撫順地區暴雨分布特征研

亢云龍 田琳 劉多文 蔡冰 王磊 寧大可 趙思文 趙超

摘要 利用撫順地區3個國家基本氣象站和51個區域自動站2012—2014年逐日20：00—20：00降水資料，統計分析了暴雨次數（RN）和暴雨強度（RS）并運用GIS進行空間插值。結果表明：以新賓縣為中心，RN呈現從西到東、從東北到西南逐漸遞增的分布趨勢；撫順縣RS最強，其他地區RS分布較均勻；撫順地區存在3個暴雨中心和4個強降水中心，其中，撫順市清原縣敖家堡鄉和新賓縣木奇鎮為最顯著的暴雨中心。

關鍵詞 暴雨次數；暴雨強度；暴雨中心；空間插值；遼寧撫順

中圖分類號 P426 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）04-0224-02

暴雨是遼寧省主要災害性天氣之一[1]，撫順地處遼寧省東部山區，其“八山一水一分田”的土地結構形成了多山的地貌特征，而中溫帶東亞大陸季風氣候造成了夏熱多雨的氣候特點[2]。由于地形特征和氣候環境等因素，撫順地區極易發生時間、范圍集中的災害性暴雨[3-4]。因此，暴雨預報一直是預報人員重點關注的問題，有許多氣象專家學者對撫順暴雨產生的機理、天氣系統及預報手段進行了較為深入的研究，取得了豐碩的成果，如呂志紅等[5]對撫順地區特強暴雨的成因及落區進行了分析，發現天氣系統輻合上升和撫順山地的抬升作用可以觸發撫順的強降雨；張 昱等[6]通過分析撫順3個國家基本氣象站的暴雨日數，發現7—8月是暴雨多發期。近年來，區域自動站的數據補充為暴雨的研究提供了更精細的資料，鑒于鮮有學者利用區域自動站數據資料分析撫順暴雨，本文統計分析了撫順地區54個氣象站（包括3個國家基本氣象站和51個區域自動站）2012—2014年暴雨次數和暴雨強度的發生規律并利用GIS確定了暴雨中心位置，旨在為撫順地區暴雨預報提供直觀可靠的科學依據，以提高暴雨預報的準確率。

1 資料與方法

1.1 資料來源

所用資料為撫順地區2012—2014年間出現過暴雨的54個氣象站逐日20：00—20：00的降水量資料。其中，54個氣象站分布于撫順市區、撫順縣、清原縣和新賓縣4個區域（圖1）。

1.2 暴雨判斷標準

1.2.1 暴雨標準。中國氣象上規定，24 h降水量為50 mm或以上的強降雨稱為暴雨，氣象行業統計當日20：00到次日20：00的累積降水量，以此為依據，任一氣象站20：00—20：00降水量為50 mm或以上即為該氣象站出現一次暴雨。

1.2.2 暴雨中心標準。根據暴雨發生次數，本文以各氣象站在2012—2014年出現暴雨的總次數≥10次的站點所在的鄉鎮為暴雨中心。

1.2.3 強降水中心標準。根據暴雨發生強度，本文以各氣象站在2012—2014年暴雨平均降水量（R）在90～110 mm的站點所在的鄉鎮為強降水中心。

1.3 克里金差值法

利用克里金插值法將選取的54個氣象站暴雨數據資料插值為撫順全區的數據。克里金插值作為地統計學中的一種插值方法，在充分考慮實測數據之間的相互關系后，對每一個實測數據賦予一定的權重系數，加權平均后得到估計值[7]。它是一種求最優、線形、無偏差的空間內插方法[8]。

2 結果與分析

2.1 暴雨發生次數分析

2.1.1 暴雨次數的統計。統計撫順地區54個氣象站2012—2014年暴雨發生次數，結果如表1所示，可以看出RN最小值為1，最大值為11。各次數段包含的站點數量占站點總數的百分率沒有明顯的規律性，總體看來，撫順地區氣象站點3年RN主要集中在1～5次，RN在該范圍內的站點占總次數的50%；RN為10或11的站點數為7個，占站點總數的12.96%。說明撫順地區約12.96%的站點所在的區域為撫順地區的暴雨中心。

2.1.2 暴雨次數的空間分布及暴雨中心的確定。撫順地區2012—2014年暴雨發生總次數的空間分布如圖2所示，可以看出，撫順地區近3年暴雨發生總次數呈現明顯的地域差異，1≤RN≤5的站點主要分布在撫順市區和撫順縣的中西部以及清原縣的東北部地區；6≤RN≤7的站點主要集中在撫順市區的北部，撫順縣的中部，以及清原縣的西南大部分地區；8≤RN≤9的站點主要分布于撫順縣的東南部，清原縣的南部以及新賓縣的大部分地區；10≤RN≤11的站點出現在新賓縣的中部地區，其大致分布范圍為北至上夾河鎮，南至大四平鎮，東至旺清門鎮的三角區域。說明以新賓縣為中心，暴雨次數呈現從西到東、從東北到西南逐漸遞增的分布趨勢，新賓縣為暴雨出現次數最高的地區，其中部的大部分地區出現暴雨次數的極值（11）。

