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许昌市近50年暴雨特征分析

范文

王军徐如仕刘磊

摘要：本文首先利用许昌市1970—2019年降水资料，采用一元线性回归等数理统计方法，对近50年许昌市暴雨特征进行分析。结果表明：暴雨日数地理分布不均，年际暴雨日数和年降水量变化趋势不显著，年代暴雨日数呈波浪式变化，冬季没有暴雨，夏季暴雨最多（占暴雨总日数的74.8%）。其次，分析了暴雨的利弊，并对影响暴雨产生的天气系统进行归纳，为暴雨预报预警、开发利用水资源和防御洪涝灾害提供参考依据。

关键词：暴雨特征;灾害影响;影响天气系统

中圖分类号：P426.62文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）22-0154-03

Abstract： Firstly， based on the precipitation data of Xuchang City from 1970 to 2019， the characteristics of Rainstorm in Xuchang City in recent 50 years were analyzed by using mathematical statistics methods such as univariate linear regression. The results show that： the geographical distribution of rainstorm days is uneven， the change trend of annual rainstorm days and annual precipitation is not significant， the annual rainstorm days show wave type change， there is no rainstorm in winter， and the rainstorm in summer is the most （accounting for 74.8% of the total rainstorm days）. Secondly， the advantages and disadvantages of rainstorm were analyzed， and the weather system affecting rainstorm was summarized. It is hoped that the research in this paper can provide reference for rainstorm forecast and early warning， development and utilization of water resources and flood prevention.

Keywords： rainstorm characteristics;disaster impact;weather system impact

许昌市位于河南中部，辖长葛市、禹州市、鄢陵县、襄城县及建安区、魏都区，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同期。暴雨天气过程一方面为当地带来雨水，补充水资源;另一方面，又属重要的灾害性天气，易引发洪涝或次生灾害，造成农作物受灾或绝收，甚至造成人员伤亡。一些暴雨特征研究为本文的研究提供了技术方法[1-5]。本文针对许昌市近50年暴雨特征进行研究分析，为暴雨预报预警、开发利用水资源和防御洪涝灾害提供参考依据。

1 资料和方法

本文选取许昌市1970—2019年许昌国家基本气象站和4个一般气象站观测的近50年降水资料，采用一元线性回归等数理统计和天气学分析等方法，对当地暴雨特征进行研究分析。暴雨日以20：00至次日20：00的24 h降水量≥50 mm为标准。季节划分标准：每年3月至5月为春季，6月至8月为夏季，9月至11月为秋季，12月至次年2月为冬季。

2 暴雨分布特征

2.1 空间分布

统计各县（市）近50年累计暴雨日数可知，各地暴雨日数地理分布不均，存在西北部偏少、东部偏多的分布状况。地处西北部的禹州市（97 d）、长葛市（102 d）暴雨日数分别较全市平均暴雨日数少12.9%和8.4%，位于东部的鄢陵县（130 d）较全市平均暴雨日数多16.7%;地处中部和南部的许昌（115 d）和襄城（113 d）暴雨日数接近全市均值。全市年均暴雨日数为1.9～2.6 d，平均为2.2 d。

2.2 年代和年际变化

许昌市位于全市中部，其近50年暴雨日数接近全市平均值，具有代表性，因此选用许昌市国家基本气象站降水资料进行时间变化序列的数理统计。1970—2019年，许昌市累计出现115个暴雨日。统计各年代暴雨日数发现，其年代际变化呈波浪式变化（见图1），20世纪90年代为波谷，21世纪初为波峰，20世纪80年代为次波峰。20世纪70年代至80年代和20世纪90年代至21世纪初为上升趋势，其中20世纪90年代至21世纪初上升趋势最为显著;20世纪80年代至90年代和21世纪前10年为下降趋势。2000—2009年暴雨日数最多，达30 d，占近50年暴雨总日数的26.1%;1990—1999年暴雨日数最少，仅有18 d，占比15.7%。

分析近50年的降水数据可知（见图2），许昌市年降水量和年暴雨日数分布年际变幅均较大。年最大降水量为1 068.1 mm（2003年），最少为427.4 mm（1988年），最大是最少的2.5倍。暴雨日数最多的年份为2010年，共有6 d;有6年暴雨日数为0。年降水量变化呈略减少趋势，气候倾向率为-4.236 mm/10 a;年暴雨日数变化呈略增多趋势，气候倾向率为0.14 d/10 a，均未通过显著性检验，即变化趋势不显著。2010年以来，年暴雨日数与年降水量逐渐趋于正相关，两曲线的线性趋势线逐渐接近并重合，年暴雨日数多的年份，对应年降水量也偏多;年暴雨日数少的年份，年降水量也偏少，易发生干旱，特别是夏秋连旱。

