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探讨铜仁市城镇暴雨和短时强降水的关联性

2020-06-16 255 上传者：管理员

摘要：对2006—2018年铜仁市10个城镇4—10月短时强降水日和暴雨日进行对比分析发现:以短时强降水日为基准,达到暴雨的风险在44%～66.7%之间;以暴雨日为基准,短时强降水的风险在45.5%～64.5%之间。根据暴雨过程中发生短时强降水的风险高低,将铜仁市划分为可能发生区、较易发生区、容易发生区,有利于提高服务的针对性。

关键词：
城镇
天气学
暴雨
极端短时强降水
短时强降水
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短时强降水是一种强对流的重要形式,常与暴雨以及山洪、内涝、地灾相联系,影响人类正常工作生活和健康,甚至威胁人类的生命。以梵净山为主峰的武陵山脉纵贯铜仁市中部,成为全市的分水岭,降水受季风气候和复杂地理环境的影响,表现出空间分布不均、降水同步性差异明显[1]等特点。

我国天气预报业务中一般将1h雨量在20mm以上的降水事件称为短时强降水事件[2],俞小鼎[3]进一步将1h雨量大于等于50mm降水事件称为极端短时强降水,贵州省新修订的“三个叫应”也包含1h雨量等于大于50mm降水事件。孙继松[4]从水汽方程的尺度分析入手,讨论了不同尺度、不同性质的降水过程中降水强度的动力学主导因子,揭示了暴雨和短时强降水预报分析中两者的区别和联系。毛冬艳[5]等人的研究证实,西南地区短时强降水主要集中在4—10月。

近年来,铜仁旅游和养生实现了“井喷式”发展,对气象信息的精准度要求越来越高,城镇预报预警服务中常常提到“在暴雨中可能出现短时强降水等强对流天气”,这种可能性到底有多大?这是应该回答的问题。

1、资料与方法

资料的主体来源于2006—2018年4—10月10个区县A文件资料中的定时观测降水资料和小时降水资料。

本文定义:当日内(20—20时)出现了1次及以上20.0mm·h-1短时强降水事件,称为1个短时强降水日,1h降水量≥50.0mm称极端短时强降水,前者包含后者。暴雨日以20—20时统计为主,仅当日降水达不到暴雨量级而08—08时达到暴雨级时计入暴雨日参加研究,二者合并计入“参研日”,具体的情况见表1。

表1铜仁市4—10月两种口径统计下的暴雨日及参研日

2、结果分析

2.1短时强降水日和暴雨日空间分布

图1给出了年均短时强降水(左图)和暴雨日数(参研量,下同,右图)空间分布情况。从梵净山周边3县来看,短时强降水日数的排序江口>松桃>印江,暴雨日排序为松桃>江口>印江,东北坡的松桃和东南坡的江口,正好处于北上暖湿气流的迎风面,高耸庞大的山体阻挡了气流的运行,并迫使它抬升成云致雨[6]。从总体来看,西部5县及东部的玉屏、江口短时强降水日数高于暴雨日数,东部的松桃、碧江、万山短时强降水日数少于暴雨日数,短时强降水日和暴雨日不匹配。

2.2铜仁市城镇短时强降水日雨量情况

由于短时强降水日和暴雨日不匹配,为了进一步弄清短时强降水发生日的雨量情况,表2以短时强降水为基准统计了2006—2018短时强降水发生日的各雨量级别占比。

图1铜仁市短时强降水日数(左图)和暴雨日数(右图)

空间分布

表2短时强降水发生日的各雨量级别占比导出到EXCEL

从表2可以看出,西北部的沿河和东南部的玉屏短时强降水发生日的日累计雨量达到暴雨量级的比例为44.0%和37.0%,对当日能否达到暴雨量级的参考性不强;松桃短时强降水日的累计雨量三分之二都达到了暴雨标准,对当日暴雨量级的预估有较好的参考性。

