杨斌斌 张丽丽 任玉欢 尹文耀 代淑媚

摘要 利用临汾市气象观测站1954—2018年气象观测资料，采用线性趋势估计、Mann-Kendall检验等统计方法，对临汾市6种主要气象灾害的变化特征进行了研究。结果表明：暴雨、高温、雷暴主要发生在夏季，高发期均为7月，年平均发生日数分别为1.9、19.6、26.8 d;干旱、大风、雾在全年时段都有发生，干旱的高发期为秋冬季，春季为大风多发期，4月最多，雾多发生在秋冬季，11月为高发期，年平均日数分别为137.7、5.5、17.5 d。从气象灾害发生的年平均日数来看，依次为干旱>雷暴>高温>雾>大风>暴雨。近65年来，临汾市暴雨、干旱、雷暴、大风这4种气象灾害有减少趋势，其中雷暴、大风减少趋势明显，而高温、雾则明显增加。

关键词 临汾市;气象灾害;变化特征;M-K

中图分类号：P458  文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）02-087-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.02.033

Analysis on the Change Characteristics of Main Meteorological Disasters in Linfen City

YANG Bin-bin  et al（Linfen Meteorological Bureau，Linfen，Shanxi 041000）

Abstract Based on the meteorological observation data of Linfen City from 1954 to 2018，using the statistical methods of linear trend estimation and Mann-Kendall test，the change characteristics of six major meteorological disasters were analyzed. The results showed that rainstorm，high temperature and thunderstorm mainly occured in summer，the multiple period was July，and the annual average number of days were 1.9，19.6 and 26.8 days; drought，gale and fog occured throughout the year，the multiple period of drought was autumn and winter，spring was the multiple period of gale，most in April ，fog occured in autumn and winter，November was the multiple period，and the annual average number of days were 137.7，5.5，17.5 days. According to the annual average days of meteorological disasters，the order was drought > thunderstorm > high temperature > fog > gale > rainstorm. In the past 65 years，rainstorm，drought，thunderstorm and gale in Linfen City decreased，thunderstorm and gale decreased obviously，but high temperature and fog increased obviously.

Key words   Linfen City;Meteorological disaster;Change characteristics;M-K

臨汾市地处山西省西南部，受大陆性季风气候影响，气象灾害年年都有发生[1-2]，但是年内发生的气象灾害种类及其影响程度却有很大的差异。气象灾害是一种自然灾害，与农业生产和人民生活有着直接的关系，甚至给人民群众的生命财产带来严重威胁。目前，已有许多学者对各地气象灾害特征进行了探讨和研究，刘笑等[3-4]根据受灾、成灾和绝收面积等统计数据发现我国主要农业气象灾害受灾率显著减小;于小兵等[5]研究发现山西和内蒙古是受灾率和成灾率最高的2个省份，旱灾是我国主要的气象灾害;王咏梅等[6]研究得出山西省极端高温日数显著增加，极端降水事件趋于减少;田国珍等[7]发现山西省主要农业气象灾害累积成灾面积呈下降趋势;马雅丽等[8]研究发现山西省旱灾呈现上升趋势，而暴雨洪涝、大风减少;对于临汾市的气候变化研究中发现，临汾市暴雨日数呈减少趋势，高温日数呈增加趋势[9]，年平均雾日缓慢增加[10]。由于气象灾害的多样性、突发性、极端性，导致灾害的随机性、关联性更加难以预见。因此，研究临汾市气象灾害的发生规律，对于开展灾害天气预测、制定防灾政策提供理论依据，以及临汾市的农业生产安全和防灾减灾具有重要的意义[11]。临汾市的气象灾害种类繁多，常见的有暴雨、干旱、高温、大风、雷暴、冰雹、雾等，多种气象灾害常常并发或者交替发生[12]，文中利用1954—2018年临汾市的气象观测资料，对临汾市的6种主要气象灾害的时间变化特征进行了研究，以期更好地指导农业生产，为政府防灾减灾决策提供参考依据[13]。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选用临汾市市辖区尧都区观测站自建站以来1954—2018年的逐日降水、气温资料及大风、雷暴、雾等天气现象观测资料进行研究。

1.2 主要气象灾害标准[14]

