安徽省六安市暴雨氣候研究

李遠平，包訓成，黃 潤

（皖西學院 a.資源環境與旅游管理學院；b.信息工程學院，安徽 六安 237012）

安徽省六安市暴雨氣候研究

李遠平a，包訓成b，黃 潤a

（皖西學院 a.資源環境與旅游管理學院；b.信息工程學院，安徽 六安 237012）

利用安徽省六安市6個氣象站1958-2012年逐日降水資料，，采用空間內插、趨勢分析、突變檢驗等方法，分析了六安市暴雨降水的時空特點和變化。結果表明，六安市暴雨年際變化大，變異系數達0.51，暴雨降水高度集中于汛期，7月是暴雨最頻繁的月份。平均暴雨量的空間分布自西向東減少，暴雨頻次由西南向東北減少。年暴雨量、暴雨頻次增加不顯著，非汛期暴雨量、暴雨頻次呈顯著減少趨勢，汛期強降水集中程度加大。非汛期暴雨量、暴雨頻次分布在1976、1973年發生減少突變。六安市旱澇等級與年暴雨量相關性良好，六安市洪澇多由集中強降水引起，旱年大多降水強度小，少暴雨。

暴雨降水量；暴雨頻次；暴雨強度；六安市

六安市位于安徽省西部，大別山北坡，境內山地、丘陵、崗地占總面積的63%。北亞熱帶季風氣候下，降水時空變率大，汛期降水集中。本區域是淮河流域年降雨量最大的地區和暴雨中心之一[1-2]，洪澇災害頻繁發生，嚴重威脅居民的生命財產安全，成為當地社會經濟可持續發展中的突出問題。

目前已有學者對暴雨氣候開展了卓有成效的研究工作[3-10]。主要是探討區域暴雨的大尺度環流背景及物理機制、暴雨降水的時空格局、暴雨日數分布的正態性等。有關淮河流域暴雨氣候的研究成果較少，更是未見六安市暴雨氣候研究的相關報道。本項研究主要探討暴雨降水的年際、季節分布，暴雨降水量和降水頻次的空間分布、變化趨勢、突變特征，以及暴雨降水和洪澇的關系等。以期深化對六安市暴雨氣候特征的認識，為暴雨預報和防災減災工作提供科學參考。

1 資料和方法

依據六安市金寨、霍山、舒城、壽縣、霍邱五縣和城區氣象站1958-2012年逐日降水資料，根據氣象業務部門的標準，24h累積降水量 （以北京時間20:00為界）≥50mm為暴雨。暴雨降水量為所有暴雨日降水量的總和，暴雨頻次為所有暴雨日數，暴雨平均強度為暴雨降水量與暴雨頻次之比。基于這些統計量，分析六安市暴雨的時間變化和空間分布，采用Mann-Kendall軼次相關檢驗法[11-15]進行暴雨降水的長期變化趨勢和突變點檢測，并對暴雨降水和六安市洪澇的關系進行分析。

2 六安市暴雨降水的時空分布與變化

2.1 暴雨降水的季節分布

六安市年暴雨降水量變化于57.6-771.67mm之間，最大值年（1991年）是最小值年（2001年）的13.4倍，多年平均值281.39mm，變異系數達0.51。從圖1、圖2可以看出，六安市暴雨降水高度集中于汛期，5-9月暴雨頻次占全年的87.87%，其中7月一月占全年的29.89%，為暴雨降水最頻繁的月份。冬季（12-2月）基本無暴雨。從表1可見，汛期暴雨降水量占全年暴雨量的90.27%，平均雨強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），說明六安市在降水集中的汛期，多發強降水，洪澇災害的威脅很大。

表1 六安市1958-2012年平均年、汛期降水及暴雨降水

圖1 六安市暴雨降水量的年際和季節變化

圖2 六安市各月暴雨頻次占全年百分比

2.2 暴雨降水的空間分布

由多年平均暴雨量、暴雨頻次的空間分布（圖3）可以看出，平均暴雨量的分布由西向東減少，六安市城區暴雨降水量最少。而暴雨頻次的空間分布由西南向東北減少，與本區年降水量的空間分布特點一致，表現出南高北低、山區多于平原圩畈區的格局。說明在南部金寨、霍山等大別山腹地區，年降水量大，暴雨頻次多，但降水強度相對均勻，暴雨降水強度較小，北部年降水量相對較少，暴雨降水頻次少，但暴雨降水強度大。本區中平均暴雨強度最大的是霍邱，達100.04mm/d，最小的是舒城，為71.54mm/d。北部平原圩畈區地勢低平，排水不暢，在強降水的侵襲下，洪澇災害的危害更大。以上結論與筆者先前關于本區降水集中性的研究以及其他學者關于淮河流域暴雨降水的研究[16]所得結果相一致。

