1 引言
短时强降水是指短时间内降水强度较大， 其降水量达到或超过某一量值的天气现象（杨诗芳等， 2010）。因其具有尺度小、 强度大、 突发性强等特征， 容易导致暴雨洪涝， 短时间内可造成城市内涝、 农田淹没， 甚至引发山洪泥石流、 山体滑坡等地质灾害（俞小鼎， 2013； 苗爱梅等， 2020； 孔祥伟等， 2021； 肖蕾等， 2021）。如2019年7月22日09:00（北京时， 下同）四川省宜宾市出现短时强降水， 1 h降水量达到80.5 mm， 引发城市内涝， 因灾死亡2人。根据2005 -2019年的《全国地质灾害通报》， 自然因素造成的地质灾害占比约为94%， 其中强降雨是引发滑坡、 崩塌、 泥石流等地质灾害并导致人员伤亡和直接经济损失的主要原因。21世纪以来， 在全球变暖的背景下， 由于大气持水量的增加， 极端降水事件频发， 并有望在未来继续增多（孔峰等， 2019； 吴梦雯和罗亚丽， 2019； Yang et al， 2020； Srivastava， 2020； Tian et al， 2021）。短时强降水的预报预警一直是气象科研和业务工作中的重点和难点， 加强短时强降水的研究， 掌握其时空变化特征及致灾特点， 对于短时强降水的预报预警及开展防灾减灾服务均具有重要意义。
四川盆地位于我国西南部的长江上游， 西有青藏高原， 北邻秦岭山脉， 东邻湘鄂， 南接云贵高原， 地形复杂多样。自西向东， 从陡峭山地到平原， 再到丘陵和山地下垫面， 是全国地势起伏最显著的地区之一。四川盆地特殊的地理位置使得它既受东亚季风和印度季风的影响， 又受青藏高原大气环流系统的影响， 气候复杂多变（李跃清， 2021）。受多种季风环流和特殊地理环境影响， 四川盆地常发生局地强降水， 是中国降水区域差异最大， 变化最复杂的地方之一（周长艳等， 2006）。由于下垫面复杂及降水强度大， 该地区的地质灾害一般次数多而强度大， 有研究表明四川是近十年发生重大地质灾害次数最多的地区， 死亡失踪人数和直接经济损失都居于全国之首（章诗芳等， 2017）。如2018年7月8 -11日受强降水影响， 四川省11市46.6万人受灾， 3人死亡， 直接经济损失6.4亿元（中国气象局， 2019）。
近年来， 国内外的气象工作者对短时强降水演变规律开展了许多研究工作。Harold and David（2000）利用1948 -1993年的小时降水资料对美国强降水事件进行统计分析， 指出短时强降水的频次分布与暴洪的分布关系密切， 逐小时的降水资料对评估美国地区暴洪发生的气候概率很有帮助。Chen et al（2007）分析台湾地区强降水事件时空分布特征， 结果表明山区迎风坡是强降水的高发区域。Zhang and Zhai （2011）分析了1961 -2000年小时雨量数据， 指出中国大部分地区暖季极端短时强降水发生频次呈增长趋势。付超等（2019）统计分析了江西省短时强降水的时空分布特征， 指出短时强降水的高频区主要分布在山地及河谷地带。童金等（2017）对安徽省短时强降水的时空分布特征进行对比分析， 发现皖南山区、 大别山区和中东部丘陵为短时强降水的高发区。王婧羽等（2019）利用2010 -2015年高密度地面自动站逐时降水资料， 分析河南省雨季短时强降水的时空分布特征， 发现地形对降水的增幅作用显著， 且主要是通过增加短时强降水发生频次实现的。陈炯等（2013）利用1991 -2009年的逐时降水资料， 分析中国暖季短时强降水的时空分布特征， 指出四川盆地是仅次于华南地区的短时强降水的高频区， 且该区域主要为夜间活跃型的单峰结构。周秋雪等（2015）利用2008 -2012年的逐时降水资料研究了四川强小时雨强的时空分布特征， 指出四川盆地和攀西南部是发生频次的大值区。李强等（2017）利用1980 -2012年小时降水资料， 分析川渝盆地主汛期短时强降水的时空分布特征， 发现不同开始时间的强降水事件具有一致的日变化特征， 且夜间强降水事件特征更明显。