降水量等级国家标准中规定[15]：连续24 h降雨量50 mm以上或连续12 h降雨量30 mm以上的降水为暴雨，该次研究选取逐日观测资料中20：00—20：00、08：00—08：00、20：00—08：00、08：00—20：00 4个时段的降水资料进行统计分析。

干旱是指因久晴无雨或少雨而形成的一种气象灾害。参考干旱等级划分，连续无降雨天数春季达16～30 d、夏季16～25 d、秋冬季31～50 d为小旱。规定连续无降水日数在春夏季持续16 d及以上、秋冬季持续31 d及以上（24 h有效降水<1 mm）过程天数的总和为年干旱日数[16]。

中国气象局规定日最高气温≥35℃为高温日[17]，连续数天（3 d以上）的高温天气过程称为高温热浪。

《地面气象观测规范》中规定[18]：瞬时风速≥17 m/s的风定义为大风;雷暴为积雨云中、云间或云地之间产生的放电现象;雾是悬浮于近地面层中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1 km的现象，常为乳白色。

1.3 分析方法

利用尧都区气象观测站的天气现象资料及逐日降水、气温资料，统计筛选得出临汾市1954—2018年的暴雨、干旱、高温、雷暴、大风、雾日数的时间序列资料，运用Excel软件采用线性趋势估计法分析各类气象灾害的时间变化特征，应用Mann-Kendall（M-K）法[19]进行突变检验分析。

2 结果与分析

2.1 暴雨的变化特征

临汾市暴雨出现在3—10月，集中在7—8月，以7月最多，占全年的43.7%，其次是8月，占全年的25.4%，而3、4、10月的暴雨仅出现过1次。从暴雨日数的季节分布来看，暴雨主要发生在春、夏、秋三季，其中夏季暴雨日数最多，占79.4%;秋季次多，占40.5%;春季最少，占5.6%。从暴雨的持续时间来看，多数为持续1 d，近65年中持续2 d的暴雨出现过6次。临汾市年平均暴雨日数为1.9 d，年暴雨日数最多为6 d，出现在1958年;近65年中1968、1981、1985、1986、1991、2002、2007、2008、2015年共9年未出现暴雨。从图1a可见，1954—2018年临汾市暴雨日数呈减少趋势，气候倾向率为-0.149 d/10年。M-K方法检测[20]可知（图1b），UF曲线波动变化没有超过显著性水平的临界值±1.96（α=0.05），UF值在1981—1993年为负值，该时段为下降趋势，其余时段大部分为正值，为缓慢增加阶段。

2.2 干旱的变化特征

临汾市干旱全年均有发生，年平均干旱日数为137.7 d，最多204 d，为1997年，最少74 d，为1964年。从干旱过程的持续时间来看，持续时间最长达143 d，持续时间70 d以上的多为秋冬连旱，春季干旱持续时间最长50 d，夏季最长35 d。从1981—2018年临汾市干旱日数线性趋势图可见（图2a），临汾市干旱日数的年变化呈减少趋势，气候倾向率为-1.3 d/10年。运用M-K方法检测可知（图2b），UF值在1971—1975年及2014—2018年为负值，呈下降趋势，其余时段UF值>0，2000年UF值超过1.96，增长趋势超过显著性水平0.05。根据由UF和UB曲线的交点位置，确定临汾市干旱日数的减少是一突变现象，具体是从2011年开始的。

2.3 高温的变化特征

临汾市高温主要出现在4—9月，集中在6—8月，以7月最多，占全年的38.1%，其次是6月，占全年37.6%，8月第三，占全年的18.2%。1954年以来，临汾市每年都有35℃以上高温发生，年平均高温日数为19.6 d，最多54 d，为1997年，最少2 d，为1984年。从高温的持续时间来看，持续时间最长13 d，持续3 d以上的高温热浪占高温总数的56.7%。临汾市高温日数的年变化呈明显增加趋势（图3a），以1.18 d/10年的气候倾向率在增加。M-K方法检测（图3b）UF曲线可见，UF值在1954—1975年大部分为正值，为波动上升阶段，1976—2001年UF值为负值，2002年之后UF值>0，呈急剧上升趋势，这种增长趋势在2017—2018年超过显著性水平0.05临界线。分析UF与UB曲线交点的位置，可知临汾市高温日数增加的突变年出现在2016年。

