強(qiáng)降水呈明顯增加趨勢(shì)，16：00～19：00先達(dá)到峰值，后呈下降趨勢(shì)，20：00～23：00呈穩(wěn)定波動(dòng)狀態(tài)?？傮w而言，遂川縣汛期短時(shí)強(qiáng)降水夜間至上午次數(shù)較少，集中出現(xiàn)在午后至傍晚，15：00～19：00是短時(shí)強(qiáng)降水的高發(fā)期，主要受地形和午后熱對(duì)流的影響（圖3）。

2.5 區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水的空間分布特征

為了更直接、客觀地描述遂川區(qū)域短時(shí)強(qiáng)降水空間分布特征，采用Surfer軟件，以各區(qū)域站點(diǎn)短時(shí)強(qiáng)降水量為基礎(chǔ)，并利用克里金插值法，獲得遂川縣區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水空間分布圖。

近5年來，遂川縣區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水極大值出現(xiàn)在2018年9月21日00：00禾源鎮(zhèn)，為116.4 mm；其次是2018年8月23日01：00枚江鎮(zhèn)，為86.1 mm，每個(gè)站年平均次數(shù)為5.13次。降水頻次高值區(qū)位于中北部，有3個(gè)強(qiáng)降水中心，西部和東部為降水頻次低值區(qū)。這種分布狀態(tài)與天氣系統(tǒng)、大氣狀態(tài)、地形地貌有著密切關(guān)系。遂川縣中北部處于喇叭口地形，喇叭口效應(yīng)加上迎風(fēng)坡效應(yīng)，使得低層偏南暖濕氣流北上遇到山體阻擋被迫抬升，加強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，有利于降水的發(fā)生，增加了短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生的次數(shù)和量級(jí)（圖4）。

2.6 區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水的月分布特征

近5年來，遂川縣區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水最早出現(xiàn)在4月12日17：00，最晚出現(xiàn)在9月25日17：00。遂川縣區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水逐月總次數(shù)分布圖呈正態(tài)分布，集中發(fā)生在5—8月，占總次數(shù)的86%，其中，8月最多，共發(fā)生了320次，4月最少，共發(fā)生了52次。

根據(jù)2018—2022年汛期遂川縣51個(gè)區(qū)域站月累計(jì)短時(shí)強(qiáng)降水總次數(shù)分布圖（圖5）可知，4月短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)分布零散，短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生頻次少，最多為東部，共發(fā)生了4次，大部分地方未出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水或只發(fā)生了1～2次。5月短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)逐漸增多，全縣大部分站點(diǎn)都出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水，南部有2個(gè)短時(shí)強(qiáng)降水高值區(qū)，集中分布在黃坑、高坪、左安、湯湖一帶。6月受季風(fēng)影響，短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)明顯增加，每個(gè)站點(diǎn)都出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水，平均每個(gè)站點(diǎn)6～7次，在中部和東北部各有1個(gè)高值區(qū)，中部高值區(qū)位于大坑、泉江一帶，其中，大坑站點(diǎn)短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)最多，共發(fā)生了16次，東北部高值區(qū)位于衙前，共發(fā)生了14次。7月受副熱帶天氣系統(tǒng)影響，短時(shí)強(qiáng)降水較6月略微減少，平均每個(gè)站點(diǎn)5～6次，高值區(qū)位于中北部、南部以及東部。8月短時(shí)強(qiáng)降水較7月頻率增加，受臺(tái)風(fēng)和地形影響，中北部出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水高值區(qū)，強(qiáng)中心為溪口村站，共發(fā)生了16次，呈放射狀分布。9月短時(shí)強(qiáng)降水頻次明顯回落，高值中心下降為9次，高值區(qū)和低值區(qū)交替分布，同時(shí)，西部山區(qū)、中部和東部局部地區(qū)沒有出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。

