文章

Size: px

Start display at page:

Download "文章"

段煌平
5 years ago
Views:

1 农学学报 2014,4(12): Journal of Agriculture 甘肃省天水市近 60 年暴雨时空分布特征分析 1,2 姚延锋, 朱恩超 2, 刘扬 2, 李悦 2 2, 谢蕊 ( 1 兰州大学大气科学学院, 兰州 ; 2 天水市气象局, 甘肃天水 ) 摘要 : 利用年天水市 7 个测站逐日降水实测资料, 分析了近 60 年来该地暴雨的时空分布特征结果表明 : 天水地区暴雨时间分布特征是 20 世纪 60 年代初至 80 年代末为暴雨的高发期,7 月和 8 月是暴雨发生频次较高的月份, 分别占总次数的 52.6% 和 29.8%; 空间分布特征较为明显, 东部多于西部, 清水张家川等关山地区暴雨发生频次高, 暴雨发生的次数与地形地貌有密切关系 ; 影响天水暴雨的主要天气系统为副高外围西南气流型和高原低涡切变型关键词 : 暴雨 ; 时间分布 ; 空间分布 ; 天气形势中图分类号 :P 文献标志码 :A 论文编号 : Spatial Temporal Distribution Characteristics of Rainstorm in Tianshui of Gansu in Recent 60 Years Yao Yanfeng 1,2, Zhu Enchao 2, Liu Yang 2, Li Yue 2, Xie Rui 2 ( 1 Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou ; 2 Tianshui Meteorological Bureau, Tianshui Gansu ) Abstract: Based on the daily precipitation observation data at 7 stations of Tianshui during 1951 to 2010, the temporal and spatial distribution characteristics of heavy rain events in Tianshui were analyzed. The results indicated that: the frequency of heavy rain events was higher from the early 1960s to the late 1980s, and mainly concentration occurred in July and August, accounts for about 52.6% and 29.8% of the total respectively. In addition, the spatial distribution of heavy rain events in Tianshui could be summarized as follows characteristics, the occur frequency of heavy rain events was higher in eastern region of Tianshui than that in the western region, like Qingshui and Zhangjiachuan. The frequency of heavy rain events was closely related to topography. Synoptic systems such as Northwest China vortex and west pacific subtropical high deeply affected the formation and intensity of the heavy rain events in Tianshui. Key words: Heavy rain; Temporal Distribution; Spatial Distribution; Synoptic System 0 引言 [1-13] 长期以来, 暴雨的成因都是人们研究的重点, 暴雨是天水市重要灾害性天气之一, 因暴洪几乎每年都有不同程度的人畜伤亡, 无论涉及范围大小的暴雨均可造成灾害, 特别是天水市沟壑纵横, 植被较差, 黄土坡地, 暴雨发生时不易下渗而形成径流, 往往造成山洪泥石流等, 崖塌沟馅, 毁堤堵堰, 甚至发生大面积滑坡曳庄等重大灾害, 给人民群众的日常生活和生命财产造成严重的危害和经济损失天水地处东经北纬 , 市内海拔 900~2700 m, 暴雨集中出现在 6 9 月, 之前对天水市暴雨的研究大部分是针对某次暴雨天气过程或对典型暴雨天气形势场的分析, 如夏子平将中国西北地区暴雨分为副高西北侧西南气流型副高西侧偏南气流型青藏高压西北侧西南气流型等 [14], [15] 王陇等将陇东南达到暴雨分为西高东低平直或波动和西低东高等 3 种, 但对天水市暴雨的时空分布特征未进行深入分析本研究利用年天水市 7 个测站逐日降水实测资料, 重点分析了天水市暴雨的时空分布特征及与地形地貌的关系, 分析总结出暴雨的气候分布, 对提高精细化暴雨落区预报和气象服务工作具有实质性意义, 以进一步达到防灾减灾的基金项目 : 中央财政资金中国气象局预报司业务专项西北区强对流预报预警业务平台建设 (QDLYJ ) 第一作者简介 : 姚延锋, 男,1981 年出生, 河南汝阳人, 工程师, 本科, 主要从事短期天气预报及气候变化方面的研究通信地址 : 甘肃省天水市秦州区岷山路 64 号天水市气象局,Tel: , coolyaoyanfeng@163.com 收稿日期 : , 修回日期 :