2.4 雷暴的变化特征

全国地面气象观测业务于2014年开始取消人工雷暴观测，所以选用1954—2013年的雷暴人工观测资料进行统计分析[21]。临汾市雷暴主要出现在3—11月，集中在5—9月，以7月最多，占全年的32.2%，其次是6月，占比20.9%，11月最少，占比0.3%。临汾市年平均日数雷暴为26.8 d，最多47 d，最少12 d。1954—2013年临汾市年雷暴日数的年变化呈明显的减少趋势，以2.797 d/10年的气候倾向率在减少（图4a）。M-K方法检测UF值在1954—1979年为正值，呈增加趋势，其中1964、1966、1971、1973年增加趋势超过显著性水平0.05;1980—2018年为负值，呈显著下降趋势，1994年开始减少趋势超过显著性水平0.05，1996年之后超过显著性水平0.01（U0.01=±2.56），突变年出现在1993年（图4b）。

2.5 大风的变化特征

临汾市大风全年都有出现，以4月最多，占全年的15.9%，其次是5月，占全年的13.9%，9月最少，占比1.1%。从季节分布来看，春季大风日数最多，占全年的40.1%;夏季次多，占29.3%;冬季第三，占20.3%;秋季最少，占10.3%。临汾市年平均大风日数为5.5 d，最多13 d，2010年、2013年未出现。临汾市1954—2018年大风日数的年变化呈明显的减少趋势，气候倾向率为-1.43 d/10年（图5a）。M-K检测可知（图5b）UF值在1954—1986年为正值，呈增加趋势，其中1964—1968年增加趋势超过显著性水平0.05;1987年之后为负值，转为下降趋势，1995年开始减少趋势超过0.05显著性水平，2000年之后超过0.01显著性水平，減少的突变年出现在1998年。

2.6 雾的变化特征

临汾市全年1—12月都有雾出现，主要集中在秋冬季（9月至次年1月），占全年的72.7%，其中11月最多，占比20.7%，7月最少，占比2.9%。从雾日数的季节分布来看，秋季最多，占48.9%;冬季次之，占28.2%;春季占12.7%;夏季最少，占10.1%。临汾市年平均雾日数为17.5 d，最多46 d，2018年未出现。临汾市1954—2018年雾日数的年变化以0.646 d/10年的气候倾向率在增长（图6a）。M-K检测（图6b）大部分UF值>0，1954—1974年表现为增加趋势，变化不显著，1975年开始增加趋势超过0.05显著性水平，1977—2015年超过0.01显著性水平。

3 结论

利用临汾市1954—2018年气象观测资料，研究了临汾市6种主要气象灾害的时间变化特征，得出以下结论：

（1）从6种气象灾害发生的季节来看，暴雨、高温、雷暴主要发生在夏季，高发期均为7月，年平均发生日数分别为1.9、19.6、26.8 d;干旱、大风、雾在全年时段都有发生，干旱以秋冬连旱多发，大风以春季为多发期，4月最多，雾多发生在秋冬季，11月为高发期，年平均日数分别为137.7、5.5、17.5 d。从气象灾害发生的年平均日数来看，依次为干旱>雷暴>高温>雾>大风>暴雨。

（2）近65年来，临汾市暴雨、干旱、雷暴、大风这4种气象灾害表现出减少的趋势，其中雷暴、大风减少趋势明显。临汾市暴雨日数气候倾向率为-0.149 d/10年，变化不显著，减少时段主要出现在1981—1993年;干旱日数的年变化气候倾向率为-1.3 d/10年，减少时段主要出现在1971—1975年及2014—2018年，2011年发生减少突变;雷暴日数的年变化以-2.79 d/10年的气候倾向率显著减少，1954—1979年缓慢增加，1980—2018年转为迅速减少阶段，1996年开始减少趋势超过0.01显著性水平，1993年发生突变;大风日数的年变化气候倾向率为-1.43 d/10年，1954—1986年增加趋势，1987年后急剧减少，2000之后年减少趋势超过0.01显著性水平，突变出现在1998年。而高温、雾这2种气象灾害则表现出明显的增加趋势。临汾市高温日数以1.18 d/10年的气候倾向率在增加，变化趋势表现为缓慢增加—减少—急剧增加，2016年发生增长突变，突变后2017—2018年增长趋势超过显著性水平0.05;雾日数的年变化以0.646 d/10年的气候倾向率在显著增加，1977—2015年增长趋势超过0.01显著性水平。

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責任编辑：刘赟