王君军，周 林，陈海凤，夏 阳

(1.贵州省贵阳市气象局，贵州 贵阳 550001;2.贵州省六盘水市气象局，贵州 六盘水 553001)

0 引言

暴雨降水集中、强度大、持续时间长，往往会引发山洪、泥石流、滑坡等灾害，因此，暴雨一直是气象工作者的重要研究之一[1-6]。贵州地处我国西南部，暴雨带来的山洪和泥石流等次生地质灾害给当地人民群众的生命财产造成极大的损坏和威胁，不少学者对贵州的暴雨无论是气候特征还是暴雨的天气、动力学成因都进行了不少研究[7-12]：如严小冬等[7]指出贵州年降水量的地区分布趋势是南部多于北部 ,东部多于西部；陈静等[8]指出贵州暴雨量整体呈增长趋势，21世纪开始至今表现为较明显的减少趋势，但暴雨降水量比例呈上升趋势；张艳梅等[9]指出贵州夏季暴雨日数和暴雨量均存在15 a和准10 a周期振荡；王芬等[10]指出贵州暴雨日数呈现一定的增加趋势；白慧等[11]指出贵州暴雨日数的空间分布存在3个暴雨多发区和2条暴雨少发带，范围最广、强度最大的暴雨多发区位于贵州的西南部，大值中心在六枝、晴隆和镇宁附近；卢瑞荆[12]指出贵州发生特大暴雨主要集中在5月下旬—9月中旬，造成贵州暴雨的天气影响系统主要有冷锋低槽、南支低槽、低涡切变、台风等，另外大尺度地形(青藏高原)有利于贵州暴雨的形成，局部地形幅合线而诱生的中尺度系统、喇叭口地形的辐合抬升作用对贵州暴雨的影响明显。

贵阳市位于贵州省自西向东山脉的北侧，自南向北河谷低洼地带的中部，四面环山，特殊的地形地貌导致暴雨预报难度大，目前针对贵阳暴雨的研究较少，因此分析本地暴雨气候特征具有现实意义，可为该地暴雨天气、气候诊断提供依据，为当地各级政府部门开展气象防灾减灾提供决策参考。

1 资料与方法

利用1963—2018年贵阳市7个国家地面观测站逐日降水资料统计该市暴雨(因贵阳市白云区建站于1982年，与其他台站间隔时间长，故不参加本文讨论)。按贵州业务服务定义：一般性暴雨(日降水量为50.0～99.9 mm)；大暴雨(日降水量为100.0～199.9 mm)；特大暴雨(日降水量为200.0 mm以上)。按照贵阳市暴雨影响范围，本文将暴雨分为局地暴雨和区域暴雨：一天出现2个及以上暴雨站定义为区域暴雨，否则定义为局地暴雨。

2 贵阳市暴雨概况

统计1963—2018年近56 a贵阳市暴雨结果表明(表1)，该市共出现暴雨550 d，年平均暴雨日数为9.8 d，其中以一般性暴雨最频繁，占暴雨总频数的86.7%，大暴雨及以上暴雨占13.3%，贵阳市发生特大暴雨的概率小，56 a中仅出现3 d。局地暴雨与区域暴雨发生频次相当，平均每年发生局地暴雨5.1 d，区域暴雨4.7 d。最明显的一次区域暴雨发生在2014年7月14日，该过程是受中低层低涡切变、低空急流及等地面静止锋(梅雨锋)的共同影响，当日共出现5个站大暴雨，2个站特大暴雨。贵阳区域连续性暴雨过程发生频次较少，仅出现11次，时间最长为3 d(2017年6月22—24日)，该过程是受中低层低涡切变、低空急流及地面辐合线的共同影响，其中息烽、开阳、清镇出现大暴雨。

表1 1963—2018年贵阳市暴雨强度及范围特征Tab.1 Characteristics of the intensity and range of rainstorm in Guiyang from 1963 to 2018

3 贵阳市暴雨特征

3.1 暴雨年代际变化特征

由图1可见：20世纪60年代初至80年代中后期、21世纪00年代初至10年代初暴雨次数等值线较为稀疏，为暴雨的较少期。20世纪80年代末期至90年代、21世纪10年代中期至今，暴雨次数等值线较为密集，为暴雨的多发期。从一年中暴雨集中期变化可见，20世纪60—80年代，暴雨集中期出现在6月；20世纪90年代至本世纪10年代初暴雨集中期推至7月，其中以1991年7月最多，为27站次；21世纪10年代中期至今，暴雨集中期又移至6月。

