玉環市暴雨特性研究

徐偉 史敏濤 陳華忠

摘要：利用玉環市自動站近幾十年逐日降水資料，對玉環市城市化進程對暴雨的影響、暴雨的時空分布、暴雨類型進行統計分析。結果表明，玉環市城市化進程對暴雨影響較為明顯;暴雨具有一定的年際變化特征，年內暴雨主要集中在5[CD1]9月;特殊的地形地貌導致玉環市暴雨在空間分布上有一定特征;引發暴雨的天氣類型大致分為5類，梅汛期、臺汛期暴雨特征明顯。研究結果可以為即將進行的《玉環市暴雨精細化監測預報預警工程》以及可能開展的“城市化對降水影響”研究、“暴雨與PM值之間關系”研究等提供一定的技術依據。

關鍵詞：暴雨;時空分布;類型;梅汛期;臺汛期

引言

玉環市位于E121°05′38″～121°32′29″，N28°01′32″～28°19′24″。地處浙江省東南沿海，臺州市東南端，東瀕東海，南瀕洞頭洋與溫州市洞頭縣相連，西、西北隔樂清灣與溫州市樂清市相望，北、東北與溫嶺市接壤。 轄區東西最大距離33.6km，南北最大距離33.9km，總面積405.5km2，地勢北高南低，丘陵平原相間。氣候上屬亞熱帶季風氣候區，又具有明顯的海洋性氣候特征，常年溫暖濕潤，四季分明，歷年年平均降水量1363.2mm。降水主要集中在春夏兩季，年平均暴雨日數4d，年平均暴雨量321.2mm，占年總降水量23.6%。

玉環市歷年汛期（約4[CD1]9月）降水量占年降水量的68.4%，汛期主要可以分為梅汛期和臺汛期2個階段，也是玉環市暴雨多發的2個時期。氣象上規定日雨量大于或等于50mm稱為暴雨，日雨量大于或等于100mm稱為大暴雨，日雨量大于或等于250mm稱為特大暴雨[1]。暴雨是形成玉環洪澇災害、地質災害等次生災害的主要誘發因子。暴雨多與副熱帶高壓的進退、海上低值系統的移動、東風系統西伸、冷空氣南下滲透等多項因素有關，嚴重災害暴雨過程基本由梅汛期連續暴雨和嚴重影響臺風引起。

玉環本站于1956年底建于坎門，2003年起，各鄉鎮區域自動站陸續建立，截止2017年自動站已達25個，平均5.5km一個站點。本站積累了近60余年資料，其它區域自動站也積累了10余年資料，較全面反映了本地暴雨的強度、量級、范圍和歷時長短等各類情況，提供了基本、有效的信息。本文就玉環市暴雨的特性作簡要統計分析。

1暴雨城市化影響

近年來，玉環市城市化進程導致“城市熱島效應”明顯，特別玉環城區（玉城）的平均氣溫明顯高于其它鄉鎮區域。為研究玉環城市化對暴雨的影響，本文選取了玉城站（代表城區），與其它7個鄉鎮區域站點坎門、大麥嶼、蘆浦、楚門、花巖浦、干江、沙門，統計2006[CD1]2016年的年平均暴雨日數（表1）進行對比分析。結果表明，玉環城區站點年平均暴雨日數均高于周圍鄉鎮區域站點，平均高出0.75d（19.7%）。

上述各鄉鎮區域暴雨日數監測統計僅有10余年的資料，相對于水文系列研究來說是不充分的。 因此，筆者將城區與各鄉鎮區域站點的年平均暴雨量（表2）再做比較分析。結果表明，玉環城區年平均暴雨量較各鄉鎮區域站點平均高出20.7%。

因此，玉環城市化進程對暴雨的影響是比較顯著的。研究資料顯示，這一現象被稱之為城市的“雨島效應”，城市地區及其下風側的年降水總量比郊區偏高5%～15%，其中雷暴雨增加10%～15%[2]。

其首要原因可能為玉環城區產生明顯的“城市熱島效應”，由溫差形成的熱湍流和城市建筑物，特別是高層建筑物的增加而引起的地面粗糙度增大對移動的降雨系統產生的阻礙效應，使城區雨時增長[3]。

近10余年來中心城區上空的微粒物質及污染物質等顯著增加，據市環保部門多年監測到的空氣污染物——飄塵和總懸浮顆粒的分布情況，玉城的PM10達到二級污染的平均天數達49.6d，平均濃度要普遍高于周圍鄉鎮區域，城區凝結核的豐富對降水增多有促進作用[4]。

