柳州市主要气象灾害变化特征分析

李家文，张凌云，刘 蕾

（广西柳州市气象局，广西柳州545001）

0 引言

随着城市化进程的日益加快，城市气象灾害越来越多的呈现频发性、重发性的趋势。有文献表明有70%以上的自然灾害都是由气象灾害或由其引发的衍生灾害[1]。尤其是在全球气候变暖的背景下，气象灾害事件明显增多[2-3]，黄荣辉等[4-5]研究了中国重大气候灾害特征形成的机理以及分析中国旱涝气候灾害与东亚气候系统变化的关系，提出了与中国旱涝重大气候灾害形成机理有关的“东亚气候系统”新理论，指出这个系统的时空变化特征及其对中国旱涝等重大气候灾害发生的重要作用。陈思蓉等[6]通过研究中国雷暴气候分布特征及变化趋势，发现中国雷暴和冰雹等强对流天气发生的概率分布具有明显的地理和日变化差异，日间与夜间强对流天气分布变化很大。陈楠等[7]、李艳莉等[8]分析了菏泽市、陕西的降水变化趋势以及时空分布特征；还有些学者[8-11]针对气温变化趋势做了深入分析；但是大多数学者[12-15]针对气象灾害的时空分布特征及发生机理[12-15]进行了研究，并得出了许多有意义的结论，另外针对气象灾害进行了风险评价和区划[16-18]。柳州市地处中亚热带季风气候区，是全国气象灾害较为频繁的地区之一，每年因气象灾害造成的损失逾亿元，严重地制约着社会经济的发展。如2016年6月14日，柳州市遭遇强降雨袭击，城中、鱼峰、柳南区及93个镇区、乡村受淹，洪涝灾害致使受灾的人数为54257人，直接经济损失10380.57万元；又如2018年4月20日柳州市沙塘镇遭遇局地龙卷风袭击，造成厂房倒塌，大树拔倒、屋顶、门窗、路灯、体育设施损坏等，造成直接经济损失160万元。陈正洪等[19]对城市气象灾害及其影响相关问题研究进展进行了回顾，汪如良等[20]分析了南昌市1953—2012年的城市气象灾害变化的特征。中国城市气象灾害有暴雨、低温冰冻、高温热浪等多种类型，对城市的社会、经济等方面产生了重要影响，目前气象灾害已成为制约柳州市社会经济发展、人民幸福的重要因素之一，为了更好地加强对气象灾害的风险应急和防御管理，本文利用柳州气象站1951—2016年的气象观测资料，对柳州市暴雨、雷暴、冰雹、大风、雾等主要气象灾害的变化特征进行分析，以期为柳州市的经济建设和防灾减灾提供气象参考。

1 资料与方法

本文所用的资料来源于经柳州市气象局和广西区气象机构审核、整编的1951—2016年柳州气象站的降水、大风、冰雹、雷暴等气候资料。采用气候学统计排列法，对气象要素进行日、月、年的统计并形成相应的资料序列，采用统计分析等方法对柳州市近66年城市气象灾害特征进行分析。

2 柳州市主要气象灾害的变化特征

2.1 暴雨

暴雨是降水强度很大的雨，一般指每小时降雨量15 mm以上，或连续12 h降雨量30 mm以上，或连续24 h降雨量50 mm以上的降水。暴雨来得快，雨势猛，尤其是大范围持续性暴雨和集中的特大暴雨，它不仅影响工农业生产，而且可能危害人民的生命，造成严重的经济损失。

2.1.1 暴雨日数月际和季节变化 柳州年平均暴雨日数为5.4天，多集中出现在4—8月，以6月最多，为1.5天，占全年百分比的27.8%，其次是5月，为1.1天，占全年百分比的20.4%（表1）。从暴雨日数的季节分布来看（图1），四季中，夏季暴雨日数最多，为189次，占54.2%；春季次之，为114次，占32.7%；冬季最少，66年来才发生9次。

表1 柳州市区累年各月暴雨日数及其全年百分比

图1 柳州暴雨日数季节变化

2.1.2 暴雨日数年际变化 柳州各年代平均暴雨日数为49.8天，其中最多的是21世纪00年代，暴雨日数为66天，其次是20世纪90年代暴雨日数为52天，80年代暴雨日数最少，为42天。暴雨日数年代际变化较大，进入80年代暴雨日数减少，而90年代以后暴雨日数又呈增加趋势（见表2）。暴雨日数的历年变化呈增加趋势，变化倾向率为2.5天/10 a（见图2）。表明降雨的强度增大，故可能更容易造成较大、较严重的暴雨洪涝灾害。

表2 各年代暴雨日数d

2.1.3 暴雨的持续特征 通过分析柳州市区逐日降水资料，发现柳州市区连续性暴雨持续的时间大部分是1天，占暴雨出现总数的92.6%，连续2天出现暴雨的频率是6.9%，连续3天出现暴雨的频率为0.6%，有记录以来仅出现过2次，出现在1958年7月13—15日、1994年6月13—15日，其中1994年这次是受地面静止锋、高空槽和低涡切变线共同影响而产生的连续性暴雨天气过程（表3）。

图2 柳州暴雨日数历年变化

表3 柳州累年持续暴雨日数

2.2 大风

影响柳州市的大风大体上有3种：（1）冬、春季节强冷空气南下产生的大风，通常称为寒潮大风；（2）夏、秋季台风环流产生的大风；（3）春、夏季热对流旺盛发展产生的短时雷雨大风。

