柳州市主要氣象災害變化特征分析

李家文，張凌云，劉 蕾

（廣西柳州市氣象局，廣西柳州545001）

0 引言

隨著城市化進程的日益加快，城市氣象災害越來越多的呈現頻發性、重發性的趨勢。有文獻表明有70%以上的自然災害都是由氣象災害或由其引發的衍生災害[1]。尤其是在全球氣候變暖的背景下，氣象災害事件明顯增多[2-3]，黃榮輝等[4-5]研究了中國重大氣候災害特征形成的機理以及分析中國旱澇氣候災害與東亞氣候系統變化的關系，提出了與中國旱澇重大氣候災害形成機理有關的“東亞氣候系統”新理論，指出這個系統的時空變化特征及其對中國旱澇等重大氣候災害發生的重要作用。陳思蓉等[6]通過研究中國雷暴氣候分布特征及變化趨勢，發現中國雷暴和冰雹等強對流天氣發生的概率分布具有明顯的地理和日變化差異，日間與夜間強對流天氣分布變化很大。陳楠等[7]、李艷莉等[8]分析了菏澤市、陜西的降水變化趨勢以及時空分布特征；還有些學者[8-11]針對氣溫變化趨勢做了深入分析；但是大多數學者[12-15]針對氣象災害的時空分布特征及發生機理[12-15]進行了研究，并得出了許多有意義的結論，另外針對氣象災害進行了風險評價和區劃[16-18]。柳州市地處中亞熱帶季風氣候區，是全國氣象災害較為頻繁的地區之一，每年因氣象災害造成的損失逾億元，嚴重地制約著社會經濟的發展。如2016年6月14日，柳州市遭遇強降雨襲擊，城中、魚峰、柳南區及93個鎮區、鄉村受淹，洪澇災害致使受災的人數為54257人，直接經濟損失10380.57萬元；又如2018年4月20日柳州市沙塘鎮遭遇局地龍卷風襲擊，造成廠房倒塌，大樹拔倒、屋頂、門窗、路燈、體育設施損壞等，造成直接經濟損失160萬元。陳正洪等[19]對城市氣象災害及其影響相關問題研究進展進行了回顧，汪如良等[20]分析了南昌市1953—2012年的城市氣象災害變化的特征。中國城市氣象災害有暴雨、低溫冰凍、高溫熱浪等多種類型，對城市的社會、經濟等方面產生了重要影響，目前氣象災害已成為制約柳州市社會經濟發展、人民幸福的重要因素之一，為了更好地加強對氣象災害的風險應急和防御管理，本文利用柳州氣象站1951—2016年的氣象觀測資料，對柳州市暴雨、雷暴、冰雹、大風、霧等主要氣象災害的變化特征進行分析，以期為柳州市的經濟建設和防災減災提供氣象參考。

1 資料與方法

本文所用的資料來源于經柳州市氣象局和廣西區氣象機構審核、整編的1951—2016年柳州氣象站的降水、大風、冰雹、雷暴等氣候資料。采用氣候學統計排列法，對氣象要素進行日、月、年的統計并形成相應的資料序列，采用統計分析等方法對柳州市近66年城市氣象災害特征進行分析。

2 柳州市主要氣象災害的變化特征

2.1 暴雨

暴雨是降水強度很大的雨，一般指每小時降雨量15 mm以上，或連續12 h降雨量30 mm以上，或連續24 h降雨量50 mm以上的降水。暴雨來得快，雨勢猛，尤其是大范圍持續性暴雨和集中的特大暴雨，它不僅影響工農業生產，而且可能危害人民的生命，造成嚴重的經濟損失。

2.1.1 暴雨日數月際和季節變化 柳州年平均暴雨日數為5.4天，多集中出現在4—8月，以6月最多，為1.5天，占全年百分比的27.8%，其次是5月，為1.1天，占全年百分比的20.4%（表1）。從暴雨日數的季節分布來看（圖1），四季中，夏季暴雨日數最多，為189次，占54.2%；春季次之，為114次，占32.7%；冬季最少，66年來才發生9次。

表1 柳州市區累年各月暴雨日數及其全年百分比

圖1 柳州暴雨日數季節變化

2.1.2 暴雨日數年際變化 柳州各年代平均暴雨日數為49.8天，其中最多的是21世紀00年代，暴雨日數為66天，其次是20世紀90年代暴雨日數為52天，80年代暴雨日數最少，為42天。暴雨日數年代際變化較大，進入80年代暴雨日數減少，而90年代以后暴雨日數又呈增加趨勢（見表2）。暴雨日數的歷年變化呈增加趨勢，變化傾向率為2.5天/10 a（見圖2）。表明降雨的強度增大，故可能更容易造成較大、較嚴重的暴雨洪澇災害。

表2 各年代暴雨日數d

2.1.3 暴雨的持續特征 通過分析柳州市區逐日降水資料，發現柳州市區連續性暴雨持續的時間大部分是1天，占暴雨出現總數的92.6%，連續2天出現暴雨的頻率是6.9%，連續3天出現暴雨的頻率為0.6%，有記錄以來僅出現過2次，出現在1958年7月13—15日、1994年6月13—15日，其中1994年這次是受地面靜止鋒、高空槽和低渦切變線共同影響而產生的連續性暴雨天氣過程（表3）。

圖2 柳州暴雨日數歷年變化

表3 柳州累年持續暴雨日數

2.2 大風

影響柳州市的大風大體上有3種：（1）冬、春季節強冷空氣南下產生的大風，通常稱為寒潮大風；（2）夏、秋季臺風環流產生的大風；（3）春、夏季熱對流旺盛發展產生的短時雷雨大風。

