安徽省六安市暴雨气候研究

李远平，包训成，黄 润

（皖西学院 a.资源环境与旅游管理学院；b.信息工程学院，安徽 六安 237012）

安徽省六安市暴雨气候研究

李远平a，包训成b，黄 润a

（皖西学院 a.资源环境与旅游管理学院；b.信息工程学院，安徽 六安 237012）

利用安徽省六安市6个气象站1958-2012年逐日降水资料，，采用空间内插、趋势分析、突变检验等方法，分析了六安市暴雨降水的时空特点和变化。结果表明，六安市暴雨年际变化大，变异系数达0.51，暴雨降水高度集中于汛期，7月是暴雨最频繁的月份。平均暴雨量的空间分布自西向东减少，暴雨频次由西南向东北减少。年暴雨量、暴雨频次增加不显著，非汛期暴雨量、暴雨频次呈显著减少趋势，汛期强降水集中程度加大。非汛期暴雨量、暴雨频次分布在1976、1973年发生减少突变。六安市旱涝等级与年暴雨量相关性良好，六安市洪涝多由集中强降水引起，旱年大多降水强度小，少暴雨。

暴雨降水量；暴雨频次；暴雨强度；六安市

六安市位于安徽省西部，大别山北坡，境内山地、丘陵、岗地占总面积的63%。北亚热带季风气候下，降水时空变率大，汛期降水集中。本区域是淮河流域年降雨量最大的地区和暴雨中心之一[1-2]，洪涝灾害频繁发生，严重威胁居民的生命财产安全，成为当地社会经济可持续发展中的突出问题。

目前已有学者对暴雨气候开展了卓有成效的研究工作[3-10]。主要是探讨区域暴雨的大尺度环流背景及物理机制、暴雨降水的时空格局、暴雨日数分布的正态性等。有关淮河流域暴雨气候的研究成果较少，更是未见六安市暴雨气候研究的相关报道。本项研究主要探讨暴雨降水的年际、季节分布，暴雨降水量和降水频次的空间分布、变化趋势、突变特征，以及暴雨降水和洪涝的关系等。以期深化对六安市暴雨气候特征的认识，为暴雨预报和防灾减灾工作提供科学参考。

1 资料和方法

依据六安市金寨、霍山、舒城、寿县、霍邱五县和城区气象站1958-2012年逐日降水资料，根据气象业务部门的标准，24h累积降水量 （以北京时间20:00为界）≥50mm为暴雨。暴雨降水量为所有暴雨日降水量的总和，暴雨频次为所有暴雨日数，暴雨平均强度为暴雨降水量与暴雨频次之比。基于这些统计量，分析六安市暴雨的时间变化和空间分布，采用Mann-Kendall轶次相关检验法[11-15]进行暴雨降水的长期变化趋势和突变点检测，并对暴雨降水和六安市洪涝的关系进行分析。

2 六安市暴雨降水的时空分布与变化

2.1 暴雨降水的季节分布

六安市年暴雨降水量变化于57.6-771.67mm之间，最大值年（1991年）是最小值年（2001年）的13.4倍，多年平均值281.39mm，变异系数达0.51。从图1、图2可以看出，六安市暴雨降水高度集中于汛期，5-9月暴雨频次占全年的87.87%，其中7月一月占全年的29.89%，为暴雨降水最频繁的月份。冬季（12-2月）基本无暴雨。从表1可见，汛期暴雨降水量占全年暴雨量的90.27%，平均雨强81.86mm/d。六安市多年降水集中期在 32.64-46.31候，多年均值37.43候（7月上旬），说明六安市在降水集中的汛期，多发强降水，洪涝灾害的威胁很大。

