盂縣單點(diǎn)暴雨的時(shí)空分布特征分析

王越，韓彥霞，尉錦昌

摘要 利用盂縣18個(gè)自動(dòng)雨量站點(diǎn)2016—2020年的降水?dāng)?shù)據(jù)資料，統(tǒng)計(jì)分析了盂縣各站點(diǎn)年降水量、月降水量、暴雨發(fā)生過程次數(shù)和暴雨點(diǎn)個(gè)數(shù)，并根據(jù)盂縣各站點(diǎn)單點(diǎn)暴雨過程的發(fā)生頻次、出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨點(diǎn)次數(shù)得出該縣單點(diǎn)暴雨的時(shí)空分布規(guī)律為：盂縣每年平均出現(xiàn)8次單點(diǎn)暴雨過程和13個(gè)單點(diǎn)暴雨點(diǎn)。月均出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨過程次數(shù)從高到低的月份為7月、8月、6月、9月、10月、4月、5月，其中7—8月單點(diǎn)暴雨過程站全年的70%。出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨點(diǎn)頻次較高到低的站點(diǎn)為西潘、下社、上社，平均每年出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨1次以上。

關(guān)鍵詞 單點(diǎn)暴雨;時(shí)空分布;暴雨過程

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2022）03–0122–03

近年來，盂縣地方災(zāi)害性天氣頻繁，據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣象災(zāi)害占各種自然災(zāi)害的70%以上。尤其是暴雨洪澇災(zāi)害及其引發(fā)的山洪、泥石流、崩塌等次生災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)有較大的影響，并對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。盂縣地處太行山西麓，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受東亞季風(fēng)環(huán)流的影響，降水存在明顯的季節(jié)性變化，全年降水多集中在5—9月，其中“七下八上”為最主要降水時(shí)段。受地形分布不均影響，盂縣汛期降水局地性和突發(fā)性較強(qiáng)，由于精細(xì)化預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)難度較大，給地方防汛的決策部署帶來了極大的影響。因此詳盡準(zhǔn)確地分析各個(gè)站點(diǎn)的降水特點(diǎn)和單點(diǎn)暴雨發(fā)生情況，找出單點(diǎn)暴雨的發(fā)生特點(diǎn)和規(guī)律，是盂縣氣象工作者的工作重點(diǎn)。

1 地形條件

盂縣位于山西省東部，地處太行山西麓，與河北省平山縣、井陘縣和山西省平定縣接壤，西臨山西省陽曲縣，南連壽陽縣與陽泉市郊區(qū)，北靠五臺(tái)縣與定襄縣。位于112°55' E～113°49' E、37°57' N～38°31' N。東西長75 km，南北寬63 km，總面積2 514 km2，總?cè)丝?8萬，轄8個(gè)鎮(zhèn)5個(gè)鄉(xiāng)?？h境四周群山環(huán)繞，境內(nèi)地形多樣，中南部為低山丘陵區(qū)，東部、北部山多谷深，白馬山東西橫亙，管頭梁南北縱貫，把全縣分成東、西2個(gè)盆地：盂城盆地和西煙盆地。地勢(shì)西高東低，最高海拔1 803.6 m，最低海拔450 m。山脈分屬兩大山系，東南部為太行山系，西、北部為五臺(tái)山系，多數(shù)山上植被茂盛。境內(nèi)水資源豐富，地表水主要有滹沱河和溫河兩大水系，均屬海河水系，地下水主要是泉水，集中分布在北部地區(qū)。

