青島市城陽區(qū)與其他區(qū)市氣候特征對比分析及防災減災建議

孫穎 趙程程 萬靜

摘要 利用青島市7個國家站和城陽區(qū)8個區(qū)域自動站2008—2017年逐日觀測數(shù)據(jù)，比較分析了青島市城陽區(qū)與其他區(qū)市氣溫、降水、相對濕度、風等氣象要素分布特征，并提出氣象災害防御對策，以期為科學合理開展氣象防災減災提供參考。研究結(jié)果表明，城陽區(qū)年降水量和暴雨發(fā)生次數(shù)均偏少，降水造成的災害較其他區(qū)市低;城陽區(qū)一年四季相對濕度偏低，氣溫日較差大，這可能與嶗山西北麓的地形特點有關(guān);城陽區(qū)東部山區(qū)偏低的相對濕度增加了森林防火的壓力。

關(guān)鍵詞 青島城陽;氣候特征;對策;防災減災

Abstract Using daily meteorological observation data from seven major stations in Qingdao and eight regional automatic weather stations from 2008 to 2017 in Chengyang， the distribution characteristics of meteorological elements such as temperature， precipitation， relative humidity and wind in Chengyang and other districts in Qingdao were compared and analyzed. The countermeasures for meteorological disaster prevention were proposed to provide reference for the scientific and rational construction of meteorological disaster prevention and reduction. The results showed that the annual precipitation in Chengyang is less， the number of rainstoms is less， and the disaster caused by precipitation is less than other districts in Qingdao. The relative humidity of Chengyang is lower in the whole year and the diurnal temperature range is larger. This may be related to the topographic features of the northwest foot of Laoshan Mountain. The low relative humidity in the eastern mountainous area of Chengyang increases the pressure on forest fire prevention.

Key words Chengyang， Qingdao;Climatic characteristics;Countermeasures;Disaster prevention and mitigation

城陽區(qū)是青島市七個市轄區(qū)之一，處于山東半島，青島市中部，膠州灣北岸，北部的平度市、萊西市四季分明，大陸性氣候特征明顯，南部的沿海區(qū)域受海洋調(diào)節(jié)作用明顯，氣候溫和濕潤，雨量較為充沛，冬無嚴寒、夏無酷暑[1]，春末夏初多海霧[2]，表現(xiàn)為“春遲、夏涼、秋爽、冬長”等海洋性氣候特點[3]。城陽區(qū)位于青島中部，受嶗山山脈[4]和膠州灣的影響[5]，其氣候特征并不是青島市南北部的簡單交叉，有其特殊性。筆者對城陽地區(qū)與青島市沿海和其他區(qū)市氣候特征展開對比分析，旨在為有針對性地開展氣象防災減災提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

氣象數(shù)據(jù)來源于青島市氣象局，包括青島市各區(qū)市國家站、青島沿海奧帆基地和城陽區(qū)各街道（城陽、流亭、夏莊、惜福鎮(zhèn)、上馬、棘洪灘、河套、紅島）區(qū)域自動站的逐日觀測資料（站點位置見圖1），分析時段選擇2008—2017年，其中河套、棘洪灘站建站較晚，數(shù)據(jù)時間段只能選取2011—2017年和2012—2017年。考慮到冬季降水相態(tài)對區(qū)域自動站降水觀測有影響，因此降水只分析4—10月份。由于各區(qū)域自動站觀測項目有差異，分析相對濕度時僅考慮青島市各區(qū)市國家站和部分區(qū)域自動站。

2 氣候特征對比分析

2.1 降水量、暴雨特征

2.1.1 總降水量的逐年變化趨勢。選取青島市南部青島站、北部平度站和城陽（城陽街道）站，比較分析近10年4—10月份降水量的變化，結(jié)果見圖2。由圖2可知，青島站、平度站和城陽站多年均值分別為530.5、576.9和508.3 mm，城陽較少。3站有相似的特征：前期較多，后期略少，2008年降水量最多，3站極大值出現(xiàn)在平度（866.7 mm），城陽次之（804.3 mm）;2015年是強厄爾尼諾年，3站降水量均為最少，極小值出現(xiàn)在平度（318.9 mm），城陽為322.3 mm;降水量最多年和降水量最少年差值較大，平度為544.4 mm，城陽為482.0 mm，超過或接近站點多年均值，說明青島市降水量年際差異明顯，易發(fā)生旱澇災害。

2.1.2 總降水量的區(qū)域分布。2008—2017年青島市4—10月份各站總降水量在388.2 mm（棘洪灘）～672.5 mm（黃島）（圖3），城陽區(qū)各站總降水量平均為467.4 mm，較青島其他區(qū)市站明顯偏少，說明城陽區(qū)較干旱，需要加強農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和增加人工影響天氣作業(yè)次數(shù)。其中，棘洪灘站降水量最少，這與該站數(shù)據(jù)截選時段較短有關(guān)。

