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摘要:利用玉环市自动站近几十年逐日降水资料,对玉环市城市化进程对暴雨的影响、暴雨的时空分布、暴雨类型进行统计分析。结果表明,玉环市城市化进程对暴雨影响较为明显;暴雨具有一定的年际变化特征,年内暴雨主要集中在5[CD1]9月;特殊的地形地貌导致玉环市暴雨在空间分布上有一定特征;引发暴雨的天气类型大致分为5类,梅汛期、台汛期暴雨特征明显。研究结果可以为即将进行的《玉环市暴雨精细化监测预报预警工程》以及可能开展的“城市化对降水影响”研究、“暴雨与PM值之间关系”研究等提供一定的技术依据。
关键词:暴雨;时空分布;类型;梅汛期;台汛期
引言
玉环市位于E121°05′38″~121°32′29″,N28°01′32″~28°19′24″。地处浙江省东南沿海,台州市东南端,东濒东海,南濒洞头洋与温州市洞头县相连,西、西北隔乐清湾与温州市乐清市相望,北、东北与温岭市接壤。 辖区东西最大距离33.6km,南北最大距离33.9km,总面积405.5km2,地势北高南低,丘陵平原相间。气候上属亚热带季风气候区,又具有明显的海洋性气候特征,常年温暖湿润,四季分明,历年年平均降水量1363.2mm。降水主要集中在春夏两季,年平均暴雨日数4d,年平均暴雨量321.2mm,占年总降水量23.6%。
玉环市历年汛期(约4[CD1]9月)降水量占年降水量的68.4%,汛期主要可以分为梅汛期和台汛期2个阶段,也是玉环市暴雨多发的2个时期。气象上规定日雨量大于或等于50mm称为暴雨,日雨量大于或等于100mm称为大暴雨,日雨量大于或等于250mm称为特大暴雨[1]。暴雨是形成玉环洪涝灾害、地质灾害等次生灾害的主要诱发因子。暴雨多与副热带高压的进退、海上低值系统的移动、东风系统西伸、冷空气南下渗透等多项因素有关,严重灾害暴雨过程基本由梅汛期连续暴雨和严重影响台风引起。
玉环本站于1956年底建于坎门,2003年起,各乡镇区域自动站陆续建立,截止2017年自动站已达25个,平均5.5km一个站点。本站积累了近60余年资料,其它区域自动站也积累了10余年资料,较全面反映了本地暴雨的强度、量级、范围和历时长短等各类情况,提供了基本、有效的信息。本文就玉环市暴雨的特性作简要统计分析。
1暴雨城市化影响
近年来,玉环市城市化进程导致“城市热岛效应”明显,特别玉环城区(玉城)的平均气温明显高于其它乡镇区域。为研究玉环城市化对暴雨的影响,本文选取了玉城站(代表城区),与其它7个乡镇区域站点坎门、大麦屿、芦浦、楚门、花岩浦、干江、沙门,统计2006[CD1]2016年的年平均暴雨日数(表1)进行对比分析。结果表明,玉环城区站点年平均暴雨日数均高于周围乡镇区域站点,平均高出0.75d(19.7%)。
上述各乡镇区域暴雨日数监测统计仅有10余年的资料,相对于水文系列研究来说是不充分的。 因此,笔者将城区与各乡镇区域站点的年平均暴雨量(表2)再做比较分析。结果表明,玉环城区年平均暴雨量较各乡镇区域站点平均高出20.7%。
因此,玉环城市化进程对暴雨的影响是比较显著的。研究资料显示,这一现象被称之为城市的“雨岛效应”,城市地区及其下风侧的年降水总量比郊区偏高5%~15%,其中雷暴雨增加10%~15%[2]。
其首要原因可能为玉环城区产生明显的“城市热岛效应”,由温差形成的热湍流和城市建筑物,特别是高层建筑物的增加而引起的地面粗糙度增大对移动的降雨系统产生的阻碍效应,使城区雨时增长[3]。
