李遠平，包訓(xùn)成，黃 潤

（皖西學(xué)院 a.資源環(huán)境與旅游管理學(xué)院；b.信息工程學(xué)院，安徽 六安 237012）

安徽省六安市暴雨氣候研究

李遠平a，包訓(xùn)成b，黃 潤a

（皖西學(xué)院 a.資源環(huán)境與旅游管理學(xué)院；b.信息工程學(xué)院，安徽 六安 237012）

利用安徽省六安市6個氣象站1958-2012年逐日降水資料，，采用空間內(nèi)插、趨勢分析、突變檢驗等方法，分析了六安市暴雨降水的時空特點和變化。結(jié)果表明，六安市暴雨年際變化大，變異系數(shù)達0.51，暴雨降水高度集中于汛期，7月是暴雨最頻繁的月份。平均暴雨量的空間分布自西向東減少，暴雨頻次由西南向東北減少。年暴雨量、暴雨頻次增加不顯著，非汛期暴雨量、暴雨頻次呈顯著減少趨勢，汛期強降水集中程度加大。非汛期暴雨量、暴雨頻次分布在1976、1973年發(fā)生減少突變。六安市旱澇等級與年暴雨量相關(guān)性良好，六安市洪澇多由集中強降水引起，旱年大多降水強度小，少暴雨。

暴雨降水量；暴雨頻次；暴雨強度；六安市

六安市位于安徽省西部，大別山北坡，境內(nèi)山地、丘陵、崗地占總面積的63%。北亞熱帶季風(fēng)氣候下，降水時空變率大，汛期降水集中。本區(qū)域是淮河流域年降雨量最大的地區(qū)和暴雨中心之一[1-2]，洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅居民的生命財產(chǎn)安全，成為當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展中的突出問題。

目前已有學(xué)者對暴雨氣候開展了卓有成效的研究工作[3-10]。主要是探討區(qū)域暴雨的大尺度環(huán)流背景及物理機制、暴雨降水的時空格局、暴雨日數(shù)分布的正態(tài)性等。有關(guān)淮河流域暴雨氣候的研究成果較少，更是未見六安市暴雨氣候研究的相關(guān)報道。本項研究主要探討暴雨降水的年際、季節(jié)分布，暴雨降水量和降水頻次的空間分布、變化趨勢、突變特征，以及暴雨降水和洪澇的關(guān)系等。以期深化對六安市暴雨氣候特征的認(rèn)識，為暴雨預(yù)報和防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)參考。

1 資料和方法

依據(jù)六安市金寨、霍山、舒城、壽縣、霍邱五縣和城區(qū)氣象站1958-2012年逐日降水資料，根據(jù)氣象業(yè)務(wù)部門的標(biāo)準(zhǔn)，24h累積降水量 （以北京時間20:00為界）≥50mm為暴雨。暴雨降水量為所有暴雨日降水量的總和，暴雨頻次為所有暴雨日數(shù)，暴雨平均強度為暴雨降水量與暴雨頻次之比。基于這些統(tǒng)計量，分析六安市暴雨的時間變化和空間分布，采用Mann-Kendall軼次相關(guān)檢驗法[11-15]進行暴雨降水的長期變化趨勢和突變點檢測，并對暴雨降水和六安市洪澇的關(guān)系進行分析。

2 六安市暴雨降水的時空分布與變化

2.1 暴雨降水的季節(jié)分布

六安市年暴雨降水量變化于57.6-771.67mm之間，最大值年（1991年）是最小值年（2001年）的13.4倍，多年平均值281.39mm，變異系數(shù)達0.51。從圖1、圖2可以看出，六安市暴雨降水高度集中于汛期，5-9月暴雨頻次占全年的87.87%，其中7月一月占全年的29.89%，為暴雨降水最頻繁的月份。冬季（12-2月）基本無暴雨。從表1可見，汛期暴雨降水量占全年暴雨量的90.27%，平均雨強81.86mm/d。六安市多年降水集中期在 32.64-46.31候，多年均值37.43候（7月上旬），說明六安市在降水集中的汛期，多發(fā)強降水，洪澇災(zāi)害的威脅很大。

表1 六安市1958-2012年平均年、汛期降水及暴雨降水

圖1 六安市暴雨降水量的年際和季節(jié)變化

圖2 六安市各月暴雨頻次占全年百分比

2.2 暴雨降水的空間分布

由多年平均暴雨量、暴雨頻次的空間分布（圖3）可以看出，平均暴雨量的分布由西向東減少，六安市城區(qū)暴雨降水量最少。而暴雨頻次的空間分布由西南向東北減少，與本區(qū)年降水量的空間分布特點一致，表現(xiàn)出南高北低、山區(qū)多于平原圩畈區(qū)的格局。說明在南部金寨、霍山等大別山腹地區(qū)，年降水量大，暴雨頻次多，但降水強度相對均勻，暴雨降水強度較小，北部年降水量相對較少，暴雨降水頻次少，但暴雨降水強度大。本區(qū)中平均暴雨強度最大的是霍邱，達100.04mm/d，最小的是舒城，為71.54mm/d。北部平原圩畈區(qū)地勢低平，排水不暢，在強降水的侵襲下，洪澇災(zāi)害的危害更大。以上結(jié)論與筆者先前關(guān)于本區(qū)降水集中性的研究以及其他學(xué)者關(guān)于淮河流域暴雨降水的研究[16]所得結(jié)果相一致。