2.7 區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水日分布特征

近5年來，遂川縣51個(gè)區(qū)域站逐時(shí)短時(shí)強(qiáng)降水日變化存在較大的差異，短時(shí)強(qiáng)降水在午時(shí)發(fā)生的頻率極高，上午和夜間發(fā)生的頻率較低。集中發(fā)生時(shí)段為14：00～21：00，12：00開始進(jìn)入高發(fā)時(shí)段，并呈指數(shù)增長(zhǎng)，15：00達(dá)到峰值，共發(fā)生148次，15：00～17：00頻次略微減少，17：00～18：00有所增加，18：00～21：00呈減少趨勢(shì)，22：00至翌日11：00呈低頻次穩(wěn)定波動(dòng)狀態(tài)。

3 結(jié)論

選取遂川國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1983—2022年汛期（4—9月）逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)和2018—2022年汛期51個(gè)自動(dòng)站逐小時(shí)降水量資料，探討遂川縣汛期短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征，得出以下結(jié)論：

（1）近40年來，遂川縣城汛期短時(shí)強(qiáng)降水以20～30 mm的量級(jí)為主，年極值集中出現(xiàn)在6月和8月；年次數(shù)波動(dòng)較大，年平均次數(shù)為5.5次；月次數(shù)集中出現(xiàn)在6—8月；日次數(shù)主要發(fā)生在15：00～19：00，夜間至上午發(fā)生次數(shù)較少，與蘭小建等[8]研究的衢州市突發(fā)災(zāi)害性天氣短歷時(shí)強(qiáng)降雨發(fā)生頻次最多時(shí)段為18：00～19：00的結(jié)論相似。

（2）近5年來，遂川區(qū)域汛期短時(shí)強(qiáng)降水頻次高值區(qū)位于中北部，西部和東部為降水頻次低值區(qū)，每個(gè)站年平均次數(shù)為5.13次；區(qū)域逐月總次數(shù)分布圖呈正態(tài)分布，集中發(fā)生在5—8月。4月短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生頻次少，大部分地方未出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。5月南部為高發(fā)區(qū)，集中分布在黃坑、高坪、左安、湯湖一帶。6月每個(gè)站點(diǎn)都出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水，在中部和東北部各有一個(gè)短時(shí)強(qiáng)降水高發(fā)區(qū)。7月次數(shù)略微減少，高值區(qū)位于中北部、南部以及東部。8月降水頻率增加，受臺(tái)風(fēng)和地形影響，中北部出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水高值區(qū)。9月頻次明顯回落，高值區(qū)和低值區(qū)交替分布；短時(shí)強(qiáng)降水于午時(shí)發(fā)生的頻率極高，上午和夜間出現(xiàn)的頻率較低，集中發(fā)生時(shí)段為14：00～21：00。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱鳳霞，林浩.淺談ASTER GDEM和MERRA數(shù)據(jù)在山地風(fēng)電場(chǎng)選址中的應(yīng)用[J].風(fēng)能，2015（11）：66-69.

[2] 魏思佳.備預(yù)不虞 化險(xiǎn)為夷：多起成功避險(xiǎn)案例經(jīng)驗(yàn)觀察

[J].中國(guó)應(yīng)急管理，2023（6）：28-31.

[3] 許宏波，謝屹然，謝銀劍.滇西短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（16）：190-195.

[4] 王楠，井宇.陜西省短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空分布特征研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（35）：13631-13634.

[5] 王酈，鄭芬，王興剛.文山州防洪城市短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空變化特征[J].云南地理環(huán)境研究，2022，34（1）：67-72.

[6] 黃春華，黃瀅，林文樺，等.基于小時(shí)雨量的防城港市短時(shí)強(qiáng)降水特征分析[J].中低緯山地氣象，2021，45（5）：99-102.

[7] 李琛，李津，張明英，等.北京短歷時(shí)強(qiáng)降雨的時(shí)空分布[J].氣象科技，2015，43（4）：704-708.

[8] 蘭小建，余麗萍.衢州市突發(fā)災(zāi)害性天氣—短歷時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)空分布特征[J].浙江氣象，2017，38（1）：34-36.