2 100 姚延锋等甘肃省天水市近 60 年暴雨时空分布特征分析目的 1 资料说明６暴雨资料来源于天水市 5 县 2 区 7 个观测站年逐日降水观测暴雨按照 24 h 降水量 50 mm 来统计统计每月全市出现的总次数并分别统计出 60 年间各站出现的和出现月份并以 5 年和 10 年为间隔来分析暴雨出现的年际特征统计 5 10 月各月暴雨发生的频次来分析暴雨出现的月际４３２特征利用高空观测资料来分析暴雨发生时的形势场 2 天水市暴雨时间分布特征 2.1 暴雨的月际变化月６月月８月月天水市地处西北地区东南部暴雨的形成与副热带高压的位置有密切的关系 4 月份开始随着副热带月月份图 1 天水地区暴雨发生总次数与月份的关系高压逐渐北移其北侧的暴雨带也随之北移入秋以后副热带高压南退极地冷空气东移南下暴雨随之的次数发现年 2 个时段暴雨减少出现的次数最多但仍难以发现其规律性以 10 年为天水暴雨的季节性特征非常明显 60 年来暴雨最间隔来分析暴雨发生的次数发现 20 世纪 50 年代暴雨早出现在 5 月份最晚结束在 10 月份可见 5 10 月为次数较少 60 年代至 80 年代最多 90 年代再天水暴雨期长达 6 个月时间 60 年来各月暴雨总次次减少进入 21 世纪处再次增多从图 2 可以看出暴雨的年际变化明显 20 世纪 60 数分布图图 1 可以看出 5 10 月各月暴雨分别占总次数的 1.6% 10.0% 52.6% 29.8% 5.2% 0.8% 不难年代至 80 年代平均每年 2.75 次年 30 次看出暴雨集中出现在 7 8 月尤其是 7 月份暴雨占全平均每年 1.5 次 y=1.7315x x x- 年的 1/2 另外统计暴雨发生的日期 7 月下旬是天水回归系数为可信度较高暴雨峰值时段这与副热带高压西北侧的平均雨带北 2.3 暴雨日数与年平均降水量关系为进一步研究暴雨发生日数的规律性特征将天移至西北地区东部有密切的关系为暴雨的发生提供了充足的水汽供应水各气象站年平均降水量与暴雨发生日数进行比较 2.2 暴雨的年际变化表 1 为使两者数据便于比较现将年平均降水量除暴雨 119 次平均每年 1.98 次分析逐年暴雨发生的次以 10 再进行比较从图 3 可以明显看出天水暴雨发生日数与年平均降水量有较好的对应性关系此倾向数发现其规律性不强以 5 年为间隔来分析暴雨发生率通过了 α =0.01 的显著性 F 检验清水张家川年平天水市 7 个县区气象台站年共计出现３３２ｙ３ｘ２６２ｘ２２３ｘ４３３３３２２Ｒ４６２６６８８年代图年时间序列

101 均降水量较多对应的暴雨日数也是最多的因此在暴雨预报中天气形势有利于出现暴雨时清水张家暴雨总次数年平均降水量６４３２家川水张清积麦州秦秦安谷甘山武次年均降水量ｍｍ川出现暴雨的概率远大于其他县区站点图 3 各站与年平均 1/10 降水量的比较 3 天水暴雨空间分布特征 3.