近10余年来中心城区上空的微粒物质及污染物质等显著增加,据市环保部门多年监测到的空气污染物——飘尘和总悬浮颗粒的分布情况,玉城的PM10达到二级污染的平均天数达49.6d,平均浓度要普遍高于周围乡镇区域,城区凝结核的丰富对降水增多有促进作用[4]。
2暴雨的时空分布
2.1暴雨的时间分布
對1957[CD1]2016年玉环暴雨出现次数和强度资料进行统计(图1)。60a来暴雨日数共241d,年平均暴雨日数4d,年平均暴雨量321.2mm,占年总降水量23.6%。2004年是暴雨出现最多年份,暴雨日数达11d,其中大暴雨1d。其余的较多的年份有1959年(9d)、1973年(8d)、1997年(8d)、2005年(8d)。暴雨日数小于等于1d的年份有11a,其中1986年未出现暴雨。
总体上,玉环近60a暴雨日数呈起伏波动中略上升趋势。其中从20世纪50[CD1]60年代,前期较低,中期上升幅度明显,出现几年暴雨集中期,中后期下降后又上升再下降;20世纪70年代前期逐年上升趋势,中后期升降交替,总体呈下降趋势;20世纪80年代前中期总体值较低,其中1986年未出现暴雨,后期上升明显,出现几年暴雨集中期;20世纪90年代总体呈逐年升降交替波动趋势;21世纪后呈两头少中间多,整体上升的趋势,其中2004年达到极值11d,2005年次值9d。
据1957[CD1]2016年各月暴雨日数统计(图2)表明,玉环市5[CD1]9月出现暴雨的频率较高,占全年暴雨日数84.6%,秋冬季及初春时节(10月至次年4月)暴雨日数较少。其中6月与8、9月暴雨或大暴雨日数为全年最高。据统计,玉环梅汛期主要在6月前后,影响玉环的热带气旋,也主要生成在7[CD1]9月,这与玉环暴雨年内分布呈明显对应关系。
2.2 暴雨的空间分布
玉环地势北高南低,丘陵平原相间。地形分为海岛丘陵、滩涂冲积小平原。全境由楚门——玉环半岛(又分为港南、港北)及鸡山、海山、大鹿、披山等55个岛屿组成。本文从地理位置分布和乡镇及海岛区域划分,在楚门——玉环半岛的港南地区和港北地区各选取5个区域及3个重要海岛,共13个站点,统计2006[CD1]2016年11a的暴雨资料(表3、表4、表5)。
关键词:暴雨;时空分布;类型;梅汛期;台汛期
引言
玉环市位于E121°05′38″~121°32′29″,N28°01′32″~28°19′24″。地处浙江省东南沿海,台州市东南端,东濒东海,南濒洞头洋与温州市洞头县相连,西、西北隔乐清湾与温州市乐清市相望,北、东北与温岭市接壤。 辖区东西最大距离33.6km,南北最大距离33.9km,总面积405.5km2,地势北高南低,丘陵平原相间。气候上属亚热带季风气候区,又具有明显的海洋性气候特征,常年温暖湿润,四季分明,历年年平均降水量1363.2mm。降水主要集中在春夏两季,年平均暴雨日数4d,年平均暴雨量321.2mm,占年总降水量23.6%。
玉环市历年汛期(约4[CD1]9月)降水量占年降水量的68.4%,汛期主要可以分为梅汛期和台汛期2个阶段,也是玉环市暴雨多发的2个时期。气象上规定日雨量大于或等于50mm称为暴雨,日雨量大于或等于100mm称为大暴雨,日雨量大于或等于250mm称为特大暴雨[1]。暴雨是形成玉环洪涝灾害、地质灾害等次生灾害的主要诱发因子。暴雨多与副热带高压的进退、海上低值系统的移动、东风系统西伸、冷空气南下渗透等多项因素有关,严重灾害暴雨过程基本由梅汛期连续暴雨和严重影响台风引起。
