阳泉市天气变化与城市防汛安全的关系

　　摘要：随着城市建设的发展和人民生活水平的提高，对防汛工作越来越重视，而阳泉市的特殊地理环境和气象条件，给防汛工作带来了很多困难。本文通过对阳泉市产生暴雨的气象因素和地形地貌的分析，为城市防汛提出一些建议。
　　关键词：天气变化；城市防汛；阳泉
　　引言
　　目前，城市发展突飞猛进、日新月异，特别是生态环境的改变，绿色城市的兴起，大大提高了人民的生活质量。就阳泉市来说，城市建设越来越美，桃河十里公园的建成提高了城市的品味；城市建设的加快，令人欢欣鼓舞。但是，带来的问题也随之增多，如防汛安全和大风、雷电，暴雨等气象灾害，特别是我市由于桃河从市区穿过，城市建设均沿桃河两岸建设，如桃河上游出现局地性、突发性强降水天气，桃河洪水流量＞1000m3/s时，容易造成城市内涝灾害，将威胁城市和人民的生命安全，造成难以预测的社会经济损失。因此，这给气象工作带来了艰巨的任务，不得不考虑气象与防汛安全的关系。本文将从阳泉市气候变化特征及地形地貌特点诱发城市渍涝进行分析研究，并提出防御措施。
　　1资料来源
　　本文采用阳泉市1890年～2007年洪水资料和阳泉市气象观测站1955～~2006年的降水资料。
　　2阳泉市气候变化特点
　　阳泉市地处北温带，黄土高原东部边缘，太行山中段西侧。位于东经112°~114°，北纬37°~38°，属典型的季节性气候，四季分明，受季风影响冷暖变化十分明显，降水分布差异较大，全年降水集中在6~8月，占全年降水量的66%；气温变化较大，历年极端最高气温为41.7℃（出现在2005年6月），极端最低气温为-19.2℃（出现在1954年12月）；地面最高气温可达60~70℃，局地的岩石表面温度高达80~100℃。冬、春两季西北风较强，最大风速达28m/s；夏、秋季东北风较多，最大风速可达10m/s以上。水面蒸发量全年可达1300㎜，暴雨多产生于7~8月，占全年暴雨次数的85%以上，造成城市内涝十分明显。因此，7~8月是我市防汛工作的重要阶段。
　　成灾暴雨给人民的生命财产带来严重的损失，摸清形成暴雨的原因十分重要。大气环流的变化是有一定的气候规律，且呈现明显的年际变化。大气环流的变化将引起天气形势的改变，它是形成暴雨的背景和基础，同时，暴雨的产生还受地形地貌的影响，容易形成灾害性暴雨天气。所以，城市的防汛以及所居住在桃河两岸不同位置的人们来讲，也是十分严重的影响。由此可知，城市防汛工作对我市这样特殊的地理环境，就显得非常重要。
　　从阳泉市100多年的历史资料分析，我们发现，阳泉市的气候变化有一定的年际轮回循环规律，如：在1890～2007年期间，基本上是每隔20年就有年际规律出现，同时出现多雨时段，具体为：（1）1896年，清•光绪22年，阳泉降暴雨，桃河洪峰流量2600m3/s；（2）1901年山西普降暴雨，阳泉平定一带受灾严重；（3）1924年7月21日，正太铁路娘子关段以西降暴雨，铁路被山洪冲断造成停运；（4）1924年8月16日大暴雨，石太铁路阳泉段被洪水冲垮；（5）1928年8月9～11日，阳泉降暴雨，洪水流量2100m3/s，造成灾害；（6）1940年民国29年7~8月连续降水30天，桃河发大水；（7）1941年夏季，阳泉降暴雨，造成桃河发洪水，当时所修桃河大坝4公里以及水泥大桥被洪水冲垮；（8）1959年8月24日，桃河上游降水量180㎜以上，洪水流量2200m3/s，受灾严重；（9）1966年8月23日，市区降水量261㎜，桃河上游降水量180㎜以上，造成灾害；（10）1987~1988年7~8月，桃河发生1100m3/s以上流量的洪水，五渡村被淹70余户；（11）1990年7月11日，桃河上游洪水流量1500m3/s，辛兴大坝被冲毁500多米，附近农田汪洋一片，全市抢险。