前人的研究加深了我们对短时强降水的认识（张青梅等， 2022； 朱平和肖建设， 2022）。但对于四川盆地短时强降水的研究相对较少， 且研究时段主要为2012年以前， 以国家站资料为主， 站点相对稀疏（常娜和蔡宏珂， 2020； 李昱锐等， 2021）。近十年来区域自动站的大量布设为我们利用高密度站点资料分析短时强降水这一中小尺度天气提供了基础。此外， 之前的研究主要关注四川地区主汛期的整体情况， 对于主汛期之外的月份关注较少。而且以往的研究多以四川整体为研究对象， 较少考虑区域内部的差异以及短时强降水与地质灾害的关系。四川盆地属于短时强降水的高发地区， 由于其独特的地形、 地貌、 地质及气候特征， 在短时强降水天气下极易引发地质灾害（李建等， 2013）。了解近十年来四川盆地不同区域短时强降水的时空变化特征及其与地质灾害的关系， 有利于发挥气象防灾减灾第一道防线作用。因此， 本文利用近十年的高密度区域自动站和国家站观测数据， 对四川盆地不同区域、 不同月份的短时强降水特征进行对比分析， 并初步研究了地质灾害与短时强降水的关系， 旨在为灾害性天气的预报、 预警提供支持， 提高预报员对不同区域短时强降水发生发展规律和地质灾害的认识， 从而进一步增强对短时强降水的预报预警和防灾减灾能力。
2 研究资料与方法
本文所用降水资料为四川省气象探测数据中心提供的2011 -2020年加密区域自动站和国家站逐时观测资料， 资料经过极值检验与时间一致性、 内部一致性和空间一致性检验等质量控制。小时降水量指该时刻前1 h累计降水量， 如12:00的降水量是指11:00 -12:00的1 h降水量。文中的四川盆地特指四川省天气预报业务上的盆地区域， 主要包括四川省除了川西高原和攀西地区之外的地区， 分析区域内加密自动站自2008年的220个逐年增加至2020年的4347个（图略）， 为尽量兼顾站点数量和时间长度， 剔除缺测时次较多的站点后， 最终选取2011 -2020年数据稳定的1688个站点［图1 （b）］。业务上将四川盆地分为5个预报区［图1 （a）］， 分别为盆地西北部（成都、 德阳、 绵阳、 广元等4市513个站）、 盆地西南部（雅安、 眉山、 乐山等3市310个站）、 盆地中部（资阳、 遂宁、 内江等3市197个站）、 盆地东北部（南充、 巴中、 达州、 广安等4市372个站）和盆地南部（自贡、 宜宾、 泸州等3市267个站）。灾害数据为四川省自然资源厅提供的2011 -2020年的地质灾害灾情数据， 包括滑坡、 崩塌、 泥石流和其他类型的地质灾害的灾害数量、 死亡和失踪人口、 直接经济损失等。文中涉及的地图是基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的， 审图号为GS（2019）3333号的中国地图制作， 底图无修改。
根据中国气象局《全国短时、 临近预报业务规定》（气办发［2010］19号文）， 单站1 h降水量大于等于20 mm定义为一次短时强降水天气（陈相甫和赵宇， 2021）。短时强降水频次定义为出现短时强降水天气的次数， 若同一站点出现多次， 重复统计； 短时强降水量定义为某一站点出现短时强降水天气的降水量总和（单位： mm）， 文中简称为降水量； 短时强降水强度定义为所有短时强降水天气的累积降水量与时数的比值（单位： mm·h-1）， 文中强度均为平均强度； 短时强降水的雨强极值定义为所有站点中最大的小时最大雨量（单位： mm·h-1）。本文选择的小时雨量数据台站分布密度大， 可以更加真实准确地描述四川盆地短时强降水的时空分布特征。
3 结果分析
3.1 短时强降水频次的特征分析
2011 -2020年四川盆地发生短时强降水的月份为3 -10月［图2 （b）］， 而2001 -2008年的研究结果为4 -10月（周春花等， 2009）， 相比而言提前了一个月。这一结果表明近十年来四川盆地短时强降水的开始时间已经提前， 且3月份累计有156个站发生短时强降水达500次， 其中国家站中发生了5次。短时强降水主要集中在6 -8月， 占全年的82.4%。其中7月发生频次最多为25010次， 占全年的35.2%； 其次是8月为22780次， 占全年的32.1%； 6月为10725次， 占全年的15.1%， 这里的频次指每月区域内2011 -2020年所有台站发生短时强降水的次数总和。对比盆地不同区域短时强降水频次的月变化［图2 （d）］， 发现西北部、 中部和东北部在7月发生频次最多， 而西南部和南部在8月份发生频次最多。