玉环本站于1956年底建于坎门,2003年起,各乡镇区域自动站陆续建立,截止2017年自动站已达25个,平均5.5km一个站点。本站积累了近60余年资料,其它区域自动站也积累了10余年资料,较全面反映了本地暴雨的强度、量级、范围和历时长短等各类情况,提供了基本、有效的信息。本文就玉环市暴雨的特性作简要统计分析。
1暴雨城市化影响
近年来,玉环市城市化进程导致“城市热岛效应”明显,特别玉环城区(玉城)的平均气温明显高于其它乡镇区域。为研究玉环城市化对暴雨的影响,本文选取了玉城站(代表城区),与其它7个乡镇区域站点坎门、大麦屿、芦浦、楚门、花岩浦、干江、沙门,统计2006[CD1]2016年的年平均暴雨日数(表1)进行对比分析。结果表明,玉环城区站点年平均暴雨日数均高于周围乡镇区域站点,平均高出0.75d(19.7%)。
上述各乡镇区域暴雨日数监测统计仅有10余年的资料,相对于水文系列研究来说是不充分的。 因此,笔者将城区与各乡镇区域站点的年平均暴雨量(表2)再做比较分析。结果表明,玉环城区年平均暴雨量较各乡镇区域站点平均高出20.7%。
因此,玉环城市化进程对暴雨的影响是比较显著的。研究资料显示,这一现象被称之为城市的“雨岛效应”,城市地区及其下风侧的年降水总量比郊区偏高5%~15%,其中雷暴雨增加10%~15%[2]。
其首要原因可能为玉环城区产生明显的“城市热岛效应”,由温差形成的热湍流和城市建筑物,特别是高层建筑物的增加而引起的地面粗糙度增大对移动的降雨系统产生的阻碍效应,使城区雨时增长[3]。
近10余年来中心城区上空的微粒物质及污染物质等显著增加,据市环保部门多年监测到的空气污染物——飘尘和总悬浮颗粒的分布情况,玉城的PM10达到二级污染的平均天数达49.6d,平均浓度要普遍高于周围乡镇区域,城区凝结核的丰富对降水增多有促进作用[4]。
2暴雨的时空分布
2.1暴雨的时间分布
對1957[CD1]2016年玉环暴雨出现次数和强度资料进行统计(图1)。60a来暴雨日数共241d,年平均暴雨日数4d,年平均暴雨量321.2mm,占年总降水量23.6%。2004年是暴雨出现最多年份,暴雨日数达11d,其中大暴雨1d。其余的较多的年份有1959年(9d)、1973年(8d)、1997年(8d)、2005年(8d)。暴雨日数小于等于1d的年份有11a,其中1986年未出现暴雨。
总体上,玉环近60a暴雨日数呈起伏波动中略上升趋势。其中从20世纪50[CD1]60年代,前期较低,中期上升幅度明显,出现几年暴雨集中期,中后期下降后又上升再下降;20世纪70年代前期逐年上升趋势,中后期升降交替,总体呈下降趋势;20世纪80年代前中期总体值较低,其中1986年未出现暴雨,后期上升明显,出现几年暴雨集中期;20世纪90年代总体呈逐年升降交替波动趋势;21世纪后呈两头少中间多,整体上升的趋势,其中2004年达到极值11d,2005年次值9d。
据1957[CD1]2016年各月暴雨日数统计(图2)表明,玉环市5[CD1]9月出现暴雨的频率较高,占全年暴雨日数84.6%,秋冬季及初春时节(10月至次年4月)暴雨日数较少。其中6月与8、9月暴雨或大暴雨日数为全年最高。据统计,玉环梅汛期主要在6月前后,影响玉环的热带气旋,也主要生成在7[CD1]9月,这与玉环暴雨年内分布呈明显对应关系。
2.2 暴雨的空间分布
玉环地势北高南低,丘陵平原相间。地形分为海岛丘陵、滩涂冲积小平原。全境由楚门——玉环半岛(又分为港南、港北)及鸡山、海山、大鹿、披山等55个岛屿组成。本文从地理位置分布和乡镇及海岛区域划分,在楚门——玉环半岛的港南地区和港北地区各选取5个区域及3个重要海岛,共13个站点,统计2006[CD1]2016年11a的暴雨资料(表3、表4、表5)。