玉林市不同历时降雨强度变化特征及对农业生产的影响

朱小燕 邓雅倩 黄泰森

摘要 选取玉林市58年不同短历时强降水资料，采用趋势线、变化倾向率及相关系数、极值的时间分布、样本均值的时间分布等方法对玉林市不同短历时降雨序列统计分析。结果表明，短历时极值降水呈波动变化，变化倾向率均为增加趋势，其中5～60 min最大降雨量增多趋势较显著，倾向率增幅最大是180 min历时。短历时极值降水具有速度快、高强度、持续短特点，各部门应第一时间做好排水排涝准备，最大限度降低洪涝灾害造成的经济损失。

关键词 不同历时强降水;变化特征;农业生产的影响;玉林市

中图分类号：P46 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0085–03

随着经济社会的高速发展，人类生产生活对天气、气候条件的依赖程度越来越大，对气象灾害的敏感程度越来越高。气候变暖及快速的城市化发展都不同程度改变水文循环现状，使水文极值和降水的强度和频次有所增加。我国各地极端暴雨事件频繁发生，特别是近年来，国内一些大城市频繁遭受严重渍涝事件，城市暴雨渍涝灾害已成为最为突出的城市灾害之一。气候变化和城市化发展导致极端降雨事件的发生频率和强度呈增加趋势，特大城市降雨呈现出短时性、局地性和高强度的特点。据研究表明，全球气温每上升一度，极端降水量增加7%。如果极端降水现象持续增多，洪水等自然灾害将愈加频繁，而玉林市是受到影响最大的地区之一。

玉林市地处南亚热带季风气候区，气候暖热，降雨充沛，夏湿春干，多雨潮湿，年降雨日数157 d，其中年暴雨日数5 d，是中国暴雨较多区域。在全球和区域气候变化背景下，玉林市的局地强降雨特征也发生了变化，最新资料分析发现，玉林市暴雨强度呈上升趋势。暴雨洪涝灾害，给农业生产及生态环境等带来许多不利影响。大部分极端降水强度会伴随全球气温上升而增加，气候变暖引起的自然灾害造成的损失，已经成为影响经济发展、社会安定和国家安全的重要因素。研究气候变暖背景下玉林市不同历时降雨强度变化特征，可以给市政建设、水务、规划等部门提供科学的理论依据，对玉林市的经济和社会发展具有积极的意义，对防灾减灾、减轻自然灾害有极大的作用，可以最大限度地降低洪涝灾害造成的经济损失。

1 资料、统计方法

选取玉林市国家气象站1959年1月1日—2016年12月31日共58年逐分钟降水资料中，提取5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 min共11个历时降水资料，每年每个历时选取最大雨量记录。从全年降水自记纸或每 min降水量数据文件中，挑取本年内11个时段最大降水量及相应开始时间;各时段年最大降水量及相应开始时间，只有当1 440 min降水量>10.0 mm时才挑取;各时段最大降水量从年内各月降水量自记纸或每分钟降水量数据滑动挑取，且不受日、月界的限制（但不跨年挑取）;各时段年最大降水量出现两次或以上相同时，开始时间栏记录出现次数;雨量大而降雨历时不足时，将降雨历时按零雨量外延至降雨历时。

2 短历时强降水演变趋势分析

2.1 短历时强降水时间变化

分析玉林市1959—2016年5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 min最大降雨量时间变化趋势，重点分析对排水标准中最为关注的5、30、60、120、180 min年最大雨强变化规律。

从玉林市58年短历时5 min最大雨量看出（图1），5 min历时年际间差异较大，呈波动趋势，变化倾向率为0.47 mm/10 a，变化幅度在8.61～23.6 mm。相关系数r为0.27，通过95%的置信度水平。5 min历时58年均值为13.5 mm，1996年为高值年，雨量达23.6 mm。

玉林市30 min历时最大雨强同5 min年最大雨强趋势相似（图2），也存在着明显年际差异，变化倾向率1.37 mm/10 a，变化幅度在24.6～74.5 mm，相关系数r为0.21，通过90%的置信度水平。30 min历时58年均值为42.3 mm，其中1964年、1981年、1987年、1996年、2006—2008年以及2010和2014年降水量达到暴雨级别，都在50 mm以上，2008年最高值年，雨量达74.5 mm。

玉林市60 min历时最大雨强也存在着明显年际差异（图3），变化倾向率2.3 mm/10 a，变化幅度在32.0～114.2 mm，相关系数r为0.22，通过90%的置信度水平。60 min历时58年均值为56.5 mm，达到暴雨级别，最大雨量在2008年，降水量为114.2 mm，达到大暴雨级别;1960年最小，只有32.0 mm。

120 min历时最大雨强同样也存在着明显年际差异（图4），变化倾向率2.16 mm/10 a，变化幅度在40.7～148.3 mm，相关系数r为0.15;其中只有8年值没有达到暴雨级别，有9年值达到大暴雨级别;最大雨强在2008年，最小雨强在1980年。

