岢岚县汛期降水特征分析

岢岚县汛期降水特征分析

康利军1，管丽晶2，张润英3

（1、3.山西省岢岚县气象局，山西岢岚036300；

2.山西省五寨县气象局、山西五寨036200）

摘要：利用岢岚县40年降水资料，采用线性拟合、滑动平均、气候倾向率、降水量距平百分率等方法分析了岢岚县多年降水变化特征，结果发现：近40ａ年降水量整体上呈稳定增加的变化趋势，但增加的趋势并不明显。40a主汛期降雨量占到了汛期总降雨量的64％，汛期约每10年可增加10.0降水量。相应的，40a的年平均降水日数为85.9天，近 40ａ年的降水日数整体上也呈缓慢增长的趋势。降水量年变化曲线呈单峰型，主汛期为7～8月份，汛期旱涝与全年旱涝呈很好的对应关系，汛期旱涝对全年旱涝起着决定性作用。暴雨全部发生在汛期，暴雨直接导致涝灾的发生。

关键词：汛期；降水量；特征

引言

岢岚县地处晋西北山区，季风气候明显，雨热同期，汛期（6～9月）降水量348.69mm，占全年降水量的74.36%，汛期降水量的多少直接影响着年降水量的多少和旱涝分布，针对汛期降水的研究非常有意义。关于汛期降水，许多学者已进行了很多研究，如王立静[1]研究滨州市汛期降水的基本特征及年际年代际差异；张丽秀[2]研究表明近百年来武汉市有2个旱涝事件多发时段，出现在20世纪30年代中期以前和60年代以后；刘家庄[3]的研究表明在多雨时期也出现降水异常变化，即某一时段降水稀少出现干旱天气，而另一时段缺雨水过多集中形成洪涝。本文通过对汛期降水气候特征的分析,揭示出对预报业务有应用价值的规律。

1 资料和方法

山西省汛期是指每年的6月1日～9月30日。所用资料为岢岚国家气象站1981-2020年逐月降水资料。选取的要素有年降水量、年降水日数，其中以24小时降水量超过阈值0.1mm判定为一个降水日。

文中使用的分析方法主要有线性拟合、滑动平均、气候倾向率、降水量距平百分率法进行统计分析。线性拟合是一种寻找变量间的关系的数学方法，在气象学中常用来研究自变量（解释变量）与因变量（被解释变量)之间存在内在联系,两者之间的关系函数称为线性拟合方程。评定降水量是否异常时，应用降水量距平百分率法，将降水类型分为5个等级，即M≥50%异常偏多、25%≤M＜50%偏多、-25%＜M＜25%正常、-50%＜M≤-25%偏少、M≤-50%异常偏少。

2 降水量变化特征分析

2.1年降水量总体变化趋势

岢岚县1981-2020年降水量变化趋势见图1。40a的年平均降水量为467.3mm。其中，最大值出现在2013年，降水量为709.2mm；最小值出现在2006年，降水量为274.5mm。从40a岢岚县降水变化趋势来看，该县年降水量总体上呈稳定增加趋势，但增加的趋势均不明显，可用线性方程y=1.9129x+428.12拟合。增加的气候倾向率为19.1mm/10a。由图1可见，近十年岢岚县年降水呈增加趋势。

图1 岢岚县1981-2020年降水量年际变化及趋势分析

2.2 汛期降水变化趋势

从图2可以看出，1981-2020年岢岚县汛期降水量基本在350mm左右。其中，1981-2020年岢岚县汛期降水量最大值出现在2013年，降水量为622mm，最小值出现在2006年，降水量为186.5mm。40年的汛期平均降水量为348.7mm。从40a汛期降水变化趋势来看，该地区汛期降水总体上呈稳定增加趋势，其可用线性方程y=1.009x+328.01拟合。增加的气候倾向率为10.0mm/10a，即岢岚县约每十年可增加降水量10.0mm。采用降水量距平百分率，在40年历史样本资料中，有62.5%的年份汛期降水量属于正常，有15%的年份属于偏多，有20%的年份属于偏少，有2.5%的年份属于异常偏多，无异常偏少。由此可见，岢岚县大多数年份汛期降水量正常，但不同年代间汛期旱涝分布不同，偏旱的年份比偏涝的年份稍稍偏多，大涝的几率明显多于大旱的几率，大涝的发生概率约40年一遇。

图2   岢岚县1981-2020年汛期降水量年际变化及趋势分析

2.3主汛期降水变化趋势

图3显示的是岢岚县1981-2020年主汛期降水量的变化趋势。从图中可以看出，1981-2020年主汛期降水量年际波动幅度较大，其中，最大值出现在2010年，降水量为367.3mm，最小值为2002年的54.7mm。从40a汛期降水变化趋势来看，该地区汛期降水总体上呈稳定增加趋势，其可用线性方y=1.1525x+199.74。增加的气候倾向率为11.5mm/10a，即岢岚县约每年可增加11.5mm降水量。

图3   岢岚县1981-2020年主汛期降水量年际变化及趋势分析

2.4降水日数变化趋势

在众多降水的因子中，除降水量外，还有一个很重要的因子就是降水天数。图4给出了1981-2020年岢岚县降水日数的年变化趋势。由图4可知年降水日数变化幅度也较大。在降水日数较多的年份，其年降水日数高达108d；在降水日数较少的年份，其年降水日数为65d；40a的年平均降水日数为85.9。从40a的变化趋势来看，年降水日数整体上呈缓慢增长的变化趋势，其可用线性方程y=0.0889x+84.127来拟合，降水日数以0.9d/10a速率缓慢增加。

