1972～2007年河北沧州大暴雨变化趋势分析

2017-01-13朱艳飞哈建强

黄河水利职业技术学院学报 2016年1期

朱艳飞，哈建强

朱艳飞1，哈建强2

（1.沧州市环境保护科学研究院，河北沧州061000；2.河北省沧州水文水资源勘测局，河北沧州061000）

根据沧州市85个雨量站1972～2007年间的暴雨资料，分析了沧州市36年大暴雨的时空变化，结果表明：沧州市大暴雨的空间分布不均，由西北向东南呈先增大后减小的趋势；36年间大暴雨次数的时间变化呈减少趋势，与沧州市年降水量变化趋势呈明显正相关关系。

河北沧州；大暴雨；时空变化；暴雨频次；变化趋势

1　沧州市概况

沧州市地处河北省东南部，东临渤海，北靠京津，与山东半岛及辽东半岛隔海相望，是国务院确定的经济开放区。

沧州市属暖温带大陆性季风气候区，冬春两季主要受西伯利亚、蒙古高压控制，盛行北风和西北风，天气寒冷干燥、少雨雪，局部多风沙。夏秋季节，蒙古高压减弱衰退，太平洋副热带高压增强西进。在其影响下，沧州市多西南风和东南风，从海洋带来暖湿气流，致使多阴雨天气。沧州市降水的形成受西来槽和冷峰影响的几率约占70%，其次是太平洋的台风运行方向。一般情况下，在长江口以北地区登陆的台风均能影响沧州市。

由于特殊的地理位置和天气系统，暴雨是沧州市夏季常见的一种灾害性天气现象，也是最为严重的自然灾害之一。一些强度高、总量大的特大暴雨，能造成土壤流失、水库垮坝、淹没农田、中断交通，地层沉陷、城市内涝等一系列次生灾害。因为暴雨的突发性以及对受灾地区国民经济建设及人民生命财产造成的影响巨大，所以受到广泛的社会关注。笔者对1972～2007年沧州市暴雨天气的变化趋势进行分析，期望为城市规划建设、控制管理和健康发展提供资料。

2　资料选取及数据分析方法

2.1资料选取

暴雨是指降水强度很大的雨。中国气象部门规定，24 h降水量大于等于50mm的雨为暴雨。其中，24 h降水量为50～99.9mm的雨为“一般暴雨”，24 h降水量为100～249.9mm的雨为“大暴雨”，24 h降水量大于或等于250mm的雨为“特大暴雨”。

沧州市为海河流域典型平原区，24 h降水量为50～99.9mm的一般暴雨对于平原区影响不是很大。故本文仅对24 h降水量大于或等于100mm的暴雨进行分析。

沧州水文局85个雨量站（北汉、北桃杏、本斋、泊镇、沧州市、曹寺、常郭、常庄、陈缺屯、崇仙、出岸、崔尔庄、打虎庄、东关、东光、杜生、冯庄、付赵、富镇、高屯、官庄、海滨农场、海兴、河城街、河间、淮镇、黄骅、黄骅盐场、交河、捷地、旧城、李村、连镇、陵城、刘家庙、刘庄、留古寺、吕公堡、马落坡、孟村、明泊洼、南大港农场、南皮、歧口、千里屯、秦村、青县、庆云、任丘、沙河桥、商家林、尚村、束城、寺门村、汜水、肃宁、滕庄子、湾里、王金庄、王寺、王镇店、窝北、吴桥、献县、小元、小庄、肖家楼、肖庄子、卸甲庄、辛集青县、辛集、兴村、盐山、羊二庄、杨埕、叶三拨、尹堡寨、于集、枣林庄、曾小营、寨子、张彦恒、中捷农场、周官屯、周青庄）基本均匀的分布在全市范围内，本文提取这85个雨量站站点资料，以此作为区域系列。

2.2数据分析方法

沧州市暴雨空间变化趋势由其年平均暴雨频次图分析获得；暴雨的时间变化趋势由各雨量站资料统计所得趋势线以及暴雨次数的距平变化获得；暴雨变化趋势与降水的关系采用比较分析法获得。

