廣西北部灣經濟區(qū)汛期不同等級降水變化特征

劉占明 梁釗雄

【摘要】本文選取廣西北部灣經濟區(qū)12測站1961-2011年逐日降水數(shù)據(jù)，采用降水發(fā)生率和貢獻率指標，分析汛期（4-9月）各等級降水的時空變化規(guī)律，結論如下：汛期降水量占全年降水量80%以上；汛期降水發(fā)生率隨著降水等級的增加而減小，貢獻率則隨著降水等級的增加而增大；空間差異主要表現(xiàn)在南部的北海、欽州、東興所在區(qū)域的小雨發(fā)生率、貢獻率偏低，暴雨發(fā)生率、貢獻率偏高。

【關鍵詞】降水發(fā)生率；降水貢獻率；降水等級；汛期；廣西北部灣經濟區(qū)

降水作為水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)和驅動因素，深入了解其結構變化特征有助于分析探討區(qū)域乃至全球水循環(huán)的變化規(guī)律；為此，國內外學者對區(qū)域或全球的降水結構變化特征開展了大量的研究工作。廣西北部灣經濟區(qū)地處我國沿海西南端，由廣西南寧、北海、欽州、防城港四個地級市所轄行政區(qū)域構成，同時納入近海沿邊的玉林、崇左兩市統(tǒng)籌規(guī)劃建設，陸地國土總面積約7.28萬km2。該區(qū)是我國與東盟國家既有海上通道、又有陸地接壤的區(qū)域，戰(zhàn)略地位突出。

我國華南地區(qū)（廣東、廣西、福建、海南）常用“汛期”、“非汛期”反映降水的年內差異，汛期（通常指4-9月）降水由于持續(xù)時間長，強度大，洪澇、滑坡、泥石流等災害頻發(fā)，并造成嚴重的經濟損失和人員傷亡，往往成為研究的熱點。本文根據(jù)北部灣經濟區(qū)降水數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，汛期（4-9月）降水量平均約為1357.88 mm，占全年降水量（約1672.72mm）的比例為81.18%。因此，研究北部灣經濟區(qū)汛期降水結構時空演變特征具有重要的理論和現(xiàn)實意義。目前，關于該區(qū)降水的研究已做了一些工作，但主要集中于降水量變化趨勢及遙聯(lián)分析等方面，對汛期降水結構變化的研究較少。本研究基于北部灣經濟區(qū)日降水資料，運用降水發(fā)生率和貢獻率指標，從降水等級方面分析該區(qū)汛期降水結構的時空變化特征，對于科學認識區(qū)域水量平衡、洪澇災害時空演變乃至生態(tài)安全都具有重要意義，也可為指導區(qū)域工農業(yè)生產及防災減災建設提供科學依據(jù)。

1、數(shù)據(jù)資料與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)資料

本文選取廣西北部灣經濟區(qū)分布較均勻且沒有發(fā)生位置變更的12測站1961-2011年逐日降水數(shù)據(jù)資料，數(shù)據(jù)來源于中國氣象局氣象信息中心，連續(xù)完整，各測站位置如圖1所示。

1.2 研究方法

本文主要從降水等級方面分析廣西北部灣經濟區(qū)汛期（4-9月）降水結構的時空變化特征。對于降水等級的劃分，本文參照國家標準《降水量等級》（GB/T28592-2012）中的日降水量等級劃分，將其分成以下4類，即小雨（0.1-9.9mm）、中雨（10.0-24.9mm）、大雨（25.0-50.0mm）、暴雨（≥50.0mm）。為了綜合評價廣西北部灣經濟區(qū)汛期各降水等級事件的變化特征，本文借鑒前人的做法，引入了降水發(fā)生率和降水貢獻率兩個指標；降水發(fā)生率表示各類降水事件在某種分類情況下發(fā)生的次數(shù)占總次數(shù)的比例，降水貢獻率定義為某種分類情況下的降水量占總降水量的比例。

2、北部灣經濟區(qū)汛期各等級降水發(fā)生率、貢獻率變化特征

2.1 汛期各等級降水發(fā)生率、貢獻率區(qū)域統(tǒng)計特征分析

從統(tǒng)計結果來看，降水發(fā)生率隨著降水等級的增加而減小，降水貢獻率則隨著降水等級的增加而逐漸增大。對于降水發(fā)生率而言，小雨占據(jù)絕對優(yōu)勢，達64.2%，中雨、大雨、暴雨分別為18.6%、10.7%、6.5%；但小雨對總降水量的貢獻率僅為13.4%，中雨、大雨、暴雨貢獻率分別為23.3%、27.4%、35.9%。由此可知，北部灣經濟區(qū)等級降水頻次以小雨為主，中雨、大雨、暴雨發(fā)生率合計不到36%，但卻貢獻了約87%的降水量。

2.2 汛期各等級降水發(fā)生率、貢獻率空間差異分析

從圖2（a）可知，各站均滿足降水發(fā)生率隨著降水等級的增加而減小以及小雨占據(jù)絕對優(yōu)勢的特征。相對而言，南部沿海的東興、欽州、北海3站小雨發(fā)生率偏低，暴雨發(fā)生率偏高；其余各站各等級降水發(fā)生率比較接近，基本都在平均值上下波動。從圖2（b）可知，12站均表現(xiàn)出小雨貢獻率最低（基本都在17%以下），其中南部沿海的東興、欽州、北海3站小雨貢獻率在7-10%之間，為全區(qū)最低值。東興、欽州、北海、馬山、博白、橫縣6站中雨、大雨、暴雨貢獻率呈現(xiàn)出比較明顯的遞增趨勢，尤其是東興、欽州、北海3站，暴雨貢獻率都在50%以上，較其他各站明顯偏高，這可能是因為其位于南部沿海，首先遭遇來自海洋的臺風等強對流天氣系統(tǒng)正面襲擊，強降水天氣較多；其余6站中雨、大雨、暴雨貢獻率比較接近，且表現(xiàn)出中雨或大雨貢獻率輕微超過暴雨的情況。

3、結論

廣西北部灣經濟區(qū)汛期（4-9月）降水量占全年降水量80%以上。汛期降水發(fā)生率隨著降水等級的增加而減小，

降水貢獻率則隨著降水等級的增加而逐漸增大；其中，小雨發(fā)生率高達64.2%，但貢獻率僅為13.4%；中雨、大雨、暴雨發(fā)生率合計不到36%，卻貢獻了接近87%的降水量。各等級降水發(fā)生率、貢獻率空間差異主要表現(xiàn)在南部的北海、欽州、東興3站小雨和暴雨方面，具體而言，北海、欽州、東興3站均表現(xiàn)為小雨發(fā)生率、貢獻率偏低，暴雨發(fā)生率、貢獻率偏高；尤其是暴雨貢獻率，3站都在50%以上。

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基金項目：國家自然科學基金項目（41361022），北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點實驗室、廣西地表過程與智能模擬重點實驗室聯(lián)合開放或系統(tǒng)基金項目（2015BGERLKF03）。