鹿寨縣暴雨時空分布特征及其與地形、氣候的關聯性研究

黃象?覃艷秋?陸燕玲?黃智?譚清鈺?李雙玉

摘 要：廣西壯族自治區地處中國華南地區西部，是中國五大少數民族自治區之一，也是我國唯一的沿海自治區。鹿寨縣隸屬于廣西柳州市，暴雨是鹿寨縣的重要災害性天氣之一，該縣也是柳州境內氣象災害重點防控地區。為加強鹿寨縣暴雨防控，圍繞鹿寨縣暴雨時空分布特征進行分析，探討其與鹿寨縣地形、氣候的關聯性?；诼拐h國家氣象觀測站和鄉鎮區域自動氣象站數據資料，統計分析了2008—2022年鹿寨各鄉鎮暴雨落區及近65年鹿寨縣城暴雨氣候變化特征，總結出鹿寨縣境內暴雨時空分布特征及其與地形氣候的關聯性。在此基礎上，對鹿寨縣2008—2022年的暴雨進行天氣學分型，建立各型的概念模型，分析了各型暴雨的精細化落區，為開展鄉鎮精細化預報服務提供理論支撐。

關鍵詞：鹿寨縣；暴雨；時空分布特征；地形；氣候

中圖分類號：P458 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）01–0-03

隨著全球氣候變化的加劇，極端天氣事件頻發，暴雨成為極端強對流天氣中致災最嚴重的天氣，威脅著社會經濟的發展和人民群眾的生命財產安全。2021年，河南省鄭州市發生了我國有氣象記錄以來的極端降水，最大1 h降雨量超過200 mm，造成了嚴重的城市內澇災害和慘重的人員傷亡，以及巨大的災害損失。

鹿寨縣位于柳州市東南部，每年均有不同程度的暴雨災害發生，尤其是在汛期，暴雨過程集中，持續時間長，影響范圍廣，甚至引發嚴重的洪澇、山洪和地質災害等，造成的災情損失巨大[1]。針對暴雨分型和落區的研究，是基層預報員開展天氣預報服務的理論支撐，也是基層防災減災工作強有力的科學依據。因此，開展鹿寨縣暴雨時空分布特征分析十分必要。

1 鹿寨縣暴雨時空分布特征與地形的關聯性

鹿寨縣地理形態多樣，鹿寨縣內有大小河流64條，縣境東北部為架橋嶺余脈，大瑤山余脈則延伸至縣境東南部，與架橋嶺余脈相連，約占全縣面積的1/5。西北部為峰林谷地區，是典型的喀斯特地貌。其中，鹿寨鎮、平山鎮、黃冕鎮、寨沙鎮及導江鄉等地區受“喇叭口”地形、川道、河流、地形爬坡等多種地形效應的共同影響，暴雨頻次較高（表1）。

2 鹿寨縣暴雨的時空分布特征

2.1 年降雨量分布

《廣西天氣預報技術和方法》將日雨量圖上（08：00～08：00或20：00～20：00）廣西境內有大于10個站日降雨量≥50 mm定義為1個暴雨日。選用鹿寨縣9個鄉鎮有15年及以上雨量資料的區域站（22個），按照合成樣本個例數和暴雨影響范圍較大的因素，規定當某一天出現1站（以上）日降雨量＞50 mm時，記為1次暴雨過程。

統計資料顯示，鹿寨縣全年雨量充沛，年均降雨量最高達到1 470.6 mm。鹿寨縣氣候特點為季風環流氣候，降水季節分配不均，干濕季分明，全年降水最多的時期主要集中在4—8月，在此期間的降雨量約占鹿寨縣全年降雨量78%。鹿寨縣的洪澇災害多是暴雨、特大暴雨或持續大范圍暴雨天氣造成的，氣象災害的發生與暴雨出現的氣候影響特征基本一致，具有明顯的季節性特點[2]。

2.2 月降雨量分布

從鹿寨縣2009—2022年各月平均降雨量數據來看（表2），鹿寨縣的各個觀測站在不同月份都記錄了不同程度的降雨量。鹿寨縣地處低緯度地區，南、北兩地存在一定的氣候差異，基于北部地區觀測站數據統計來看，如鹿寨拉溝背塘氣象觀測站、鹿寨黃冕氣象觀測站和鹿寨中渡國家氣象觀測站，降雨量較高[3]。以鹿寨拉溝背塘氣象觀測站為例，該站記錄的月降雨量在大部分月份都超過100 mm，并且某些月份甚至超過300 mm。相比之下，南部地區的觀測站，如鹿寨四排國家氣象觀測站，月降雨量相對較低，大部分月份都在50～100 mm之間。鹿寨縣南部太陽輻射強于北部地區，且氣溫高，蒸發與作用蒸騰量較大。從整體趨勢來看，北部地區的觀測站記錄的月降雨量普遍高于南部地區[4]。

