沧州近44年来大暴雨变化趋势浅析

2018-08-30哈建强朱艳飞

水利科技与经济 2018年4期

哈建强，朱艳飞

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

1 概述

沧州市是河北省沿海开放城市，位于河北省东南部，东临渤海，北靠天津，是国务院确定的新的经济增长极和隆起带，区位优势明显。

沧州市冬季和春季主要受蒙古高压和西伯利亚高压控制，主要盛行西北风和北风，局部多风沙，天气少雨雪且寒冷干燥。夏季和秋季，太平洋副热带高压增强西进，蒙古高压逐渐减弱衰退，沧州市多东南风和西南风，从海洋带来暖湿气流，多阴雨天气。沧州市在冷峰和西来槽影响下形成的降水机率约占70%。

因为沧州市的特殊天气系统和地理位置等因素，局地性暴雨呈现多发态势。大暴雨是夏季沧州市最为严重的自然灾害之一，也是常见的一种灾害性天气现象。本文针对1972～2015年44年间沧州市大暴雨天气的变化趋势进行专门的分析和研究。

2 大暴雨资料选取及处理方法

通常情况下，一般性的暴雨对平原区影响不是很大。沧州市地处海河流域，为此区域的典型平原区，由于特殊的地形地貌情况，本文对一般性暴雨(即50～100 mm)不做研究，只考虑对平原区产生内涝等灾害成灾几率大的大暴雨(凡24 h雨量在100～200 mm之间者为大暴雨)和特大暴雨(24 h雨量大雨或等于200 mm者，为特大暴雨)进行分析研究。

沧州市现有89个基本雨量监测站(辛集青、北汉、王寺、北桃杏、王镇店、本斋、兴村、泊镇、盐山、沧州市、卸甲庄、曹寺、辛集、常郭、曾小营、常庄、陈缺屯、于集、崇仙、献县、出岸、小庄、崔尔庄、肖家楼、打虎庄、尚村、东关、吴桥、东光、西郜、杜生、庆云、冯庄、任丘、付赵、窝北、富镇、寨子、高屯、汜水、官庄、肃宁、海滨农场、滕庄子、海兴、束城、河城街、沙河桥、河间、秦村、淮镇、千里屯、黄骅、青县、黄骅盐场、商家林、交河、歧口、捷地、叶三拨、旧城、杨家寺、李村、尹堡寨、连镇、小元、陵城、王金庄、刘家庙、肖庄子、刘庄、羊二庄、留古寺、于家桥、吕公堡、枣林庄、马落坡、寺门村、毛三庄、南皮、孟村、杨埕、明泊洼、张彦恒、南大港农场、周青庄、湾里、周官屯、中捷农场)，以上这89个基本雨量站在沧州全市范围内基本呈均匀分布，在水文年鉴和相关报告上选取沧州市这89个基本雨量站大暴雨资料，即以这个序列作为区域大暴雨研究系列。

本文对沧州市大暴雨资料的时间变化分析，采用的是各雨量监测站资料统计所得趋势线和暴雨次数的距平变化图；对于沧州市大暴雨空间变化分析，采用的是年平均暴雨频次表；采用比较分析法分析大暴雨变化趋势与多年降水的关系。

3 沧州市近44年大暴雨变化分析

3.1 沧州市44年间大暴雨的空间变化分布

沧州市年平均大暴雨较少，分布不均匀，各地均有大暴雨发生。

运用大暴雨频次计算公式：年平均大暴雨频次=大暴雨次数/记录年代[1]，经过认真计算89个基本雨量站44年间年平均大暴雨频次，可知沧州市1972～2015年44年间的年平均暴雨频次分布情况(表1)。

表1 沧州市89个基本雨量站1972～2015年大暴雨平均频次表

续表1

从表1可以得出，沧州市44年来的大暴雨从西北到东南呈现“小～大”的趋势。其中，从西北面的任丘枣林庄站沿东南方向到子牙新河沿岸的献县、河间等市县是一个大暴雨频次逐步增大的区域；从子牙新河南岸继续沿东南方向移动，一直到沧州市区又是逐渐增大的区域；经过沧州市区再沿东南方向到与山东省交界地带，大暴雨频次达到最大(例如东南部的常庄、庆云达到最高范围：0.68～0.75，其中南部东光、吴桥两县出现了特殊的低值区)。

大暴雨发生频次相对较小的区域是以任丘市为主(包括河间市局部)的这块地区，平均大暴雨频次在0.20～0.30之间，也就是说这片区域10年里面有大概2～3年会有大暴雨发生，发生的概率相对来说很小；任丘北汉、河间西郜附近是这片区域频次最小值出现区，频次为0.20，也就是说10年里面有大概2年会有大暴雨发生；此片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]。子牙新河南岸以南到沧州市区，从沧州市区再到沧州东南部地区，本片区域平均大暴雨频次在0.50～0.60之间，此意味着10年里面大约会有一半以上的年份会有大暴雨发生，发生大暴雨的机率较大；该区域的最大值出现在盐山县南部的常庄附近，暴雨频次为0.75，也就是说10年里大概会有7～8年会有大暴雨发生。沧州市南部东光县、吴桥县，这片区域平均大暴雨频次在0.20～0.40之间，相对上一个区域有所减小。

沧州市降水量的分布格局对大暴雨的这种地域分布有很大的决定作用。以盐山县常庄为例，此处地形较平缓，夏季太平洋副热带高压西伸，西风带和副热带系统相互作用，有利于气流的抬升作用，槽前对流层中、低层为强的气流区，华北或东北地区有波脊加强，因此出现明显的气流辐合，使这里雨量增大，达到大暴雨。长期反复出现这种作用，大暴雨在此处多发。

3.2 沧州市44年间暴雨的时间变化分布

沧州市大暴雨时间变化剧烈，分布非常不均。分析1972～2015年间沧州市89个雨量站的大暴雨资料可知，每年大暴雨发生在7～9月份的几率在90以上。

由图1可以看出44年来沧州市大暴雨次数的变化趋势。对20世纪70年代数据进行统计，大暴雨发生的平均频次为54.4次/10a，其中最高次数为144次；对80年代数据进行统计，大暴雨发生的平均频次为49.2次/10a，其中最高频次为129次；对90年代数据进行统计，大暴雨发生的平均频次为33.0次/10a，其中最高为65次；对2000年以后的数据进行统计，大暴雨发生的平均频次为35次/10a，其中最高为117次。由以上数据可知，44年来沧州市大暴雨发生频次呈减少趋势。

图1 沧州市89个雨量站44年大暴雨数量统计图

据1972～2015年沧州市89个雨量监测站的大暴雨资料，可以准确做出沧州市44年大暴雨数量距平图(图2)。分析图2可知，随着时间推移，负距平出现年数增多。20世纪70年代数据里出现4年是负距平；80年代数据里出现5年是负距平；90年代数据里出现6年是负距平；2000～2009年数据里，出现7年是负距平；2010～2015年数据里，出现6年是负距平。这个趋势与44年间大暴雨次数图所得结论相同。

图3为沧州市1972～2015年间的各年年降水量图。由图3可知，沧州市44年来年降水量呈现持续减少的趋势。由图1、图2、图3可以推知，沧州市大暴雨次数变化与相同时期内年降水量变化趋势相似，呈正相关关系，即年降水量减少，大暴雨次数亦随之减少。