近59 a德江县暴雨特征分析

黎 荣，陈 军，张丹丹，潘娅莹，王 棚，许文亚

(1.贵州省德江县气象局，贵州 德江 565200；2.贵州省铜仁市气象局，贵州 铜仁 554000；3.贵州省松桃县气象局，贵州 松桃 554100)

0 引言

暴雨是贵州当前发生的最重要的几种气象灾害之一,暴雨以来得急、去得快及突发性的特点给经济社会和人民生产生活带来严重的经济损失[1-8],德江县境内有复杂的山地地形特征，使得强降雨极易引发山洪、泥石流等地质灾害，而德江县乡镇、农村居民有依山傍水而居的习俗，一旦发生灾情往往损失惨重[9]。王芬等对近48 a贵州暴雨日数及降水总量的变化特征[10]、杨群等对铜仁近40 a暴雨气候特征[11]、徐菲菲等基于小波分析的宿州地区暴雨时空分布特征[12]均只用到国家级自动站的数据，每个县只选取其中一个点，只对大范围的地区进行了分析，对一个县域内的暴雨时空分布及短时强降水等研究较少，对德江县暴雨的特征分析几乎没有开展过研究。本文拟研究德江县暴雨日数、暴雨量的年际变化、空间分布等特征，为开展德江县暴雨“三个叫应”气象服务，提供一些基础依据。

1 资料与方法

本文所使用降雨资料为贵州省德江县国家级气象站1959—2017年的逐日数据，乡镇区域自动2011年1月1日—2017年12月31日逐日小时降雨量。资料来源于贵州省气象信息中心经质量控制和格式审查合格的A文件。在气象业务工作中，暴雨日定义为单个台站24 h(20时至次日20时)累计降雨量达到或者超过50 mm;超过100 mm，则定义为一个大暴雨日;超过250 mm，则定义为一个特大暴雨日，统计暴雨日数时将暴雨日、大暴雨日和特大暴雨日包含在内[13]。文章采用统计分析、线性趋势分析及小波分析等方法进行研究。

2 暴雨的时间变化特征

2.1 暴雨的月分布特征

统计德江县1959—2017年暴雨日数(图1)，结果表明：59 a来德江县暴雨日最早出现在3月，最晚结束于11月，3—11月每月均有出现，暴雨日主要集中在5—7月，其中6月暴雨日最多，达到63 d，占总暴雨日30%，7月份次之，9月开始出现暴雨的急剧减少。德江县59 a来未出现特大暴雨，而12、1、2月未出现过暴雨天气。

图1 德江县1959—2017年暴雨日数月分布图Fig.1 Distribution of rainstorm days in Dejiang County from 1959 to 2017

2.2 暴雨的年际变化特征

统计1959—2017年德江县每年暴雨日变化，从图2可知，近59 a来德江县暴雨日数年变化较大，其中1963、1967、1996、1999、2014年暴雨最多，而1961、2009年未出现暴雨。近59 a来德江县共出现暴雨日210 d，暴雨日数年平均为3.6 d，暴雨日数的年变化呈现略有上升趋势，气候倾向率为0.076 d/10 a。

图2 德江县1959—2017年暴雨日数统计 Fig.2 Statistics on the number of rainstorm days in Dejiang County from 1959 to 2017

对1959—2017年德江县暴雨进行分类，从表1中可以看出，1960—2017年暴雨、大暴雨出现的频率呈现出先增多后减少再增多的趋势，其中2000—2009年暴雨日数最少，而到了2011—2017年又呈现增加的趋势。从德江县年降雨量变化可知 (图3)，德江县年降水量变化大，年降雨总量最多年份为1967年的1 745.2 mm，其次是1963年，年降雨量为1 652.6 mm，再次是1996年，为1 624.9 mm，最少的年份为1960年，年降雨量仅有823.8 mm。

2.3 暴雨的周期分析

为深入研究德江县暴雨日数的年际周期性变化特征，通过使用Morlet小波分析方法，对德江县1959—2017年降水的年际变化进行分析，以加强对德江县暴雨气候特征的研究认识。由Morlet小波变化系数实谱图(图4)可得出，德江县暴雨发生次数多重时间周期尺度上结构不太明显，其中3 a左右的周期在20世纪90年代中后期到21世纪初较明显,4 a左右的周期在20世纪60年代中后期，周期均通过了是95%的信度检验。