2.1.3 暴雨次數(shù)的逐年變化趨勢。分析青島站、平度站和城陽站（城陽街道）2008—2017年4—10月份暴雨次數(shù)（24 h降水超過50 mm）的變化，結(jié)果見圖4。由圖4可知，3站有一定共性：2008年暴雨次數(shù)較多，2015年無暴雨。3站暴雨次數(shù)也存在差異，城陽站除2016年外，其他年份暴雨次數(shù)均偏少，有4年未出現(xiàn)暴雨。

2.1.4 暴雨次數(shù)的區(qū)域分布。統(tǒng)計青島市2008—2017年4—10月份各站累計暴雨次數(shù)在7次（棘洪灘）～23次（黃島）（圖5），城陽各站平均暴雨次數(shù)為12次，較青島市其他區(qū)市偏少。說明城陽區(qū)具有一定地理位置優(yōu)勢，暴雨災害發(fā)生較少。筆者對短時強降水未做詳細分析，有研究指出，膠州灣對強對流天氣有削弱作用，使得青島市區(qū)強對流天氣少于膠州、膠南[5]，城陽西部的河套、紅島、上馬、棘洪灘街道地勢平坦，多鹽堿濕地[6]，強對流天氣較東部多，強降雨難以快速排出，易形成積澇，即使日降水沒有達到暴雨級別，也需加強對短時強降水防御的重視。

2.2 氣溫

2.2.1 年平均氣溫。青島市各站年平均氣溫在12.5 ℃（萊西）～14.0 ℃（嶗山）（圖6a），溫差小，呈現(xiàn)南高北低、環(huán)膠州灣區(qū)域較低的特點;城陽區(qū)各站年平均氣溫為13.6 ℃。青島市各站夏季平均氣溫（圖6b）在23.6 ℃（奧帆基地）～25.6 ℃（棘洪灘），呈現(xiàn)北高南低、南部沿海及環(huán)膠州灣偏低的特點，這與海水對氣溫的調(diào)節(jié)作用有關(guān)，青島沿海具有海洋性氣候的特點;城陽區(qū)各站夏季平均氣溫較高，在24.3℃（紅島）～25.6 ℃（棘洪灘）。青島市各站冬季平均氣溫（圖6c）在-1.1 ℃（萊西）～2.3℃（奧帆基地），呈現(xiàn)南部高、北部低的特點;城陽區(qū)各站冬季平均氣溫在0 ℃（上馬）～0.7 ℃（流亭）。青島市各站平均氣溫的特征表明，青島市屬于溫帶大陸性氣候，北部四季分明，大陸性氣候特征明顯;南部沿海地區(qū)海洋性特征明顯，冬暖、夏涼;城陽區(qū)氣候特征有明顯的區(qū)域差異，膠州灣北部沿海區(qū)域海洋性特征明顯，其他區(qū)域四季分明。

2.2.2 夏季平均最高氣溫和冬季平均最低氣溫。由圖7a可見，青島市各站夏季平均日最高氣溫在26.2 ℃（奧帆基地）～31.0 ℃（城陽），呈現(xiàn)北高南低、南部沿海較低的特點，高低值差約5 ℃，差異明顯;城陽區(qū)各站夏季對太陽輻射敏感，高溫較高，在28.8 ℃（紅島）～31.0 ℃（城陽），甚至比青島北部平度、萊西站更高，可能由于城陽區(qū)均為區(qū)域自動站，觀測環(huán)境多在城區(qū)，城市效應[7]明顯，也與城陽區(qū)的地形有關(guān)。由圖7b可見，青島市各站冬季平均日最低氣溫在-5.7 ℃（萊西）～-0.3 ℃（奧帆基地），呈現(xiàn)南高北低的特點，溫差約5 ℃;城陽區(qū)各站冬季最低氣溫偏低，在-4.9 ℃（城陽）～-3.3 ℃（流亭），與周邊站點溫度分布規(guī)律一致;青島北部平度、萊西站大陸性氣候特征顯著，以青島站和奧帆基地站為代表的南部沿海區(qū)域海洋性特征顯著。