2 氣候背景

盂縣屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季受蒙古高壓影響，夏季受東南沿海季風(fēng)波及，寒暑變化比較明顯。四季分明，春季溫和，風(fēng)多雨少，常年春旱;夏季較熱，雨水較多，雨量集中;秋季涼爽多有陰雨;冬季寒冷干燥少雪，冷空氣經(jīng)常來襲，寒潮頻發(fā)。年平均氣溫9.1℃，但氣溫的年較差和日較差比較大，歷年極端最高氣溫40.4℃，歷年極端最低氣溫21.6℃;年平均降水529.9 mm，但降水的年際變化很大，年降水量最多817.6 mm，最少302.6 mm;年平均風(fēng)2.5 m/s，歷年瞬時(shí)最大風(fēng)速40 m/s;光能豐富，日照時(shí)間較長。境內(nèi)干旱、冰雹、暴雨、大風(fēng)、霜凍等氣象災(zāi)害每年都有發(fā)生，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和地方安全造成了很大的威脅。

3 暴雨天氣造成的災(zāi)害

暴雨會(huì)導(dǎo)致山洪暴發(fā)，江河潰決，沖毀房屋、鐵路、橋梁、公路，容易引發(fā)泥石流、塌方，阻塞交通，淹沒農(nóng)田，造成人畜傷亡，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。其中對(duì)農(nóng)業(yè)的危害主要有以下2種。

（1）漬澇危害。由于暴雨急而大，排水不暢易引起積水成澇，土壤孔隙被水充滿，造成陸生植物根系缺氧，根系生理活動(dòng)受到抑制，加強(qiáng)了厭氧過程，產(chǎn)生有毒物質(zhì)，使作物受害而減產(chǎn)。

（2）洪澇災(zāi)害。由暴雨引起的洪澇淹沒作物，使作物新陳代謝難以正常進(jìn)行而產(chǎn)生各種傷害，淹水越深，淹沒時(shí)間越長，危害越嚴(yán)重。

下面為近年來盂縣幾個(gè)災(zāi)害嚴(yán)重的例子。

2016年7月18—21日盂縣出現(xiàn)暴雨天氣，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)作物受災(zāi)面積102.27 km2，成災(zāi)面積58.72 km2，絕收面積990 km2，其中775 km2耕地毀損;53個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)設(shè)施設(shè)備受損，死亡大牲畜11頭、羊590只;沖毀漁場(chǎng)3個(gè);以核桃為主的約為1.4 km2經(jīng)濟(jì)林木、設(shè)施蔬菜約為667 km2都受到不同程度的損失。此次受災(zāi)人口共48 700人，造成2死1傷，其中萇池鎮(zhèn)土方滑坡1死1傷，仙人鄉(xiāng)溺水死亡1人，緊急轉(zhuǎn)移安置

2 548人。災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失51 476萬元，其中農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失14 015萬元，公路、水利等基礎(chǔ)設(shè)施損失31 291萬元，群眾家庭財(cái)產(chǎn)損失4 820萬元，工礦企業(yè)損失240萬元，公益設(shè)施損失1 110萬元。受災(zāi)最重的是仙人鄉(xiāng)，重災(zāi)村主要集中在東莊頭、又道溝等13個(gè)村。連續(xù)降雨形成洪水災(zāi)害，多處農(nóng)田被沖毀嚴(yán)重、形成絕收部分受淤或倒伏，受災(zāi)面積1 930 km2，成災(zāi)1 900 km2，絕收157 km2。房屋倒損4 105間，給群眾家庭財(cái)產(chǎn)造成了重大損失。災(zāi)后需過渡性生活救助42戶79人。

2019年8月4日21：00左右，盂縣西潘鄉(xiāng)南羊圈等20余村因特大暴雨造成1人死亡，520余戶、1 450余人受災(zāi);房屋倒塌28間，損壞163間;農(nóng)作物受災(zāi)面積200 km2，成災(zāi)160 km2，絕收89 km2，農(nóng)作物、基礎(chǔ)設(shè)施等經(jīng)濟(jì)損失達(dá)6 207萬元。下社鄉(xiāng)賈家峪等9村，造成77戶、1 470余人受災(zāi);農(nóng)作物受災(zāi)面積47 km2，成災(zāi)44 km2，絕收22 km2;經(jīng)濟(jì)損失達(dá)72萬元。西煙鎮(zhèn)白家莊等17村，造成338戶、858人受災(zāi)，房屋倒塌3間;農(nóng)作物受災(zāi)面積117 km2，成災(zāi)117 km2，絕收40 km2，農(nóng)作物、基礎(chǔ)設(shè)施等經(jīng)濟(jì)損失達(dá)102萬元。梁家寨獨(dú)自口等19村，1 500戶、8 299人受災(zāi)，民房受損4間;農(nóng)作物受災(zāi)面積135 km2，成災(zāi)86 km2，絕收48 km2，農(nóng)作物、魚塘、基礎(chǔ)設(shè)施等經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 205萬元。