表1 六安市1958-2012年平均年、汛期降水及暴雨降水

图1 六安市暴雨降水量的年际和季节变化

图2 六安市各月暴雨频次占全年百分比

2.2 暴雨降水的空间分布

由多年平均暴雨量、暴雨频次的空间分布（图3）可以看出，平均暴雨量的分布由西向东减少，六安市城区暴雨降水量最少。而暴雨频次的空间分布由西南向东北减少，与本区年降水量的空间分布特点一致，表现出南高北低、山区多于平原圩畈区的格局。说明在南部金寨、霍山等大别山腹地区，年降水量大，暴雨频次多，但降水强度相对均匀，暴雨降水强度较小，北部年降水量相对较少，暴雨降水频次少，但暴雨降水强度大。本区中平均暴雨强度最大的是霍邱，达100.04mm/d，最小的是舒城，为71.54mm/d。北部平原圩畈区地势低平，排水不畅，在强降水的侵袭下，洪涝灾害的危害更大。以上结论与笔者先前关于本区降水集中性的研究以及其他学者关于淮河流域暴雨降水的研究[16]所得结果相一致。

2.3 变化趋势分析

六安市年暴雨降水量呈不显著增加趋势，汛期暴雨量增加趋势达到0.10显著性水平，非汛期暴雨量的减少趋势超过0.05显著性水平。年、汛期暴雨频次增加不显著，而非汛期暴雨频次减少趋势通过0.01显著性水平检验。这说明年暴雨量的增加主要表现为汛期暴雨量的增加，非汛期暴雨量则显著减少。在非汛期暴雨频次显著减少的情况下，汛期暴雨频次的增加导致年暴雨频次的增加。六安市汛期强降水的频次、强度呈增大趋势，汛期强降水集中程度加大，这给气象灾害预警与防洪排涝工作提出了更高要求。

图3 六安市暴雨降水量（a）、暴雨频次（b）空间分布

2.4 突变分析

对六安市年、汛期、非汛期暴雨降水量和暴雨频次的突变分析发现，除非汛期暴雨量、非汛期暴雨频次序列有突变发生外，其它序列未检测出突变，结果见图4。非汛期暴雨量在1976年发生减少突变，显著性水平0.05。非汛期暴雨频次的减少突变发生在1973年，显著性水平0.01。本区域年降水量1972年发生增多突变，降水集中度（PCD）的增多突变始自1970年，这说明上世纪70年代以来，本区域降水不均匀性加剧，汛期发生集中强降水和洪涝灾害的几率增大。

图4 Mann-Kendall法对六安市非汛期暴雨降水量（a）、非汛期暴雨频次（b）序列的突变检测（直线为0.05显著性水平临界值）

3 暴雨降水和洪涝的关系

六安市降水时空分布不均导致旱涝灾害多发。已有研究表明[17-19]，用Z指数标定各站旱涝等级、建立区域旱涝级别是比较符合实际的。一般而言，Z指数标定的旱涝等级分为极涝、大涝、偏涝、正常、偏旱、大旱、极旱等7级，为便于直观显示，分别用3、2、1、0、-1、-2、-3表示。 基于六安市单站逐年Z指数标值，建立区域旱涝等级：

式（1）中，Zi为各站的Z指数标值；Ri为各站的降水量与区域平均面雨量的相关系数；ROUND则表示四舍五入到临近的整数。由此建立六安市1958-2012年旱涝等级分布如图5所示。

图6显示了六安市年暴雨量距平百分比的变化。旱涝等级和年暴雨量相关性良好，相关系数达0.7 3。分析发现，1958-2012年所有涝年平均暴雨量距平44.69%， 在极涝、 大涝年（1991、1983、2005年），暴雨量距平更是超出100%，这说明六安市洪涝多由集中强降水引起，当暴雨距平超过20%时，则洪涝发生的可能性极大。旱年的平均暴雨距平为-40.49%，说明旱年大多降水强度小，少暴雨。正常年份的暴雨量大多徘徊在平均值附近，多年距平均值为-2.47%。

图5 六安市1958-2012年旱涝等级

图6 六安市1958-2012年暴雨降水量距平

4 结论

（1）六安市暴雨降水量年际变化大，变异系数达0.51。汛期暴雨量和暴雨频次分别占全年的70.27%、87.87%，7月是暴雨降水最集中的月份。

（2）金寨、霍山等大别山腹地区，年降水量大，暴雨频次多，降水强度相对均匀，暴雨降水强度较小，北部年降水量相对较少，暴雨降水频次少，但暴雨降水强度大。北部平原圩畈区暴雨洪涝的危害更大。