3 影響鹿寨縣強降雨天氣的天氣形勢配置模型

3.1 暴雨天氣形勢分布情況

根據氣象數據資料統計與天氣形勢統計分析，總結出影響鹿寨縣強降水過程的4類天氣學模型為鋒面系統、熱帶輻合帶系統、熱帶氣旋系統、西南急流系統。這4類天氣系統影響各鄉鎮強降水的頻率不同，其中，鋒面系統影響黃冕鎮（54次）最多，鹿寨鎮（49次）次多，為影響各鄉鎮出現強降水最多的天氣系統。當鋒面系統出現時，全縣范圍自北向南均可能出現暴雨天氣；其次為熱帶輻合帶系統，該系統影響鹿寨時，全縣范圍自南向北的均可能出現暴雨；西南急流和熱帶氣旋影響的頻率相對鋒面系統和熱帶輻合帶系統較少，這2類系統影響時容易出現局部性強降水天氣，南北不均，影響中南部鄉鎮為主（圖1）。

3.2 4類概念模型的天氣形勢配置

利用所選取的鹿寨縣22個區域站日雨量資料，按照定義的暴雨過程標準挑選暴雨個例[5]。通過反查常規天氣圖，分析每次暴雨過程的主要影響系統，根據主要影響系統進行分類，再通過合成分析方法探討不同類型暴雨的特征。結合鹿寨縣受季風環流氣候影響的特點，根據暴雨發生時主要影響系統，總結了4類模型天氣形勢配置（圖2）。

（1）鋒面系統，其形勢特點為高空200 hPa為輻散流場，500 hPa高空槽位于20～40°N，95～110°E，振幅8個緯距以上，有時呈階梯狀，強降雨落區位于輻合上升區，850 hPa切變線廣西北側，湖南和貴州的南側，急流軸和切變線耦合。（2）熱帶輻合帶，是來自南半球的東南風越過赤道后受地轉偏向力影響。（3）西南急流天氣形勢配置系統型，西南季風一般在5月中下旬暴發，季風的暴發會影響廣西的西南氣流顯著加強，當低空急流達到12 m/s以上時，會輸送孟加拉灣及南海的水汽和能量進入廣西上空。850 hPa切變線位于貴州和廣西交界處，強降雨落區位于切變線南側與地面輻合線交界附近。（4）熱帶氣旋天氣形勢配置模型，熱帶氣旋影響廣西的時間一般是7月初至9月，熱帶氣旋在沿海地區登陸后，受地形下墊面影響會逐漸減弱，但熱帶氣旋及其殘渦會進入廣西，或者熱帶氣旋進入北部灣后在中國廣西及越南北部沿海再次登陸[6]。

4 結束語

通過分析鹿寨縣暴雨時空分布特征及其與地形、氣候的關聯性，發現鹿寨縣位于流域并擁有幾條河道，河道對暴雨事件的影響極大，能夠起到暴雨徑流的導引和排放作用。在氣候方面，鹿寨縣受南亞季風的影響，屬于季風氣候，形成了有利于暴雨發生的氣象環境。

通過分析鋒面低槽型、熱帶輻合型、西南急流型與熱帶氣旋型等4類天氣形勢配置模型，發現隨著500 hPa的槽線東移，槽后有冷空氣，引導850 hPa切變線南壓，地面冷鋒進入廣西。輻合帶上有時會形成低壓，西南風帶來水汽和不穩定能力在輻合帶上強烈輻合上升，為短時強降水提供能量和充足水汽，也會影響鹿寨縣出現暴雨。

西南季風一般在5月中下旬暴發，季風的暴發會影響廣西的西南氣流顯著加強，熱帶氣旋給短時降雨提供了充足的水汽和不穩定能量，其產生的螺旋云系會持續影響而導致出現短時強降雨。

總體來說，氣候變化可能對鹿寨縣的暴雨事件產生影響，全球氣候變暖導致大氣環流變化，可能使暴雨的強度和頻率發生變化。因此，鹿寨縣地方政府要聯合氣象部門，針對當地暴雨受氣候影響較大的因素，構建合理、規范，且具有科學性的氣象災害防控聯動機制。

參考文獻

[1] 查顯寶，王雙濤，羅平平，等.降水時空分布及變化特征分析：以安徽省為例[J].灌溉排水學報，2023，42（1）：112-120.

[2] 王婧羽，崔春光，陳楊瑞雪，等.西南山區5—8月產生突發性暴雨事件的中尺度對流系統的時空分布特征[J].氣象學報，2022，80（1）：21-38.

[3] 鄭通彥，文鑫濤，陳雅慧，等.中國大陸地震災害時空分布特征及地形影響因素分析[J].中國地震，2021，37（3）： 599-609.

[4] 黃埡飛，管兆勇，蔡倩，等.近41年來江南地區暴雨洪澇災害時空變化特征分析[J].氣象學報，2021，79（4）：582-597.

[5] 蘇愛芳，席樂，呂曉娜，等.豫北“21·7”極端暴雨過程特征及成因分析[J].氣象，2022，48（5）：556-570.

[6] 朱得勝，呂錫芝，倪用鑫，等.2001—2018年伊洛河流域產水系數演變分析[J].中國農村水利水電，2022（9）：139-145.