四川盆地发生短时强降水的站点从3 -7月逐渐增多。3月有156个站， 4月增加为908站， 5月为1311个站， 而6 -8月几乎所有站点都发生了短时强降水（1680个站）， 9月为1473个站， 10月则下降为492个站（图略）。
四川盆地短时强降水发生频次具有明显的日变化［图3 （a）］， 14:00为最小值1536次， 之后开始增加， 次日03:00达到峰值（5151次）， 随后开始减少， 这里的频次指每个小时区域内2011 -2020年所有台站发生短时强降水的次数总和。短时强降水主要集中在23:00至次日07:00， 逐小时发生频次均在3400次以上， 合计占比达56.5%， 呈单峰夜雨型特征。该特征与李强等（2020）研究发现川渝盆地强降水具有单峰型结构的结论相一致， 而西南低涡的夜间生成率比白天高一倍多， 与短时强降水的夜发特性具有较好的一致性， 可能是导致短时强降水夜发的主要原因之一（毛冬艳等， 2018）。
对比四川盆地5个子区域发生频次的日变化特征［图3 （b）~（f）］， 发现西南部和南部为单峰型结构， 而西北部、 中部和东北部则为双峰型结构。频次最大值出现时间由早到晚依次为南部（00:00）、 西南部（00:00）、 中部（02:00）、 西北部（03:00）和东北部（06:00）， 整体表现出自南向北逐渐推迟的特征， 这与逐小时发生频次的空间分布相一致（图略）。中部、 东北部和西北部的次峰值出现时间分别为15:00、 16:00和17:00。不同区域的最大频次均出现在后半夜， 这主要与来自盆地东南侧的边界层内气流的非地转风惯性振荡导致的夜间急流增强有关（Zhang et al， 2019）， 也可能跟盆地与周围高地的热力差异导致夜间下坡风有关（Jin et al， 2013）。而中部、 东北部和西北部在午后出现次峰值， 可能是由于午后地面增温易触发热对流， 从而导致短时强降水增多， 而南部和西南部却没有在午后出现， 有待进一步研究。
四川盆地短时强降水年频次的大值区主要集中在盆地西部的龙门山脉、 西南部雅安、 乐山等高山与盆地过渡区［图4 （a）］。年频次最大的地区在西南部的眉山丹棱和西北部的成都双流， 10年的发生频次分别为143次和122次。其次是西北部的绵阳千佛山， 发生频次为121次。相对于2001 - 2008年短时强降水频次的大值区雅安和北川平均每年发生5.8次和3.9次（周春花等， 2009）， 这两个地区近十年来的年均发生频次分别为8.9次和8.2次， 增加了53%和110%。频次最小的地区在西南部的雅安宝兴神木垒， 10年来仅发生了1次。考虑到不同区域内的站点数不同， 为了去除站点数的影响， 利用逐个站点短时强降水年平均发生频次， 给出了各区域发生频次的最大值、 75百分位数、 中位数、 25百分位数、 最小值［图4 （b）］。可以看出发生频次在西南部的空间变率最大， 频次最大和最小的站点均位于此， 其次是西北部， 而中部、 东北部和南部则相对较小。盆地各区域发生频次的平均值由高到低依次为西北部、 西南部、 中部、 南部和东北部， 分别为46次、 44次、 41次、 40次和37次， 呈现出西高东低的特点， 这主要是因为盆地边界层盛行偏东南风， 在盆地偏北、 偏西的陡峭地形下， 发生强迫抬升易产生短时强降水（周秋雪等， 2015）。
3.2 短时强降水量的特征分析
四川盆地短时强降水量（简称降水量）与发生频次的年际变化基本一致［图5 （a）］， 近十年来略微增加。四川盆地年均降水量为146 mm， 其中降水量最多的年份是2018年， 为213 mm， 其次是2013年， 为209 mm， 2012年最少， 仅为90 mm。降水量具有显著的年际变化特征， 其中最多年份（2018年）的降水量是最少年份（2012年）的2.4倍。对比不同区域降水量的年际变化［图5 （c）］， 发现与频次的变化特征相似， 各区域均有增加趋势。就年际变率而言， 西南部最大， 其次是西北部， 其余区域相对较小。
