黎琮炜，覃卫坚，高安宁

（1.广西气象服务中心，南宁530022；2.广西气候中心，南宁530022；3.广西气象台，南宁530022）

1 引言

全球气候变暖使极端降水发生频率增加［1］，如Zhai et al［2］研究表明近50年中国极端降水强度有增强的趋势；覃卫坚等［3-5］研究指出广西暴雨雨量占全年总雨量的比例随年际变化有增加趋势；陈见等［6］指出锋面暴雨在1990年以后呈增多趋势；高亭亭等［7］指出广州前汛期暴雨累积雨量呈逐年增加趋势；翟志宏等［8］发现近50年来，华南区域暴雨降水强度及暴雨百分率上升趋势显著；陈芳丽等［9］发现惠州近年来各站前汛期暴雨日数和降雨量均呈大振幅变化趋势；郑浩阳等［10］发现珠海暴雨占全年总降雨的比率越来越大。降水异常是导致洪涝灾害的原因之一，倪增华［11］等指出广西降水的重现期越长，洪涝灾害也越严重；李永生等［12］指出盛夏降水异常造成了2013年黑龙江境内三江流域及支流大洪水；李勇［13-17］等指出切变线、热带气旋、中尺度对流系统等均会导致异常的暴雨天气。

广西每年由于暴雨引发的山洪、江河流域洪涝、泥石流等灾害给人民生命财产造成重大损失，如1994年5—8月广西共发生18次大到暴雨天气过程，受洪涝灾害面积达165万hm2，死亡人数542人，直接经济损失达数百亿元；2001年度出现多次大到暴雨天气过程，导致左江、右江、邕江、郁江、浔江江水暴涨洪水泛滥，全区受灾面积达123万公顷，死亡人数74人，受灾人口达1861.7万人。洪涝灾害受到了关注，胡小晖等［18］、何慧等［19］研究指出广西洪涝灾害损失有增多的趋势；莫建飞［20］等利用GIS技术分析了广西洪涝孕灾环境敏感性，提出了地势越低、高差越小，河网越密集、植被覆盖度越低越容易孕育洪涝灾害。不过这些研究多为简单灾情线性气候趋势特征分析，或为某个典型洪涝过程天气个例形势分析，鲜见从气候异常角度分析其成因。本文分析广西洪涝灾害时空分布特征，分析其与各级降水的关系，用合成分析的方法，揭示洪涝灾害发生的气候成因，为进一步开展洪涝灾害的防灾避险工作提供科学依据。

1 资料与方法

选取1961—2013年广西90个气象观测站日降水资料和NCEP/NCAR500hpa高度场再分析资料。洪涝灾害灾情资料来自于广西区气候中心历年气候评价资料。定义当日20：00到次日20：00日降水量≥50mm为一个暴雨日。

本文相关研究采用大气环流合成、相关系数等方法。

2 结果分析

2.1 广西洪涝灾害时空分布特征分析

2.1.1 洪涝灾害年代际变化

根据广西区气候中心历年气候评价资料，广西各年代因洪涝灾害所导致的损失统计结果如表1，总体来看广西洪涝灾害造成的损失严重，受灾面积、人口、死亡人数及倒塌房屋等灾害呈上升的趋势，尤其20世纪90年代和21世纪00年代灾害偏多明显，其中20世纪90年代受灾面积、人口、死亡人数及倒塌房屋损失最严重，各项灾害数量比60年代、70年代及80年代三十年总和还要多；其次为21世纪00年代，受灾面积、受灾人口、倒塌房屋数量排在第2位，不过死亡人数却排在第3位。

表1 广西洪涝灾害年代分布的统计表

2.1.2 洪涝灾害地理分布

为了分析广西洪涝灾害地理分布特征，当广西有一个市，其中1/2以上县（区）出现洪涝灾情的过程定义为一次广西暴雨洪涝过程，根据约100例灾情记录完整的暴雨洪涝过程样本，统计了当广西出现洪涝灾害时各个市（县）相应发生洪涝的频率。统计方法为：广西的一次灾害过程里，某个县（区）出现灾情就记为当地一次灾害过程；统计90个县（区）灾害过程次数占全广西总洪涝灾害过程次数的比例，得到该地发生洪涝灾害的频率（图1）。如图中所示，桂东地区发生洪涝灾害的频率最高，达到20%以上，即在5次洪涝灾害过程里，这些地区就有1次左右，其中柳州北部、梧州市东部、钦州最高，频率达到30%以上；发生频率最少的为崇左市、百色市南部和北部山区，在10%以下。从整体看，洪涝灾害发生概率桂东大于桂西。

