近36 a遵義市暴雨洪澇災害變化特征及成因分析

鄒德全，鄒承立，熊 凱，張 瀟

(貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563000)

0 引言

暴雨導致江河泛濫淹沒田地和城鄉，造成農業或其他財產損失和人員傷亡,是我國主要氣象災害之一[1]。自進入工業化社會以來，全球海洋和大氣逐漸變暖，極端降水事件發生日數、范圍以及強度不斷增加，暴雨洪澇災害愈發嚴重[2,3]。充分認識暴雨洪澇災害變化特征及其成因，對于防災減災規劃、保護人民生命財產安全具有重要的現實意義[4]。姜靈峰等[5]認為，我國洪澇災害損失總體呈下降趨勢，且由年降雨量時空分布不均的氣象因素、氣象災害防御工程建設和氣象災害預警水平等社會因素造成。黃埡飛等[4]分析了江南地區暴雨及其洪澇災害損失的變化特征，并從降水和社會防治兩方面解釋了成因。諸多文獻[6-9]一致反映出,我國暴雨洪澇災害具有明顯的區域性和階段性差異。遵義市位于貴州省北部，巖溶地貌分布較廣，受夏季風天氣系統影響，極易形成暴雨洪澇災害。目前，關于遵義市暴雨變化特征及其成因的研究文獻較多[10-11]，而關于洪澇災害變化特征及其成因的文獻相對匱乏。本文基于遵義市國家氣象觀測站逐日降水量資料和第一次自然災害風險普查暴雨洪澇災害數據，采用線性傾向估計、相關分析、對比分析等方法,研究遵義市農作物受災面積變化特征及其影響因素，為政府制定氣象災害防御規劃和應急管理工作提供參考。

1 資料和方法

基于GB/T 28592-2012《降水量等級》，定義暴雨為24 h降水量50～99.9 mm、大暴雨為24 h降水量≥100.0 mm。遵義市13個國家氣象觀測站中，當某日出現x個觀測站暴雨(大暴雨)時，則記該日暴雨(大暴雨)日數為x，全年暴雨(大暴雨)日數為所有x之和，暴雨(大暴雨)日的降水量之和為相應累計降水量(也稱強度)。

參考姜靈峰等[5]的研究方法，定義農作物受災面積超過其平均值90%的年份為特大洪澇災害年，受災面積在其平均值50%～90%之間的年份為重大洪澇災害年，其余則為一般洪澇災害年。

文中數據處理采用線性傾向估計[12]、相關分析、對比分析等方法。

2 結果與分析

2.1 暴雨洪澇災害特征

遵義市暴雨洪澇災害年際波動較大，且主要由重大、特大洪澇災害構成。統計表明，近36 a來農作物累計受災面積1.1×106hm2，年均3.2×104hm2。2010年受災面積最多，達9.2×104hm2，高出整個研究時段(1984—2019年)平均值197%；2018年受災面積最少，為1.9×103hm2，低于整個研究時段(1984—2019年)平均值94%，受災面積極差為9.0×104hm2。1991、1997、1998、1999、2000、2010年等6 a屬特大洪澇災害年，1996、2002、2014年等3 a屬重大洪澇災害年，其余則屬一般洪澇災害年。特大洪災年、重大洪災年和一般洪災年受災面積分別占43%、14%、43%，且9個重大、特大洪災年共計占57%，比其余27個一般洪澇災害年還多14個百分點。

近36 a遵義市暴雨洪澇受災面積年代際變化特征明顯。20世紀80年代沒有出現重、特大洪澇災害，90年代出現6次，21世紀00年代出現1次、10年代出現2次。年代變化趨勢呈2高3低型分布，20世紀80年代中后期、21世紀00年代中后期和10年代中后期為相對低值期，20世紀90年代中后期，21世紀10代初期為相對高值期(圖1)。

