太谷区暴雨气候特征分析及其防御措施

刘雅慧,李爱莲,石晓鑫

摘要：根据太谷区国家基本气象观测站1962年-2021年降水观测资料，统计降雨量（日数）、暴雨降雨量（日数）等数据，建立一元线性趋势方程，分析月暴雨量（日数）、年暴雨量（日数）及年代暴雨量（日数）的变化特征，得出：太谷区近60年暴雨量呈增加趋势，21世纪10年代增加最为明显；一年之中暴雨集中在6-9月，7月、8月出现最多。随着暴雨天气增多，气象部门应该加强对暴雨的监测，加强部门合作和完善预警信息发布机制。

关键词：暴雨 防御措施

0 引言

暴雨是太谷区主要的农业气象灾害之一，常引发洪涝灾害，对农作物、设施农业、林果业造成不利影响，甚至引发山洪爆发等地质灾害，严重威胁人民生命财产安全。2021年10月3日—6日，太谷区经历持续性强降水过程，总降水量达到184.7mm，其中5日、6日24小时降水量分别达到85.3mm和52.8mm。本次灾情受灾人口18632人，转移群众2932人，房屋倒塌916间，国省县乡道路和桥梁、涵洞损毁总数163处，农作物受灾面积133164亩，直接经济损失13194万元。本文在统计分析太谷区近30年暴雨分布特征的基础上，提出针对性的防涝减灾措施，对于掌握当地暴雨发生规律，尽可能减少暴雨灾害影响等有重要意义。

1 资料与方法

1.1研究区概况

  太谷区位于晋中盆地东北部，总面积1050平方千米。该区属暖温带大陆性气侯，春温高于秋温，夏季暖热多雨，冬季长而偏冷。据1991-2020年气候观测资料显示，太谷区年平均温度为10.9℃，年平均降水量为417.8mm。

1.2资料来源

  1962-2021年的暴雨日数据采用太谷区国家基本气象站监测资料。

1.3研究方法

  本文使用的研究方法主要包括以下两种：

（1）线性趋势分析

  使用n作为样本数量，Yi表示与样本数量相对应的暴雨日数，ti表示相对应的时间，构建Yi与t;之间的方程，可以使用公式(1)表示:

Yi=a+bti   i=1,2,3,…,n             (1)

    式(1)中：a为回归常数，b为回归系数。常数b能够表示暴雨日数Y的变化趋势。当b>0时，表明暴雨日数随着时间t的增加而呈增加趋势;当b<0时，表明暴雨日数Y随着时间t的增加而有所减少;bx10代表暴雨日数变化的气候倾向率，其单位为d/10年。

（2）距平法

这一方法指的是暴雨日数与多年平均值之间的偏差，绘制出相应的曲线，依据曲线的变化趋势，对暴雨日数的变化特征进行分析。与某一时刻t相对应的某一序列Y可以使用公式(2)表示:

Yt=xi-x   i=1,2,3 ,… ,n(2)

式(2)中，x代表多年暴雨日数的平均值。若曲线呈上升趋势，则表明暴雨日数有所增加；相反则暴雨日数有所减少。

2 太谷区暴雨特征统计分析

2.1月变化特征

从月暴雨总数变化图（图1）可以看出，暴雨出现在5—10月，尤其7~8月较为集中，为28d，占全年暴雨总数的71.8％。暴雨的月际分布呈单峰型，峰值位于7月，为16d，占全年暴雨总日数的41%，其次位于8月，为12d，占全年总日数的30.8%。秋季暴雨发生的次数偏少，为6d，占全年暴雨总日数的15.4%。春季暴雨发生的次数明显偏少，仅为1d，每年的11月~次年4月均无暴雨过程出现。

       

图1 1962-2021年太谷区月暴雨总数变化图

2.2年变化特征

据统计（图2），1962—2021年太谷区共出现暴雨日数39d，年均0.65d，年暴雨日数也表现出上升趋势变化。相对比而言，2005-2021年暴雨日数距平值的波动变化较为显著，尤其是2016年至2021年变化最为显著，其中2018年和2021年暴雨距平最大，分别为4d，2016年、2020年次之，为3d，。而1962-2004年之间暴雨日数距平值波动变化较小，基本都在0上下浮动。其中1983年太谷区 暴雨日数距平最大，表明这一年暴雨日数最多，为2d。1964年、1965年、1967-1971年、1973-1976年、1978-1980年、1982年、1984-1989年、1992年、1993年、1995年、1997年、1998年、2000年、2002年、2003年、2006年、2008-2010年、2015年共34年无暴雨日数，其余年份为1d。整体来看，1962年-2021年太谷区暴雨日数距平值以0.26/10a的速率呈上升趋势。