图1 广西各地洪涝灾害过程频率（%）

2.2 广西洪涝灾害与降水关系

2.2.1 洪涝灾害与单站大雨以上降水量的关系

洪涝灾害成因除了与当地的地形地貌、植被等有关外，主要跟强降水有关。统计受灾面积与大雨以上量级降水的相关图（图2a），从图中可看出相关最高的区域为红水河、柳江、桂江、浔江、郁江、西江流域，显著程度通过了信度为0.01的统计检验。北海、钦州、防城港为独流入海流域的受灾面积和强降雨也有比较高的相关关系，显著程度通过了信度为0.05的统计检验。

死亡人数与大雨以上量级降水的相关图（图2b），从图中可见相关最高的地区为河池和柳州，相关系数高达0.5，显著程度通过了信度为0.01的统计检验；其次为梧州和贺州二市，相关系数也达到0.3以上，通过了信度为0.1的统计显著性检验。说明了这些高相关地区一旦出现大雨以上量级的降水，就容易出现因灾死亡的情况。可能因为这些高相关地区多属山区，河流分布比较多，容易导致山洪暴发，并且引发山体滑波、泥石流等地质灾害，给人民生命财产造成损失；梧州为多条河流的下游，汇集了上游来水，易发生洪涝灾害，造成人员死亡；这些地区在强降水来临之前必须注意防范。广西其余地区相关系数均不明显。

2.2.2 洪涝灾害与单站连续2天以上大雨以上降水量的关系

上一节分析了洪涝灾害与大雨以上降水量的关系，以下分析洪涝灾害与连续强降水的关系。受灾面积与连续2天大雨以上降水量相关如图3a，从图中可看出高相关区集中在贺州、河池、柳州市，相关系数达到0.3以上，显著程度通过了信度为0.05的统计检验。通过显著性检验的区域较单日大雨以上降雨量的显著区域小，其余地区相关未通过显著性检验。

图2 广西洪涝受灾面积（a）、死亡人数（b）与大雨以上量级降水量相关系数图

死亡人数与连续2天大雨以上降雨量的相关图（图3b），从图中可见相关最高为河池、柳州、贺州，相关系数达到0.4，显著程度通过了信度为0.01的统计检验，其余地区相关未通过显著性检验。可见大部地区受灾面积与单站大雨以上降水量相关显著区域集中在桂北地区，与上一节对比来看受灾面积跟单站大雨连续性关系不大，而死亡人数显著区域的除了河池和柳州市北部为高相关外，贺州市也为高相关区，这说明了广西容易发生洪涝灾害的特征。

2.2.3 洪涝灾害与超过10站大雨以上降水量的关系

以上两节分析了洪涝灾害与单站1天、连续2天以上大雨量级以上降水量的关系，以下分析当广西发生大范围强降水时，洪涝灾害与大雨以上降雨量的关系。图4a为洪涝受灾面积与广西出现超过10站大雨以上量级降水的降雨量相关图，可见相关显著区域明显大于与单站大雨以上降雨量相关显著的区域，其中河池、贺州、柳州、来宾、钦州及防城港相关系数达到0.4，显著程度通过了信度为0.01的统计检验，其余大部分地区通过了信度为0.1的统计检验。

图3 广西洪涝受灾面积（a）、死亡人数（b）与单站2天大雨以上降水量相关系数图

图4b为洪涝死亡人数与广西出现超过10站大雨以上量级降水的降雨量相关图，桂北相关显著，其中河池东部和柳州北部相关最高，达到了0.5以上。相关显著区域明显大于与单站大雨以上降雨量相关显著的区域。以上分析可见广西洪涝灾害与大范围强降水关系最密切。