2.3 變化趨勢分析

六安市年暴雨降水量呈不顯著增加趨勢，汛期暴雨量增加趨勢達到0.10顯著性水平，非汛期暴雨量的減少趨勢超過0.05顯著性水平。年、汛期暴雨頻次增加不顯著，而非汛期暴雨頻次減少趨勢通過0.01顯著性水平檢驗。這說明年暴雨量的增加主要表現為汛期暴雨量的增加，非汛期暴雨量則顯著減少。在非汛期暴雨頻次顯著減少的情況下，汛期暴雨頻次的增加導致年暴雨頻次的增加。六安市汛期強降水的頻次、強度呈增大趨勢，汛期強降水集中程度加大，這給氣象災害預警與防洪排澇工作提出了更高要求。

圖3 六安市暴雨降水量（a）、暴雨頻次（b）空間分布

2.4 突變分析

對六安市年、汛期、非汛期暴雨降水量和暴雨頻次的突變分析發現，除非汛期暴雨量、非汛期暴雨頻次序列有突變發生外，其它序列未檢測出突變，結果見圖4。非汛期暴雨量在1976年發生減少突變，顯著性水平0.05。非汛期暴雨頻次的減少突變發生在1973年，顯著性水平0.01。本區域年降水量1972年發生增多突變，降水集中度（PCD）的增多突變始自1970年，這說明上世紀70年代以來，本區域降水不均勻性加劇，汛期發生集中強降水和洪澇災害的幾率增大。

圖4 Mann-Kendall法對六安市非汛期暴雨降水量（a）、非汛期暴雨頻次（b）序列的突變檢測（直線為0.05顯著性水平臨界值）

3 暴雨降水和洪澇的關系

六安市降水時空分布不均導致旱澇災害多發。已有研究表明[17-19]，用Z指數標定各站旱澇等級、建立區域旱澇級別是比較符合實際的。一般而言，Z指數標定的旱澇等級分為極澇、大澇、偏澇、正常、偏旱、大旱、極旱等7級，為便于直觀顯示，分別用3、2、1、0、-1、-2、-3表示。 基于六安市單站逐年Z指數標值，建立區域旱澇等級：

式（1）中，Zi為各站的Z指數標值；Ri為各站的降水量與區域平均面雨量的相關系數；ROUND則表示四舍五入到臨近的整數。由此建立六安市1958-2012年旱澇等級分布如圖5所示。

圖6顯示了六安市年暴雨量距平百分比的變化。旱澇等級和年暴雨量相關性良好，相關系數達0.7 3。分析發現，1958-2012年所有澇年平均暴雨量距平44.69%， 在極澇、 大澇年（1991、1983、2005年），暴雨量距平更是超出100%，這說明六安市洪澇多由集中強降水引起，當暴雨距平超過20%時，則洪澇發生的可能性極大。旱年的平均暴雨距平為-40.49%，說明旱年大多降水強度小，少暴雨。正常年份的暴雨量大多徘徊在平均值附近，多年距平均值為-2.47%。

圖5 六安市1958-2012年旱澇等級

圖6 六安市1958-2012年暴雨降水量距平

4 結論

（1）六安市暴雨降水量年際變化大，變異系數達0.51。汛期暴雨量和暴雨頻次分別占全年的70.27%、87.87%，7月是暴雨降水最集中的月份。

（2）金寨、霍山等大別山腹地區，年降水量大，暴雨頻次多，降水強度相對均勻，暴雨降水強度較小，北部年降水量相對較少，暴雨降水頻次少，但暴雨降水強度大。北部平原圩畈區暴雨洪澇的危害更大。

（3）六安市年暴雨量的增加主要表現為汛期暴雨量的增加，非汛期暴雨量則顯著減少。在非汛期暴雨頻次顯著減少的情況下，汛期暴雨頻次的增加導致年暴雨頻次的增加。六安市汛期強降水的頻次、強度呈增大趨勢，汛期強降水集中程度加大。

（4）在年、汛期暴雨量和年、汛期暴雨頻次未發生突變的情況下，非汛期暴雨量、暴雨頻次分別在1976、1973年發生減少突變。

（5）六安市洪澇多由集中強降水引起，當暴雨距平超過20%時，洪澇發生的可能性極大。旱年大多降水強度小，少暴雨。

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[責任編輯：李榮富]

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A

1674-1102(2014)03-0075-03

10.13420/j.cnki.jczu.2014.06.021

2014-02-24

安徽省高校省級自然科學重點項目 (KJ2011A274，KJ2012A276)；自然災害過程與防控研究安徽省重點實驗室開放基金項目(ZH201306)；安徽省人文地理學重點學科項目資助。

李遠平(1978-)，女，安徽金寨人，皖西學院資源環境與旅游管理學院副教授，主要從事氣候變化及環境影響研究。