榆林市致災(zāi)暴雨的時(shí)空分布特征

萬(wàn) 慧，賀繼榮，馬 鋒

（1.榆林市氣象局，陜西榆林 719000；2.佳縣氣象局，陜西佳縣 719200）

榆林地處陜北黃土高原和毛烏素沙漠南緣的交界，地貌大體分為北部風(fēng)沙草灘區(qū)和南部黃土丘陵溝壑區(qū)，是陜西降水最少的地區(qū)［1］。受地理位置、地形、地貌等自然條件的影響，降水分布很不均勻。榆林正常年份6—9月降水量約占全年降水量的70%～80%。其中，7—8月降水量占全年降水量的40%～50%，這兩個(gè)月也是榆林暴雨頻發(fā)季節(jié)。榆林暴雨具有強(qiáng)度大、時(shí)間短、發(fā)生頻率高的特點(diǎn)，且成災(zāi)率極高［2］，常引起城市內(nèi)澇、大面積農(nóng)作物被淹、交通運(yùn)輸阻斷、電力和通訊線(xiàn)路被破壞等嚴(yán)重災(zāi)害，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)重大損失。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，致災(zāi)暴雨帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也越來(lái)越嚴(yán)重。2003年7月30日凌晨，府谷出現(xiàn)大暴雨，過(guò)程降水量達(dá)131mm，造成大面積斷電，道路中斷，街道積水嚴(yán)重，財(cái)產(chǎn)損失較大。2012年7月15日、21日、27—28日，榆林先后3次出現(xiàn)大面積、多年罕見(jiàn)的極端強(qiáng)對(duì)流天氣，27日佳縣降水量達(dá)221.9mm，是該市有氣象觀測(cè)記錄以來(lái)的最大日降水量。半個(gè)月的時(shí)間里連續(xù)3次大暴雨在全市歷史上較為少見(jiàn)，也造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害和人員財(cái)產(chǎn)損失，榆林全市共造成12縣區(qū)41.3萬(wàn)人受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失6.33億元。因此，研究榆林致災(zāi)暴雨的時(shí)空分布特征，掌握致災(zāi)暴雨的時(shí)空分布規(guī)律，對(duì)暴雨預(yù)報(bào)預(yù)警、防災(zāi)減災(zāi)、氣候區(qū)劃、振興榆林經(jīng)濟(jì)等有著十分重大的意義。

1 資料來(lái)源和致災(zāi)暴雨定義

所用資料為1971—2012年榆林12個(gè)氣象站的觀測(cè)資料和氣象災(zāi)情普查資料。在實(shí)際中，通常把引發(fā)災(zāi)害且給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，威脅工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、道路交通、水利設(shè)施等安全的暴雨，稱(chēng)之為 “致災(zāi)暴雨”［3］。因此確定致災(zāi)暴雨的定義為：榆林1站及以上出現(xiàn)日降水量大于等于50mm，并且能夠引起災(zāi)害 （包括洪澇、滑坡、泥石流、城市內(nèi)澇等）的暴雨。

2 致災(zāi)暴雨時(shí)間分布特征

2.1 年代際變化

1971—2012年榆林市共出現(xiàn)致災(zāi)暴雨149次，平均每年3.5次。從年代際變化來(lái)看，20世紀(jì)70年代開(kāi)始，致災(zāi)暴雨頻次呈波浪型分布，分別為70年代33次，80年代32次，90年代35次，2001—2010年41次，2011—2012年8次。榆林市12個(gè)測(cè)站日極端最大降水量 （表1）出現(xiàn)時(shí)間，有6站出現(xiàn)在2000年以來(lái)，3站出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代，3站出現(xiàn)在70年代，表明榆林市致災(zāi)暴雨近年來(lái)發(fā)生頻次增多，強(qiáng)度增大。

表1 1971—2012年榆林市各縣區(qū)最大日降水量統(tǒng)計(jì)表

2.2 年變化

42a中，榆林市致災(zāi)暴雨出現(xiàn)最多的年份是1995年，為8次；最少的年份是1980年和1999年，全市未出現(xiàn)暴雨。一年內(nèi)，致災(zāi)暴雨超過(guò)5次的年份依次為1978、1988、1994、1995、2012年。2000年后，每年都有致災(zāi)暴雨出現(xiàn)，且造成的經(jīng)濟(jì)損失呈現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)。