图1 1963—2018年贵阳市逐月暴雨频次的年际变化(单位：次)Fig.1 Interannual Variations of Monthly Rainstorms in Guiyang from 1963 to 2018，unit：frequency

近56 a来贵阳市年暴雨日数整体呈增多趋势，气候倾向率为0.13 d/10 a，未通过0.05的显著性检验，年暴雨日数最多出现在2015年(19 d)，最少出现在1966年(2 d)；近56 a来贵阳市年平均降水量为1 147.8 mm，整体呈现减少趋势,气候倾向率为-11.3 d/10 a，未通过0.05的显著性检验,年降水量最多出现在1977年(1 491.6 mm)，最少出现在2011年(794.1 mm)，可见年暴雨日数极值出现的时间与年降水量并不一致，但从图2可见，年暴雨日数与年降水量的年际变化趋势存在一定相似性，相关系数为0.776，说明两者之间相关关系较为密切，即暴雨日数较多年，降水量较多，暴雨日数较少年，降水量较少。从年代分析可知，年暴雨日数与年降水量趋势基本一致，即20世纪60年代初—70年代、80年代、90年代、21世纪00年代及10年代至今前后经历了升—降—升—降—升的变化趋势。

图2 1963—2018年贵阳市暴雨日数与年降水量变化趋势图Fig.2 The trend of the number of rainstorm days and the annual precipitation in Guiyang from 1963 to 2018

近56 a来贵阳市局地暴雨整体呈现减少趋势，气候倾向率为-0.16 d/10 a，未通过0.05的显著性检验，区域暴雨呈增多趋势，气候倾向率为0.29 d/10 a，未通过0.05的显著性检验。从年代分析可知(图3)，20世纪60年代初—70年代、80年代、90年代、21世纪00年代及10年代至今，局地暴雨前后经历了升—降—升—降—平的变化趋势，特别在20世纪80年代局地暴雨呈明显减少，其中1989年仅为1 d；而区域暴雨前后经历了平—升—平—略降—升的变化趋势，特别在21世纪10年代以后贵阳市出现区域暴雨的概率明显增大，其中2015年达11 d。

图3 1963—2018年贵阳市局地暴雨日数(a)与区域暴雨日数(b)变化趋势图Fig.3 The trend of the local rainstorm and regional rainstorm days in Guiyang from 1963 to 2018

另外20世纪60—70年代，局地暴雨发生频次高于区域暴雨，局地暴雨平均6 d·a-1，区域暴雨平均4 d·a-1；20世纪80年代—21世纪00年代，区域暴雨和局地暴雨发生频次相当(80年代平均4 d·a-1、90和00年代平均5 d·a-1)，21世纪10年代以后区域暴雨高于局地暴雨，局地暴雨平均5 d·a-1，区域暴雨平均6 d·a-1。

3.2 暴雨贡献率

贵阳市平均年暴雨量为207.7 mm，年降水量中暴雨平均贡献率为17.7% ，最大出现在1995年，为31.5%；最小出现在1981年，仅为4.8%，两者相差近7倍，可见贵阳市年降水量中暴雨贡献率年际差异大。由图4可见，贵阳市年降水量中暴雨贡献率整体呈增多趋势，气候倾向率为1.5%/10 a，通过0.05的显著性检验。从年代分析可知(图4)，20世纪60年代初—70年代、80年代、90年代、21世纪00年代及10年代至今，暴雨贡献率前后经历了平—升—升—略降—升的变化趋势，其贡献率分别为15.1%、17.3%、20.6%、17.1%、20.9%。

图4 1963—2018年贵阳市暴雨贡献率变化趋势图Fig.4 The trend of its contribution rate in Guiyang from 1963 to 2018

3.3 暴雨日数周期分析

图5给出了近56 a贵阳市暴雨日数的Morlet小波分析，由图可见，贵阳暴雨日数在20世纪60年代存在2～3 a的显著周期，70年代存在3～4 a的显著周期，之后活动周期有所减弱，基本上以3～4 a为主，此外在60—70年代还表现出一定的准12 a的活动周期。

图5 1963—2018年贵阳市暴雨日数的Morlet小波分析Fig.5 Morlet wavelet analysis of rainstorm days in Guiyang from 1963 to 2018