2.2.3 年平均日較差。由圖7c可見，青島市各站年平均日較差在5.3 ℃（奧帆基地）～11.4 ℃（城陽），呈現(xiàn)北高南低、南部沿海較低的特點。城陽區(qū)各站氣溫日較差明顯偏高，在8.7 ℃（紅島）～11.4 ℃（城陽），且城陽站溫差比北部的內(nèi)陸站平度站（10.0 ℃）和萊西站（10.6 ℃）更顯著。分析同緯度同時段相鄰地區(qū)日較差差異的原因主要有以下幾方面：①地形因素。城陽區(qū)東部為嶗山，西部的膠州屬丘陵地形，多山，城陽位于中間的凹地，一般凹地地形區(qū)風速較小，夜間輻射降溫明顯，白天日照升溫快，日較差大[8]。②下墊面性質(zhì)。膠州灣北岸沿海的紅島站與城陽其他內(nèi)陸站有明顯差異。③濕度小。城陽區(qū)除環(huán)膠州灣北岸沿海區(qū)域多霧以外，其他區(qū)域濕度小、霧日少，天氣晴朗也是日較差明顯的重要原因[9]。

2.3 濕度

青島市各站一年中夏季相對濕度最大（圖8），春季相對濕度最小，這與降水的季節(jié)性差異有關(guān)，汛期主要集中在夏季以及秋初，冬春季節(jié)降水較少。春季、夏季青島站和奧帆基地站相對濕度大，且春夏2季也是各站相對濕度差值最顯著的季節(jié)，與青島霧季發(fā)生在4—7月相吻合。霧季，南部沿海多海霧;秋季和冬季青島市主導風向轉(zhuǎn)為西北風，來自渤海的水汽輸送和青島北部強的夜間輻射降溫都增大了水汽的飽和度，相對濕度大。城陽區(qū)除城陽站秋季外，其他季節(jié)相對濕度較低，這與城陽區(qū)白天升溫快、夜間輻射降溫明顯的特征相吻合。 城陽區(qū)相對濕度較低與其特殊的地形特征相關(guān)。春夏季節(jié)，青島市以東南風為主導風向，城陽區(qū)位于嶗山北麓，焚風效應造成山前濕潤多雨[10]，山后濕度較低。秋冬季節(jié)，西北風攜帶的來自渤海的水汽在南下過程中損耗，致使城陽東部相對濕度較小，城陽的惜福鎮(zhèn)、夏莊站和嶗山站表現(xiàn)明顯。相對濕度較低也使得城陽東部冬春季節(jié)森林防火壓力要高于嶗山南麓。

2.4 年平均風速

青島市各站年平均風速除紅島站較大，為5.8 m/s以外，其他站風速在1.0～3.8 m/s，南部沿海以及環(huán)膠州灣站風速偏大（圖9）。城陽區(qū)各站除紅島沿海站較大外，其余站風速偏小，這可能與城陽凹地的地形特征有關(guān)。

3 氣象防災減災建議與措施

相比青島其他區(qū)市，城陽區(qū)年降水量偏少，暴雨發(fā)生次數(shù)也偏少，降水造成的災害較其他區(qū)市低。由于嶗山對水汽的阻擋，一年四季相對濕度偏低，白天升溫快，夜間輻射降溫明顯，四季分明，這在青島各區(qū)市中尤為突出。城陽東部山區(qū)偏低的相對濕度增加了森林防火的壓力。

3.1 重視城區(qū)排澇工程建設(shè)

城陽區(qū)的位置優(yōu)勢使得其暴雨發(fā)生頻次較其他區(qū)市偏低，但是對短時強降水和暴雨仍需重視。城陽區(qū)東部是低山丘陵區(qū)，西面相鄰的膠州也多低山，城陽區(qū)多平原，特別是膠州灣北部的河套、紅島、棘洪灘地勢平坦，對持續(xù)性降水和短時強降水的吸收和分流能力較低，造成內(nèi)澇風險大，在城市建設(shè)過程中需要重視城陽西部城市排澇工程建設(shè)。

3.2 預防夏季高溫

城陽區(qū)氣溫年較差、日較差均很明顯，這是由于其特殊的地形特征決定的。在城市運行方面，夏季需要關(guān)注戶外作業(yè)人員防暑降溫。

3.3 預防森林火災

一般森林火險等級與氣溫、風速、相對濕度、降水有關(guān)。城陽區(qū)白天升溫快，風速偏小，空氣相對濕度偏低，這些因素都會造成城陽區(qū)森林火險等級較其他區(qū)市高，因此需要對森林防火提出更高的要求。特別是在青島森林高火險期，處于嶗山北麓的夏莊街道、惜福鎮(zhèn)街道較其他區(qū)市面臨更大的防火壓力，尤其應加強預防。

3.4 采取人工影響天氣措施

城陽區(qū)人工影響天氣辦公室進行天氣干預的主要方式有增雨和消雹，采用的技術(shù)手段有發(fā)射火箭彈、高炮、燃燒爐燃燒煙條和飛機播撒干冰等。

城陽區(qū)東部林區(qū)多，空氣相對濕度小，通過人工增雨可增加降水量，降低林區(qū)火險等級。另外，在林火發(fā)生時，可在適當時機采用人工增雨措施撲滅林火。

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