近31年来铜仁市暴雨气候特征分析*

2020-05-07张丹丹梅思雨许文亚徐大红

贵州科学 2020年2期

黎荣，张丹丹，梅思雨，许文亚，王棚，徐大红

(1德江县气象局，贵州德江 565200；2铜仁市气象局，贵州铜仁 554000)

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，暴雨的来得急、去得快及突发性的特点给社会经济和人民生产生活造成严重的损失[1-7]。铜仁市位于贵州省东北部，每年汛期4月至10月是暴雨高发期，常夜间发生短时强降水，其特点是来的凶、去的急、突发性较强，暴雨强度大，辖区内受到山地气候的影响，精细化预报难度大。铜仁市大暴雨及伴随的大风、滑坡、泥石流等次生灾害给群众的财产安全、社会经济带来巨大损失。如：铜仁市德江县2016年5月7日夜出现的大暴雨天气，累计降水量达119 mm，伴随的大风天气，导致城郊、桶井乡百年古树被风吹断，县域内多处出现滑坡中断，群众房屋被毁，造成严重经济损失。

本文拟研究铜仁市暴雨日数、暴雨量的年际变化、空间分布等特征，为开展铜仁市县暴雨“三个叫应”气象服务，提供一些基础依据。

1 数据来源与方法

本文使用铜仁市10个国家级自动气象观测站(碧江、万山、松桃、玉屏、江口、印江、石阡、思南、德江、沿河区县)1988—2018年的逐日降水气象资料，来源于贵州省气象信息中心。在日常气象业务服务中，将一个观测站24 h(20∶00—次日20∶00)累计降水量≥50 mm时定义为暴雨日;大于100 mm时定义为大暴雨日；大于250 mm时定义为特大暴雨日，统一将暴雨日、大暴雨日和特大暴雨日统计为暴雨日[8]。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 结果分析

2.1 暴雨的空间分布

对铜仁市10个站1988—2018年暴雨站次进行统计分析，如图1所示，结果表明，近31年来，铜仁市共计出现1019个暴雨站次(其中碧江106、万山112、松桃123、玉屏83、江口114、印江93、石阡92、思南90、德江108、沿河98)，年均发生暴雨2.6～3.9站次，基本呈东多西少的暴雨特点。

将某一天(20∶00—次日20∶00)只要一个站点出现暴雨，就统计为一次暴雨天气过程。

图1 1988—2018年铜仁市各区县出现暴雨站次Fig.1 Rainstorms recorded by stations of various districtsof Tongren from 1988 to 2018

统计各站点发生暴雨站次得出(图2)：31年来，铜仁市1个站点发生暴雨达245次，占比50.3%;同时发生2个站点暴雨次数为106次，占比21.8%;同时发生3站暴雨次数为58次，占11.9%;同时发生4站暴雨次数为28次，占5.7%;同时发生5站暴雨次数为22次，占4.5%，同时发生6站暴雨次数为19次，占比3.9%。同时发生7～9次大范围暴雨总次数9次，占比1.8%。其中仅有一次(2005年6月1日)暴雨天气为9个区县同时出现暴雨，未出现10个区县同时发生暴雨的情况。这表明铜仁市暴雨天气大部分是中、小尺度系统引发的暴雨，具有局地性的特点[9]。

2.2 暴雨的月变化特征

因受铜仁市境内受横跨中间的梵净山地形影响，东西跨度较大，为便于统计，我们规定：10个(区)县气象观测站中至少有一个观测站降雨≥50 mm，定为铜仁市(全市)的一个暴雨日。

统计铜仁市1988—2018年暴雨日数(表1)，结果表明：31年来德江县暴雨日最早出现在3月，最晚结束于11月，3月至11月每月均出现暴雨日，12月、1月、2月没有暴雨出现。暴雨日、大暴雨日及特大暴雨日分别占总暴雨日数的86.5%、13.2%和0.3%，且铜仁市暴雨主要发生在5月至8月，6月暴雨日最多，达到120日，占总暴雨日的25.4%，7月份次之，9月开始出现暴雨的急剧减少。

表1 1989—2018年铜仁市各类暴雨站次年代际变化Tab.1 Interdecadal variations of different types of rainstormsin Tongren from 1989 to 2018

2.3 暴雨的年际和年代际变化特征

铜仁市10个国家气象站出现的总暴雨站次有较大的年际波动趋势。暴雨站次出现站次最多为2014年的27次，其次是1996年的暴雨站次25次，再次是1993年、1999年、2015年的21站次，而暴雨站次出现最少的为2005年的4站次暴雨。运用线性趋势分析方法、多项式趋势分析方法对铜仁市1989—2018年的暴雨站次、暴雨强度进行分析，发现2个特征量均呈现增加趋势，气候增加趋势分别为1.22/(10a)、1.60/(10a)。从暴雨站次、暴雨强度的多项式拟合曲线变化趋势可以看出，2个暴雨特征量的年代际变化基本一致，均存在2个波峰、1个波谷。其中，在20世纪90年代1992—2002年和21世纪10年代的2012—2017年的暴雨发生均是增多的趋势，期间暴雨强度也属较强时期；而在21世纪00年代的2003—2011年左右暴雨发生均呈现出减少趋势，暴雨强度也属较弱时期。

图2 铜仁市1988—2018年暴雨站次变化图Fig.2 Change trend of rainstorm per station inTongren from 1988 to 2018

图3 铜仁市1988—2018年暴雨强度变化图Fig.3 Change trend of rainstorm intensity inTongren from 1988 to 2018

铜仁市暴雨量的年际变化波动较大，暴雨量最大为2014年的5445.1 mm，其次为1996年的4703.4 mm，暴雨量的较大的原因为1996年、2014年均出现60站次暴雨且该年度均有大暴雨日出现，暴雨量最小为2005年的891.9 mm，该年度在统计的年度中暴雨次数最少且暴雨量级较小。

2.4 暴雨的周期分析

为深入研究铜仁市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[10]，对铜仁市1988—2018年的降水的年际变化进行分析，以加强对铜仁市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，铜仁市的暴雨站次1993—2003年存在3年左右的周期，2008—2018年存在7年左右的周期，周期变化较为明显，周期均通过了95%的信度检验。