圖1 1984—2019年遵義市暴雨洪澇受災面積年際變化

線性傾向估計表明：受災面積在1984—1999年呈顯著上升趨勢(傾向值39.9 hm2/10a，通過0.05顯著性水平)，2000—2019年呈顯著下降趨勢(傾向值-12.2 hm2/10a，通過0.05顯著性水平)。

2.2 強降水變化特征

2.2.1 暴雨 遵義市暴雨日數及其強度年際波動較大、年代際變化特征明顯。統計表明，近36 a平均暴雨日數22.6 d、相應累計降水量1263.9 mm，暴雨日數、暴雨強度最多年份同為2014年(54 d、3608.3 mm)，最少年份同為1990年(12 d、721.3 mm)，最多年份分別是最少年份的4.5、5.0倍。暴雨日數及其強度在年代際變化上均呈2高2低型分布，20世紀80年代中末期、21世紀10年代初為相對低值期，20世紀90年代末期、21世紀10年代末期為相對高值期(圖2)。

圖2 近36 a遵義市暴雨日數及其累計降水量年際變化

近36 a遵義市暴雨日數及其強度長期變化趨勢均不明顯。線性傾向估計表明，整個研究時段(1984—2019年)均呈微弱上升趨勢(暴雨日數傾向值2.8 d/10 a，強度傾向值193.5 mm/10 a，均未通過0.05顯著性水平)。分段估計表明，1984—1999年暴雨日數傾向值2.6 d/10 a，暴雨強度傾向值203.3 mm/10 a；2000—2019年暴雨日數傾向值22.1 d/10 a，暴雨強度傾向值133.2.3 mm/10 a；但2個時段均未通過0.05顯著性水平。

暴雨日數及其強度平均值，2000—2019年均較1984—1999年大,而標準差均較1984—1999年小。說明2000年以前暴雨日數相對較少、強度相對較小，但極端多暴雨年和強度年較多；而2000年以后暴雨日數相對較多、暴雨強度相對較大，但極端多暴雨年和強度年相對較少(表1)。

表1 遵義市降水因子分段統計情況

2.2.2 大暴雨 遵義市大暴雨日數及其強度年際波動較大、年代際變化特征明顯。統計表明，近36 a平均大暴雨日數3.4 d、暴雨強度404.1 mm。大暴雨日數、大暴雨強度最多年份同為1989年(9 d、990.2 mm)，最少年份為1994年和2001年，沒有出現大暴雨。在年代際變化上呈3高3低型分布，20世紀80年代中末期、90年代末期、21世紀10年代中期為相對高值期，20世紀90年代初中期、21世紀10年代初期為相對低值期。

遵義市大暴雨日數及其強度長期變化均呈顯著減少趨勢(圖3)。大暴雨日數和強度在整個研究時段(1984—2019年)呈顯著下降趨勢(大暴雨日數傾向值-0.7 d/10 a，強度傾向值-86.2 mm/10 a，均通過0.05顯著性水平)。分時段估計表明，1984—1999年暴雨日數傾向值-0.01 d/10 a，強度傾向值-19.3 mm/10 a,均通過0.05顯著性水平；2000—2019年暴雨日數傾向值-0.1 d/10 a，強度傾向值-34.1 mm/10 a，均通過0.05顯著性水平。

圖3 近36 a遵義市大暴雨日數及其累計降水量年際變化

大暴雨日數和強度的平均值和標準差，1984—1999年均較2000—2019年大(表1)，說明遵義市2000年以前大暴雨日數相對較多、強度相對較大，并且極端大暴雨年、強度年也相對較多。

2.3 暴雨洪澇災害成因分析

2.3.1 暴雨、大暴雨影響 利用暴雨洪澇受災面積與降水因子進行相關分析，考察降水因子對受災面積的影響。遵義市受災面積與暴雨日數及其強度、大暴雨日數及其強度等4個降水因子均有不同程度正相關關系，其中大暴雨日數及強度與受災面積相關系數通過0.05顯著性水平，說明受災面積隨著暴雨日數及其強度、大暴雨日數及其強度的增加而增加，而且大暴雨日數及其強度是受災面積增加的重要誘因。同時，暴雨日數及其強度與受災面積的相關非常微弱，似乎有悖暴雨洪澇致災機理。原因可能是防洪工程建設、除澇工程建設等氣象災害防御工程措施已經能夠抵御暴雨致災風險水平，只有當超越暴雨量級風險水平的大暴雨才對受災面積產生重要影響。