3 101 均降水量较多对应的暴雨日数也是最多的因此在暴雨预报中天气形势有利于出现暴雨时清水张家暴雨总次数年平均降水量６４３２家川水张清积麦州秦秦安谷甘山武次年均降水量ｍｍ川出现暴雨的概率远大于其他县区站点图 3 各站与年平均 1/10 降水量的比较 3 天水暴雨空间分布特征 3.1 暴雨发生次数的地域分布沟壑纵横地形复杂气候多变由于深居内陆远离海洋大陆性季风气候特征明显属温带半湿润半干旱区[16] 按照气候条件将天水划分为 3 个区渭北半干旱区武山甘谷秦安河谷半干旱半湿润区秦州麦积关山半湿润区清水张家川分析天水市 7 个县区气象台站年 60 年的分布图 4 可以看出分布有明显的地域特点从地理位置来看表 1 自西向东依次为武山甘谷秦安秦州麦积清水和张家川暴雨出现的次数依次为次分析发现从渭北半干旱区到河谷半干旱半湿润区经度每增加 0.1 暴雨总次数增加 1 次从河谷半干旱半湿润区到关山半湿润区经度每增加 0.1 暴雨总次数增加 2 次 60 年来各气象站暴雨发生的次数自西向东依次增多清水和张家川的暴雨最多平均 2~3 年出现 1 次从图 2 中不难看出暴雨发生的总次数与各站的经度具有明显的线性关系 y=3.0357x 回归系数为可信度较高 3.2 暴雨与地形地貌的关系暴雨的形成要满足 3 个条件充分的水汽供应强天水地处副热带北缘和青藏高原东部边坡地带图年天水暴雨总次数分布表 1 天水各气象站地理位置及暴雨发生次数和年平均降水量站点纬度经度拔海高度/m /次年平均降水量/mm 武山 34.7 N E 甘谷 34.8 N E 秦安 34.9 N E 秦州 34.6 N E 麦积 34.6 N E 清水 34.8 N 张家川 35.0 N

4 102 姚延锋等甘肃省天水市近 60 年暴雨时空分布特征分析３２２ｙ３３ｘ４８Ｒ２４４Ｅ甘谷３Ｅ秦安Ｅ秦州８Ｅ麦积Ｅ清水６２Ｅ张家川６２Ｅ武山 E E E E 麦积 E 清水张家川武山甘谷秦安秦州站点及其经度图 5 暴雨发生次数与各气象站经度的关系烈的上升运动和较长的持续时间[17-19,21-22] 分析天水地与中纬度南下的冷空气交绥往往会造成该区域的暴形地貌图发现秦州区和麦积区南部为小陇山林区森雨[11-13] 分析天水地区出现的暴雨个例发现副高的位林覆盖率高清水张家川属于关山林区森林植被较置与暴雨的形成有密切的关系副高西伸北抬和南退好林区的存在会造成暴雨场次相对较多原因有 3 减弱是天水 7 月和 8 月出现暴雨的 2 种典型形势一个一是森林的强大蒸腾作用增加了该地区上空的水般情况下副高 588 线位于四川南部至河南一带 