3　 1972～2007年沧州市大暴雨变化分析

3.1大暴雨的空间分布变化

沧州市85个雨量站1972～2007年平均大暴雨频次按暴雨次数除以记录年代进行计算［1］。

经计算得出，沧州市36年来的大暴雨从西北到东南呈现“小大小”的趋势。从最北面任丘市的枣林庄站沿东南方向一直到子牙新河沿岸的河间、献县等市县，是一个大暴雨频次逐步增加的区域。从子牙新河北岸沿东南方向平移，一直到沧州市，是大暴雨频次高值区。过沧州市后，沿东南方向平移，又进入大暴雨频次减小的一片区域。但是，盐山县的明泊洼、东光县的秦村东南一线为一个特殊的高值区。

子牙新河北岸以北以任丘市为主的这块地区平均大暴雨频次在0.30～0.40之间，即发生大暴雨的概率相对较小。这片区域的最小值出现在任丘北汉附近，频次为0.25。此区域大暴雨频次偏小的原因是，太平洋暖湿气流受泰山沂蒙山阻挡，在冀中平原形成一个降雨量低值区，而这片区域正处在这个低值区的北部边缘［2］。子牙新河北岸以南到沧州市这片区域平均大暴雨频次在0.50～0.55之间，最大值出现在黄骅北部的周青庄附近，暴雨频次为0.64。所以，该区域发生大暴雨的概率相对较大［3］。过沧州市再沿东南方向进入的这片区域，平均大暴雨频次在0.40～0.50之间，相对上一个区域有所减小。该区域中还有一个特殊区域（王金庄、寨子、常庄、庆云），大暴雨频次在0.55以上。

沧州市大暴雨地域分布很大程度上取决于其降水量的分布格局。受纬度、地形地势及水汽供应状况3个因子的影响，沧州市大部分地区的年降水量在490～590mm之间，其分布总趋势是中部多于南北，由中央向两侧递减。由于地形对气流有强迫抬升作用，在地形坡度较大的地区，这种强迫气流爬坡所产生的垂直运动对降水有很大影响［4］。如，地形较平缓，有利于气流抬升的周青庄，为暴雨多发地［5］。

综上分析，1972～2007年，沧州市各地皆有大暴雨发生，但分布不均匀，基本特征为：中部多于南北，由中央向两侧递减。受地形等多方面因素影响，任丘市北汉雨量站附近区域暴雨频次明显较少。

3.2大暴雨的时间分布变化

沧州市大暴雨年内时间分布不均、变化剧烈。由1972～2007年间沧州水文局85个雨量站的大暴雨资料可知，沧州市历年大暴雨多发生在7～9月。

图1为沧州市85个雨量站1972～2007年暴雨数量统计图。由图1可以看出，1972～1979年，沧州市大暴雨平均频次为54.4次／10 a，最高次数为144次；1980～1989年，沧州市大暴雨平均频次为49.2次／10 a，最高频次为129次；1990～1999年，沧州市大暴雨平均频次为33.0次／10a，最高为65次；2000～2007年，沧州市暴雨平均频次为42次／10a，最高为117次。由此可见，沧州市大暴雨频次呈减少趋势。

图1　1972～2007年沧州市85个雨量站暴雨数量统计图Fig.1 Cangzhou heavy rain quantity statistics of 85 precipitation stations in 1972-2007

根据1972～2007年沧州市85个雨量站的大暴雨资料，作出沧州市36年大暴雨频次距平图（如图2所示）。

由图2可知，1972～1979年，有4年是负距平；1980～1989年，有5年是负距平；1990～1999年间有6年是负距平；2000～2007年，有6年是负距平。即，随着时间推移，负距平出现年数增多。这个趋势与36年间大暴雨次数图所得结论相同。

图3为沧州市1972～2007年的历年年降水量图。由图3可知，1972～2007年，沧州市年降水量变化趋势为持续减少。由图2～图3可以推知，沧州市1972～2007年间大暴雨次数变化在很大程度上与全市多年降水量的变化趋势吻合，而且沧州市大暴雨次数变化与同时期内的年降水量变化趋势表现出正相关性：即年降水量减少，大暴雨次数亦随之减少。