降水量的月变化与发生频次基本一致［图5 （b）］， 在7月达到最大， 其次是8月， 分别为458 mm和422 mm， 占全年的29.3%和27%； 4月最小， 其次是10月， 分别为70 mm和72 mm， 值得注意的是3月的发生频次最小， 但降水量仅次于6、7、8月。不同区域降水量的月变化存在一定的差异［图5 （d）］， 西北部、 中部和东北部均在7月达到最大值， 而南部和西南部则出现在8月。就四川区域整体而言， 降水量与发生频次的日变化也基本一致（图略）， 都呈单峰型， 最大值在02:00， 为104 mm， 最小值在14:00， 为54 mm。其中盆地西北部、 东北部和中部的日变化表现为双峰结构， 且不同区域降水量峰值出现时间也有自南向北逐渐推迟的特征。
四川盆地近10年来短时强降水的降水量大值区主要集中在盆地西南部的峨眉、 雅安等高山与盆地过渡区和盆地西部的龙门山脉一带［图6 （a）］。其中降水量最大的地区在盆地南部的泸州江阳（650 mm）， 其次是西北部的成都双流， 降水量为596 mm。各区域降水量的平均值由大到小依次为西北部、 西南部、 南部、 中部和东北部， 分别为144.3， 139， 130.5， 126.5和111.2 mm。这与5个地区发生频次之间有一定的差异， 盆地中部的发生频次比南部多， 但降水量比南部小。就空间变率而言， 西南部最大， 其次是西北部， 其余区域相对较小。各区域均存在一些降水量的异常大值， 其中盆地西北部和南部异常大值偏多， 异常大值出现的原因， 有待下一步深入分析。
3.3 短时强降水强度的特征分析
如图7 （a）所示， 2011-2020年四川盆地短时强降水的平均强度为31.2 mm·h-1， 其中最强的年份是2012年， 为32.8 mm·h-1； 其次是2015年， 为32.5 mm·h-1， 2017年最弱， 为30.2 mm·h-1， 年际变化较小， 整体略有减小。对比不同区域强度的年际变化发现， 所有子区域的平均强度均有不同程度的减小， 尤其是在南部和西北部减少明显［图7 （c）］。总体而言， 四川盆地短时强降水量的增加是由发生频次的变化决定的， 强度的变化影响较小。
短时强降水的平均强度月际波动较大［图7 （b）］。3月份最强， 为44.1 mm·h-1， 之后开始减弱， 6 -8月份开始增加， 8月份增强为31 mm·h-1， 9月减弱之后， 10月又有所增强， 达到34.1 mm·h-1。对比不同子区域强度的月变化发现［图7 （d）］， 盆地西北部和西南部均为3月最强， 其次为10月， 其余月份相对较小； 南部为3月最强， 其次为4月和10月； 东北部为3月最强， 其次为4月； 中部为10月最强， 其次为3月。这与短时强降水的月发生频次［图2 （b）］和降水量［图5 （b）］的月际变化有明显差异， 这主要是由于3、 4、 10月的发生频次相对较小， 容易受1 h降水量的大值影响， 导致平均强度相对较大。这也说明常被忽视的3、 4、 10月的短时强降水应该在实际的天气预报工作中给予更多关注。平均强度的日变化（图略）与逐小时发生频次有明显差异， 整体波动较小， 从午后到傍晚逐渐增强， 最大值出现在21:00， 平均强度为32.8 mm·h-1； 最小值出现在08:00， 平均强度为30.2 mm·h-1。
强度的大值区分布相对比较分散［图8 （a）］， 主要位于盆地南部。平均强度最大的地区是盆地南部的泸州江阳、 南部的宜宾、 中部的遂宁蓬溪和西北部的成都等地， 强度分别为82.3， 62.6， 54.2和52.4 mm·h-1。如图8 （b）所示， 短时强降水区域平均强度由大到小依次为南部、 中部、 西北部、 西南部和东北部， 分别为31.7， 30.7， 30.6， 30.3和29.6 mm·h-1， 区域之间差异相对较小。南部的强度最大， 但年发生频次和降水量中等； 西北部和西南部强度相对较小， 但年发生频次和降水量较大； 东北部的强度、 年发生频次和降水量均为最小。