584 汽二是林区出现降水时一部分被树冠拦截停留在线位于四川北部至陕西宝鸡一带配合天水地区上游枝叶上即可直接蒸发到空气中再次补充了林区上空有冷空气下滑往往造成该地区出现暴雨的水汽三是森林是空气流动的障碍平流的空气向林 2013 年 6 月 20 日天水出现区域性暴雨东部 4 个区移动时受到起伏不平的树冠影响就会在动力作用县区降水量突破历史极值 6 月 19 日 20:00 副高外围的下被迫抬升垂直运动加强因此造成关山地区和河谷 584 线位于四川北部至陕西宝鸡一带其外围的暖湿川区暴雨场次多于渭北县区气流源源不断地输送到陇东南地区同时 700 HPa 上天水拔海高度自西向东呈 U 形分布图 4 渭北兰州至青海东部有一切变线随着切变线的东移南下区武山甘谷秦安拔海高度高于河谷区秦州麦和 584 线的南退造成了 19 日夜间陇东南出现了区域积关山区清水张家川拔海高度又高于渭北区和性暴雨河谷区地形对降水有 2 个作用一是动力作用二是 4.2 高原低涡切变型 [17] 云物理作用由于地形强迫抬升而引起的地面垂直造成天水地区出现暴雨的另外一种天气形势为高速度为 w0=v0 h 由上式可见当山的坡度愈大地面原低涡型多发生在 6 月份和 9 月份也就是副高第一 [20] 垂直运动愈强天水暴雨的水汽来源主要是孟加拉 [9] 次北抬之前和最后一次南退的时段此种类型的典型湾依靠副高外围的西南气流输送由于地形的原形势场为西藏北部至青海中部形成一低涡并不断东因底层的西南暖湿气流从天水西南部进入后受渭北移低涡东南部的西南气流将孟加拉湾水汽输送至陇区海拔较高的影响改变路径向河谷区和关山区输东南地区同时天水地区北部有明显的冷平流配合送造成该地区的水汽供应比渭北区充足由于关山区 5 结论海拔高度高于河谷区气流进入天水后在地形的抬升分析近 60 年暴雨发生的场次发现 20 世纪 60 年作用下处于爬坡阶段垂直运动加强降水强度增大代初至 80 年代末为暴雨的高发期分析 5 10 月暴雨暴雨出现的场次也较多发生的次数发现天水地区的暴雨主要发生在 7 月和 8 以上地形原因造成天水暴雨日数出现关山区多于河谷区河谷区多于渭北区月分别占总次数的 52.6%和 29.8% 暴雨发生的总次数与各气象站的经度具有明显的 4 天水暴雨的天气形势分析线性关系从渭北半干旱区到河谷半干旱半湿润区经 4.1 副高外围西南气流型度每增加 0.1 暴雨总次数增加 1 次从河谷半干旱半副热带高压是向中国大陆输送水汽的重要系统尤其在夏季孟加拉湾水汽沿副高外围输送至西北侧湿润区到关山半湿润区经度每增加 0.1 暴雨总次数增加 2 次