  图2 1962-2021年太谷区暴雨日数的年变化图

2.3年际变化特征

由表1可见，近60年（1960-2021年）山西太谷区暴雨日数呈持续增加的变化趋势。其中，2012年-2021年暴雨日数最多，为19d；1962-1971年和1972-1981年暴雨日数最少，均为3d。对比太谷区每10年暴雨日数的变化趋势可见，仅1962-1971年暴雨日数呈下降趋势，其他各年代都在增加。其中2012-2021年暴雨日数的上升趋势最为显著，其增幅为3.09d/10a，1972-1981年暴雨日数的变化趋势最为缓慢，其变化幅度为0.06d/10a。

表1 太谷区各年代暴雨日数统计

年代	暴雨日数（d）	平均暴雨日数（d）	气候倾向率（d/10a）
1962-1971	3	0.3	-1.03
1972-1981	3	0.3	0.06
1982-1991	4	0.4	0.12
1992-2001	4	0.4	0.485
2002-2011	6	0.6	6.0
2012-2021	19	1.9	3.09

3 暴雨防御措施

3.1 加强对强天气的监测

加强对强对流天气的监测，依托常规地面气象观测资料、MiCape平台等，参考数值预报产品资料、新一代天气雷达产品，结合卫星云图及区域自动站的降水数据外推强降水落区和量级，提前进行预报预警服务。加强建立覆盖我区所有乡镇的雨情监测网，提高雨情监测站点密度，加强站点维护力度，发挥监测作用。

3.2加强部门合作

在夏季强对流多发时，可加强与水利、农业农村、应急管理等部门的合作，提高气象灾害预警服务能力。与相关部门建立相应的暴雨及次生、衍生灾害监测预报预警联动机制，实现信息实施共享。

3.3完善预警信息发布机制

建立完善公共媒体、无线数据系统、移动通信群发系统等多种手段互补的灾害预警信息发布系统；通过广播电视、电子显示屏、手机短息、网络新媒体等向社会公众发布气象灾害预警信息；通过相关信息共享平台发布可能涉及引发次生、衍生灾害的灾害预警信息。

4 结语

通过分析1962-2021年太谷区暴雨特征，得出以下3点结论。

a）1962-2021年太谷区暴雨日数持续增加，其中，仅1962-1971年暴雨日数呈下降趋势，其他各年代都在增加。其中2012-2021年暴雨日数的上升趋势最为显著，其增幅为3.09d/10a，1972-1981年暴雨日数的变化趋势最为缓慢，其变化幅度为0.06d/10a。

b）1962-2021年太谷区年暴雨日数表现出上升趋势变化。相对比而言，2005-2021年暴雨日数距平值的波动变化较为显著，尤其是2016年至2021年变化最为显著。暴雨出现在5—10月，尤其7~8月较为集中，秋季暴雨发生的次数偏少，为6d。春季暴雨发生的次数明显偏少，仅为1d，每年的11月~次年4月均无暴雨过程出现。

c）气象灾害是自然灾害中占比最大的灾害，而洪涝灾害在气象灾害中占比最高，暴雨是引发洪涝灾害最重要的原因，所以加强对暴雨的监测，加强部门合作和完善预警信息发布机制是有效应对暴雨灾害的防御措施。

参考文献：

李晓虹, 苏占胜, 纳丽,等. 贺兰山东麓暴雨气候特征及灾害防御对策[J]. 干旱区地理, 2021.

顾孝天, 李宁, 周扬,等. 北京"7·21"暴雨引发的城市内涝灾害防御思考[J]. 自然灾害学报, 2013(2):6.

刘浩学. 陕西黄陵县防御"2010．7．23"暴雨洪灾实践与思考[J]. 中国防汛抗旱, 2011, 21(4):3.

王荣礼, 宋小红, 张淑莹. 麻江县暴雨特征分析与防御对策[J]. 贵州气象, 2007, 31(5):2.

范方福, 陈宙国, 粟兰,等. 全州县暴雨气候特征分析及防御措施[J]. 现代农业科技, 2011(14):2.