3.4 短时强降水雨强极值的特征分析
2011 -2020年四川盆地短时强降水的雨强极值（即年最大值）均在100 mm·h-1以上， 平均值为141.8 mm·h-1［图9 （a）］。其中雨强极值在2015年最大， 为192.8 mm·h-1； 其次是2013年， 为150 mm·h-1。从图9 中可以看出， 雨强极值先增加再减小， 整体略有减弱。毛冬艳等（2018）指出1981 - 2010年四川盆地的雨强极值为123.1 mm·h-1， 与之相比， 近10年来雨强极值明显偏大， 一方面是由于本文使用的资料为区域自动站和国家站数据， 能捕捉更多的降水信息； 另一方面， 在国家站中雨强极值也偏大， 最大值出现在2020年8月10日西南部的雅安芦山站（134.6 mm·h-1）。对比不同区域雨强极值的年际变化发现， 盆地中部和南部减少明显， 西北部、 西南部减少较小［图9 （c）］。
雨强极值月变化［图9 （b）］显示最大值出现在6月， 为192.8 mm·h-1； 其次是8月和4月， 分别为168.2 mm·h-1和162.7 mm·h-1。雨强极值最小值出现在5月， 为131.6 mm·h-1； 其次是9月， 为141.5 mm·h-1。由子区域雨强极值的月变化［图9 （d）］可以看出盆地西北部、 西南部、 东北部分别在6、 7、 8月出现最大值， 而南部出现在4月， 中部出现在10月。值得注意的是， 由于6 -8月短时强降水的发生频次和降水量较大， 其受到预报员的关注度较高。而9 -10月正值华西秋雨期， 盆地多为连阴雨天气， 相对夏季而言短时强降水受到的关注较少。但近十年来非主汛期（3、 4、 10月等）累计出现3400次短时强降水［图2 （b）］， 可能引发严重灾害事件。比如2021年10月3日西北部的绵阳市北川23:00雨量达94.9 mm， 13个乡镇2713余人受灾， 直接经济损失为500万（北川县应急管理局）。因此， 在四川盆地的天气业务预报中， 要加强对非主汛期的短时强降水预报预警， 尤其是在盆地南部和中部地区。
3.5 短时强降水与地质灾害的关系分析
2011 -2020年四川盆地地质灾害总数为22070处（表1 ）， 其中西北部数量最多， 其次是东北部， 分别占总数的40.2%和31.7%； 西南部、 南部和中部相对较少。地质灾害的死亡和失踪人口总数为304人， 受伤人口为7849人， 其中死亡和失踪人口最多的区域为西北部（62.5%）， 受伤人口最多的地区为西北部（31.8%）和东北部（29.8%）。地质灾害引起的直接经济损失为50.8亿元， 最严重的地区为东北部（40.8%）和西南部（30.2%）， 其次是西北部（23%）、 南部（3.8%）和中部（2.2%）。总体来说， 西北部和东北部地质灾害的数量较多， 但西北部更易导致人员伤亡， 而东北部更易造成严重直接经济损失和人员受伤。
表1 2011 -2020年四川盆地的地质灾害灾情统计Table 1 Statistics of geological disasters in Sichuan basin during 2011-2020 |
| 统计量 | 西北部 | 西南部 | 中部 | 东北部 | 南部 | 盆地全区 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量（处） | 8876 | 3280 | 993 | 6988 | 1933 | 22070 |
| 死亡、 失踪人口 | 190 | 31 | 15 | 32 | 36 | 304 |
| 受伤人口 | 2495 | 1986 | 276 | 2339 | 753 | 7849 |
| 直接经济损失（万元） | 116949 | 153389 | 11636 | 207173 | 19114 | 508261 |