4 資料和方法

本文主要從盂縣降水量、暴雨過程數(shù)、暴雨站點(diǎn)數(shù)等角度對(duì)盂縣各站的降水特點(diǎn)的進(jìn)行對(duì)比分析，得出2016—2020年盂縣單點(diǎn)暴雨的時(shí)間、空間分布和變化特征，并針對(duì)單點(diǎn)暴雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的災(zāi)害，提出了針對(duì)性的防災(zāi)減災(zāi)建議。

4.1 數(shù)據(jù)來源

本文所用資料為2016—2020年全年盂縣地區(qū)18氣象站降水量資料。盂縣暴雨多集中在夏季，區(qū)域站降水觀測(cè)時(shí)段為4—10月，因此選取2016—2020年盂縣地區(qū)4—10月降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。盂縣境內(nèi)氣象部門共建設(shè)有18個(gè)自動(dòng)觀測(cè)降水的站點(diǎn)，覆蓋全縣13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2020年前為14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（圖1）。自動(dòng)站業(yè)務(wù)可用性由國家局考核，專業(yè)技術(shù)人員定期維護(hù)設(shè)備，數(shù)據(jù)可用性較高。

4.2 暴雨標(biāo)準(zhǔn)

盂縣的暴雨多數(shù)由中小尺度的天氣系統(tǒng)形成，具有年降水量較少、過程持續(xù)時(shí)間較短等特點(diǎn)，本文定義站點(diǎn)24 h滑動(dòng)雨量≥50.0 mm或12 h滑動(dòng)雨量≥30.0 mm為一個(gè)暴雨點(diǎn)，更能揭示中小尺度天氣系統(tǒng)形成的暴雨，也不會(huì)漏掉大尺度天氣系統(tǒng)導(dǎo)致的暴雨。

4.3 單點(diǎn)暴雨定義

筆者將暴雨區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的測(cè)站點(diǎn)數(shù)占盂縣全縣總站點(diǎn)數(shù)的百分比≤20%作為單點(diǎn)暴雨的標(biāo)準(zhǔn)。全縣18個(gè)站點(diǎn)，暴雨點(diǎn)≤3.6個(gè)站點(diǎn)（即≤3個(gè)站點(diǎn)）為一次單點(diǎn)暴雨發(fā)生過程。

5 結(jié)果與分析

5.1 盂縣的年降水量分布

根據(jù)盂縣18個(gè)站點(diǎn)降水量統(tǒng)計(jì)，形成2016—2020年盂縣逐年平均降水量和各站點(diǎn)年均降水量的對(duì)比圖，年度平均降水量介于383.77～637.61 mm，2016年最高，2019年最低（圖2）。各站點(diǎn)的年平均降水量為527.30 mm，介于447.12～603.78 mm，年均降水量560 mm以上的站點(diǎn)為東南管、諸龍山、西煙（圖3）。

5.2 盂縣的月降水量分布

根據(jù)盂縣各站點(diǎn)的月均降水量可以看出，盂縣降水主要集中在7月和8月，7月平均降水量為165.21 mm，8月平均降水量為129.23 mm，遠(yuǎn)超其他月份，月均降水量從高到低依次為7月、8月、6月、10月、9月、5月、4月（圖4）。