2.3铜仁市城镇暴雨中的短时强降水情况

2.3.1铜仁市城镇暴雨中发生短时强降水统计分析

表3以暴雨日为基准,统计了暴雨过程中的强降水情况。由表3可知,铜仁市城镇暴雨过程中发生强降水的比例在45.5%(万山)～64.5%(松桃)之间。

如果将暴雨过程中发生强降水的比例<50%、50%～60%、60%～70%、>70%分别规定为可能出现、较易出现、容易出现、极易出现,则沿河、万山为可能出现区,铜仁、玉屏为较易出现区,德江、印江、思南、石阡、松桃、江口为容易出现区。

表3铜仁市暴雨发生日出现短时强降水的比例

2.3.2铜仁市城镇大暴雨发生短时强降水占比分析

进一步统计发现,西部的德江和东部的松桃、铜仁、江口发生大暴雨的次数相对较多,松桃最容易发生大暴雨。大暴雨过程中出现短时强降水的比例相对要高一些(思南2/3,沿河4/5,德江11/11,印江6/7,石阡5/5,万山3/6,江口7/9,松桃10/14,铜仁8/11,玉屏1/1),沿河、德江、印江、石阡、江口、松桃、铜仁、玉屏在大暴雨过程中极易出现短时强降水。

2.4铜仁市城镇极端短时强降水基本状况

极端短时强降水容易导致的主要灾害是暴洪,暴洪是所有气象相关灾害中发生频次最高且导致伤亡最多的灾害,城市由于下垫面通常不吸水,其低洼处也是暴洪易出现地区。

根据13年的统计,思南、德江、玉屏未出现1h大于等于50mm的情况,沿河出现了1日1次(2007年7月10日00—01时),印江出现2日2次(分别是2015年5月27日05—06时,2016年6月25日2—3时),石阡出现了4日5次(2006年5月5日12—13时,2014年5月25日3—4时和6月4日01—02时和02—03时,2015年6月3日21—22时),松桃出现3日3次(2010年5月6日4—5时,2015年7月15日23—24时和9月6日22—23时),江口出现2日2次(2008年7月13日2—3时,2016年7月4日22—23时),铜仁出现1日1次(2017年6月24日10—11时),万山4日4次(2007年7月24日17—18时,2016年7月4日2—3时,2017年8月8日19—20时,2018年7月6日8—9时)。

从有限的资料中发现,除铜仁、万山极端短时强降水出现在白天外,其余县区出现在夜间,需要引起特别关注。

3、结论和讨论

(1)西部的德江和东部的松桃、铜仁、江口发生大暴雨的次数相对较多,松桃最容易发生大暴雨。

(2)根据铜仁暴雨日出现短时强降水的风险,可按铜仁暴雨过程中出现短时强降水的统计情况划分为可能出现区、较易出现区、容易出现区,供预警预报服务参考。

(3)大部分县区极端短时强降水出现在夜间,除了按照“三个叫应”的规定开展服务外,基层气象部门还需要利用气象卫星云图、气象雷达、加密的自动气象站相结合来监测和跟踪中小尺度系统的发生、发展、消亡过程,有效避免暴洪致灾。

参考文献：

[1]谢仁波,史向阳,李晓龙.铜仁西5县各级降水同步性初探[J].贵州气象,2013,37(4):24-26.

[2]陈炯,郑永光,张小玲,等.中国暖季节短时强降水分布和日变化特征及其与中尺度对流系统日变化关系分析[J].气象学报,2013,7(3):367-382.

[3]俞小鼎.短时强降水临近预报的思路与方法[J].暴雨灾害,2013,32(3):202-209.

[4]孙继松.短时强降水和暴雨的区别与联系[J].暴雨灾害,2017,36(6):498-506.

[5]毛冬艳,曹艳察,朱文剑,等.西南地区短时强降水的气候特征分析[J].气象,2018,44(8):1042-1050.

[6]钟有萍,舒国勇,晏理华.梵净山对局地气候的影响分析[J].贵州气象,2011,35(6):25-28.