2暴雨的時空分布

2.1暴雨的時間分布

對1957[CD1]2016年玉環暴雨出現次數和強度資料進行統計（圖1）。60a來暴雨日數共241d，年平均暴雨日數4d，年平均暴雨量321.2mm，占年總降水量23.6%。2004年是暴雨出現最多年份，暴雨日數達11d，其中大暴雨1d。其余的較多的年份有1959年（9d）、1973年（8d）、1997年（8d）、2005年（8d）。暴雨日數小于等于1d的年份有11a，其中1986年未出現暴雨。

總體上，玉環近60a暴雨日數呈起伏波動中略上升趨勢。其中從20世紀50[CD1]60年代，前期較低，中期上升幅度明顯，出現幾年暴雨集中期，中后期下降后又上升再下降;20世紀70年代前期逐年上升趨勢，中后期升降交替，總體呈下降趨勢;20世紀80年代前中期總體值較低，其中1986年未出現暴雨，后期上升明顯，出現幾年暴雨集中期;20世紀90年代總體呈逐年升降交替波動趨勢;21世紀后呈兩頭少中間多，整體上升的趨勢，其中2004年達到極值11d，2005年次值9d。

據1957[CD1]2016年各月暴雨日數統計（圖2）表明，玉環市5[CD1]9月出現暴雨的頻率較高，占全年暴雨日數84.6%，秋冬季及初春時節（10月至次年4月）暴雨日數較少。其中6月與8、9月暴雨或大暴雨日數為全年最高。據統計，玉環梅汛期主要在6月前后，影響玉環的熱帶氣旋，也主要生成在7[CD1]9月，這與玉環暴雨年內分布呈明顯對應關系。

2.2 暴雨的空間分布

玉環地勢北高南低，丘陵平原相間。地形分為海島丘陵、灘涂沖積小平原。全境由楚門——玉環半島（又分為港南、港北）及雞山、海山、大鹿、披山等55個島嶼組成。本文從地理位置分布和鄉鎮及海島區域劃分，在楚門——玉環半島的港南地區和港北地區各選取5個區域及3個重要海島，共13個站點，統計2006[CD1]2016年11a的暴雨資料（表3、表4、表5）。

港南地區年暴雨日數及雨量最多的分別為港南南部的鮮迭、玉城，最少為港南北部的蘆浦。據國土部門資料，鮮迭為港南丘陵地形中最高海拔（約330m）地區，因此地形抬升作用可能為鮮迭年暴雨量較高原因。

港北地區年暴雨日數及雨量最多的為港北西部的清港，最少為港北東北部的沙門。據國土部門資料，清港鎮整體地形海拔較高，擁有全市最高山列環繞其三面，西北側朝向樂清灣為低海拔平原，呈喇叭口地形，當氣流進入喇叭口后，因地形收縮和抬升作用，使氣流輻合加強以及抬升，導致降水偏多[5]。

3個重要海島中，以瀕臨東海的大鹿島及披山島暴雨日數及暴雨量較多，而位于玉環西側的樂清灣內的海山島暴雨日數及暴雨量較前兩者明顯偏少。

因此，特殊的地形地貌導致玉環各區域降水分布有一定的差異。從區域劃分來看，海島暴雨日數及暴雨量最多，港南地區次之，港北地區暴雨量較前兩者分別偏少8.5%和4.3%。從全市來看，地形地勢對暴雨降水影響明顯，其中港南南部高海拔丘陵山區鮮迭及港北擁有喇叭口地形的清港地區分別位列全市年平均暴雨量最多和次多，為暴雨多發區;披山島、大鹿島次之;其它鄉鎮區域站點地形地勢相對較低，地形對暴雨降水影響較小，除去上述幾個地區，以城市化進程明顯的玉城（城區）暴雨降水量為最多，港南北部平原為主的蘆浦最少。

3暴雨的類型

3.1 引發暴雨的天氣類型

對1957[CD1]2016年玉環市暴雨類型資料進行統計，玉環市暴雨類型較多，主要分為倒槽型、熱帶氣旋型、高空槽型、中低層切變型、低渦型、鋒線型、東風波型等（表6）。