5.3 盂縣的暴雨點(diǎn)出現(xiàn)個(gè)數(shù)分析

按照24 h滑動(dòng)雨量≥50.0 mm和12 h滑動(dòng)雨量≥30.0 mm分別統(tǒng)計(jì)2016—2020年每月出現(xiàn)的暴雨點(diǎn)個(gè)數(shù)，可以看出2016—2020年，累計(jì)出現(xiàn)暴雨點(diǎn)184個(gè)，暴雨點(diǎn)出現(xiàn)的個(gè)數(shù)較多的月份為7月和8月，從高到低依次是7月（72個(gè)）、8月（47個(gè)）、9月（28個(gè)）、10月（16個(gè)）、6月（10個(gè)）和5月（10個(gè)）、4月（1個(gè)）。其中出現(xiàn)24 h滑動(dòng)雨量≥50.0 mm的暴雨點(diǎn)較多的月份為7月和8月（表1）。

5.4 盂縣的暴雨過程出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)

按照24 h滑動(dòng)雨量≥50.0 mm和12 h滑動(dòng)雨量≥30.0 mm分別統(tǒng)計(jì)2016—2020年各站點(diǎn)每月出現(xiàn)的暴雨過程次數(shù)，可以看出2016—2020年，暴雨過程出現(xiàn)的次數(shù)較多的月份為7月和8月，次數(shù)從高到低依次是7月（18次）、8月（14次）、9月（6次）、6月（5次）、10月（2次）、5月（1次）、4月（1次），其中7—8月暴雨過程占全年的68.08%（表2）。

5.5 盂縣的單點(diǎn)暴雨統(tǒng)計(jì)

根據(jù)本文的定義，統(tǒng)計(jì)2016—2020年，盂縣共出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨過程40次，占總暴雨過程次數(shù)的85%，出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨點(diǎn)65個(gè)，占暴雨點(diǎn)總數(shù)的35%。平均每年出現(xiàn)8次單點(diǎn)暴雨過程和13個(gè)單點(diǎn)暴雨點(diǎn)（表3和表4）。其中，出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨過程次數(shù)從高到低的月份為7月（15次）、8月（13次）、6月（5次）、9月（5次）、10月（1次）、4月（1次）、5月（0次），其中7—8月單點(diǎn)暴雨過程站全年的70%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016—2020年盂縣單點(diǎn)暴雨點(diǎn)出現(xiàn)次數(shù)最多的站點(diǎn)為西潘，出現(xiàn)8站次，單點(diǎn)暴雨點(diǎn)出現(xiàn)次數(shù)最少的站點(diǎn)為皇后和北下莊，為1站次。從圖5可以看出，單點(diǎn)暴雨點(diǎn)出現(xiàn)頻次從高到低的站點(diǎn)依次為西潘、下社、上社、諸龍山、東南管、仙人、萇池、西煙、盂縣、南婁、路家村、孫家莊、秀水鎮(zhèn)、東梁、梁家寨、牛村、皇后、北下莊，其中西潘、下社、上社、西煙平均每年出現(xiàn)單點(diǎn)暴雨1次以上。

6 成因分析

盂縣受東亞季風(fēng)環(huán)流的影響，降水存在明顯的季節(jié)性變化，冬季受干冷的內(nèi)蒙古高壓控制，當(dāng)極地和變性極地氣團(tuán)過境時(shí)才產(chǎn)生少量固體降水;春季內(nèi)蒙古高壓勢(shì)力減弱，盂縣處于東北—西南向半穩(wěn)定的氣流輻合帶上，降水量仍不多;夏季盛行東南風(fēng)，是主要降水季節(jié)，此時(shí)太半洋副高勢(shì)力加強(qiáng)北抬，成為盂縣降水的主要水汽來源，西南季風(fēng)侵入華北上空，從印度洋帶來赤道暖濕氣流是另一個(gè)水汽來源，因水汽含量豐沛，在有利的天氣形勢(shì)下常產(chǎn)生大量降水，太平洋的水汽由西進(jìn)臺(tái)風(fēng)先期送入我國西南地區(qū)，在適應(yīng)環(huán)流形勢(shì)導(dǎo)引下，轉(zhuǎn)向北進(jìn)，由南、西南方向入境，構(gòu)成盂縣降水的又一水汽輸送機(jī)制;秋季極地高壓氣團(tuán)逐步返回蒙古高原，以河套為中心的鞍形氣壓場(chǎng)再度形成，除9月季風(fēng)交替期降水較多外，山西省自北向南迅速轉(zhuǎn)入枯季，盂縣同樣遵循大范圍天氣形勢(shì)。

