廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)汛期不同等級(jí)降水變化特征

劉占明 梁釗雄

【摘要】本文選取廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)12測(cè)站1961-2011年逐日降水?dāng)?shù)據(jù)，采用降水發(fā)生率和貢獻(xiàn)率指標(biāo)，分析汛期（4-9月）各等級(jí)降水的時(shí)空變化規(guī)律，結(jié)論如下：汛期降水量占全年降水量80%以上；汛期降水發(fā)生率隨著降水等級(jí)的增加而減小，貢獻(xiàn)率則隨著降水等級(jí)的增加而增大；空間差異主要表現(xiàn)在南部的北海、欽州、東興所在區(qū)域的小雨發(fā)生率、貢獻(xiàn)率偏低，暴雨發(fā)生率、貢獻(xiàn)率偏高。

【關(guān)鍵詞】降水發(fā)生率；降水貢獻(xiàn)率；降水等級(jí)；汛期；廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)

降水作為水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)和驅(qū)動(dòng)因素，深入了解其結(jié)構(gòu)變化特征有助于分析探討區(qū)域乃至全球水循環(huán)的變化規(guī)律；為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)區(qū)域或全球的降水結(jié)構(gòu)變化特征開展了大量的研究工作。廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)地處我國(guó)沿海西南端，由廣西南寧、北海、欽州、防城港四個(gè)地級(jí)市所轄行政區(qū)域構(gòu)成，同時(shí)納入近海沿邊的玉林、崇左兩市統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，陸地國(guó)土總面積約7.28萬(wàn)km2。該區(qū)是我國(guó)與東盟國(guó)家既有海上通道、又有陸地接壤的區(qū)域，戰(zhàn)略地位突出。

我國(guó)華南地區(qū)（廣東、廣西、福建、海南）常用“汛期”、“非汛期”反映降水的年內(nèi)差異，汛期（通常指4-9月）降水由于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度大，洪澇、滑坡、泥石流等災(zāi)害頻發(fā)，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，往往成為研究的熱點(diǎn)。本文根據(jù)北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)降水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，汛期（4-9月）降水量平均約為1357.88 mm，占全年降水量（約1672.72mm）的比例為81.18%。因此，研究北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)汛期降水結(jié)構(gòu)時(shí)空演變特征具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。目前，關(guān)于該區(qū)降水的研究已做了一些工作，但主要集中于降水量變化趨勢(shì)及遙聯(lián)分析等方面，對(duì)汛期降水結(jié)構(gòu)變化的研究較少。本研究基于北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)日降水資料，運(yùn)用降水發(fā)生率和貢獻(xiàn)率指標(biāo)，從降水等級(jí)方面分析該區(qū)汛期降水結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化特征，對(duì)于科學(xué)認(rèn)識(shí)區(qū)域水量平衡、洪澇災(zāi)害時(shí)空演變乃至生態(tài)安全都具有重要意義，也可為指導(dǎo)區(qū)域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及防災(zāi)減災(zāi)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1、數(shù)據(jù)資料與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)資料

本文選取廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)分布較均勻且沒有發(fā)生位置變更的12測(cè)站1961-2011年逐日降水?dāng)?shù)據(jù)資料，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象局氣象信息中心，連續(xù)完整，各測(cè)站位置如圖1所示。

1.2 研究方法

本文主要從降水等級(jí)方面分析廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)汛期（4-9月）降水結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化特征。對(duì)于降水等級(jí)的劃分，本文參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《降水量等級(jí)》（GB/T28592-2012）中的日降水量等級(jí)劃分，將其分成以下4類，即小雨（0.1-9.9mm）、中雨（10.0-24.9mm）、大雨（25.0-50.0mm）、暴雨（≥50.0mm）。為了綜合評(píng)價(jià)廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)汛期各降水等級(jí)事件的變化特征，本文借鑒前人的做法，引入了降水發(fā)生率和降水貢獻(xiàn)率兩個(gè)指標(biāo)；降水發(fā)生率表示各類降水事件在某種分類情況下發(fā)生的次數(shù)占總次數(shù)的比例，降水貢獻(xiàn)率定義為某種分類情況下的降水量占總降水量的比例。

2、北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)汛期各等級(jí)降水發(fā)生率、貢獻(xiàn)率變化特征

2.1 汛期各等級(jí)降水發(fā)生率、貢獻(xiàn)率區(qū)域統(tǒng)計(jì)特征分析

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，降水發(fā)生率隨著降水等級(jí)的增加而減小，降水貢獻(xiàn)率則隨著降水等級(jí)的增加而逐漸增大。對(duì)于降水發(fā)生率而言，小雨占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)64.2%，中雨、大雨、暴雨分別為18.6%、10.7%、6.5%；但小雨對(duì)總降水量的貢獻(xiàn)率僅為13.4%，中雨、大雨、暴雨貢獻(xiàn)率分別為23.3%、27.4%、35.9%。由此可知，北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)等級(jí)降水頻次以小雨為主，中雨、大雨、暴雨發(fā)生率合計(jì)不到36%，但卻貢獻(xiàn)了約87%的降水量。

2.2 汛期各等級(jí)降水發(fā)生率、貢獻(xiàn)率空間差異分析

從圖2（a）可知，各站均滿足降水發(fā)生率隨著降水等級(jí)的增加而減小以及小雨占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的特征。相對(duì)而言，南部沿海的東興、欽州、北海3站小雨發(fā)生率偏低，暴雨發(fā)生率偏高；其余各站各等級(jí)降水發(fā)生率比較接近，基本都在平均值上下波動(dòng)。從圖2（b）可知，12站均表現(xiàn)出小雨貢獻(xiàn)率最低（基本都在17%以下），其中南部沿海的東興、欽州、北海3站小雨貢獻(xiàn)率在7-10%之間，為全區(qū)最低值。東興、欽州、北海、馬山、博白、橫縣6站中雨、大雨、暴雨貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)出比較明顯的遞增趨勢(shì)，尤其是東興、欽州、北海3站，暴雨貢獻(xiàn)率都在50%以上，較其他各站明顯偏高，這可能是因?yàn)槠湮挥谀喜垦睾＃紫仍庥鰜?lái)自海洋的臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)正面襲擊，強(qiáng)降水天氣較多；其余6站中雨、大雨、暴雨貢獻(xiàn)率比較接近，且表現(xiàn)出中雨或大雨貢獻(xiàn)率輕微超過(guò)暴雨的情況。

3、結(jié)論

廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)汛期（4-9月）降水量占全年降水量80%以上。汛期降水發(fā)生率隨著降水等級(jí)的增加而減小，

降水貢獻(xiàn)率則隨著降水等級(jí)的增加而逐漸增大；其中，小雨發(fā)生率高達(dá)64.2%，但貢獻(xiàn)率僅為13.4%；中雨、大雨、暴雨發(fā)生率合計(jì)不到36%，卻貢獻(xiàn)了接近87%的降水量。各等級(jí)降水發(fā)生率、貢獻(xiàn)率空間差異主要表現(xiàn)在南部的北海、欽州、東興3站小雨和暴雨方面，具體而言，北海、欽州、東興3站均表現(xiàn)為小雨發(fā)生率、貢獻(xiàn)率偏低，暴雨發(fā)生率、貢獻(xiàn)率偏高；尤其是暴雨貢獻(xiàn)率，3站都在50%以上。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41361022），北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣西地表過(guò)程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開放或系統(tǒng)基金項(xiàng)目（2015BGERLKF03）。