近十年来， 四川盆地的地质灾害数量年际变化较大， 但整体呈增加趋势， 平均每年增加152.6处［图11 （a）］。其中增加最快的区域为西北部和西南部， 平均每年增加108.9处和108.7处； 东北部略有减少， 平均每年减少85.8处， 南部和中部变化较小。地质灾害引起的直接经济损失先减少后增加， 整体呈减少趋势［图11 （b）］， 平均每年减少5267.7万元； 除了西南部有所增加， 其余地区均为减少趋势， 其中盆地东北部减少得最快， 每年减少8944万元。虽然盆地地质灾害数量在增加， 但直接经济损失却在较少， 表明当地政府和社会的防灾减灾能力得到了显著提升。
研究表明， 80%的地质灾害都直接或间接受降水影响， 而降水是否引发地质灾害， 不仅与当地的生态地质条件有关， 还与过程降水量和强度有关（林春泽等， 2018）。为了分析四川盆地地质灾害与短时强降水之间的关系， 分别对四川盆地5个地区及全区的短时强降水频次、 降水量、 强度、 雨强极值与灾害数量进行了相关分析（表2 ）。结果表明， 对四川盆地而言， 仅有盆地西北部的地质灾害数量与短时强降水的次数和降水量呈高度正相关， 相关系数分别为0.87和0.89， 均通过了置信度为99%的显著性检验。近十年来四川盆地的短时强降水强度变化较小， 降水量的变化主要决定于发生频次的高低， 因此西北部的地质灾害数量与短时强降水的发生频次密切相关。其他区域的地质灾害数量与短时强降水的相关性均不显著， 这可能是由于这些地区造成地质灾害的其他因素影响较大且本次分析的样本量较少所致。
表2 四川盆地地质灾害数量与短时强降水的相关系数Table 2 The correlation coefficient between geologic disasters and short-time heavy rainfall in Sichuan basin |
| 西北部 | 西南部 | 中部 | 东北部 | 南部 | 盆地全区 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 次数 | 0.87** | 0.54 | -0.29 | -0.17 | -0.01 | 0.49 |
| 降水量 | 0.89** | 0.51 | -0.23 | 0 | -0.2 | 0.49 |
| 强度 | -0.43 | 0.04 | 0.05 | 0.28 | -0.58 | -0.34 |
| 雨强极值 | 0.04 | 0.24 | -0.04 | 0.08 | -0.48 | -0.44 |
**表示通过了置信为99%的显著性检验 |
由于本次分析年限较短， 样本量较少， 为进一步探讨短时强降水发生频次与地质灾害发生数量的关系， 我们给出了短时强降水发生频次偏多年和偏少年的不同类型地质灾害数量的合成分析（表3 ）。结果表明， 对四川盆地整体而言， 滑坡和泥石流在短时强降水的偏多年和偏少年表现出明显差异， 偏多年发生数量分别是偏少年的1.8倍和2.4倍。在盆地西北部和西南部， 不同类型的地质灾害均在偏多年和偏少年表现出明显差异， 西北部的整体差异为3.2倍左右， 而西南部的整体差异达12.8倍。东北部主要是崩塌、 泥石流和其他地质灾害在偏多年和偏少年的差异明显， 分别为2.1倍、 2.5倍和9.4倍。南部主要是其他类型的地质灾害在偏多年和偏少年的差异明显， 偏多年发生数量是偏少年的3倍。中部不同类型的地质灾害均在偏多年和偏少年没有明显差异。
表3 短时强降水频次偏多、 偏少年四川盆地地质灾害数量的合成分析Table 3 Composite analysis of the number of geological hazards in the Sichuan Basin for years with high and low frequency of short-time heavy rainfall |
| 西北部 | 西南部 | 中部 | 东北部 | 南部 | 盆地全区 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 滑坡（偏多年） | 1504 | 425.5 | 37.3 | 693.7 | 141 | 2284.3 |
| 滑坡（偏少年） | 266.5 | 31.5 | 93.3 | 706 | 115 | 1294.7 |
