桓仁县暴雨重现期的分析

王俊超 李吉 曲骅倩

摘要 基于桓仁县1953—2010年118个暴雨资料，运用气象和水文通用的数理统计分析原理方法，计算暴雨的经验概率，绘制桓仁县暴雨经验频率与重现期查算图，不仅能查取历年暴雨重现期，而且能用于实际气象服务。

关键词 暴雨；重现期；分析

中图分类号：P458.121.1 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）04-043-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.04.017

Abstract Based on 118 rainstorm data of Huanren County from 1953 to 2010， the empirical probability of rainstorm was calculated by using the mathematical statistical analysis method， and the calculating diagram on empirical probability and recurrence period of rainstorm in Huanren County were plotted. The calculating diagram could not only check the recurrence period of previous rainstorms， but also be used for actual meteorological service.

Key words Rainstorm； Recurrence period； Analysis

暴雨—灾害性天气，大暴雨—洪水—重大灾害性天气，特大暴雨—特大洪水—影响国计民生的特大灾害性天气[1]。标志特大暴雨和特大洪水之极值，不仅是特大暴雨和特大洪水的最大上限记录，而且是特大事件的警戒红线[2]。暴雨，特别是暴雨极值，是影响国计民生的重大自然灾害，是气象业务技术和水文业务技术交集的核心内容[3]。国内外重大暴雨极值均证明，暴雨与洪水具有较高的相关关系，特大暴雨必然产生特大洪水，特大暴雨极值也必然产生特大洪峰流量，也就产生了多少年一遇的重现期问题，这个问题又是关系各种水库、水利电力枢纽工程防洪设计重现期的技术标准[2，4]。从这个角度来说暴雨重现期是事关防灾减灾，事关国计民生的大事情，是气象服务和水文服务的重大职责，因此分析掌握暴雨重现期并应用于气象服务十分必要，笔者对辽宁省本溪市桓仁县历年暴雨重现期的演变特点及其规律进行了探索[5]。

1 资料与方法

1.1 资料来源

研究所使用的资料是桓仁国家基本气象站1953—2010年的降水观测资料，资料来源于桓仁满族自治县气象局。

1.2 研究方法

所谓重现期，是指在一定气候区域内，某一天气事件或气候事件，重复出现的时间间隔的平均数，即平均的重现间隔期[6-8]。应当特别强调指出：重现期不是固定周期，也不是周期变化，而是一种经过实测数据计算出某一事件的发生频率，这一数值表示某一随机事件平均多少年发生1次，至于具体出现在哪一年，重现期不能反映出来。重现期的表达式为：

式中，T表示重现期，以年为单位。P表示某事件频率，以小数或百分数表示。由重现期表达式可知，若计算T，必须首先计算P值，该文以暴雨重现期为求证论题，所以要计算暴雨的频率。

在计算暴雨频率时，需要应用经验分布函数原理。在解决实际问题过程中，在试验或实测数据的基础上，根据随机变量X的部分实际观测值，近似地计算出X的分布密度或分布函数，通常称这种分布密度或分布函数为经验分布函数。在实测样本资料中，X1、X2、X3…Xn是随机事件变量x总体中的n个观测值，将X1、X2、X3…Xn依由大到小次序排列，得到一新的数据序列。令Fn（x）是某随机事件{X2 结果与分析

统计桓仁县58年来的暴雨降水量和经验频率，绘制暴雨经验频率与重现期查算图及其趋势曲线。从图1可发现3点：①量值梯级间断，即从120.3～158.8 mm的垂直分布空间，出现130、140、150 mm的量级梯级间断，也就是说由于此区间的暴雨个数出现空白，造成量值和频率值的不连续变化。②100 mm以下暴雨点数密集，且走势自然规律，特别是均值以下部分，其水平分布更为密集，8个相同暴雨有7个在此区间，表明这个区间集合了重现期2年以下的1年多遇暴雨。③158.8 mm以上点数稀少，表现为垂直空间广大，而水平分布区间狭窄，说明桓仁大暴雨以上样本资料的频率密度太小。因此画出暴雨经验频率的趋势曲线，以此解决量值与频率的不连续问题。

3 结论

经过以上的叙述理解和方法计算，形成了桓仁暴雨经验频率和重现期查算图，客观地展示出桓仁县58年以来暴雨天气的自然演变轨迹，从该图可以得到桓仁暴雨天气具有5种重现期尺度：100年以上的超长期尺度，如1960年8月4日的暴雨，距今已有58年之久；50年的长期尺度，如2010年8月20日的暴雨，距今仅8年；30年的中期尺度，如1973年8月21日和2001年7月28日的暴雨；10年的短期尺度；多遇频发尺度。

桓仁暴雨经验频率与重现期查算图，是由118个样本资料及其相关参数组合构建而成，充分证明样本所显示的代表性和稳定性，不仅能查取历年暴雨重现期，而且能用于实际气象服务，解释查算实时暴雨频率和重现期，为做好气象服务又增加了新的内容。

参考文献

[1] 鲍名，黄荣辉. 近40年我国暴雨的年代际变化特征[J]. 大气科学，2006（6）：1057-1067.

[2] 邹立尧，丁一汇. 1961-2005年东北暴雨气候特征分析[J]. 高原气象，2010（5）：1314-1321.

[3] 孙力，隋波，王晓明，等.我国东北地区夏季暴雨的气候学特征[J].气候与环境研究，2010，15（6）：778-786.

[4] 唐宝琪，延军平，王璐璐，等.1960—2014年东北地区大雨和暴雨事件的变化特征[J].资源科学，2015，37（12）：2514-2523.

[5] 李吉，赵莉，沈晨薇，等.桓仁县近10年夏季降水变化特征分析[J].农业灾害研究，2017，7（Z4）：30-31.

[6] 黎国胜，王颖.工程水文与水利計算[M].郑州：黄河水利出版社，2009.

[7] 刘均枢，赵贻成，涂方旭.气象站天气预报[M].北京：气象出版社，1985.

[8] 孙照渤，陈海山，谭桂容，等.短期气候预测基础[M].北京：气象出版社，2010.

责任编辑：郑丹丹