表1 德江1960—2017年各类暴雨日数年际变化Tab.1 Interannual variations of various types of heavy rains in Dejiang from 1960 to 2017

2.4 暴雨出现的时段特征

按只出现在夜间(20—次日08时)累计雨量≥50 mm确定为暴雨次数，只出现在白天(08—20时)累计雨量≥50 mm确定为暴雨次数，出现在夜间到白天(20—20时)累计雨量≥50 mm确定为暴雨次数，确定全天暴雨次数时，不包括白天或夜间独立发生的暴雨次数[13]。通过对分时段发生暴雨的次数统计，从表2得出，德江县暴雨发生于夜间的有115次，暴雨从夜间持续到白天的为62次，白天出现的几率最小，为33次。

图3 德江县1959—2017年年总降雨量变化趋势图Fig.3 Trends in annual total rainfall from 1959 to 2017 in Dejiang County

图4 1959—2017年德江县暴雨频次的小波结果分析Fig.4 Wavelet analysis of rainstorm frequency in Dejiang County from 1959 to 2017

表2 1959—2017年德江县各月暴雨日出现的次数统计表Tab.2 Statistics on the number of occurrences of each month's rainstorm days in Dejiang County, 1959—2017a

2.5 暴雨的降雨持续时间特征

统计德江县暴雨连续出现的日数(表略)，连续2 d维持暴雨的天气过程为14次，其中1963、1982、1985、1992、1996、1998、1999、2002、2004、2014年为每年出现一次连续2 d的暴雨过程，1999年(5月、6月)、2002年(6月、7月)中出现两次连续2 d降雨量达到暴雨的过程，仅出现一次维持3 d(1967年6月19—21日)的暴雨天气，未出现维持4 d及以上的暴雨天气。

3 暴雨的空间分布

3.1 德江暴雨过程的空间分布

按照某一天(20—20时)中有一个乡镇达到暴雨时统计为一次暴雨过程。德江县20个自动站2011—2017年共出现88次442站暴雨天气过程，其中仅有1个乡镇达到暴雨次数最多为30次，其次为同时有2～3个乡镇达到暴雨21次，同时有4～6个乡镇达到暴雨为14次，同时有7～9个乡镇达到暴雨次数为9次，同时有10～15个乡镇达到暴雨次数为11次，同时有16～20个乡镇达到暴雨次数为3次，2011年6月4日、10月1日均同时出现18个乡镇达到暴雨。说明德江县暴雨过程不仅局地性很强，空间分布的覆盖范围也很广。从图5中可以看出，德江县暴雨主要分布在县的南部，有合兴、共和、枫香溪3个暴雨大值区，北部地区暴雨日数相对较少，西部两个乡镇未出现过暴雨。

图5 德江县2011—2017年暴雨次数空间分布特征Fig.5 Spatial distribution characteristics of heavy rains in Dejiang County from 2011 to 2017

3.2 强降雨与受灾情况分析

结合地质灾害滑坡的统计数据，2011—2017年德江县共出现2次地质灾害，两次过程出现的致灾原因有所不同。2014年7月14—17日潮砥镇过程降雨量178.4 mm，因前期过程累计降水量大，土壤水分过饱和，导致潮砥镇小溪村白沙溪发生滑坡地质灾害，毁坏通村公路和耕地同时造成直接经济损失。2012年5月12日02时(25.4 mm)、03时(42 mm)、04时(38.9 mm)出现短时强降水，全天累计出现156.5 mm的降水，导致沙溪乡大泉村大泉组水井湾发生突发性滑坡自然灾害，造成房屋被掩埋，公路冲毁等财产损失。可以看出，暴雨天气过程易导致地质灾害发生。

4 小结

通过对德江县1959—2017年暴雨日数进行统计，结合区域自动站降水资料，对德江县的暴雨时空特征进行了分析，得出以下结论：

①近59 a来德江县暴雨日主要集中在5—7月，其中6月暴雨日最多，占总暴雨日30%，59 a来未出现特大暴雨，而冬季未出现过暴雨天气；暴雨日数年变化明显，但总体呈现上升的趋势；小波分析得出德江县暴雨日时间尺度上在20世纪90年代中后期到21世纪初、20世纪60年代中后期存在一个3～4 a左右的周期振荡。

②德江县暴雨出现时段主要在夜间，有115次，占77.7%。

③空间分布上看，德江县暴雨主要集中在县的南部乡镇，西北部暴雨相对较少。