貴州西南部初夏突發(fā)性暴雨的時空分布特征分析

摘 要：基于2005—2019年貴州省西南部20個國家級地面氣象觀測站小時降水資料，分析了貴州西南部地區(qū)初夏暴雨及突發(fā)性暴雨的時空分布特征，利用T1-T0時刻降水量的躍增研究降水的突發(fā)性。結果顯示：（1）貴州西南部暴雨空間分布與地形關系密切；（2）貴州西南部突發(fā)性暴雨時空分布差異顯著，初夏（5—6月）是出現(xiàn)突發(fā)性暴雨躍增最顯著的時段。從日變化來看，突發(fā)性暴雨白天少、夜間多，21：00至翌日00：00是突發(fā)性暴雨的躍增顯著時段?？臻g分布整體呈現(xiàn)“東多西少”的特征，并有由東南向西北遞減的趨勢；（3）突發(fā)性暴雨出現(xiàn)站次分布與地形相關性比較明顯，躍增量等級大時，主要出現(xiàn)在地形較低的東南部和北盤江流域的低洼河谷一帶。

關鍵詞：突發(fā)性暴雨；時空分布；地形；特征分布

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-04

暴雨是我國常見的氣象災害之一，許多研究者對國內暴雨天氣及氣候變化的研究取得了一定成果[1-2]。部分研究者對我國西南地區(qū)的暴雨問題進行了深入的探討，其中，鄒松佐等[3]利用CAM5對亞熱帶東亞地區(qū)夏季降水和低層風的晝夜循環(huán)進行數(shù)值模擬，揭示了東亞觀測到的晝夜降雨變化的物理原因；盧瑞荊等[4]

認為，暴雨在緩解旱情中起著舉足輕重的作用，但若暴雨的強度大、時間集中，則容易引起局部的山洪、洪澇等災難，嚴重損害人們的生命和財產；嚴小冬等[5]、伍紅雨等[6]、劉益蘭等[7]分別采用模糊聚類分析、EOF 分析、二項系數(shù)法、滑動平均、功率譜分析、合成分析等氣象統(tǒng)計分析方法，對貴州地區(qū)的降水狀況進行了深入研究，得出了貴州降水場的典型時間變化特點。以往對貴州降水的研究主要集中于暴雨個例和降水異常的環(huán)流背景方面，對于貴州突發(fā)性暴雨時空變化特征的研究較少。對此，通過對貴州暴雨及突發(fā)性暴雨的時空分布特征進行系統(tǒng)的分析，為暴雨預報提供天氣、氣候的時空背景資料，為氣象防災減災工作提供科學參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

貴州省地屬中國西南部，北鄰重慶、四川，南接廣西，東連湖南，西毗云南。省會為貴陽市，轄6個地級市（貴陽市、六盤水市、安順市、遵義市）、3個自治州（黔東南自治州、黔南自治州、黔西南自治州）。當前，全省共計覆蓋有84個國家級常規(guī)自動觀測站和3 302個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級常規(guī)自動氣象觀測站。所研究的區(qū)域：貴州西南部定義為黔南州的羅甸縣、惠水縣、長順縣，安順市，六盤水市，黔西南州的區(qū)域。貴州西南部地形上呈西北高、東南低的特征，平均海拔1 546 m，山地地形居多。

1.2 資料介紹

使用的資料：CIMISS資料，收集2005—2019年20個國家級自動氣象站逐小時的降水數(shù)據(jù)，統(tǒng)計24 h累計降水量、3 h累計降水量、1 h累計降水量、1 h最大降水量及T0-T1時刻降水量的躍增數(shù)據(jù)等。

1.3 統(tǒng)計標準

（1）暴雨的劃分和選取標準：24 h降水量達50.0～99.9 mm的稱暴雨，降水量達100.0～249.9 mm為大暴雨，降水量達250.0 mm以上稱特大暴雨。日界規(guī)定為08：00至翌日08：00。

（2）突發(fā)性暴雨的統(tǒng)計標準：參考中國國家氣象局武漢暴雨研究所對西部山地突發(fā)性暴雨的定義，將出現(xiàn)突發(fā)性暴雨的時次定義為發(fā)生在西部山地的、降水區(qū)域直徑＜200 km、1 h累計降水量≥20 mm且3 h累計降水量≥50 mm的強降水。

