舟曲县暴雨时空特征及预报指标研究

李小霞　贺海燕　刘婷婷　陈海贝　黄莹霞　李梅

摘要 利用舟曲地区49个测站2010—2020年逐日降水资料，分析了11年来舟曲地区暴雨的时空分布特征及其变化规律。结果表明：舟曲县暴雨天气过程主要由西风槽型、副热带高压边缘型天气形势引发。暴雨主要出现在舟曲中部的武坪、东山及南部的曲告纳地区。舟曲中部平均暴雨量较小，高值区分布在北部巴藏镇后北山站、立节镇拉尕山站和东部大川镇石门坪站，低值区在峰迭、坪定、武坪、八楞、曲瓦、大峪、东山、博峪等乡镇站点。对2010—2020年舟曲境內局地暴雨天气过程中武都站探空指标进行分析，划分每次天气过程探空指标类型阈值，在有数据的样本中，CAPE值范围为0～2 357.3 J/kg，100 J/kg以上的样本占比较大（17/27），其中9/28的样本的CAPE值达500 J/kg以上；K指数范围为17～48 ℃，其中30 ℃以上的样本占比（25/27）。

关键词 暴雨；时空分布；预报指标；舟曲

中图分类号：P458 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）06–0110-03

我国是一个多暴雨的国家，受季风地形等的影响，暴雨南多北少，沿海多于内陆，夏季多冬季少。暴雨会造成严重的洪涝灾害和水土流失，导致防洪堤决口，农作物被淹，极易造成人员伤亡。众多学者都对其进行了研究[1-6]。从全国来看，未来年暴雨日数和雨量呈增加趋势，暴雨量和雨日在青藏高原、东部干旱区、东北地区、华北地区和西南地区呈增加趋势，在西部干旱（半干旱）区、华中地区和华南地区呈减少趋势[7]。同时有许多关于舟曲地区暴雨的研究发现，高原地形对北方冷空气阻挡绕流迫使其与西进北上的暖湿气流交汇在甘南地区形成辐合、东风气流高原东坡动力强迫抬升，以及高原边坡热力作用在舟曲强降水形成过程中有可能起到重要作用[8]。低层辐合、高层辐散，整层较强上升运动使暴雨得以发生，垂直速度和散度对暴雨发生有重要指示意义[9]。

积极研究舟曲地区暴雨时空特征，不仅能更加全面地认识舟曲地区暴雨气候变化特征，为预报提供背景资料，而且对积极筑牢防灾减灾第一道防线、开发利用气候资源有重要的科学意义。

1 资料与方法

舟曲县属于甘南藏族自治州，位于甘肃省东南部，为南秦岭山地，地势西北高、东南低，海拔1 173～4 504 m，山地阳坡陡峭，阴坡稍缓，谷峰高度差1 000 m以上，属典型的高山峡谷地形[10]。

沟壑平均密度为2 km/km2，沟坡坡度大于35°。由于沟谷强烈侵蚀，横断面呈“V”字形或窄深“U”字形，嘉陵江上游支流白龙江自西北向东南穿城而过，河道坡度较大。利用舟曲地区49个测站2010—2020年日降水资料进行分析。暴雨定义按照国家气象局规定日降水量≥50.0 mm以上[11]。

2 结果与分析

2.1 暴雨的时间变化特征

2.1.1 年变化 通过对舟曲地区2010—2020年暴雨出现频次进行年变化特征分析发现，舟曲地区2010—2020年共出现暴雨78次，暴雨频次呈“三峰型”，在2012、2017及2020年舟曲地区暴雨出现频次分别有1个峰值，出现暴雨次数分别达12、15、31次，仅2020年暴雨出现频次就占总次数的39.7%。2011年舟曲地区未出现暴雨（备注：数据统计时发现，2011年因泥石流后新增站点导致除本站外其余区域自动气象站均未收集到暴雨数据），2010年和2015年分别只出现过1次暴雨过程。

2.1.2 月变化 通过对舟曲地区2010

—2020年暴雨出现频次进行月变化特征分析发现，舟曲地区2010—2020年暴雨主要出现在5—9月，其中8月暴雨出现的次数最多，为47次，占全年的60.3%；其次为7月，暴雨次数达16次；月变化次数较少的是5、6月，2010—2020年分别出现3、9次。

2.1.3 旬变化 因统计发现舟曲地区2010—2020年暴雨主要出现在5—9月，故在分析暴雨的旬变化时仅分析了2010—2020年5—9月舟曲地区暴雨的旬变化特征可发现，舟曲地区在5月下旬、6月中旬、9月上旬和下旬未出现过暴雨。在旬变化特征中，暴雨出现频次呈“单峰型”分布，8月中旬达到峰值，为33次，之后迅速减少，截至9月中旬后再无暴雨出现。2010—2020年舟曲地区暴雨最早出现在2017年5月3日果耶站，降水量达51.7 mm，最晚结束在2016年9月18日的狼岔坝，降水量为53.4 mm。

2.2 暴雨的空间变化特征

分析舟曲地区2010—2020年暴雨空间特征发现，桥子在2010—2020年出现暴雨6次，东山、黄加、武坪、头沟坝次之，各为4次。整体来看，暴雨主要出现在舟曲中部的武坪、东山及南部的曲告纳。舟曲地区2010—2020年暴雨总量在50.0～96.3 mm，舟曲中部平均暴雨量较小，高值区分布在北部巴藏镇后北山站、立节镇拉尕山站和东部大川镇石门坪站，低值区在峰迭、坪定、武坪、八楞、曲瓦、大峪、东山、博峪等乡镇。由此可见，暴雨频次和暴雨量的空间分布不一致，差异明显。