2.3 變化趨勢分析

六安市年暴雨降水量呈不顯著增加趨勢，汛期暴雨量增加趨勢達到0.10顯著性水平，非汛期暴雨量的減少趨勢超過0.05顯著性水平。年、汛期暴雨頻次增加不顯著，而非汛期暴雨頻次減少趨勢通過0.01顯著性水平檢驗。這說明年暴雨量的增加主要表現(xiàn)為汛期暴雨量的增加，非汛期暴雨量則顯著減少。在非汛期暴雨頻次顯著減少的情況下，汛期暴雨頻次的增加導(dǎo)致年暴雨頻次的增加。六安市汛期強降水的頻次、強度呈增大趨勢，汛期強降水集中程度加大，這給氣象災(zāi)害預(yù)警與防洪排澇工作提出了更高要求。

圖3 六安市暴雨降水量（a）、暴雨頻次（b）空間分布

2.4 突變分析

對六安市年、汛期、非汛期暴雨降水量和暴雨頻次的突變分析發(fā)現(xiàn)，除非汛期暴雨量、非汛期暴雨頻次序列有突變發(fā)生外，其它序列未檢測出突變，結(jié)果見圖4。非汛期暴雨量在1976年發(fā)生減少突變，顯著性水平0.05。非汛期暴雨頻次的減少突變發(fā)生在1973年，顯著性水平0.01。本區(qū)域年降水量1972年發(fā)生增多突變，降水集中度（PCD）的增多突變始自1970年，這說明上世紀(jì)70年代以來，本區(qū)域降水不均勻性加劇，汛期發(fā)生集中強降水和洪澇災(zāi)害的幾率增大。

圖4 Mann-Kendall法對六安市非汛期暴雨降水量（a）、非汛期暴雨頻次（b）序列的突變檢測（直線為0.05顯著性水平臨界值）

3 暴雨降水和洪澇的關(guān)系

六安市降水時空分布不均導(dǎo)致旱澇災(zāi)害多發(fā)。已有研究表明[17-19]，用Z指數(shù)標(biāo)定各站旱澇等級、建立區(qū)域旱澇級別是比較符合實際的。一般而言，Z指數(shù)標(biāo)定的旱澇等級分為極澇、大澇、偏澇、正常、偏旱、大旱、極旱等7級，為便于直觀顯示，分別用3、2、1、0、-1、-2、-3表示。 基于六安市單站逐年Z指數(shù)標(biāo)值，建立區(qū)域旱澇等級：

式（1）中，Zi為各站的Z指數(shù)標(biāo)值；Ri為各站的降水量與區(qū)域平均面雨量的相關(guān)系數(shù)；ROUND則表示四舍五入到臨近的整數(shù)。由此建立六安市1958-2012年旱澇等級分布如圖5所示。

圖6顯示了六安市年暴雨量距平百分比的變化。旱澇等級和年暴雨量相關(guān)性良好，相關(guān)系數(shù)達0.7 3。分析發(fā)現(xiàn)，1958-2012年所有澇年平均暴雨量距平44.69%， 在極澇、 大澇年（1991、1983、2005年），暴雨量距平更是超出100%，這說明六安市洪澇多由集中強降水引起，當(dāng)暴雨距平超過20%時，則洪澇發(fā)生的可能性極大。旱年的平均暴雨距平為-40.49%，說明旱年大多降水強度小，少暴雨。正常年份的暴雨量大多徘徊在平均值附近，多年距平均值為-2.47%。

圖5 六安市1958-2012年旱澇等級

圖6 六安市1958-2012年暴雨降水量距平

4 結(jié)論

（1）六安市暴雨降水量年際變化大，變異系數(shù)達0.51。汛期暴雨量和暴雨頻次分別占全年的70.27%、87.87%，7月是暴雨降水最集中的月份。

（2）金寨、霍山等大別山腹地區(qū)，年降水量大，暴雨頻次多，降水強度相對均勻，暴雨降水強度較小，北部年降水量相對較少，暴雨降水頻次少，但暴雨降水強度大。北部平原圩畈區(qū)暴雨洪澇的危害更大。

（3）六安市年暴雨量的增加主要表現(xiàn)為汛期暴雨量的增加，非汛期暴雨量則顯著減少。在非汛期暴雨頻次顯著減少的情況下，汛期暴雨頻次的增加導(dǎo)致年暴雨頻次的增加。六安市汛期強降水的頻次、強度呈增大趨勢，汛期強降水集中程度加大。

（4）在年、汛期暴雨量和年、汛期暴雨頻次未發(fā)生突變的情況下，非汛期暴雨量、暴雨頻次分別在1976、1973年發(fā)生減少突變。

（5）六安市洪澇多由集中強降水引起，當(dāng)暴雨距平超過20%時，洪澇發(fā)生的可能性極大。旱年大多降水強度小，少暴雨。

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[責(zé)任編輯：李榮富]

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A

1674-1102(2014)03-0075-03

10.13420/j.cnki.jczu.2014.06.021

2014-02-24

安徽省高校省級自然科學(xué)重點項目 (KJ2011A274，KJ2012A276)；自然災(zāi)害過程與防控研究安徽省重點實驗室開放基金項目(ZH201306)；安徽省人文地理學(xué)重點學(xué)科項目資助。

李遠平(1978-)，女，安徽金寨人，皖西學(xué)院資源環(huán)境與旅游管理學(xué)院副教授，主要從事氣候變化及環(huán)境影響研究。