近31年三穗县暴雨气候特征及成因分析

秦畅畅 曹宏健

摘要利用1986—2016年三穗县地面气象观测站出现暴雨的降水资料，分析暴雨和大暴雨的年际变化和季节分布特征，结合运用小波分析三穗县暴雨强度的周期变化特征，并分析了三穗县暴雨的成因。结果表明，近31年三穗县暴雨总日数为67 d，年平均暴雨总日数为2.23 d；三穗县共出现暴雨日数64 d、大暴雨3 d。近31年三穗縣暴雨日数出现了低→高→低→低的波动变化，20世纪90年代暴雨日数出现最多，20世纪80年代和2010年后暴雨日数持平。三穗县暴雨多出现在4—9月，约占总暴雨日数的92.5%，集中出现在5—8月，7月份出现次数最多，暴雨出现最少的为11月；三穗县出现大暴雨次数偏少，其中夏季出现频率较高。三穗县的特殊地理位置和地形特点有利于暴雨天气的形成和发展，影响暴雨天气的主要天气系统为高空槽、低涡、急流、中低空切变、地面冷锋等。

关键词暴雨；年际变化；季节分布；成因分析；三穗县

中图分类号S161.6文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）32-0191-03

Climatic Characteristics and Cause Analysis of Rainstorm in Sansui County in Recent 31 Years

QIN Changchang，CAO Hongjian（Sansui County Meteorological Bureau of Qiandongnan Miao and Dong Autonomous Prefecture，Sansui，Guizhou 556500）

AbstractUsing the precipitation data of rainstorm in Sangui County ground meteorological observation station from 1986 to 2016， the interannual and seasonal distribution characteristics of rainstorm and heavy rainstorm were analyzed，combined with the use of wavelet analysis to analyze the cyclical characteristics of rainstorm intensity，and analyze the cause of the rainstorm in Sanshui County.The results showed that the total number of rainstorms in Sanshui County in recent 31 years was 67 times， and the annual average number of rainstorms was 2.23 times. The number of rainstorms was 64 times and the heavy rainstorms was three times.In the past 31 years， the number of rainstorms in Sanshui County appeared low—high—low—low fluctuations.The number of rainstorms in the 1990s had been the largest， and that had been flat in the 1980s and after 2010.The rainstorm in Sanshui County occurred in AprilSeptember， accounting for 92.5% of the total number of rainstorms， concentrated in May August， the highest number of occurrences in July， the lowest in November；and the number of heavy rainstorms in Sansui County less than normal， which appeared in the summer higher frequency.The special geographical location and terrain characteristics of Sansui County were favorable to the formation and development of rainstorm. The main weather systems affecting rainstorm were highaltitude trough， low vortex， rapid current， mediumlow shear， ground cold front and so on.

Key wordsRainstorm； Interannual variation； Seasonal distribution； Cause analysis； Sansui County

近年來，随着全球变暖，高温、强降水、寒潮等极端事件频发。有很多气象工作者对暴雨、极端强降水进行了研究[1-5]，其中强降水气候影响范围大，对农业、工业生产、交通运输和城市生活有破坏性的影响，还会引发洪涝、泥石流、塌方等次生灾害，严重威胁人民群众财产和生命安全，因此暴雨受到各级党政机关、各行各业和人民群众的高度重视和密切关注[4-6]。所以研究暴雨的发生规律具有重要的现实意义。笔者利用三穗县地面气象观测站1986—2016年出现暴雨的降水资料，采用统计分析和小波分析方法，分析了暴雨和大暴雨的年际变化、季节分布特征以及暴雨强度的周期变化特征，总结该县暴雨气候特征及成因，以期为提高暴雨预报质量、气象决策服务、气候评价以及防灾减灾工作提供科学依据。

1资料与方法

1.1研究区概况三穗县地处贵州东部，属亚热带湿润季风气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，湿度较大，日照较少，无霜期长，季风气候显著。春季气温不稳定，寒潮活动较频繁；夏季降雨集中，雨热同季，局部有洪涝；秋季降温快，多阴雨天气；冬季常出现凝冻。年平均气温15.1 ℃，最冷月平均气温3.6 ℃，最热月平均气温25.2 ℃，极端最高气温36.5 ℃，极端最低气温-13.1 ℃。雨量充沛，分布不均，年降水量1 111.9 mm；其中汛期（4—9月）降水量802.9 mm，占全年降水量的72.2%。年平均相对湿度83%，最小相对湿度18%。无霜期长，年平均无霜期为281 d。全年日照1 243.5 h，占可照时数的28%。年平均风速1.4 m/s，最多风向为北（N）风。年蒸发量为1 063.6 mm，年雷暴日数50.4 d。主要的气象灾害有暴雨、洪涝、干旱、寒潮、冰雹、大风、雷暴、低温阴雨、凝冻。

1.2资源来源和分析方法所用资料来源于三穗县国家基准气候站1986—2016年逐日降水资料。根据气象部门业务标准，以20：00为日界，定义日降雨量≥50 mm为一个暴雨日，日降雨量≥100 mm为一个大暴雨日，日降雨量≥200 mm为一个特大暴雨日。采用统计分析法分析暴雨和大暴雨的年际变化和季节分布特征，并结合运用Morlet小波分析暴雨强度的周期变化特征。