2.3 月季變化

圖1 1971—2012年榆林致災(zāi)暴雨頻次月變化

榆林市除冬季無(wú)暴雨記錄之外，其他季節(jié)均可能出現(xiàn)暴雨，也都可能造成不同程度災(zāi)害。最早在1998年4月29日，榆林市佳縣、米脂、子洲出現(xiàn)暴雨，造成佳榆公路交通中斷；最晚在2007年10月6日，榆林佳縣出現(xiàn)連續(xù)6d的連陰雨，6日出現(xiàn)暴雨，暴雨造成公路、庫(kù)壩等基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重?fù)p毀，雨澇造成民房倒塌、牲畜死亡。連陰雨造成大面積紅棗發(fā)生霉?fàn)€變質(zhì)，全縣紅棗減產(chǎn)達(dá)90%以上，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2億元。致災(zāi)暴雨主要出現(xiàn)在6—9月 （圖1），其中7—8月最為頻繁，共出現(xiàn)109次，占致災(zāi)暴雨總數(shù)的73%；其次是9月和6月，分別占總數(shù)的12%和11%；5月出現(xiàn)過(guò)3次，占總數(shù)的2%；4月、10月致災(zāi)暴雨最少，分別占總數(shù)的1%。從致災(zāi)暴雨出現(xiàn)的時(shí)間順序來(lái)看，4—5月開(kāi)始出現(xiàn)，6月逐漸增多，7—8月猛增，8月達(dá)到最高點(diǎn)，9月明顯下降，10月結(jié)束。

2.4 旬變化

從圖2可知，6月下旬開(kāi)始榆林市致災(zāi)暴雨明顯增多，集中時(shí)段為7月上旬到8月下旬。其中7月下旬最多，8月上旬和下旬次之，發(fā)生頻率最高在7月下旬到八月上旬，占致災(zāi)暴雨總數(shù)的32%。

圖2 1971—2012年榆林致災(zāi)暴雨頻次旬變化

2.5 連續(xù)降水導(dǎo)致的致災(zāi)暴雨

所謂連續(xù)降水導(dǎo)致的致災(zāi)暴雨，指一站連續(xù)2d或以上有降水，且有一天降水量大于等于50 mm的致災(zāi)暴雨過(guò)程。因前期連續(xù)降水，雖然雨強(qiáng)不大，但土壤已飽和，此時(shí)出現(xiàn)區(qū)域大到暴雨，或局部出現(xiàn)暴雨、大暴雨，或者在暴雨后仍連續(xù)出現(xiàn)降水，導(dǎo)致災(zāi)害。42a間，榆林83%的致災(zāi)暴雨是連續(xù)降水導(dǎo)致的 （表2），5d以?xún)?nèi)的降水較多，其中2～3d最多，占51%；連續(xù)4d或以上的致災(zāi)暴雨過(guò)程占32%。持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的致災(zāi)暴雨過(guò)程是1979年7月23—8月3日，佳縣出現(xiàn)連續(xù)12d降水，降水量為99.1mm。單站暴雨最長(zhǎng)連續(xù)時(shí)間為2d，共有3次單站連續(xù)2d出現(xiàn)暴雨。

表2 1971—2012年榆林市連續(xù)降水導(dǎo)致的致災(zāi)暴雨統(tǒng)計(jì)

3 致災(zāi)暴雨空間分布特征

3.1 地域性

分別統(tǒng)計(jì)149次致災(zāi)暴雨過(guò)程中12個(gè)縣區(qū)逐日暴雨和大暴雨資料，分析出榆林市致災(zāi)暴雨出現(xiàn)的地域特征 （圖3）。總體上南部多于北部，東部多于西部，有2個(gè)致災(zāi)暴雨的多發(fā)區(qū)：一為北部的神木、府谷一帶，另一是南部的子洲、吳堡一帶。神府地區(qū)工業(yè)集中，人口稠密，易成災(zāi)，災(zāi)情重。子洲、吳堡多為山區(qū)地形，暴雨多對(duì)農(nóng)業(yè)影響最大［5］。低中心位于橫山、靖邊、定邊一帶，為致災(zāi)暴雨少發(fā)區(qū)，該區(qū)暴雨最少，并且人口稀少，災(zāi)情最輕。

3.2 區(qū)域性

將一日內(nèi)2站及以上出現(xiàn)致災(zāi)暴雨定義為區(qū)域性致災(zāi)暴雨，榆林區(qū)域致災(zāi)暴雨以一日出現(xiàn)2站或3站暴雨為主，占區(qū)域致災(zāi)暴雨的64%（見(jiàn)表3），其中2站暴雨占44%，3站暴雨占20%；4～9站暴雨出現(xiàn)概率較小，為10%～5%。區(qū)域性致災(zāi)暴雨有2站連續(xù)2d出現(xiàn)暴雨的有2次。