| 崩塌（偏多年） | 192 | 116.3 | 58 | 123.7 | 53.8 | 466.3 |
| 崩塌（偏少年） | 115.5 | 7 | 64 | 60 | 38 | 472 |
| 泥石流（偏多年） | 172.3 | 78.5 | 0.3 | 15 | 4 | 247 |
| 泥石流（偏少年） | 99.5 | 9.5 | 0.3 | 6 | 3.5 | 101 |
| 其他（偏多年） | 1945.7 | 16 | 3 | 33 | 9 | 109 |
| 其他（偏少年） | 499 | 0 | 6.7 | 3.5 | 3 | 133 |
4 结论
本文利用2011 -2020年四川盆地1688个加密区域自动站和国家站逐时降水资料， 详细分析了短时强降水的发生频次、 降水量、 强度和雨强极值的时空变化特征及其与地质灾害的关系， 主要结论如下：
（1） 四川盆地短时强降水年发生频次和降水量的大值区主要集中在西南部的雅安、 乐山等高山与盆地过渡区和西北部的龙门山脉一带， 整体为西高东低。而平均强度和雨强极值的大值区比较分散， 强度的大值中心分布在南部的泸州江阳和宜宾、 中部的遂宁蓬溪和西北部的成都等地， 雨强极值的大值中心分布在西北部的成都、 都江堰、 广元和南部的泸州江阳等地。
（2） 四川盆地短时强降水年均每站发生频次为4.2次， 降水量为146 mm， 且年际变化显著， 近十年来均有所增加。其中西北部频次最多， 降水量最大， 年际变率最强。短时强降水发生时间为3 -10月， 主要集中在6 -9月， 发生频次和降水量分别占全年的82.4%和69%， 均在7月达到峰值。其中西北部、 中部和东北部峰值出现在7月， 而南部和西南部则在8月。短时强降水集中在23:00至次日07:00， 频次占全天的56.5%， 峰值出现在03:00， 呈单峰夜雨型结构， 且子区域峰值时间自南向北推迟。此外， 中部、 西北部和东北部有弱的次峰值。
（3） 近十年来平均强度为31.2 mm·h-1， 年际变化较小， 整体略有减小。其中南部和西北部强度减小明显。强度的月变化与频次和降水量明显不同， 除中部为10月最强， 其余区域均为3月最强。
（4） 近十年来雨强极值均在100 mm·h-1以上， 年际变化较大， 整体略有减小。其中南部和中部减小明显， 其余区域变化不明显。盆地西北部、 西南部、 东北部分别在6、 7、 8月出现最大值， 而南部出现在4月， 中部出现在10月。
（5） 近十年来四川盆地地质灾害总数为22070处， 呈增加趋势， 但直接经济损失却在减少， 表明当地政府和社会的防灾减灾能力得到了显著提升。其中西北部和东北部的地质灾害数量最多， 分别占总数的40.2%和31.7%， 但西北部更易导致人员伤亡， 而东北部主要造成直接经济损失和人员受伤。盆地西北部的地质灾害数量与短时强降水的次数和降水量呈高度正相关， 相关系数分别为0.87和0.89。对四川盆地整体而言， 短时强降水对滑坡和泥石流的数量影响较大。在盆地西北部和西南部， 短时强降水对各种地质灾害均有较大影响。在东北部对崩塌、 泥石流和其他地质灾害有影响， 而在南部对其他类型的地质灾害有影响。
四川盆地子区域的短时强降水频次、 降水量均在7、 8月份达到最大值， 但平均强度在3月和10月最强。南部的雨强极值最大值出现在4月， 而中部出现在10月， 其余地区出现在6 -8月， 在预报业务中应对非汛期的短时强降水给予更多关注， 尤其是在南部和中部地区。盆地西北部由于龙门山脉特殊的生态地质条件， 地质灾害发生数量与短时强降水发生频次高度相关， 而该地区地质灾害容易导致人员伤亡， 所以要进一步研究短时强降水的发生机理和致灾临界阈值， 增强短时强降水的预报预警和防灾减灾能力， 以免造成严重的人员伤亡事件。对盆地子区域短时强降水峰值时间自南向北推移的原因， 以及中部、 西北部和东北部在午后出现了次峰值， 而其他区域则没有出现的原因， 都有待于进一步研究。本文基于四川盆地近十年的高密度观测数据分析短时强降水的时空变化特征及与地质灾害关系， 而其变化机理和成灾机制有待于进一步研究。