2暴雨气候特征分析

2.1暴雨年际、年代际变化特征

由图1可知，近31年三穗县暴雨总日数为67 d，年平均暴雨总日数为2.23 d；暴雨总日数出现最多的是2004年，为5 d；其次是1986、1999、2014年，均为4 d；暴雨总日数最少的是1993、1997、2001、2003、2005、2006、2010、2012年，各为1 d；其中1988和2007年没有出现暴雨。近31年三穗县共出现暴雨日数64 d，年平均为2.13 d，其中暴雨出现最多的年份为2004年 （5 d），暴雨最少的年份1993、1997、2001、2003、2005、2006、2010年、2012年（1 d），最多年份较最少年份多了4 d，暴雨年际变化不大；三穗县共出现大暴雨3 d，1991、2007、2008年各出现1 d大暴雨，最大日降水量出現在1991年7月31日，日降雨量达132 mm，其次为2007年6月9日，日降雨量达121 mm。

20世纪80年代三穗县共出现暴雨15 d，其中1986年出现暴雨5 d，最少出现在1987年的2 d；90年代出现暴雨、大暴雨23 d，其中1999年暴雨日数出现最多，为4 d，最少1993、1997年各出现1 d，其中1991年出现大暴雨1 d；90年代较80年代暴雨日数明显增多；2000—2009年，出现暴雨、大暴雨19 d，其中2007、2008年连续2年出现大暴雨，2004年暴雨日数出现最多，为5 d，最少2003、2005年出现1 d；2000—2009年较20世纪90年代暴雨日数略有减少；2010—2016年共出现暴雨15 d，2014年暴雨日数出现最多，为4 d；2010—2016年较2000—2009年暴雨日数略有减少。近31年来三穗县暴雨日数出现了低—高—低—低的波动变化，20世纪90年代暴雨日数出现最多，80年代和2010—2016年暴雨日数持平。

2.2暴雨季节分布特征

由表1可知，近31年来三穗县暴雨主要出现在4—11月，大暴雨出现在6—7月、11月，暴雨最早出现在2010年4月13日，最晚结束在2008年11月6日；大暴雨最早出现在2007年6月9日，最晚结束在2008年11月1日；其中暴雨、大暴雨最多的是7月，其次是6月，无特大暴雨出现。春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）暴雨和大暴雨日数分别占总暴雨日数的24%、61%、15%，冬季（12月—翌年2月）均无暴雨出现；春季主要集中在5月（11 d），约占春季暴雨总数的16.4%；夏季主要集中在7月（18 d），约占夏季暴雨总数的26.9%；秋季主要集中在9月（5 d），约占秋季暴雨总数的7.5%；冬季无暴雨，31年来均未出现。暴雨多出现在4—9月，约占总暴雨日数的92.5%，集中出現在5—8月，暴雨日数占暴雨总数的77.6%；7月份出现次数最多（18 d），约占总暴雨日数的26.9%；其次为6月（13 d），约占总暴雨日数的19.4%，暴雨出现最少的为11月（2 d）。三穗县出现大暴雨次数偏少，6、7、11月各出现大暴雨一次，最大雨量为132 mm，其中夏季出现频率较高，约占大暴雨总数的66.7%。

2.3小波变化分析由图2可知，随着频率（时间尺度）的增大，子波变换值呈现出不同类型的正负相间排列，清晰地揭示了三穗县暴雨强度的多尺度时间结构特征；在大尺度时间的强（弱）周期变化中又包含多个中小时间尺度的强（弱）周期变化。近31年来三穗县暴雨强度在年代际尺度上主要存在6～8和14～16年的周期振荡。在6～8年的时间尺度上，主要有4个强→弱时期的转换，其中相对强的时期是20世纪80年代后期—90年代初期、90年代中后期—2001年、2007—2009年、2013—2015年，相对弱的时期是80年代中期—后期、90年代前期—中期、2002—2005年、2009—2012年。6～8年为一个短周期振荡，14～16年为一个长周期振荡。

3暴雨发生的主要天气形势特征分析

暴雨的发生发展是在特定的环流形势下，从地面到高空不同高度和不同尺度的天气系统、有利地形共同作用的结果，仅靠某一个条件或有利的系统是不能产生暴雨的，仅当几个条件同时出现或几个有利系统配合时，才能产生暴雨。黔东南暴雨主要集中在5—8月，其中6月最多，通常情况下，一个暴雨过程会先后受到不同地面系统和高空天气形势共同影响。造成三穗县暴雨的主要天气系统有锋面、高空槽、南支槽、东风波、低涡、急流、中低空切变等。顾欣等[6]研究黔东南地区暴雨指出，造成黔东南地区暴雨系统主要是冷锋低槽，占主要影响系统的90%。