盂縣產(chǎn)生較大降水的過程有4種類型：含有豐沛水汽的副熱帶海洋氣團(tuán)與極地大陸氣團(tuán)接觸鋒面過境時(shí)產(chǎn)生的鋒面雨;大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)形成的對(duì)流雨;因地形抬升作用形成的地形雨;因氣流低壓區(qū)輻合上升而產(chǎn)生的氣旋雨[1]。

山區(qū)暴雨的降水量地理分布受地形影響很大，雨量的分布具有明顯的地形性特征[2]。西潘、下社、上社均處于盂縣北部山區(qū)，地形抬升作用較強(qiáng)，且西潘站處于系舟山迎風(fēng)坡，上社站處于喇叭口地形，山區(qū)地形起伏大、湍流交換強(qiáng)，能產(chǎn)生較大的摩擦力，使得實(shí)際風(fēng)總是偏離地轉(zhuǎn)風(fēng)，形成風(fēng)場(chǎng)輻合，水汽輻合，對(duì)降水量起到增幅作用。

7 結(jié)論與討論

綜上所說，2016—2020年，盂縣局部暴雨、特短暴雨發(fā)生次數(shù)越來越多，短時(shí)局部性強(qiáng)降水已成為盂縣最有破壞力的氣象災(zāi)害之一。該縣降水主要集中在7月和8月，7—8月出現(xiàn)的暴雨次數(shù)和單點(diǎn)暴雨次數(shù)均為最多，約占全年的70%。年均降水量較多站點(diǎn)為東南管、諸龍山、西煙，單點(diǎn)暴雨點(diǎn)發(fā)生頻次較高站點(diǎn)為西潘、下社、上社。

盂縣形成暴雨的700 hPa天氣系統(tǒng)主要有西風(fēng)槽、副高底后部、切變線、低渦等。造成盂縣出現(xiàn)暴雨降水過程主要有以下3類天氣形勢(shì)：一是低渦暴雨，主要受西北渦或東北渦影響;二是西風(fēng)槽暴雨和切變線暴雨;三是副熱帶高壓對(duì)暴雨天氣的加強(qiáng)和維持。受地形和下墊面特征的影響，西潘、下社、上社處于盂縣北部山區(qū)，且地表水系較為豐富，為盂縣易發(fā)生單點(diǎn)暴雨的站點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of Temporal and Spatial Distribution Characteristics of Single Point Rainstorm in Yuxian County

WANG Yue et al （Yu County meteorological bureau of Shanxi Province， Yuxian， Shanxi 045100）

Abstract Based on the precipitation data of 18 automatic rainfall stations in Yuxian county from 2016 to 2020， the annual and monthly precipitation， rainstorm occurrence process and the number of rainstorm points of each station in Yuxian county are statistically analyzed respectively. The temporal and spatial distribution law of single point rainstorm in Yuxian county is as follows： there are 8 single point rainstorm processes and 13 single point rainstorm points in Yuxian county every year. The monthly average number of single point rainstorm process from high to low is July， August， June， September， October， April and may， of which the single point rainstorm process station from July to August accounts for 70% of the whole year. The stations with high to low frequency of single point rainstorm are Xipan， Xiashe and Shangshe， with an average of more than one single point rainstorm per year.

Key words Single point rainstorm; Temporal and spatial distribution; Rainstorm process