2.2.1 大风日数的月际及季节变化 柳州市区累年平均年大风日数为1.7天，3—11月均有大风出现，最多月份为7月，月平均大风日数为0.5天（表4）。柳州市区夏季（6—8月）大风日数最多，占全年的52.9%；春季（3—5月）次之，占35.3%；秋季（9—11月）占17.6%；冬季（12—2月）无大风（表5）。

表4 柳州市区各月大风日数

表5 柳州市区四季大风日数及占全年的百分率

2.2.2 大风日数的年际变化 图3给出了柳州市区历年的大风日数的变化趋势。可见，年大风日数的变化倾向率为-0.641天/10 a，即大风出现的日数呈减少趋势。

2.3 雷暴

由于2013年后取消人工雷暴观测，故本节的资料统计时段为1951—2013年。柳州市区平均初雷日为2月20日，平均终雷日为10月21日，初终间日数为241.8天，可见柳州市区的雷暴活动发生早，结束晚，持续时间长。

2.3.1 雷暴日数月际变化和季节变化 雷暴日数是表征某地雷暴活动频繁程度及强弱的重要指标之一，雷暴日数越多，表明雷暴活动频繁强烈，反之则越弱。柳州市区平均年雷暴日数61.2天，是广西雷暴较多的地区。由表6可知，1—12月都有雷暴发生。柳州市区的雷暴日数月分布呈单峰型，一年之中，3—9月雷暴日数较多，约占全年的94.3%，10月—翌年2月较少。其中6、7、8月雷暴日数最多，分别为10.4、11.8、11.9天。11、12月和1月雷暴日数较少，不足1天。柳州市区雷暴日数主要分布在春、夏季，其中夏季最多，占全年的55.7%，春季次之，占全年的31.5%，冬季最少，仅占2.9%（表7）。

2.3.2 雷暴日数年际变化 图4给出了柳州市区历年的雷暴日数的变化趋势。可见，年雷暴日数变化倾向率为-3.80天/10 a，即雷暴日数呈减少趋势。

2.4 冰雹日数月际和年际变化

冰雹是坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。降雹虽然范围小、时间短，但因来势猛，往往同时伴有大风大雨，不仅会给局部地区的农、林、牧业带来损失，还会给工业、电讯、交通以及人民生命财产造成危害。

图3 大风日数的变化

柳州市区年平均冰雹日数为0.1天，主要出现在每年的3—4月份（表8）。自有观测记录以来（即1951年以来），柳州市区附近仅有8年出现降雹天气，每年1天，分别是1954、1957、1961、1967、1980、1987、1998、2012年。

图5给出了柳州市区历年的冰雹日数的变化趋势。可见，年平均冰雹日数的变化倾向率为-0.023天/10 a，故冰雹日呈减少的趋势历年冰雹日数最少0天，最多1天。

2.5 雾日数月际和年际变化

雾是自然界的一种常见天气现象，它是由地表蒸发出来的水分子受冷空气影响凝聚而成的小水滴或冰晶汇集而成，其水平能见度在1000 m以下。当水平能见度在50～200 m之间时，称为浓雾。大雾天因能见度差，交通、航空受其影响很大。同时，雾（或烟尘雾）使空气污染更加严重，直接影响人们的身体健康，甚至引起某些疾病的发病率和死亡率升高。

柳州市区年平均雾日数为5.3天，主要出现在1—4月份，占全年的72%。在一年12个月中，各月雾日数存在差异，其中3月最多，平均雾日为1.3天，7月和秋季最少，平均雾日仅为0.1天（表9）。图6给出了柳州市区历年的雾日数的变化趋势。虽说年平均雾日数的变化倾向率为-0.029天/10 a，雾日呈略减少的趋势，但从2000年以后，雾日有增多趋势。

表6 柳州市区累年各月雷暴日数

表7 柳州市区四季雷暴日数及占全年的百分率

图4 雷暴日数的变化

表8 柳州市区累年各月冰雹日数

3 结论

本文对柳州市主要气象灾害特征进行了分析，结果如下：

（1）暴雨日数年代变化较明显，20世纪60年代、90年代，21世纪00年代为相对多发期，70—80年代相对较少。柳州市年平均暴雨日数为5.4天，多集中出现在4—8月，以6月最多，为1.5天，占全年百分比的27.8%，其次是5月，为1.1天，占全年百分比的20.4%。柳州市历年一日最大暴雨量为233.6 mm，自有气象站记录以来，持续暴雨日数最多为3天。

图5 冰雹日数的变化

表9 柳州市区累年各月雾日

图6 雾日数的变化

（2）柳州市平均年雷暴日数61.2天，是广西雷暴较多的地区。1—12月都有雷暴发生。柳州市的雷暴日数月分布呈单峰型，一年之中，3—9月雷暴日数较多，约占全年的94.3%，10月—翌年2月较少。在四季之中，夏季雷暴日数最多，占全年的55.7%，春季次之，冬季最少。

（3）柳州市年平均大风日数为1.7天，3—11月均有大风出现，最多月份为7月，月平均大风日数为0.5天；年平均冰雹日数为0.1天，主要出现在每年的3—4月份；年平均雾日数为5.3天，主要出现在1—4月份，占全年的72%。从年变化趋势看，柳州市年平均雷暴、大风、冰雹、雾日总体呈下降趋势，但2000年以后，雾日有增多趋势。