3.1有利的地形条件三穗县位于贵州省东部、黔东南州东北部，地处108°32′～109°04′E、6°47′～27°04′N。三穗縣境内处于云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡面上，由西向东倾斜，境内地貌类型多样，低山、丘陵、河谷、盆地交错。最高峰位于南部老山坡（海拔1 470 m），比北部坪茶大坡脚河流出境处高1 020 m，呈南高北低。

3.2高空槽、冷空气

三穗县暴雨大多都是冷空气与暖湿空气共同作用的结果，就是与锋面、高空槽、切变线一类具有斜压性的天气系统有关。1991年7月31日三穗县普降暴雨到大暴雨，500 hPa南昌有一高压中心，贵阳、成都均有负变压，延安、昌都一线的低槽分裂成2个小槽，小槽逐渐东移，是造成此次暴雨天气过程的影响槽；700 hPa切变位于重庆、昌都一线，未来南压影响黔东南；850 hPa切变与700 hPa切变位置大致相同，两层系统配置较好；地面冷锋位于济南、恩施、峨眉山一带，锋后有小片雨区。三穗县处于槽前西南气流中，来自孟加拉湾的水汽输送，湿度较大，水汽充沛，槽前有相对正涡度平流，上升运动的天气尺度条件很有利，地面不断有小股冷空气补充，加上有源源不断的热量和水汽输送，能量条件好，层结不稳定，均满足暴雨形成条件，使得三穗县出现暴雨到大暴雨的天气过程。

3.3低空急流

低空急流是位于600～900 hPa水平动量集中的气流带，风速≥12 m/s。低空急流输送低层的水汽和不稳定能量，三穗县低空急流一般为西南急流和偏南急流，低层水汽和能量的输送是产生暴雨的重要条件，位于急流的左侧常有切变线和低涡活动，伴有大片雨区、辐合上升运动区，为三穗县暴雨提供有利水汽条件。

3.4锋面

通常冷锋经过四川盆地东移南压进入贵州，冷暖空气的交汇造成剧烈的天气过程，有利于暴雨天气的发生。当冷空气不断南下时，在冷锋前低涡东移，引起强降水。如果冷锋移速很快，降水时间短，一般并不会造成大范围暴雨，如果有静止锋存在时，西南低涡或切变线东移，切变线的辐合流场有利于锋区加强、水汽集中和能量积累，产生强烈的上升运动和正涡度。此外，高原槽或南支槽的东移以及地形的抬升，都可能诱发地面静止锋的锋生，在锋面附近生成多个中小尺度对流系统，引起暴雨天气。

3.5地面辐合线

暴雨发生前地面受低压控制，气温升高，地面有一条辐合线产生，当弱冷空气南下，锋面移入低压区内，辐合线锋生，或高空槽或南支槽的扰动，使辐合线锋生，辐合加强，在锋面附近会产成强降水。

4结论

利用三穗县地面气象观测站1986—2016年出现暴雨的

降水资料，对三穗县暴雨和大暴雨的年际变化和季节分布特

征进行了分析，得出以下结论：

（1）三穗县地处贵州东部、黔东南州东北部，属亚热带湿润季风气候区，四季分明，雨量充沛，季风气候显著，暴雨是三穗县主要的气象灾害之一。

（2）近31年来三穗县暴雨总日数为67 d，年平均暴雨总日数为2.23 d；三穗县共出现暴雨日数64 d，年平均为2.13 d，最多年份较最少年份多了4 d，暴雨年际变化不大；三穗县共出现大暴雨3 d，1991、2007、2008年各出现一次大暴雨。

（3）20世纪80年代三穗县共出现暴雨15 d；90年代出现暴雨、大暴雨23 d，较80年代暴雨日数明显增多；2000—2009年出现暴雨、大暴雨19 d，其中2007、2008年连续2年出现大暴雨，2000—2009年较20世纪90年代暴雨日数略有减少；2010—2016年共出现暴雨15 d，较2000—2009年暴雨日数略有减少。近31年来三穗县暴雨日数出现了低→高→低→低的波动变化，20世纪90年代暴雨日数出现最多，20世纪80年代和2010—2016年暴雨日数持平。

（4）近31年来三穗县暴雨多出现在4—9月，约占总暴雨日数的92.5%，集中出现在5—8月，暴雨日数占暴雨总数的77.6%，；7月份出现次数最多，约占总暴雨日数的26.9%，其次为6月，约占总暴雨日数的19.4%，暴雨出现最少的为11月。三穗县出现大暴雨次数偏少，其中夏季出现频率较高，约占大暴雨总数的66.7%。

（5）三穗县境内处于云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡面上，由西向东倾斜，南高北低。三穗县的特殊地理位置和地形特点有利于暴雨天气的形成和发展，影响暴雨天气的主要天气系统为高空槽、低涡、急流、中低空切变、地面冷锋等。

（6）小波方法分析三穗县暴雨强度的周期分布发现，暴雨强度具有多时间尺度的周期振荡，在年代际尺度上均存在6～8年的短周期振荡和14～16年的长周期振荡。

45卷32期秦畅畅等近31年三穗县暴雨气候特征及成因分析

参考文献

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