2.3 广西洪涝灾害天气过程的大气环流异常分析

通过天气形势分析得到广西发生大范围强降水的影响天气系统一般为：台风、低涡、高空槽、切变线，引起洪涝灾害往往是由于大气环流出现异常所导致［15］。选取几个洪涝灾害最严重的典型过程来进行大气环流异常分析（距平值为当日500hPa高度场和30a（1981—2010年）平均值的差值），根据不同的影响天气系统，把造成广西洪涝灾害过程的大气环流分为三类：

图4 广西洪涝受灾面积（a）、死亡人数（b）与10站大雨以上各站降水量相关系数图

第一类影响系统为切变线、静止锋。图5a为1994年6月12—17日、1998年6月16—27日受高空槽、切变线、静止锋影响出现强降水天气过程500 hPa高度值及距平值合成图，在图中，中高纬度地区大气环流为“两槽两脊型”，东欧平原和贝加尔湖地区各存在一个低槽，乌拉尔山到巴尔喀什湖一带和阿留申群岛各有一个高压脊；在低纬度地区，西太平洋副热带高压西伸至华南沿海。从距平值来看，乌拉尔山到巴尔喀什湖一带对应的高压脊，500hPa高度场为正距平，较常年同期偏强；贝加尔湖地区的低槽为负距平，较历史同期偏强，这种环流形势有利于冷空气从东路到中路影响我国，持续时间加长。由此可见，中高纬度的槽脊偏强，大气经向交换加强；低纬地区副高西伸至华南沿海，副高边沿气流利于水汽向北输送，有利于广西出现暴雨。

第二类影响系统为冷空气及西南暖湿气流。图5b为2005年6月19—23日、2008年6月8—18日由于冷空气及西南暖湿气流影响出现强降水天气过程的500hPa高度值及距平值合成图，从图中可以看出在中高纬地区，俄罗斯存在一个较强的低槽，蒙古高原上空则存在着一个高压脊；在低纬地区，存在明显的南支槽，华南地区受南支槽前西南气流控制。西伯利亚低槽偏强，利于强冷空气从西路到中路不断南下，与南支槽前的西南暖湿气流在广西交绥，有利于暴雨出现。

第三类影响系统为热带气旋。图5c为2001年7月1—4日、2008年9月24—27日两次受热带气旋影响出现强降水天气过程的500hPa高度值及距平值合成图。从图中可以看出欧州西海岸和贝加尔湖地区处于高压脊的控制，而西欧大陆、巴尔喀什湖地区和亚洲东海岸有深槽维持。从距平值来看，欧洲西海岸和亚洲东海岸地区低槽较历年同期明显偏强。低纬地区，副热带高压脊线位于30°N，584线西伸到云南省，广西南部位于其南侧，且华南沿海地区为低压区控制，辐合带较活跃，这种环流形势非常有利于热带气旋向西移动影响广西，带来暴雨天气。

图5 严重暴雨洪涝过程的500hPa高度场及距平合成图高空槽、切变线、静止锋影响（a）、冷空气及西南暖湿气流影响（b）和台风影响（c）

3 结论

（1）广西洪涝灾害造成的损失有上升的趋势，尤其20世纪90年代和21世纪00年代灾害增多明显，其中20世纪90年代因洪涝灾害导致的各方面损失最严重。桂东地区发生洪涝灾害的频率高于桂西，其中柳州北部、梧州市东部、钦州最高，崇左市、百色市南部和北部山区发生频率最少。

（2）红水河、柳江、桂江、浔江、郁江、西江流域洪涝灾害与大雨以上量级降水量相关最高，其次为北海、钦州、防城港的独流入海流域。河池和柳州是强降水最容易造成人员死亡的地区，其次为贺州和梧州。广西洪涝灾害与大范围强降水关系最密切。

（3）三种大气环流形势容易造成广西洪涝灾害。中高纬度的槽脊偏强，低纬度地区副高西伸至华南沿海；西伯利亚低槽偏强，广西受南支槽前控制，利于冷暖空气在广西上空交汇，发生暴雨。副热带高压脊线偏北，西伸脊线偏西，有利于热带气旋西移给广西带来暴雨天气。

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