許云　王志偉　欒青

摘 要：利用山西省108個(gè)地面氣象臺站觀測的日積雪資料，研究分析了建站以來至2015年我省年最大積雪深度極大值的空間分布特征；同時(shí)，用耿貝爾分布模型推算了山西省各地重現(xiàn)期為30，50，100年一遇的最大積雪厚度極值。

關(guān)鍵詞：山西??；最大積雪深度；重現(xiàn)期；理論極值

中圖分類號：P468.0+25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.024

隨著特大干旱、暴雨洪澇等多年一遇，甚至百年一遇的極端天氣氣候事件不斷發(fā)生，對社會的影響也越來越大，特別是近10年來表現(xiàn)得尤為突出。因此，分析氣候極值變化和推算氣候極值具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在建筑工程設(shè)計(jì)中，最大積雪厚度作為影響建筑結(jié)構(gòu)安全的主要?dú)庀髤?shù)之一，可以用于推算雪荷載對建筑物的影響及破壞能力。山西省地處黃土高原，為不穩(wěn)定積雪區(qū)，四面環(huán)山，中間有從南到北的斷陷盆地，溝壑交錯(cuò)，地形極其復(fù)雜，海拔在300～3 000 m之間，天氣氣候特殊。2009-11-09—2009-11-12，山西省出現(xiàn)了超歷史極值的大暴雪天氣過程，28個(gè)縣（市）積雪深度達(dá)20～30 cm。這給交通生產(chǎn)、設(shè)施農(nóng)業(yè)和市政設(shè)施等造成嚴(yán)重影響。因此，分析研究我省最大積雪深度分布情況和合理估算最大雪深再現(xiàn)期，為防災(zāi)減災(zāi)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考，意義重大。

就目前而言，國內(nèi)外在極端氣象參數(shù)的分析中，公認(rèn)較為出色的是耿貝爾分布（又稱為第I型極值分布）模型，并在暴雨、冰雹等多種氣象災(zāi)害預(yù)測中得到應(yīng)用。本文利用我省的日積雪資料，研究分析了最大積雪深度極大值的空間分布特征；同時(shí)，用耿貝爾分布模型推算了我省各地重現(xiàn)期為30年、50年、100年的最大積雪深度極值。

1 數(shù)據(jù)來源

本文使用數(shù)據(jù)為山西省108個(gè)地面氣象臺站觀測的日積雪深度資料，數(shù)據(jù)由山西省信息中心提供，其中歷年最大積雪深度數(shù)據(jù)按每年7月份到次年6月份間的最大積雪深度統(tǒng)計(jì)。

2 研究方法

耿貝爾分布是極值漸進(jìn)分布的一種理論模式，其概率分布函數(shù)為：

3 研究結(jié)果

3.1 各站年最大積雪深度極大值特征

統(tǒng)計(jì)山西省各地面觀測臺站建站以來年最大積雪深度極大值出現(xiàn)年份（圖1）發(fā)現(xiàn)：2009年57個(gè)站出現(xiàn)有歷史觀測記錄以來的極大值，1965年和2005年有6個(gè)站出現(xiàn)有記錄以來年積雪厚度極大值，1978年和1989年分別有5站出現(xiàn)歷史極大值，1987年、1994年、2003年和2007年有4站出現(xiàn)歷史極大值。不難發(fā)現(xiàn)，大部分臺站年最大積雪厚度極大值出現(xiàn)在2000年以后，這與近幾年極端天氣氣候事件不斷發(fā)生相吻合。

山西省各臺站年最大積雪深度極大值分布如圖2所示。由圖2可知，我省年最大積雪深度極大值分布呈現(xiàn)出明顯的空間差異，在太行山和呂梁山存在三個(gè)大值區(qū)域，可能與當(dāng)?shù)氐奶厥獾匦螌μ鞖庀到y(tǒng)和水汽的影響有關(guān)，即西部呂梁山對天氣系統(tǒng)有阻擋作用，東部太行山對天氣系統(tǒng)有雙重作用，既可對東路濕空氣產(chǎn)生阻擋作用，又同時(shí)對西路天氣系統(tǒng)有動力抬升作用。年最大積雪深度極大值介于13～48 cm之間，大多數(shù)站的極大值在13～25 cm之間，中南部的東部地區(qū)極大值在25 cm以上，最大值出現(xiàn)在平定（48 cm），最小值出現(xiàn)在河曲（13 cm）。

3.2 各站年最大積雪深度極大值特征

本文利用耿貝爾分布分別擬合計(jì)算了各臺站年最大積雪

深度不同重現(xiàn)期的理論極值，圖3給出了重現(xiàn)期為30年、50年和100年的年最大積雪深度極值空間分布圖。由圖可看出：重現(xiàn)期為30年和100年的空間分布類似，最大中心主要位于陽泉、昔陽一帶，最小中心主要位于運(yùn)城西南部，中南部東部地區(qū)明顯大于其他地區(qū)；重現(xiàn)期30年理論極值為介于12.1～29 cm之間；重現(xiàn)期100年理論極值介于15.3～37.2 cm之間；重現(xiàn)期50年理論極值介于13.4～32.5 cm之間，最小中心同樣出現(xiàn)在運(yùn)城西南部，但極值最大中心區(qū)域面積（大于25 cm）比30年和100年明顯增大，全省大部分地區(qū)理論極值在20 cm以上。

4 結(jié)論

得出的將誒論有以下三點(diǎn)：①有觀測記錄以來，大部分臺站年最大積雪厚度極大值出現(xiàn)在2000年以后，2009年更有57個(gè)站出現(xiàn)有歷史觀測記錄以來的極大值。②山西省年最大積雪深度極大值分布呈現(xiàn)出明顯的空間差異，在太行山和呂梁山存在三個(gè)大值區(qū)域，可能與當(dāng)?shù)氐奶厥獾匦螌μ鞖庀到y(tǒng)和水汽的影響有關(guān)。③本文利用耿貝爾分布分別擬合計(jì)算了各臺站重現(xiàn)期為30年、50年和100年的年最大積雪深度極值，最小中心主要位于運(yùn)城西南部，中南部東部地區(qū)明顯大于其他地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱瑞兆.應(yīng)用氣候手冊[M].第1版.北京：氣象出版社，1991：77-86.

[2]惠英，李棟梁，王文.河套及其鄰近不穩(wěn)定積雪區(qū)積雪日數(shù)時(shí)空變化規(guī)律研究[J].冰川凍土， 2009，31（3）：446-456.

[3]趙桂香，李韜光，范衛(wèi)東，等.山西省大雪以上天氣氣候特征分析研究[C]//第27屆中國氣象學(xué)會年會應(yīng)對氣候變化分會場——人類發(fā)展的永恒主題論文集.北京：2010.

[4]劉廣海，謝如鶴.基于耿貝爾分布的高溫參數(shù)模型的分析與確定[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2009，8（4）：83-86.

[5] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50009—2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：許云，女，山西左權(quán)人，理學(xué)碩士，2010年畢業(yè)于中國氣象科學(xué)研究院，工程師，主要從事設(shè)施和特色農(nóng)業(yè)氣象工作。

〔編輯：胡雪飛〕