2.2.1 大風日數的月際及季節變化 柳州市區累年平均年大風日數為1.7天，3—11月均有大風出現，最多月份為7月，月平均大風日數為0.5天（表4）。柳州市區夏季（6—8月）大風日數最多，占全年的52.9%；春季（3—5月）次之，占35.3%；秋季（9—11月）占17.6%；冬季（12—2月）無大風（表5）。

表4 柳州市區各月大風日數

表5 柳州市區四季大風日數及占全年的百分率

2.2.2 大風日數的年際變化 圖3給出了柳州市區歷年的大風日數的變化趨勢。可見，年大風日數的變化傾向率為-0.641天/10 a，即大風出現的日數呈減少趨勢。

2.3 雷暴

由于2013年后取消人工雷暴觀測，故本節的資料統計時段為1951—2013年。柳州市區平均初雷日為2月20日，平均終雷日為10月21日，初終間日數為241.8天，可見柳州市區的雷暴活動發生早，結束晚，持續時間長。

2.3.1 雷暴日數月際變化和季節變化 雷暴日數是表征某地雷暴活動頻繁程度及強弱的重要指標之一，雷暴日數越多，表明雷暴活動頻繁強烈，反之則越弱。柳州市區平均年雷暴日數61.2天，是廣西雷暴較多的地區。由表6可知，1—12月都有雷暴發生。柳州市區的雷暴日數月分布呈單峰型，一年之中，3—9月雷暴日數較多，約占全年的94.3%，10月—翌年2月較少。其中6、7、8月雷暴日數最多，分別為10.4、11.8、11.9天。11、12月和1月雷暴日數較少，不足1天。柳州市區雷暴日數主要分布在春、夏季，其中夏季最多，占全年的55.7%，春季次之，占全年的31.5%，冬季最少，僅占2.9%（表7）。

2.3.2 雷暴日數年際變化 圖4給出了柳州市區歷年的雷暴日數的變化趨勢。可見，年雷暴日數變化傾向率為-3.80天/10 a，即雷暴日數呈減少趨勢。

2.4 冰雹日數月際和年際變化

冰雹是堅硬的球狀、錐狀或形狀不規則的固態降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰層，或由透明的冰層與不透明的冰層相間組成。降雹雖然范圍小、時間短，但因來勢猛，往往同時伴有大風大雨，不僅會給局部地區的農、林、牧業帶來損失，還會給工業、電訊、交通以及人民生命財產造成危害。

圖3 大風日數的變化

柳州市區年平均冰雹日數為0.1天，主要出現在每年的3—4月份（表8）。自有觀測記錄以來（即1951年以來），柳州市區附近僅有8年出現降雹天氣，每年1天，分別是1954、1957、1961、1967、1980、1987、1998、2012年。

圖5給出了柳州市區歷年的冰雹日數的變化趨勢。可見，年平均冰雹日數的變化傾向率為-0.023天/10 a，故冰雹日呈減少的趨勢歷年冰雹日數最少0天，最多1天。

2.5 霧日數月際和年際變化

霧是自然界的一種常見天氣現象，它是由地表蒸發出來的水分子受冷空氣影響凝聚而成的小水滴或冰晶匯集而成，其水平能見度在1000 m以下。當水平能見度在50～200 m之間時，稱為濃霧。大霧天因能見度差，交通、航空受其影響很大。同時，霧（或煙塵霧）使空氣污染更加嚴重，直接影響人們的身體健康，甚至引起某些疾病的發病率和死亡率升高。

柳州市區年平均霧日數為5.3天，主要出現在1—4月份，占全年的72%。在一年12個月中，各月霧日數存在差異，其中3月最多，平均霧日為1.3天，7月和秋季最少，平均霧日僅為0.1天（表9）。圖6給出了柳州市區歷年的霧日數的變化趨勢。雖說年平均霧日數的變化傾向率為-0.029天/10 a，霧日呈略減少的趨勢，但從2000年以后，霧日有增多趨勢。

表6 柳州市區累年各月雷暴日數

表7 柳州市區四季雷暴日數及占全年的百分率

圖4 雷暴日數的變化

表8 柳州市區累年各月冰雹日數

3 結論

本文對柳州市主要氣象災害特征進行了分析，結果如下：

（1）暴雨日數年代變化較明顯，20世紀60年代、90年代，21世紀00年代為相對多發期，70—80年代相對較少。柳州市年平均暴雨日數為5.4天，多集中出現在4—8月，以6月最多，為1.5天，占全年百分比的27.8%，其次是5月，為1.1天，占全年百分比的20.4%。柳州市歷年一日最大暴雨量為233.6 mm，自有氣象站記錄以來，持續暴雨日數最多為3天。

圖5 冰雹日數的變化

表9 柳州市區累年各月霧日

圖6 霧日數的變化

（2）柳州市平均年雷暴日數61.2天，是廣西雷暴較多的地區。1—12月都有雷暴發生。柳州市的雷暴日數月分布呈單峰型，一年之中，3—9月雷暴日數較多，約占全年的94.3%，10月—翌年2月較少。在四季之中，夏季雷暴日數最多，占全年的55.7%，春季次之，冬季最少。

（3）柳州市年平均大風日數為1.7天，3—11月均有大風出現，最多月份為7月，月平均大風日數為0.5天；年平均冰雹日數為0.1天，主要出現在每年的3—4月份；年平均霧日數為5.3天，主要出現在1—4月份，占全年的72%。從年變化趨勢看，柳州市年平均雷暴、大風、冰雹、霧日總體呈下降趨勢，但2000年以后，霧日有增多趨勢。