（3）突發(fā)性暴雨頻次及暴雨頻次：統(tǒng)計時間段內突發(fā)性暴雨及暴雨發(fā)生的次數(shù)。

（4）躍增量指的是：T1-T0（T0：開始降雨的第一個小時，T1：T0 時的后一個小時）時刻降水量，并且將小時降水躍增量每大于10 mm作為一個等級。

2 貴州西南部初夏暴雨的時空分布特征

2.1 時間變化特征

統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，2005—2019年貴州西南部夏季暴雨出現(xiàn)最多。貴州西南部共出現(xiàn)了1 207站次暴雨天氣，其中，132站次大暴雨，3站次特大暴雨。平均每年有80.5站次的暴雨發(fā)生。初夏（5—6月），貴州西南部共出現(xiàn)611站次暴雨（占暴雨總站次的50.6%）。暴雨站次出現(xiàn)最多的是在6月，12、2月沒有暴雨天氣發(fā)生，暴雨主要多發(fā)的時段則是5—9月，其中初夏（5—6月）的暴站次驟增最為明顯且發(fā)生頻率最高。

2.2 空間變化特征

從貴州西南部2005—2019年各站點暴雨站次空間分布圖（圖1）可看出，暴雨發(fā)生最多的站點是六盤水市的六枝縣，共發(fā)生74站次；暴雨發(fā)生最少的站點是水城縣，僅39次。

暴雨發(fā)生站次多發(fā)區(qū)域有3個：一是以六枝—晴隆為中心的多發(fā)區(qū)，平均海拔接近1 500 m，屬于較高海拔的暴雨中心。該區(qū)域為“喇叭口”地形，當暖濕氣流流入“喇叭口”谷地，由于兩側高山阻擋，氣流突然收縮，引起強烈上升運動，增加了暴雨天氣發(fā)生的可能性。二是以紫云為中心的暴雨多發(fā)中心，該區(qū)域屬于中低海拔區(qū)域。其位于西太平洋副熱帶高壓季節(jié)性的活動范圍內，受到西太平洋副熱帶高壓東進西退、南落北抬的影響，從而暴雨天氣次數(shù)明顯較多。三是以望謨—冊亨一帶為中心的暴雨多發(fā)中心，該區(qū)域屬于低海拔區(qū)域，平均海拔在600 m以下。中低層850～700 hPa高度的低空急流軸常位于該中心附近，水汽相當豐富，當該區(qū)域處于低空急流軸左側輻合區(qū)時有利于暴雨天氣的生成和發(fā)展。

2005—2019年初夏（5—6月）貴州西南部暴雨發(fā)生最多的站點是安順市紫云縣（41次），暴雨發(fā)生最少的站點是六盤水市水城縣（16次）。初夏暴雨站次變化整體趨勢是由東南至西北向為軸線中心向兩邊逐級遞減的，其中以紫云—望謨—羅甸為中心的暴雨站次最多，六盤水水城附近最少。

3 突發(fā)性暴雨的時空分布特征

3.1 突發(fā)性暴雨的時間分布特征

3.1.1 年、月際變化特征

2005—2019年貴州西南部突發(fā)性暴雨站次總數(shù)達529次，平均每年有35站次突發(fā)性暴雨發(fā)生。其中，6月突發(fā)性暴雨站次最多，突發(fā)性暴雨比較集中的時段為初夏（5—6月），共發(fā)生313站次，占全年突發(fā)性暴雨站次的59.2%，是出現(xiàn)突發(fā)性暴雨躍增最顯著及發(fā)生站次最多的時段。平均每年有20站次以上的突發(fā)性暴雨發(fā)生。

3.1.2 日變化特征

00：00～01：00是突發(fā)性暴雨發(fā)生最多的時段，08：00～09：00、15：00無突發(fā)性暴雨發(fā)生，這與貴州省夜間多雨、白天少雨的氣候態(tài)分布特征一致。細分可知，從21：00至翌日01：00是突發(fā)性暴雨的驟增顯著時段。得出，2005—2019年5—6月突發(fā)性暴雨的日變化為白天少、夜間多，且午夜至凌晨為高發(fā)時段。同時，各年的突發(fā)性暴雨均呈現(xiàn)出白天少、夜間多的明顯特征，并且傍晚至凌晨是突發(fā)性暴雨的驟增時段也是高發(fā)時段，尤其是21：00至翌日04：00，占全天突發(fā)性暴雨站次的比重達74%以上。