180 min历时最大雨强也有明显的年際差异（图5），变化倾向率3.19 mm/10 a，变化幅度在41.9～160.7 mm，相关系数r为0.18。最大值出现在1971年，最小值出现在1980年，只有3个年值没有达到暴雨级别，有11年值达到大暴雨级别。

从这几个历时最大雨强分析对比中得出（表1）：玉林市58年短历时强降水呈波动变化规律，变化倾向率均为增加趋势，倾向率增幅最大是180 min历时，其次为90 min和60 min。其中5～15 min通过95%的信度水平，20～60 min通过90%的信度水平，说明这些历时最大降雨量增多趋势较为显著。

2.2 短历时强降水时间分布

分析1959—2016年各历时最大的10个降雨极值分布情况得出，降水量分别达大雨（25 mm）、暴雨（50 mm）、大暴雨（100 mm）标准的短历时强降水时间分别出现在10、15和60 min。1987—2016年雨量最大的10个降雨极值出现次数为79次，远大于1959—1986年28年间发生次数。10个历时雨量历史最大值均在1996年或2008年，1个历时在1971年，说明近30年来玉林市暴雨强度明显增强。

2.3 短历时强降水均值的时间分布

比较1959—1986年与1987—2016年两个阶段各历时雨量样本平均值发现，5 min最大雨量1959—1986年平均降雨量为12.6 mm，1987—2016年平均降雨量为14.3 mm。30 min最大雨量1959—1986年平均降雨量为39.5 mm，1987—2016年平均降雨量为44.9 mm;60 min最大雨量1959—1986年平均降雨量为53.0 mm，1987—2016年平均降雨量为59.9 mm;120 min最大雨量1959—1986年平均降雨量为69.6 mm，1987—2016年平均降雨量为75.8 mm;180 min最大雨量1959—1986年平均降雨量为79.2 mm，1987—2016年平均降雨量为85.2 mm。各历时平均降雨量后者明显大于前者，差值1.7～7.2 mm，说明近30年短历时强降雨明显大于1986年以前时段，玉林市极端降雨事件呈明显增加趋势。

3 短历时强降水对农业生产的影响

春季暴雨会造成稻田积水过深、部分刚移栽水稻出现浮蔸、心叶被淹、肥料流失。部分低洼地段作物被水冲击，造成倒伏或机械损伤;西瓜大棚进水，玉米、葡萄产生直接机械损伤，为病虫害侵入创造了有利条件。空气湿度大、温度适宜，有利于病害发生发展，部分西瓜因为蔓枯病严重死苗，葡萄霜霉病较重等。强降雨雨区一般存在一定叠加，持续性强降雨天气会导致雨区土壤过湿，农田渍涝灾害将加重，对早稻孕穗和抽穗开花以及棉花和玉米等旱地作物生长发育产生不利影响，也不利于春玉米、棉花、蔬菜和经济林果等生长发育。

夏季是早稻成熟关键期，暴雨易导致水稻机械损伤而减产、稻谷质量差等不利后果。2016年5月20日凌晨玉林市自西北向东南出现一次大范围大暴雨、局部特大暴雨天气过程，19日20：00～20日20：00，全市观测点有8个站点达特大暴雨（250 mm以上）、116个点出现大暴雨、75个点出现暴雨，24 h降雨量最大为北流市平政镇（387 mm），小时量强达到66 mm，且有5个时次的降雨量都达到暴雨。这次罕见降雨过程造成全市内涝，重灾区北流市农作物受灾面积1 328.33 hm2，其中农作物成灾面积583.9 hm2，农作物绝收面积90.56 hm2。2015年第22号台风“彩虹”强度强、移动快、风力大、降雨强度大、影响范围广，给广西带来了巨大灾害，给玉林农业生产、水利、电力输送等造成严重损失。

近年来随着气候变化异常，广西冬季暴雨发生频率逐渐增多，玉林市2016年1月27—28日暴雨造成局地内涝、农田被淹，马铃薯、甘蔗、蔬菜等受泡影响生长，大青枣、沙糖桔等水果落果、裂果，导致减产，对国民经济和农业造成了严重损失。

4 结论

本文主要使用玉林市国家气象观测站1959—2016年共58年逐分钟降雨过程资料，分析短历时强降水时间变化趋势、极值时间分布和均值时间分布，结果表明：（1）玉林市58年短历时降水极值呈波动变化规律，变化倾向率均为增加趋势，倾向率增幅最大是180 min历时，其次为90 min和60 min，其中5～15 min通过95%置信度水平，20～60 min通过90%置信度水平;玉林市各历时最大降雨量均呈增多趋势，其中5～60 min最大降雨量增多趋势显著。（2）1987—2016年降雨极值出现次数远大于1959—1986年发生次数，10个历时雨量历史最大值均出现在1996年以后，只有1个历时出现在1971年。（3）1987—2016年各历时降雨量平均值明显大于1959—1986年平均值。短历时强降水在极端天气气候事件中一直是各级防汛部门重点和难点，具有“速度快、高强度、持续短”特点。因此，当短历時暴雨发生时，水利、水文、住建、防洪等部门应第一时间做好排水排涝准备，最大限度降低洪涝灾害损失。

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责任编辑：黄艳飞