紅河南部暴雨的時(shí)空分布特征及其指標(biāo)分析

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095-3305（2025）05-0139-03

紅河州地處云南省南部地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。紅河州南部包括金平、綠春、河口、屏邊、元陽(yáng)、紅河6個(gè)縣，由于地形復(fù)雜，海拔高低懸殊，該地成為暴雨的多發(fā)區(qū)。暴雨的持續(xù)性、突發(fā)性極易引發(fā)泥石流、洪澇等災(zāi)害，造成人民生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，研究紅河州南部暴雨時(shí)空分布的特征、機(jī)理及指標(biāo)，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)、災(zāi)害防御、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)等具有重要的意義。

在全球變暖的氣候背景下，極端天氣氣候事件的發(fā)生變得更頻繁。分析紅河州南部暴雨過(guò)程的時(shí)空分布特征，并尋找出優(yōu)秀預(yù)報(bào)指標(biāo)，能夠提高紅河州南部地區(qū)暴雨的短期和臨近預(yù)報(bào)水平，增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)總體能力。

1資料與方法

氣象觀測(cè)規(guī)范規(guī)定 24h 累計(jì)雨量 ?50mm 為暴雨。按照《云南省區(qū)域性暴雨過(guò)程監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)方法》，日降雨量 ?50mm 的相鄰站點(diǎn)（距離 ?350km 數(shù) ?9 站，確定為一個(gè)區(qū)域性暴雨日。出現(xiàn)一個(gè)及以上連續(xù)區(qū)域性暴雨日，則為一次區(qū)域性暴雨過(guò)程。利用紅河州南部187個(gè)自動(dòng)觀測(cè)站2013—2022年逐日雨量資料，按照上述標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)紅河州南部暴雨的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，凝練預(yù)報(bào)指標(biāo)。

2暴雨的時(shí)空分布特征

2.1 時(shí)間分布特征

2.1.1 年分布特征

紅河州南部在2013—2022年間共出現(xiàn)128個(gè)區(qū)域性暴雨過(guò)程，平均每年12.8個(gè)區(qū)域性暴雨過(guò)程；164個(gè)暴雨日，平均每年16.4個(gè)暴雨日；3807次暴雨站次，平均每年380.7站次。

從紅河州南部暴雨過(guò)程數(shù)量的年變化（圖1a）看，總體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，最多為2018年19次暴雨過(guò)程，最少為2016年3次暴雨過(guò)程，2018年后，每年的暴雨過(guò)程穩(wěn)定在16個(gè)以上。

從紅河州南部暴雨過(guò)程站次的年變化（圖1b）看，總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但在2022年下降，最大為2021年761站次，最小為2014年78站次，2018年后，每年的暴雨過(guò)程站次穩(wěn)定在451站次以上。

2.1.2季節(jié)分布特征

將紅河州南部2013一2022年暴雨過(guò)程進(jìn)行季節(jié)性分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，暴雨過(guò)程主要集中在夏季，數(shù)量和站次均為最高，分別為7.4個(gè)、209.7站次。紅河州南部暴雨過(guò)程數(shù)量和站次季節(jié)排序?yàn)橄募?gt; 秋季 gt; 春季gt;冬季。

2.1.3 月分布特征

對(duì)逐日雨量資料進(jìn)行逐月分析，得到紅河州南部暴雨過(guò)程數(shù)量、站次表（表1）。從紅河州南部暴雨過(guò)程數(shù)量月變化（圖3a）來(lái)看，總體呈現(xiàn)正態(tài)分布，最大值出現(xiàn)在7月，為2.6個(gè)暴雨過(guò)程，其次為6月和8月，均為2.4個(gè)暴雨過(guò)程。從紅河州南部暴雨過(guò)程站次月變化（圖3b）來(lái)看，最大值出現(xiàn)在8月，為79.3站次，其次為6月，為65.5站次。

分析紅河州南部暴雨最多站次逐月分布情況（圖4可以發(fā)現(xiàn)，2013一2022年紅河州南部暴雨最多站次出現(xiàn)在8月，為3個(gè)（占比 30% ），3、4、9、10月均未出現(xiàn)，其余月份各出現(xiàn)1個(gè)過(guò)程。這表明，每年影響范圍最廣的暴雨過(guò)程出現(xiàn)在8月的可能性最大，3、4、9、10月出現(xiàn)的可能性較小。

2.1.4極值分析

從紅河州南部暴雨逐年降雨量極值（表2）可以看出，最大降雨量出現(xiàn)在2016年河口的 401.8mm ，最小降雨量出現(xiàn)在2014年綠春的 163.6mm10 年中的降雨量極值均出現(xiàn)在河口、綠春。2013一2022年有2年降雨量極值沒(méi)有出現(xiàn)在區(qū)域性暴雨過(guò)程中，屬于單點(diǎn)性強(qiáng)降雨。

2.1.5持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的暴雨過(guò)程

分析發(fā)現(xiàn)，紅河州南部暴雨過(guò)程的持續(xù)時(shí)間通常為1＼～2d，持續(xù)3d的暴雨過(guò)程占比較少，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的暴雨過(guò)程為2018年6月24—27日和2020年8月16—19日，兩個(gè)過(guò)程均持續(xù)了 4d 尤其是后者，在過(guò)程開(kāi)始前，2020年8月12—14日也出現(xiàn)了持續(xù)3d的暴雨過(guò)程，與8月16一19日的暴雨過(guò)程僅相隔1d。