3.2 突發(fā)性暴雨的空間分布特征

3.2.1 突發(fā)性暴雨年空間分布特征

對比間隔5年的突發(fā)性暴雨空間分布情況（圖2）可以得出，而中北部及東南部為突發(fā)性暴雨發(fā)生的高頻次地帶，而西部及東北部則為突發(fā)性暴雨發(fā)生的低頻次地帶。此外，2005—2019年突發(fā)性暴雨站次的總體空間分布情況，依舊顯示出由東南向西北遞減的趨勢，與每間隔5年的突發(fā)性暴雨站次的空間分布對應較為一致。

3.2.2 小時降水躍增各等級站次空間分布特征

從統(tǒng)計結果來看，2005—2019年5—6月該研究區(qū)域突發(fā)性暴雨最大躍增量平均達59.6 mm/h，最大躍增量出現(xiàn)在安順市平壩縣，1 h躍增量達98.6 mm，出現(xiàn)時間在2019年5月25日23：00—26日00：00。從表1可知，本研究區(qū)域突發(fā)性暴雨躍增量≥10 mm的共計有1 901次，平均每個站點發(fā)生95次，黔西南州望謨縣達到躍增量≥10 mm的次數(shù)最多。

總體來說，貴州西南部主要形成了以黔西南望謨、黔南羅甸為突發(fā)性暴雨躍增明顯的高發(fā)中心，呈現(xiàn) “東南部多、西北部少”的分布特征。同時，突發(fā)性暴雨出現(xiàn)站次分布與地形相關性比較明顯，躍增量等級大時，主要出現(xiàn)在地形較低的東南部和北盤江流域的低洼河谷一帶。

4 結論

（1）2005—2019年貴州西南部暴雨時空分布差異顯著。時間上，暴雨站次峰值出現(xiàn)在6月，且12、2月沒有暴雨天氣發(fā)生。5—6月貴州西南部出現(xiàn)暴雨占暴雨總站次的50.6%，是暴雨站次驟增最為明顯的時段。空間上，六枝站暴雨最多（74次），水城站暴雨最少（39次）；初夏（5—6月），暴雨發(fā)生最多的是紫云縣（41次），發(fā)生最少的是水城縣（16次）。暴雨多發(fā)區(qū)有3個：六枝—晴隆區(qū)域、紫云為中心區(qū)域、望謨—冊亨一帶區(qū)域。

（2）2005—2019年貴州西南部突發(fā)性暴雨時空分布差異顯著。時間上，初夏（5—6月）是突發(fā)性暴雨比較集中的時段，是出現(xiàn)突發(fā)性暴雨躍增最顯著及發(fā)生站次最多的時段；從日變化來看，突發(fā)性暴雨白天少，夜間多?？臻g上，顯示出由東南向西北遞減的趨勢。

（3）利用T1-T0時刻降水量的躍增研究降水的突發(fā)性，得出：貴州西南部主要形成了以望謨、羅甸為突發(fā)性暴雨躍增明顯的高發(fā)中心，呈現(xiàn)“東南部多、西北部少”的分布特征。同時，突發(fā)性暴雨出現(xiàn)站次分布與地形相關性比較明顯，躍增量等級大時，主要出現(xiàn)在地形較低的東南部和北盤江流域的低洼河谷一帶。

參考文獻

[1] 鮑名，黃榮輝.近40年我國暴雨的年代際變化特征[J].大氣科學，2006（6）：1057-1067.

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[3] 鄒松佐，郭品文，沙天陽，等.利用CAM5.1模擬中國東部大規(guī)模城市化對東亞地區(qū)夏季大氣環(huán)流及降水分布的影響[J].氣象科學，2012，32（5）：473-481.

[4] 盧瑞荊，樊蘭峰.1961—2008年貴州暴雨時空分布特征[J].沙漠與綠洲氣象，2010，4（3）：17-21.

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[6] 伍紅雨，王謙謙.近49年貴州降水異常的氣候特征分析[J].高原氣象，2003（1）：65-70.

[7] 劉益蘭，帥士章.貴州降水變化趨勢特征分析[J].貴州氣象，2001（1）：10-12.

收稿日期：2024-06-11

基金項目：貴州省科技廳項目“黔西南突發(fā)致災暴雨的關鍵預報指標研究”（黔科合基礎-ZK［2023］一般457）。

作者簡介：李陽（1993—），男，貴州興義人，工程師，研究方向為氣象防災減災。#通信作者：王芬（1978—），女，江蘇睢寧人，高級工程師，研究方向為災害性天氣機理，E-mail：1043006358@qq.com。