都安县碳酸钙工业区高影响天气气候特征分析

黄秀秀，莫 迪，李先平

广西壮族自治区河池市气象局，广西河池 547000

高影响天气是指对社会、经济和环境产生重大影响的天气现象与事件，如暴雨、雷暴、大风等灾害性天气，还包括高温、冷害、干旱、影响空气质量的气候条件，以及具有高度社会和经济影响的非极端天气等[1]。高影响天气事件的发生不仅会影响人们的生命，还会严重影响工业区的经济发展[2-4]。碳酸钙工业区位于广西壮族自治区河池市都安县，属南亚热带季风气候区，气候温暖，雨量丰沛，雨热同季，夏湿冬干。受西南暖湿气流和北方冷空气交替的影响，气候复杂多变，灾害性天气频繁。极端天气气候事件对工业区的规划、建设、运用等都有重要影响。根据碳酸钙工业区周边的历史气象灾害和工业区内重点企业对气象要素和高影响天气的抽样调查，确定影响工业区的关键气象因子为降水、气温、风速，以及高影响天气为暴雨、雷暴、大风、潮湿天气、高温，并对以上要素进行天气特征分析。

1 资料与方法

1.1 参证站的选取

由于碳酸钙工业区无国家气象观测站，故选取与工程建设项目场址所在地的地理特征、大气环流特征相同或相似的、距离较近的、最具代表性的都安国家气象站(以下简称都安站)作为参证站。

1.2 资料

所用资料为广西壮族自治区气象信息中心提供的都安气象站近61年(1960—2020年)的记录，包含降水、气温、风速等常规观测资料，包含雷暴、潮湿天气等非常规观测资料，采用数理统计方法统计分析碳酸钙工业区发生频率较高的高影响天气气候特征。

2 结果与分析

2.1 暴雨

气象上定义日降雨量≥50 mm为暴雨，≥100 mm为大暴雨，≥250 mm为特大暴雨。暴雨常伴有洪涝，造成严重灾害。暴雨来得快，雨势猛，尤其是大范围持续性暴雨和雨量集中的特大暴雨，它不仅影响工农业生产，还可能危害人们的生命和财产，造成严重的经济损失。

根据1960—2020年都安站日降水数据统计，都安站年暴雨日数在3～15 d之间变化，最多的年份出现在2008年，暴雨日数为15 d(图1)[5]。年暴雨日数的变化倾向率为0.105 d/10年，暴雨日数变化趋势未通过显著性检验，表明暴雨日数变化趋势不明显。都安站全年各月均出现过暴雨记录，年平均暴雨日数为7.6 d，平均暴雨日数最多的月份出现在6月(2.2 d)，7月次之(1.5 d)。都安站暴雨日数的逐月变化趋势基本呈单峰型，暴雨集中分布在5—8月，其中，6—7月最集中。都安站1 d最大降水量为358.5 mm，出现时间为2010年6月1日，1 h最大降水量为都安站86.2 mm，可见，都安碳酸钙工业区所在区域短时降雨强度大，需注意防御暴雨洪涝灾害。

图1 1960—2020年都安站暴雨日数的年际变化

2.2 雷暴

都安碳酸钙工业区是多雷区，雷雨夏季较多，南方云顶低，水汽充沛，这种恶劣天气是影响碳酸钙工业区生产的原因之一[6-7]。雷暴的频繁出现给建筑物、供电设施、电子电器设施及人畜的生命安全造成极大的危害。

2.2.1 雷暴日数都安站1960—2013年为人工观测，2014年开始用闪电定位仪观测。1960—2013年，人工观测年雷暴日数在42～100 d之间，最多出现的年份在1975年，雷暴日数达100 d；人工观测年雷暴日数的变化倾向率为-4.281 d/10年，人工观测雷暴日数变化趋势通过信度α=0.01显著性检验，表明雷暴日数下降趋势明显(图2)。2014—2020年的闪电定位仪观测年雷暴日数在27～52 d之间，最多出现的年份在2014年，雷暴日数达52 d(图3)。综上，都安站1960—2020年，年雷暴日数在27～100 d之间。

图2 1960—2013年都安站人工观测雷暴日数的年际变化

图3 2014—2020年都安站年闪电定位仪观测雷暴日数的年际变化

统计都安站1960—2020年平均月雷暴日数。人工观测年平均年雷暴日数为64.9 d，雷暴日数最多的月份出现在8月(13.3 d)，7月次之(13.1 d)。都安站闪电定位仪观测累年平均年雷暴日数为38.3 d，雷暴日数最多的月份出现在6月(9.3 d)，8月次之(7.0 d)。雷暴日数的逐月变化趋势呈单峰型，各月均可出现雷暴，主要出现在每年的5—9月，其中，6—8月最多。人工观测和闪电定位仪观测累年月变化趋势基本一致，但是闪电定位仪观测的月日数峰值较人工观测的低。

2.2.2 碳酸钙工业区地闪时间分布（1）年变化特征。近11年来，碳酸钙工业区闪电活动大体呈多峰分布，2019年雷击频次达到最大峰值，为1 468次，2018年位于低谷，仅有155次(图4)。雷击次数变化趋势未通过显著性检验，表明雷击变化趋势变化不明显。

图4 碳酸钙工业区地闪回击年累计值变化特征

（2）月变化特征。碳酸钙工业区雷电活动呈单峰趋势(图5)，3月开始明显上升，6月达到顶峰，9月后雷电逐渐减少，10月至翌年2月较少发生。值得注意的是，碳酸钙工业区9月雷电活动多于3月，遇到雷暴天气的概率偏高，其危害强度并不小，因此，秋季的防雷工作仍不能忽视。