2.2 空間分布

紅河州南部各縣市每年出現(xiàn)暴雨561.7站次，其中出現(xiàn)在暴雨過(guò)程中的有380.7站次，由圖5可以看出，綠春縣暴雨站次占比最高，為 25% ，金平苗族瑤族傣族自治縣次之，第三為河口瑤族自治縣。紅河州南部可分為南、北兩部分，南部縣市（綠春、金平、河口）的暴雨站次遠(yuǎn)大于北部縣市（紅河、屏邊、元陽(yáng)）。

3環(huán)流形勢(shì)分析

紅河州南部暴雨過(guò)程的影響系統(tǒng)多為切變、偏南氣流、西南氣流三類。 200hPa 高度上，低緯地區(qū)多受西風(fēng)環(huán)流控制，紅河州南部常受西北氣流的影響。500hPa 高度中，中高緯處于一槽一脊形勢(shì)，紅河州南部常有西風(fēng)急流，最大風(fēng)速可達(dá) 28m/s ，副高西南側(cè)建立水汽通道，引導(dǎo)孟加拉灣水汽和西南氣流的輸送。700hPa 高度紅河州南部受偏南氣流控制，與北部南下的冷空氣交匯，形成切變。

4暴雨指標(biāo)分析

研究表明，當(dāng)紅河州蒙自站對(duì)流有效位能（CAPE）?358J/kg.700hPa 比濕 、濕層高度達(dá)400hPa.K?36.9， 抬升指數(shù) （LI）?-1.5 時(shí)，紅河州南部易發(fā)生區(qū)域性暴雨。

4.1對(duì)流有效位能

CAPE是分析大氣層結(jié)是否穩(wěn)定、對(duì)流能否生成的指標(biāo)之一[2]。分析發(fā)現(xiàn)，CAPE在紅河州南部暴雨過(guò)程中表現(xiàn)值有高有低，蒙自站 CAPE 最低值 2.3J/kg ，最高值 1 310.4J/kg 選擇蒙自站平均 CAPE 值 358J/kg 作為預(yù)報(bào)指標(biāo)。

4.2 700hPa 比濕與濕層高度

紅河州南部發(fā)生暴雨過(guò)程時(shí)，蒙自站700 hPa q 基本在 9.3g/kg 以上，最大值為 12.6g/kg ，平均值為10.1g/kg 選取平均值作為指標(biāo)，當(dāng)蒙自站 700hPaq≥ 10.1g/kg 時(shí)，水汽含量充足。對(duì)紅河州南部地區(qū)的剖面圖進(jìn)行分析，濕層最強(qiáng)從對(duì)流層低層一直延伸到頂層，表明在此地區(qū)有深厚的水汽輻合，選取平均值400hPa 作為指標(biāo)[3]。

4.3 κ 指數(shù)

紅河州南部暴雨發(fā)生的 K 指數(shù)最大為45.0，最小為28.0，平均為36.9。其中， K 指數(shù)在35以上的次數(shù)占 82.4% ，37以上的次數(shù)占 選取平均值作為指標(biāo)，當(dāng)蒙自站 K 指數(shù) ?36.9 時(shí)，紅河州南部更易發(fā)生區(qū)域性暴雨。

4.4抬升指數(shù)

LI 在暴雨過(guò)程中在-3.23＼～3.49，正值變化范圍為0.85～3.49 ，負(fù)值變化范圍為 -3.23～-0.74 。由于LI為負(fù)值時(shí)代表層結(jié)不穩(wěn)定，且 LI 為負(fù)值的占比為 66.7% ，故選取LI為負(fù)值的平均值-1.5為指標(biāo)。但由于 LI 與是否發(fā)生暴雨關(guān)系較小，此指標(biāo)僅作參考[4-5]。

5結(jié)論

（1）紅河州南部暴雨過(guò)程數(shù)量和出現(xiàn)站次的年變化總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，暴雨過(guò)程主要集中在夏季，月變化總體呈現(xiàn)正態(tài)分布，暴雨過(guò)程數(shù)量最大值出現(xiàn)在7月，站次最大值出現(xiàn)在8月，2013—2022年這10年中的暴雨極值均出現(xiàn)在河口、綠春。

（2）綠春縣出現(xiàn)暴雨站次占比最高，金平苗族瑤族泰族自治縣占比次之，河口瑤族自治縣占比再次之。南部縣市的暴雨站次遠(yuǎn)大于北部縣市。

（3）紅河州南部暴雨過(guò)程的影響系統(tǒng)多為切變、偏南氣流、西南氣流三類。

（4）當(dāng)紅河州蒙自站 CAPE?358J/kg，700hPaq? 10.1g/kg 、濕層高度達(dá) 400hPa.K?36.9.LI?-1.5 時(shí)，紅河州南部易發(fā)生區(qū)域性暴雨。但在實(shí)際運(yùn)用中，單一的指數(shù)或物理量并不能決定是否會(huì)出現(xiàn)暴雨過(guò)程，預(yù)報(bào)時(shí)還需綜合分析考慮。

參考文獻(xiàn)

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