2.3.2 其他因素影響 對比圖1、2、3發現，暴雨日數及強度、大暴雨日數及其強度的時間分布與暴雨洪澇受災面積分布不完全一致，甚至相反。受災面積在1984—1999年呈顯著增加趨勢，在2000—2019年呈顯著減少趨勢。而暴雨日數及其強度在相應的2個時段均呈不顯著增加趨勢，大暴雨日數及其強度在整個時段上(1984—2019年)均呈顯著下降趨勢。即受災面積與暴雨因子在1984—1999年變化趨勢相同，在2000—2019年變化趨勢相反。受災面積與大暴雨因子在1984—1999年變化趨勢相反，而在2000—2019年變化趨勢相同。另外，受災面積與大暴雨日數相關系數為0.403，與大暴雨強度相關系數為0.359，也就是大暴雨日數只能解釋受災面積方差變化的16.2%，大暴雨強度只能解釋受災面積方差變化的12.9%，而暴雨日數及其強度解釋的方差變化比例更少。由此可見，從變化趨勢的差異性和方差解釋比例兩方面均說明，受災面積還有其他重要因子的影響。文獻[1]指出，其他因子即社會因子，包括氣象災害防御工程措施(防洪工程、除澇工程等)和非工程措施(災害天氣預報預警、救災措施等)。由于資料所限，接下來僅僅分析災害天氣監測、預報預警在防災減災中的作用。

遵義市2010以來氣象災害監測、預報預警水平顯著提升。隨著2004年中國氣象局頒布施行《突發氣象災害預警信號發布試行辦法》，2010年遵義市建立完善覆蓋所有行政村的氣象信息員制度，預報預警信息傳播“最后一公里”瓶頸取得突破性進展。2014年遵義市建成中、小天氣尺度觀測站200余個，有效提升了暴雨、大暴雨監測水平。2016年、2017 年地方政府先后發文建立和完善氣象防災減災“三個叫應”工作機制，進一步促進了預報預警信息的有效傳播。表2是近36 a典型暴雨洪澇災害年的情況對比。2000年與2016年的暴雨日數和暴雨強度相當，但2000年受災面積是2016的7.73倍。同樣，在降水因子相當的情形下，2003年、1993年、1999年卻比2017年、2018年、2019 年的災情重得多。由此可以看出，2010年以來的氣象信息員制度、中小天氣尺度監測網和三個叫應”工作機制，在防災減災中發揮了重要作用。

表2 近36 a遵義市暴雨洪澇典型災損年份對比

3 結論與討論

近36 a遵義市暴雨洪澇受災面積具有顯著的年際、年代際以及階段性變化特征。受災面積在2000年之前呈顯著上升趨勢，2000年之后呈顯著下降趨勢。

近36 a遵義市暴雨日數及強度均呈微弱增加趨勢，大暴雨日數及強度均呈顯著減少趨勢。大暴雨日數及其強度與受災面積呈顯著正相關，即大暴雨發生日數越多、強度越大，造成的受災面積就越大。暴雨(大暴雨)日數和強度與受災面積的時間變化趨勢不完全一致，以及暴雨和大暴雨因子的方差解釋比例較少，表明遵義市暴雨洪澇災害還受自然因素和社會因素影響。自然因素主要是氣象因素，社會因素主要是氣象災害防御工程和氣象災害預報預警水平。本研究只對氣象因素(暴雨、大暴雨)、災害天氣監測和預報預警能力影響進行了分析，今后將進一步探討氣象災害防御工程對遵義市暴雨洪澇災害的影響。