3.4 暴雨月(旬)变化特征

贵阳市暴雨始于春季,结束于秋季,主要出现在夏季,冬季(12月—次年2月)无暴雨记录。暴雨最早出现在3月上旬，2016年3月5日修文站(降水量为53.1 mm)；最晚出现在11月上旬，2008年11月6日清镇站(降水量为71.7 mm)。由图6a可见，暴雨开始及结束时间年际差异较大，暴雨主要开始于4月中旬—5月下旬(71.4%)，集中出现在4月下旬—5月上旬(35.7%)；暴雨主要结束于9月中旬—10月中旬(53.6%)，其中10月上旬最频繁(17.9%)，9月中旬次之(14.3%)。

由图6b可见：贵阳市暴雨主要出现在5—8月，占全年总频次的81.8%。按旬统计，暴雨集中在6月中旬—7月中旬，占全年总频次的41.2%。其中以6月下旬最高(12.0%)，6月中旬和7月上旬次之(10.1%)。贵阳市上半年暴雨呈现出递增形势，下半年暴雨呈现出波动性递减，其中8月下旬及10月上旬存在两个暴雨频次小峰值。大暴雨以上降水主要出现在6月上旬—7月中旬，集中在7月上旬至中旬，其中7月上旬最高。

图6 1963—2018年贵阳市各月(旬)暴雨始末时间(a)、暴雨频数(b)(单位：次)Fig.6 The beginning and ending time of each month ( ten days) (a) and the frequencies of rainstorm (b) (unit: times) in Guiyang from 1963 to 2018

从贵阳市不同范围暴雨月分布可见(表2)，局地暴雨和区域暴雨主要出现在5—9月，其中6月最高(局地暴雨累计日数74 d、区域暴雨累计日数80 d)，7月次之(局地暴雨累计日数63 d、区域暴雨累计日数64 d)。3—5月以及11月以局地暴雨为主，均占月总日数的6成以上，其中11月均为局地暴雨。6月开始暴雨范围扩大，6—9月区域暴雨与局地暴雨相当，区域暴雨略高于局地暴雨，10月以区域暴雨为主，占月总日数的63.0%。

表2 1963—2018年贵阳市不同范围暴雨月分布Tab.2 Distribution of monthly rainstorm in Guiyang from 1963 to 2018

4 暴雨日数和暴雨总量区域分布

从图7a可见, 贵阳市累计暴雨日数自西南向东北方向递减，西南部的清镇最多(196 d)，东北部的开阳最少(143 d)。从近56 a贵阳市暴雨的贡献率分布可见(图7b)，贵阳市暴雨总量与累计暴雨日数分布特征基本一致，自西南(清镇)向东北(开阳)方向递减，西南地区(清镇)暴雨的贡献率为20.8%，东北部(开阳)最少(14.4%)。

图7 1963—2018年贵阳市累计暴雨日数(a，单位：d)和暴雨贡献率(b，单位：%)空间分布Fig.7 Spatial distribution of accumulated days and contribution rate of rainstorm(a，unit：day)(b，unit：%) in Guiyang from 1963 to 2018

5 小结

本文利用贵阳市7个国家气象台站的逐日降水资料，分析了1963—2018年贵阳市暴雨气候特征，主要结论如下：

①贵阳市以一般性暴雨最为频繁(占86.7%)，发生特大暴雨的概率小；暴雨日数和暴雨的贡献率分布均呈自西南向东北方向递减特征。

②贵阳市暴雨主要开始于4月中旬—5月中旬，结束于9月中旬—10月中旬，集中于6月中旬—7月中旬，其中6月下旬最高。

③贵阳市年平均暴雨日数为9.8 d，局地暴雨与区域暴雨出现概率相当，其中3—5月和11月以局地暴雨为主，6—9月局地暴雨与区域暴雨发生日数相当，10月以区域暴雨为主。

④贵阳市局地暴雨整体呈减少趋势，而区域暴雨、年暴雨量及年降水量中暴雨贡献率呈增多趋势，贵阳市年降水量中暴雨贡献率年际差异大，其平均贡献率为17.7%。

⑤近56 a暴雨日序列存在2～4 a的振荡周期，暴雨日数与年降水量的年际变化趋势较为密切，一般表现为暴雨日数较多年，降水量较多，暴雨日数较少年，降水量较少。

⑥暴雨频次时间序列在20世纪60年代初到80年代中后期、21世纪00年代初到10年代初为较少期，20世纪80年代末期到90年代初、21世纪10年代中期至今为较多期。