圖3 1971—2012年榆林各縣區(qū)致災(zāi)暴雨頻次（單位：d）分布

表3 1971—2012榆林市區(qū)域致災(zāi)暴雨頻次

4 致災(zāi)暴雨成因分析

4.1 致災(zāi)暴雨頻次與環(huán)流指數(shù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)

大氣環(huán)流系統(tǒng)具有年際和年代際變化，對(duì)不同地區(qū)氣候的影響作用也不相同。為了分析榆林致災(zāi)暴雨分布與大氣環(huán)流之間的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)了榆林致災(zāi)暴雨次數(shù)與環(huán)流特征指數(shù)的同期相關(guān)系數(shù)（見(jiàn)表4）。

表4 1971—2012年榆林暴雨站數(shù)與環(huán)流特征指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，榆林致災(zāi)暴雨頻次與西太平洋副高面積指數(shù)、強(qiáng)度指數(shù)、副高脊線(xiàn)位置、副高北界、東亞槽位置、東亞槽強(qiáng)度和東亞夏季風(fēng)指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與亞洲區(qū)極渦面積、強(qiáng)度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，通過(guò)了置信水平0.05的T檢驗(yàn)。表明西太平洋副高偏北偏強(qiáng)、東亞大槽偏東偏弱、東亞季風(fēng)偏北偏強(qiáng)，亞洲區(qū)極渦偏強(qiáng)，有利于榆林產(chǎn)生暴雨。

也有研究表明：盛夏副高強(qiáng)度、脊線(xiàn)、西伸脊點(diǎn)指數(shù)與陜西降水關(guān)系密切，副高偏強(qiáng)偏西時(shí)陜西降水偏多，副高偏北時(shí)陜西北部降水偏多、南部偏少［6］。夏季風(fēng)強(qiáng)時(shí)，以河套地區(qū)為中心的黃河流域及其華北地區(qū)多雨，長(zhǎng)江流域少雨，華南和東南沿海地區(qū)降水偏多［7］。

4.2 地形對(duì)致災(zāi)暴雨的作用

根據(jù)降水資料進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，致災(zāi)暴雨分布與地形、山脈的走向有密切聯(lián)系，榆林東部谷地是致災(zāi)暴雨的高發(fā)區(qū)。河谷地區(qū)受喇叭口輻合氣流影響，降水多于周邊地區(qū)。榆林東部的黃河沿岸暴雨明顯多于西部，可能與偏南氣流和偏東氣流受地形阻擋作用強(qiáng)迫抬升，并在榆林東部形成輻合有關(guān)。

5 小結(jié)

（1）榆林致災(zāi)暴雨具有明顯的季節(jié)性，最早出現(xiàn)于4月，結(jié)束于10月。集中出現(xiàn)在7—8月，其中7月下旬到八月上旬最多。

（2）榆林致災(zāi)暴雨以單日單站暴雨為主，區(qū)域性為輔，連續(xù)暴雨日較少，暴雨最長(zhǎng)連續(xù)日數(shù)為2d。致災(zāi)暴雨的持續(xù)降水時(shí)間多為2～5d，最長(zhǎng)達(dá)12d。

（3）榆林致災(zāi)暴雨的年代際變化呈波浪型起伏，2001—2010年為波峰，20世紀(jì)80年代為波谷。

（4）榆林致災(zāi)暴雨的空間分布為南部多于北部，東部多于西部；全市有2個(gè)高中心，一為北部的神木、府谷一帶，一為南部的子洲、吳堡一帶。

（5）西太平洋副高偏北偏強(qiáng)、東亞大槽偏東偏弱、東亞季風(fēng)偏強(qiáng)，亞洲區(qū)極渦偏強(qiáng)，有利于榆林產(chǎn)生暴雨。

（6）榆林致災(zāi)暴雨造成的損失主要為庫(kù)壩跨塌、道路毀損、民房倒塌、農(nóng)田淹沒(méi)、城市內(nèi)澇、人員傷亡等。

［1］ 劉子林，劉曉麗.榆林干旱特征分析 ［J］.陜西氣象，2003（5）：15－17.

［2］ 《西北暴雨》編寫(xiě)組 .西北暴雨 ［M］.北京：氣象出版社，1992.

［3］ 杜繼穩(wěn)，李社宏.渭河流域致洪暴雨的天氣學(xué)分析［J］.西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，32（1）：145－148.

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