5 103 天水地区暴雨发生概率自西向东逐渐增大, 这与特殊的地形地貌特征有关, 一是林区的存在, 二是拔海高度的差异天水地区的暴雨主要有 2 种形势场, 一是副高外围西南气流型, 二是高原低涡切变型参考文献 [1] 梁必骐. 天气学教程 [M]. 北京 : 气象出版社,1995:548. [2] 章淹. 暴雨预报 [M]. 北京 : 气象出版社,1990:73. [3] 包澄澜, 王德瀚. 暴雨的分析与预报 [M]. 北京 : 农业出版社,1981: [4] 张东, 林钢, 叶萌, 等. 华南连续性特大致洪暴雨个例分析 [J]. 气象科学,2007,35(1): [5] 纪忠萍, 方一川, 梁键, 等广东致洪暴雨过程 500HPA 环流场及低频特征 [J]. 广东气象,2005,28(2): [6] 黄忠, 张东, 林良勋. 广东后汛期季风槽暴雨天气形势特征分析 [J]. 气象,2005,31(9): [7] 梁乔倩, 林良勋, 谢健标, 等. 广东前汛期西风槽暴雨个例的强度及罗去 [J]. 广东气象,2007,29(2): [8] 井喜, 李栋梁, 李明娟, 等. 青藏高原东北侧一次突发性大暴雨环境场综合分析 [J]. 高原气象,2008,27[1]: [9] 王丛梅, 丁治英, 张金艳. 西北涡暴雨的湿位涡诊断分析 [J]. 气象, 2005,31[11]: [10] 熊问兵, 李江南, 姚才, 等华南持续性暴雨的成因分析 [J]. 热带气象学报,2007,23(1): [11] 王宏, 寿绍文, 王万绮, 等. 一次局地暴雨过程的湿位涡分析 [J]. 自然灾害学报,2009,18(3): [12] 王新敏, 张霞, 范学峰, 等. 豫西突发性暴雨成因 [J]. 气象科技,2010, 38(1): [13] 张兴池, 王建国, 薛德强, 等.2005 年 9 月 18 日山东突发区域性暴雨过程分析 [J]. 中国海洋大学学报,2006,36(4): [14] 谢义炳, 邓子凤, 夏子平, 等. 西北暴雨 [M]. 北京 : 气象出版社,1992:1-10. [15] 王陇, 刘卫民, 贾海源, 等. 甘肃陇东南地区大到暴雨当时场环流气候特征分析 [J]. 干旱气象,2005,23(4): [16] 强玉柱, 蒲金涌, 刘扬, 等. 天水市近 50 年浅层地温变化特征分析 [J]. 中国农学通报,2013,29(35): [17] 朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 等. 天气学原理和方法 [M].4 版. 北京 : 气象出版社,2007: [18] 白肇烨, 徐国昌, 夏建平, 等. 中国西北天气 [M]. 北京 : 气象出版社, 1986: [19] 陶诗言. 中国之暴雨 [M]. 北京 : 科学出版社,1980: [20] 赵美华. 分宜县地貌形态与降水特征分析 [J]. 经济研究导刊,2009, 61(31): [21] 朱乾根. 低空急流与暴雨 [J]. 气象科技资料,1975(8):12 [22] 丁一汇. 暴雨及强对流天气的研究 [M]. 北京 : 科学出版社,1980: ( 上接第 32 页 ) [5] Cheryl L Lennox, Robert A. Spotts. Sensitivity of populations of from pear related sources to benzimidazole and dicarboximide fungicides [J],Plant Disease,2003,87(6): [6] 王春艳. 草莓灰霉病发生危害及防治研究初报 [J]. 植物保护,1997, 23(3): [7] 刘波, 叶钟音. 速克灵抗性灰霉病菌菌株性质的研究 [J]. 植物保护学报,1992,19(4): [8] 李林. 山东省灰霉菌对速克灵多菌灵田间抗性检测研究初报 [J]. 山东农业科学,1997(3): [9] 丁中, 刘峰, 王会利, 等. 番茄灰霉菌的多重抗药性研究 [J]. 山东农业大学学报 : 自然科学版,2001,32(4): [10] Yarden O, Katan T. Mutations leading to substitutions at aminoacids 198 and 200 of beta-tubulin that correlatewith benomyl resistance phenotypes of field strain of Botrytis cinerea[j]. Phyto pathology,1993,83: [11] 韩巨才, 闫秀琴, 刘慧平, 等. 灰霉病原菌对速克灵的抗性监测 [J]. 山西农业大学学报 : 自然科学版,2003,23(4): [12] Bollen G J, Scholten G. Acquired resistance to benomyl and some other systemic fungicides in a strain of Botrytis cinerea in cyclamen [J]. Neth J Pl Path,1971,77(2): [13] Gary W Moorman, Roxanne J. Lease, Benzimidazole and dicarboximide resistant Botrytis cinerea from Pennsylvania greenhouses [J]. Plant Disease,1992,76(5): [14] Yourman L F, Jeffers S N. Resistance to benzimidazole and dicarboximide fungicides in greenhouse isolate of Botrytis cinerea [J]. Plant Disease,1999,83(6): [15] Lamondia J A, Douglas S M. Sensitivity of Botrytis cinerea from onnecticut green houses to benzimidazole and dicarboximide Fungicides [J]. Plant Disease,1997,81(7):

~ a 3 h NCEP ~ 24 3 ~ ~ 8 9 ~ km m ~ 500 m 500 ~ 800 m 800 ~ m a 200

~ a 3 h NCEP ~ 24 3 ~ ~ 8 9 ~ km m ~ 500 m 500 ~ 800 m 800 ~ m a 200 31 1 2013 3 Journal of Arid Meteorology Vol. 31 No. 1 March 2013. J. 2013 31 1 62-69. doi 10. 11755 /j. issn. 1006-7639 2013-01 - 0062 211101 2000 ~ 2010 3 h 2. 5 2. 5 NCEP 2 5 ~ 7 02 11 05 ~ 08 2 ~ 8