图5 碳酸钙工业区地闪回击月变化特征

（3）日变化特征。碳酸钙工业区2010—2020年闪电频次日变化呈“U”形结构(图6)，主峰值出现在04:00，而09:00～13:00雷电活动相对较少。因此，工业区更应关注午夜的雷电天气，尤其是21:00至翌日07:00人员活动期间为雷电防御关键时段。

图6 碳酸钙工业区地闪回击日变化特征

2.3 大风

2.3.1 大风日数都安站1960—2020年，年大风日数在0～9 d之间变化，最多出现的年份在1977年，大风日数为9 d(图7)。都安站大风日数的变化倾向率为-0.379 d/10年，通过信度为α=0.05的显著性检验，表明大风日数呈减少趋势。61年间，大风都安站的总日数为209 d，年平均大风日数为3.4 d，大风日数累计最多的月份出现在5月，为35 d，其次是4月，为34 d；1、12月大风日数最少，为2 d。

图7 1960—2020年都安站大风日数的年际变化

2.3.2 最大风速和极大风速都安站最大风速和极大风速从1992年开始观测，1992—2020年都安站的月最大风速在12.4～22.7 m/s之间，最小值和最大值分别出现在6月和5月(表1)。年极大风速在17.4～26.9 m/s之间，最小值和最大值分别出现在1月和4月。

表1 都安站各月最大风速和极大风速

2.4 潮湿天气

潮湿天气也称潮湿寡照天气，即当日出现降雨、相对湿度80%以上且日照时数为0的天气，对工业区的物流仓库储存以及碳酸钙工业炼制效率有较明显影响。

都安站潮湿天气日数变化趋势不明显(图8)，1960—2020年，年潮湿寡照日数在48(2003年)～109 d(1970年)之间变化，年平均潮湿寡照日数为83.0 d。平均潮湿寡照日数最多的月份出现在3月(13.1 d)，最少出现在8月。都安站潮湿寡照日数的逐月变化趋势基本呈单峰型(图略)，日数最多分布在1—4月，最少集中在7—9月。阴雨天气，空气潮湿，容易造成仓库产品发霉。应关注天气预报，根据天气情况提前做好仓库存储产品的防潮处理工作。

图8 1960—2020年都安站潮湿寡照日数的年际变化

2.5 高温

1960—2020年间，都安站年高温日数在3～41 d之间，最多出现的年份在2009年，年高温日数为41 d，1990年次之，都安站高温日数变化趋势不明显[8]。年高温日数为38 d。平均年高温日数为17.1 d；高温日数最多的月份出现在6—9月，其中，8月最多，月平均高温日数为6.9 d。

3 结论与讨论

都安县碳酸钙工业区的关键气象因子有降水、风、温度等要素，高影响天气为暴雨、雷暴、大风、潮湿天气、高温等灾害性天气。

3.1 暴雨

年平均暴雨日数为7.6 d，各月份均有可能出现暴雨天气，5—8月为暴雨多发期，其中，6—7月最为集中。1960年以来，日最大降水量为358.5 mm。碳酸钙工业区属于暴雨灾害高危险区、暴雨灾害次高易发区、暴雨灾害次高等风险区，强降雨天气较多，汛期容易发生洪涝灾害，需注意排水管网的建设。

3.2 雷暴

雷暴日数整体上呈显著下降趋势，人工观测年平均年雷暴日数为64.9 d，闪电定位仪观测年平均年雷暴日数为38.3 d，各月均可出现雷暴，每年的5—9月为雷暴的高发期，其中，6—8月最为频繁。近11年来，碳酸钙工业区雷电活动呈单峰趋势，3月开始明显上升，6月达到顶峰，9月后雷电逐渐减少，10月至翌年2月较少发生，并且9月雷电活动多于3月，遇到雷暴天气的概率偏高，秋季的防雷工作不能忽视。工业区每日21:00至翌日07:00为雷电活动高发期，需注意此时段人员活动的雷电防御。

3.3 大风

大风日数呈显著减少趋势，年平均大风日数为3.4 d。大风日数最多年份为1977年，出现9 d。最大风速和极大风速从1992年开始观测，月最大风速在12.4m～22.7 m/s之间，最小值和最大值分别出现在6月和5月。年极大风速在17.4～26.9 m/s之间，最小值和最大值分别出现在1月和4月。工业区应保守考虑抗风设计标准，关注天气预警预报，大风影响前或影响时人员要采取安全应对措施，确保人员的人身安全。

3.4 潮湿天气

潮湿天气日数变化趋势不明显，年平均潮湿寡照日数为83.0 d。潮湿寡照日数主要集中多分布在1—4月，最多的月份出现在3月。碳酸钙工业区1—3月出现潮湿天气较多，工业区应考虑潮湿天气对项目运营可能造成的影响，做好物流仓库存储产品的防潮防霉工作；冬季相对湿度较小，干燥天气多，工业区应做好防火预案和配备防火设施，避免火灾的发生。

3.5 高温

高温日数变化趋势不明显，平均年高温日数为17.1 d，高温日数最多年份为2009年，出现41 d。高温日数最多的月份出现在6—9月，其中，8月最多，月平均高温日数为6.9 d。工业区需要注意防暑降温、通风和制冷等，避免产生不良影响。