（3）六安市年暴雨量的增加主要表现为汛期暴雨量的增加，非汛期暴雨量则显著减少。在非汛期暴雨频次显著减少的情况下，汛期暴雨频次的增加导致年暴雨频次的增加。六安市汛期强降水的频次、强度呈增大趋势，汛期强降水集中程度加大。

（4）在年、汛期暴雨量和年、汛期暴雨频次未发生突变的情况下，非汛期暴雨量、暴雨频次分别在1976、1973年发生减少突变。

（5）六安市洪涝多由集中强降水引起，当暴雨距平超过20%时，洪涝发生的可能性极大。旱年大多降水强度小，少暴雨。

[1]王胜,田红,丁小俊,等.淮河流域主汛期降水气候特征及“旱涝急转”现象[J].中国农业气象,2009,30(1):31-34.

[2]卢燕宇,吴必文,田红,等.基于Kriging插值的1961~2005年淮河流域降水时空演变特征分析[J].长江流域资源与环境,2011,20(5):567-573.

[3]鲍名.近50年我国持续性暴雨的统计分析及其大尺度环流背景[J].大气科学,2007,31(5):77–792.

[4]李湘云.西双版纳近50年暴雨气候特征分析[J].云南大学学报：自然科学版,2009,31(S1):274-281.

[5]朱宵峰,钱永甫,宁亮,等.长江下游地区汛期暴雨气候特征分析[J].热带气象学报,2008,24(2):136-146.

[6]邹立尧,丁一汇.1961-2005年东北暴雨气候特征分析[J].高原气象,2010,29(5):1314-1321.

[7]李运刚,何大明,胡金明,等.红河流域1960—2007年极端降水事件的时空变化特征[J].自然资源学报,2012,27(11):1908-1917.

[8]李运刚,胡金明,何大明,等.1960-2007年红河流域强降水事件频次和强度变化及其影响[J].地理研究,2013,32(1):64-72.

[9]孙智辉,曹雪梅,刘志超,等.陕西黄土高原地区降水日数和强度年代际变化[J].应用气象学报,2009,20(4):510-512.

[10]郭渠,龙中亚,程炳岩,等.我国三峡库区近49年暴雨气候特征分析[J].水文,2011,31(6):86-91.

[11]符淙斌,王强.气候突变的定义和检测方法[J].大气科学,1992,16(4):482-493.

[12]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社,2007:63-66.

[13]李远平,杨太保.柴达木盆地气温、降水突变与周期特征分析[J].地理与地理信息科学,2007,23(3):105-108.

[14]张艳梅,江志红,王冀,等.贵州夏季暴雨的气候特征[J].气候变化研究进展,2008,4(3):182-186.

[15]李远平,杨太保,马建国,等.大别山北坡典型区域降水年内分配不均匀性特征研究——以安徽省六安市为例[J].长江流域资源与环境,2012,21(9):1148-1153.

[16]于文金,郝玲.淮河流域暴雨灾害时空分布及趋势规律研究[J].长江流域资源与环境,2012,21(3):315-320.

[17]鞠笑生,杨贤为,陈丽娟,等.我国单站旱涝指标确定和区域旱涝级别划分的研究[J].应用气象学报,1997,8(1):26-32.

[18]吴贤云,丁一汇,王琪,等.近40年长江中游地区旱涝特点分析[J].应用气象学报,2006,17(1):19-28.

[19]郭锐,智协飞.中国南方旱涝时空分布特征分析[J].气象科学,2009,29(5):598-605.

[责任编辑：李荣富]

P426

A

1674-1102(2014)03-0075-03

10.13420/j.cnki.jczu.2014.06.021

2014-02-24

安徽省高校省级自然科学重点项目 (KJ2011A274，KJ2012A276)；自然灾害过程与防控研究安徽省重点实验室开放基金项目(ZH201306)；安徽省人文地理学重点学科项目资助。

李远平(1978-)，女，安徽金寨人，皖西学院资源环境与旅游管理学院副教授，主要从事气候变化及环境影响研究。