2.3 季节与月际变化

许昌1970—2019年暴雨日数季节分布如图3所示。从图3可知，近50年，许昌市冬季没有暴雨;夏季暴雨最多，占暴雨总日数的74.8%;春季和秋季分别占15.6%和9.6%。分析近50年逐月暴雨日数可知（见图4），7月份暴雨日数最多，占暴雨总日数的33.0%;其次是8月份，占暴雨总日数的27.8%。7月和8月是近50年暴雨最易发生的时期，2个月暴雨日数占比达60.8%，也是许昌市主汛期的关键时期。12月、1月、2月没有暴雨;3月、10月暴雨日较少，占比仅有1.7%和0.9%。4—6月暴雨日逐渐增多，9月暴雨日数骤减。近50年暴雨日最早出现在3月上旬，最晚出现在10月下旬。

3 暴雨灾害

暴雨天气有利有弊。雨量大，能为暴雨落区提供大量的水资源。特别是干旱时期，暴雨过程往往能够彻底解除旱情。近年来，许昌市年暴雨日数与年降水量趋于正相关，说明暴雨天气多，年降水量也会增多。但是，暴雨天气造成的灾害或不利影响也特别突出。一般的暴雨天气会造成城乡局地内涝，严重的暴雨会引发洪涝及山体滑坡等次生灾害。根据统计，许昌市造成严重灾害的暴雨大部分是由连续性暴雨或特大暴雨引起的，主要集中在汛期（6—8月）。例如，2000年7月3—7日，禹州市7 d连续暴雨累计雨量达449.3 mm，超过年总降水量的50%，造成局地山洪和农田泽涝。2006年7月2日，长葛市一日降水量达335.9 mm，洪水冲毁农作物以及农田设施，造成严重损失。暴雨强降水引发洪涝及次生灾害，造成人员伤亡，房屋倒塌，大面积农作物受灾或绝收，冲毁公路桥涵，经济损失严重。

4 暴雨天气影响系统

通过对许昌市暴雨天气的归纳分析可知，不同层次的影响系统主要有对流层高层（200、300 hPa）的高空急流;对流层中低层（500、700、850 hPa）的副热带高压、中高纬西风槽、两高之间的辐合带、西南低涡、切变线、低空急流、台风低压等;边界层（925、1 000 hPa及地面）的辐合线、地面冷锋、暖倒槽等。其中，对占总暴雨日数75.8%的夏季暴雨影响最大的天气系統是副热带高压、中高纬西风槽、两高之间的辐合带、西南低涡、切变线、低空急流、台风低压。春、秋季以中高纬西风槽、地面冷锋引发的暴雨最多。

西风槽是产生降水的主要天气系统，由它引起的暴雨次数最多，占总次数的70%以上。副热带高压的进退是河南省雨季开始和结束的重要决定因素，也是豫中暴雨的重要影响系统。许昌市地处副热带高压西北边缘，特别是与低槽结合，极易出现暴雨。东北路径的西南涡和切变线引发的许昌暴雨天气过程也较为常见。

5 结论

利用1970—2019年降水资料，对许昌市近50年暴雨特征和气候特点进行分析，得出以下结论。

①近50年许昌市所辖县（市）暴雨日数地理分布不均，存在西北部偏少、东部偏多的分布状况。地处西北部的禹州市、长葛市暴雨日数分别较全市平均少12.9%和8.4%，位于东部的鄢陵县较全市平均多16.7%;地处中部和南部的许昌和襄城暴雨日数接近全市均值。全市年均暴雨日数为2.2 d。

②年际暴雨日数和年降水量变化趋势不显著。年代暴雨日数呈波浪式变化，20世纪90年代为波谷，21世纪初为波峰，20世纪80年代为次波峰。夏季暴雨日数最多，占暴雨总日数的74.8%;春季和秋季分别占15.6%和9.6%;冬季没有暴雨。7月份暴雨日数最多，其次是8月份，7月和8月暴雨日数占比达60.8%，也是许昌主汛期的关键时期。4—6月暴雨日数逐渐增多，9月暴雨日数骤减。

③暴雨天气有利有弊，有利的方面是提供大量水资源;不利的方面是造成灾害，导致内涝，引发洪涝或山体滑坡等次生灾害。

④通过对许昌市暴雨天气进行归纳分析可知，影响系统主要有副热带高压、中高纬西风槽、两高之间的辐合带、西南低涡、切变线、低空急流、台风低压等。

参考文献：

[1]郑劲光，邓建斌，蔡小琴.抚州市近50年暴雨气候特征[J].气象与减灾研究，2012（4）：64-68.

[2]王其英，仝文伟，李姝霞，等.开封近50年暴雨、大暴雨时空分布特征分析[J].河南科学，2010（10）：1322-1326.

[3]何萍，邵敏锋.滇中城市群主要城市暴雨特征分析[J].楚雄师范学院学报，2019（3）：139-146.

[4]杨浩，崔春光，王晓芳，等.气候变暖背景下雅鲁藏布江流域降水变化研究进展[J].暴雨灾害，2019（6）：565-575.

[5]胡倩，岳大鹏，赵景波，等.甘肃省近50年暴雨变化特征及其灾害效应[J].水土保持通报，2019（4）：68-75.

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