撫順地區6個暴雨中心站2012—2014年暴雨發生總次數如圖3所示，可以看出，紅升水庫、木奇鎮、上夾河鎮3個站點RN均達到11次；平頂山林場、旺清門鎮和新賓3個站點RN均達到10次。由此看來，撫順市共有3個暴雨易發中心，分別為新賓縣西北部的木奇鎮-上夾河鎮、新賓縣南部的平頂山林場-大四平鎮和新賓縣東部的紅升水庫-旺清門鎮。

2.2 暴雨發生強度分析

2.2.1 暴雨平均降水量統計。統計撫順地區54個氣象站2012—2014年暴雨平均降水量，結果如表2所示，可以看出R最小值為51.00 mm，最大值為111.30 mm。總體看來，撫順地區氣象站3年R主要集中在70.00～79.99 mm范圍內，R在該范圍的站點數占站點總數的40.74%；R在90～110 mm范圍的站點最少，占總站點數的16.67%。說明16.67%的站點所在的區域為撫順地區的強降水中心。

2.2.2 暴雨平均降水量空間分布及強降水中心的確定。撫順地區2012—2014年暴雨平均降水量空間分布如圖4所示，從圖中可以看出，撫順地區3年R大值區大致集中于西南部。具體來說，50.00 mm≤R≤69.99 mm的站點極少；70.00 mm≤R≤79.99 mm的站點分布于撫順市區大部、撫順縣東北部、清原縣大部和新賓縣中東部；R≥80.00 mm的站點主要分布在撫順市區南部至新賓縣西南部一帶以及清原縣與新賓縣中部交界附近地區，其中R≥90.00 mm的站點有撫順市區南部的塔峪鎮、碾盤鄉和石文、撫順縣的后安、清原縣的敖家堡鄉以及新賓縣的木奇鎮（圖5）。該6個站點R最小值為91.50 mm，出現在碾盤鄉；最大值為111.30 mm，出現在石文。說明撫順地區強降水中心主要分布在撫順縣南部石文到后安一線以及清原縣敖家堡到新賓縣木奇鎮一線，其中撫順縣的石文和后安，清原縣的敖家堡和新賓縣的木奇鎮為單次暴雨強度大值區，由暴雨引發的氣象災害風險高。

3 結論與討論

（1）以新賓縣為中心暴雨次數呈現從西到東、從東北到西南逐漸遞增的分布趨勢，新賓縣為暴雨易發生地區；暴雨平均降水量的大值區集中于撫順縣，其他地區較均勻。

（2）根據暴雨次數，撫順地區存在3個主要暴雨中心，分別為清原縣西南與新賓縣西北部交界的木奇鎮-上夾河鎮-敖家堡鄉、新賓縣南部的平頂山林場-大四平鎮以及新

賓縣東部的紅升水庫-旺清門鎮。

（3）根據暴雨強度，撫順地區存在4個強降水中心，分別為撫順縣的后安、撫順縣的石文、清原縣的敖家堡以及新賓縣的木奇。

（4）通過暴雨次數和暴雨強度的疊加得出，撫順市清原縣敖家堡鄉和新賓縣木奇鎮為最顯著的暴雨中心，汛期應密切關注暴雨帶來的氣象災害。

（5）近年來隨著撫順市區域自動站增加以及傳輸率的提高，氣象資料利用率顯著提高，但是時間序列有限，資料完整僅限2012年之后，僅用3年的氣象資料對于說明暴雨中心效果有限，此工作仍需持續，運用多年資料更具說服力。

4 參考文獻

[1] 劉靜，任川，崔勝權.2013年汛期遼寧地區3次短時暴雨過程對比分析[J].現代農業科技，2014（7）：266-267.

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[3] 王敏，譚向誠.北京城市暴雨和雨型的研究[J].水文，1994（3）：58-64.

[4] 吳春英，全美蘭，劉帥，等.2013年8月16日撫順特大暴雨過程分析[J].中國農學通報，2015，31（1）：224-230.

[5] 呂志紅，張鴻，全美蘭.2010年7月31日撫順特強暴雨成因及落區分析[J].中國農學通報，2014，30（5）：303-308.

[6] 張昱，李亮，張鴻，等.撫順市暴雨氣候特征及災害風險區劃研究[J].現代農業科技，2014（23）：254-255.

[7] 李俊曉，李朝奎，殷智慧.基于ArcGIS的克里金插值方法及其應用[J].測繪通報，2013（9）：87-90.

[8] 朱蕾，黃敬峰.山區縣域尺度降水量空間插值方法比較[J].農業工程學報，2007，23（7）：80-85.