引發暴雨次數最多的天氣類型為高空槽、中低層切變、低渦、鋒線型等，占總數40.7%;其次為熱帶氣旋型，占總數38.2%。各類暴雨天氣類型的季節變化比較明顯，主要為7月中下旬至10 月上旬的熱帶氣旋型，以及6月前后梅汛期高空槽、中低層切變、低渦、鋒線型等。

3.2 梅汛期暴雨

梅雨原稱黃梅雨或稱霉雨，江南一帶的民間習俗，以農歷芒種至夏至為梅雨季節。梅雨在天氣圖上表現為東北西南向的準靜止鋒帶（亦稱梅雨鋒系），它從江淮流域延伸到日本西南部一帶，而在鋒帶附近常伴有一條狹長的降水區域。

玉環常年入梅時間在6月上中旬，出梅時間在7月上旬，約23d。年平均梅汛期雨量164.1mm，梅汛期暴雨量49.2mm，占年暴雨量15.3%。

對臺州地區7個國家基本站建站以來幾十年梅汛期雨量、暴雨日數、暴雨量進行統計（表7）。玉環（坎門）為臺州地區梅汛期雨量、梅汛期暴雨日數最少地區，梅汛期暴雨量也較少，僅略高于臺州市區（洪家）及天臺，但梅汛期平均日暴雨量達78.1mm，僅次于溫嶺位列臺州第2。

有研究表明，浙江省梅汛期的暴雨特點為降水歷時長、雨日多[6]。而玉環梅汛期暴雨日數為臺州地區最少、暴雨量也相對臺州其它地區偏少，但梅汛期平均日暴雨量較高。因此，玉環梅汛期暴雨次數及暴雨量偏少，但暴雨過程強度較強。

3.3 臺汛期暴雨

熱帶氣旋是熱帶或副熱帶洋面上的大氣渦旋，當風力達到12級時才稱為臺風，每年7[CD1]9月是臺風的多發季節[7]。玉環是浙江省受臺風嚴重影響地區之一，1957[CD1]2016年的年平均影響臺風達3.9個，其中嚴重影響臺風約1個，8月、9月為玉環臺風暴雨發生的集中期（表6）。

歷年由臺風帶來的暴雨次數共92次，平均每年1.5次，其中25次為大暴雨或特大暴雨，約占臺風暴雨次數的1/4，年臺風暴雨量占年暴雨量43.2%。對臺州地區8個國家基本站（增加海島站大陳）幾十年來不同強度影響臺風暴雨量統計（圖3）表明，臺風強度越強，暴雨量越明顯。臺州其他地區影響臺風暴雨量較玉環偏多。

一般在浙閩沿海登陸的臺風，大多會對玉環造成大量降水[8]。在臺風移動過程中，往往會結合大陸上的多種天氣系統，造成大暴雨或特大暴雨量級降水。臺風誘發的暴雨過程，不僅是臺風環流內形成的條件，還有環流外圍的強對流云團等的影響。因此臺風倒槽，臺風切變等不同天氣類型的組合，往往也是形成臺風暴雨的根本原因。

4結論

玉環市城市化進程對暴雨影響明顯，人口、建筑物密集的城區年平均暴雨日數較其它鄉鎮區域平均高出0.75d（19.7%），暴雨量高出20.7%;

玉環市暴雨年際變化呈起伏波動中略上升趨勢。年內暴雨主要集中在5[CD1]9月，即梅汛期和臺汛期。空間分布上，特殊的地形地貌導致暴雨多發生在港南較高海拔的丘陵山列地帶（鮮迭）以及港北山列環繞的喇叭口地形區（清港），瀕臨東海的披山、大鹿島次之。總體上，海島多于半島（楚門——玉環半島），半島上港南多于港北;

玉環市暴雨的天氣類型較多，以高空槽、中低層切變、低渦、鋒線型最多（40.7%），其次為熱帶氣旋型（38.2%）。梅汛期暴雨日數、暴雨量為臺州較少地區，但暴雨強度較強;臺汛期暴雨頻發，年臺風暴雨量占年暴雨量43.2%，臺風暴雨強度也較強，大暴雨或特大暴雨次數約占臺風暴雨次數的1/4。影響臺風強度越強，暴雨量越明顯， 8[CD1]9月為臺風暴雨集中期。

本文可為即將進行的《玉環市暴雨精細化監測預報預警工程》以及可能開展的“城市化對降水影響”研究、“暴雨與PM值之間關系”研究等提供一定的技術依據。

參考文獻

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