图4 岢岚县1981-2020年降水日数变化图

2.5 汛期与非汛期、主汛期与非主汛期降雨量占比

图5显示了岢岚县1981-2020年40年汛期降水量与非汛期降水量比例图、主汛期降水量与6月和9月降水量比例图，从图中可以看出，岢岚县近40年的降水主要集中在汛期，占到年降水总量的75%，在汛期中，主汛期降水量占汛期降水量的64%。说明岢岚县年降水主要集中在汛期，在汛期中又主要集中在主汛期（7～8月），具有明显的温带大陆性气候特点。

图5  岢岚县汛期与非汛期降水量比例图

图6  岢岚县主汛期与6月和9月降水比例图

3 汛期降水量与年降水量的关系

岢岚县降水量分布季节明显，春季71.02mm，占全年降水量15.1%，夏季288.48mm，占全年降水量61.5%，秋季101mm，占全年降水量21.4%，冬季8.4mm，占全年降水量1.8%。夏季降水量的多少直接影响到年降水量的多少。从40年各月平均降水量分布曲线图（图7）可以看出，岢岚县降水量分布呈单峰型，从6月份起降水明显增多，对应着汛期开始，7～8月份降水达到峰区，对应当地主汛期，9月份开始降水迅速减少，对应着汛期结束。

因汛期降水量占年降水量的7成以上，汛期旱涝也就基本决定着全年旱涝形势。以降水距平百分率为指标，将汛期降水和年降水分为5种旱涝类型，即M≥50%大涝、25%≤M＜50%偏涝、-25%＜M＜25%正常、-50%＜M≤-25%偏旱、M≤-50%大旱。分析汛期降水与年降水旱涝的对应关系表（表1）发现，在40年的资料中，汛期降水与年降水旱涝类型完全对应的有35年，符合率达87.5%；汛期大涝有1年，对应年降水量大涝有1年；汛期偏涝有6年，对应年降水量偏涝有3年，正常3年；汛期正常25年，对应年降水量正常有25年；汛期偏旱有8年，对应年降水量偏旱有6年，正常2年；汛期无大旱年。可见，汛期旱涝对全年旱涝起着举足轻重的作用。

图7 1981-2020岢岚县各月降水量占全年降水量的百分率

表1  1981-2020岢岚县汛期降水与年降水旱涝对应关系

4 汛期暴雨与洪涝灾害

汛期不仅降水集中，且多暴雨等强降水天气过程，暴雨是造成洪涝灾害的最直接原因。岢岚县1981-2020年共出现暴雨日22个，全部发生在汛期，主汛期内共计18个，占暴雨日数的81%，暴雨最早出现在5月26日，最晚出现在9月23日。雨季江河出现大汛，农田积水内涝等洪涝灾害与暴雨密不可分，可以说是暴雨致涝的最主要原因。首先是暴雨频降最易形成洪涝灾害，如2007年8月的暴雨，造成同期降水明显偏多，涝灾明显。

与旱涝灾害的年代发生趋势相对应，暴雨的发生存在着不同年代连续多发或者连续少发的特点。20世纪80年代暴雨发生次数为5，暴雨偏少，气候偏旱；20世纪90年代雨涝发生最为频繁，暴雨发生次数为7，对应着暴雨频发；2001年-2006年气候偏旱，暴雨锐减，暴雨次数为0；07-10年4年间出现5次暴雨，整体气候较为湿润，2011-2020年10年间出现5次暴雨，且暴雨呈现间隔分布，整体气候较为湿润，后期暴雨偏多，例如：2017年7月出现2次暴雨。

5 结论

（1）岢岚县1981-2020年的年降水量、汛期年降水量、主汛期年降水量总体上呈稳定增加变化趋势，但增加的趋势均不明显，增加的气候倾向率分别为19.1mm/10a、10mm/10a、11.5mm/10a；年降水量最多为709.2mm，最少为274.5mm；汛期降水量最多为622mm，最少为为186.5mm；主汛期为降水量最多为367.3mm，最少为为54.7mmmm。汛期平均降水量占年平均降水量的7成以上，62.5%的年汛期降水量正常，但在年代、年际变化大，发生大涝的概率比发生大旱的概率多，大涝灾约40年一遇。

（2）岢岚县的年降水日数较多的年份，其年降水日数高达108d；在降水日数较少的年份，其年降水日数仅为65d；近40a的年降水日数整体上的缓慢增长变化趋势，降水日数以0.9d/10a倾向率逐渐增加。

（3）岢岚县降水量年变化曲线呈单峰型，主峰区为7～8月，对应当地主汛期7～8月份。

（4）汛期旱涝与全年旱涝呈很好的对应关系，旱涝类型完全符合率达87.5%，汛期旱涝对全年旱涝起着决定性作用。

（5）暴雨全部发生在汛期，暴雨的发生存在着不同年代间连续多发或者少发的特征，对应着气候的偏旱或偏湿，暴雨直接导致涝灾的发生。

参考文献

[1]王立静，魏敏，王凤娇等.近50年滨州市汛期降水特征分析及年际代际差异[J].安徽农业科学。2012.40（31）：1533-1535.

[2]张秀丽，郑祚芳，何金海.近百年武汉市主汛期降水特征分析[J].气象科技，2002（4）：5-12.

[3]刘家庄.贵州汛期降水特性分析[J].贵州师范大学学报：自然科学版，1989（1）：14-25.

作者简介：康利军（1994.3）男，汉族，山西省岚县人，本科，助理工程师，从事综合气象业务工作。工作单位：山西省岢岚县气象局，邮编：036300