3 物理量指标

甘南州暴雨天气分为5种类型，分别为西风槽型、副热带高压边缘型、高原低涡切边型、两高之间切变型和高压内部切变型。舟曲县位于甘南州东南部，其暴雨天气过程主要由西风槽型、副热带高压边缘型天气形势引发，汛期副热带高压边缘大气能量较高，舟曲局地暴雨天气过程与副热带高压的移动路径相关性较强，非汛期期间的局地暴雨天气过程则较多依赖于北部东移南下的冷空气和对流层低层水汽供应条件，各物理量指标很好地指示了大气中的能量堆积情况和水汽情况，对相关指标的分析十分重要。

对2010—2020年舟曲境内局地暴雨天气过程中武都站探空指标进行分析，划分每次天气过程探空指标类型阈值（表1注：已剔除个别数值较小个例），对有数据的样本进行分析表明，取值范围为850 hPa散度值-11.6～11.9×10-6 s-1；850 hPa比湿为0.4～7.3 g/kg；850 hPa相对湿度为23%～102％；850 hPa垂直速度为-107.0～38.4 Pa/s；500 hPa散度值为-7.6～5.0×10-6 s-1；500 hPa比湿为4.0～16.1 g/kg；500 hPa相对湿度为19%～92%；500 hPa垂直速度为-16.8～33.0 Pa/s；CAPE值的范围为0～2 357.3 J/kg，100 J/kg以上的样本占比较大（17/27），其中，9/28的样本中CAPE值达到500 J/kg以上；K指数范围为17～48 ℃，其中，30 ℃以上的样本占比（25/27）。

4 结论

（1）舟曲地区在2010—2020年之间共出现暴雨78次，暴雨主要出现在5—9月，其中在8月暴雨出现次数最多，为47次，8月暴雨出现频次占全年的60.3%，2010—2020年5月下旬、6月中旬、9月上旬和下旬未出现过暴雨，8月中旬暴雨出现次数达到峰值，为33次，之后迅速减少。9月中旬之后再无暴雨出现。

（2）桥子在2010—2020年之间出现暴雨6次，东山、黄加、武坪、头沟坝次之，各为4次。整体来看，暴雨主要出现在舟曲中部的武坪、东山及南部的曲告纳地区。舟曲中部平均暴雨量较小，高值区分布在北部巴藏镇后北山站、立节镇拉尕山站和东部大川镇石门坪站，低值区在峰迭、坪定、武坪、八楞、曲瓦、大峪、东山、博峪等乡镇站点。

（3）舟曲县位于甘南州东南部，其暴雨天气过程主要由西风槽型、副热带高压边缘型天气形势引发。对2010—2020年舟曲境内局地暴雨天气过程中武都站探空指标进行分析，划分每次天气过程探空指标类型阈值，分析表明，CAPE值有数据的样本中，CAPE值的范围在0～2 357.3 J/kg，100 J/kg以上的样本占比较大（17/27），其中9/28的样本中CAPE值达到500 J/kg以上。K指数值有数据的样本中，K指数值的范围在17～48 ℃，其中30 ℃以上的样本占比为25/27。

参考文献

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[2] 伍红雨，吴遥，郭尧.华南冬季区域性暴雨过程强度异常的成因分析[J].中山大学学报（自然科学版），2022，61（2）：8-17.

[3] 伍红雨，吴遥.不同类型和强度的厄尔尼诺事件对次年华南前汛期降水的可能影响[J].大气科学，2018，42（5）：1081-1095.

[4] 叶殿秀，王遵娅，高荣，等.1961—2016年我国区域性暴雨过程的客观识别及其气候特征[J].气候变化研究进展， 2019，15（6）：575-583.

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[9] 王成福，罗王军，敖泽建.一次低涡切变影响下的舟曲局地短时暴雨天气分析[J].现代农业科技，2020（13）：194-195.

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[11] 刘强军，宋军芳，马龙.1980—2018年山西省太行山南麓暴雨时空变化特征[J].气象与环境科学，2022，45（1）：30-38.

责任编辑：黄艳飞

Study on Spatial and Temporal Characteristics and Forecast Indexes of Rainstorm in Zhouqu County

Li Xiao-xia et al（Zhouqu Meteorological Bureau， Gannan Prefecture， Zhouqu， Gansu 746300）

Abstract Based on the daily precipitation data of 49 stations in Zhouqu area from 2010 to 2020， analyzed the spatial and temporal distribution characteristics and change rules of rainstorm in Zhouqu area in the past 11 years. The results showed that the rainstorm weather process in Zhouqu County was mainly caused by the westerly trough type and subtropical high edge type weather situation. Rainstorm mainly occured in Wuping and Dongshan in the middle of Zhouqu and Quguanna in the south. The average rainstorm volume in the middle of Zhouqu was small， and the high value areas were distributed in Houbeishan Station of Bazang Town in the north， Lagashan Station of Lijie Town and Shimenping Station of Dachuan Town in the east， while the low value areas were located in Fengdi， Pingding， Wuping， Baleng， Quwa， Dayu， Dongshan， Boyu and other township stations. Analyzed the radiosonde indicators of Wudu Station during the local rainstorm weather process in Zhouqu from 2010 to 2020， divide the threshold value of radiosonde indicators in each weather process， analyzed the data samples， the CAPE value range was 0～2 357.3 J/kg， and the samples above 100 J/kg account for a large proportion （17/27）， of which the CAPE value of 9/28 samples was above 500 J/kg; The K index range was 17～48 ℃，and the proportion of samples above 30 ℃ （25/27）.

Key words Rainstorm; Spatiotemporal distribution; Forecast indicators; Zhouqu

作者簡介 李小霞（1987—），女，甘肃临洮人，副高级工程师，主要从事县级综合气象业务工作。

收稿日期 2023-03-11