　　根据上述资料分析得出，阳泉市存在20年为一个多雨的年际气候变化规律。
　　图1阳泉市多年降水年际气候变化
　　3阳泉市天气形势特征
　　大气环流的运动改变着天气形势的变化，在不同的天气条件下，会产生不同的天气过程，不同的天气过程会出现不同的天气现象，在大气稳定的天气形势下，天气变化较小，不同层次的天气形势变化也会出现不同的天气现象，天气形势是产生各种天气现象的背景。当高空天气系统和地面形势系统配合、叠加时，就会引起较大的天气变化，如：当我市5500m上空出现高压、受西北气流影响时，我市将出现晴好天气；当我市受高空槽前或槽底影响时，我市上空就会出现高云。又如：我市上空出现倒槽、地面出现冷锋时，就会产生阵雨或雷阵雨天气。我市的暴雨天气过程大多是在高空槽、中层切变和地面冷锋、辐合线共同影响下发生的。我们通过对阳泉市历年天气资料分析发现：一般从高空到地面有5个天气形势配合，加上地面气象要素有明显的变化，就是暴雨形成的条件。现以1963、1966、1990年阳泉市发生洪灾为例加以分析说明。
　　3．11963年8月暴雨分析
　　1963年8月上旬，华北地区大范围降水，阳泉地区处于降水区中心地带，此次过程的降水量为321mm，娘子关降水量高达633mm。8月4～7日降水量达290mm，属特大暴雨天气。当时天气形势是：我市处于高空槽前的强西南气流控制下，2000～3000m有大量的水汽输送，形成了范围较大的暴雨天气形势。这次暴雨天气过程，由于降水集中在城市的下游的娘子关地区，使市区段桃河洪水流量＜1000m3/s；这次大暴雨的成灾，虽然降水中心在市区下游，但这次强降水天气过程的前一个月的连续阴天，地面含水量饱和所导致的。我市没有出现洪涝灾害，但下游出现了。
　　3．21966年8月23日暴雨分析
　　8月23日我市出现特大暴雨洪灾，市区日降水量达260mm，桃河上游平均降水量达180mm，桃河洪水流量1810m3/s，全市被淹没，经济损失惨重。
　　对这次天气过程分析如下：在暴雨发生前，我市高空5000m以上处于偏西气流、高空槽低部控制下，3000m出现强西南气流，形成了切变线，1500m有气旋生成，降水前对流旺盛，从地面到中空出现冷暖气流交汇形成静止锋，同时地面有冷锋配合，气象要素反映十分明显，连续数天的东北风很强，天空出现混乱云层。从8月22日夜间开始转阴天有小雨，23日上午到中午，降水强度逐渐加大；中午前后，出现强对流天气，下午2点开始出现特大暴雨，下午2～4时大雨倾盆而下，能见度仅有50m，下午4点半以后降水逐渐转小。这次暴雨天气过程，明显看出从高空到地面有利于降水的形势叠加，促使特大暴雨天气形成，加之地形地貌条件特殊，形成了严重的洪涝灾害，致使城市被淹。
　　3．31990年7月11日暴雨分析
　　7月11日我市出现大到暴雨天气，桃河辛兴段大坝被冲垮500多米，附近地区一片汪洋，洪水直接威胁着阳煤集团煤气罐和市区。当时桃河流量达1500m3/s，虽然市区和寿阳县城没有强降水，但是在寿阳和阳泉之间发生了局地性强降水天气，这次洪灾主要是由于局地的强降水和特殊的地形条件所致。
　　3．4阳泉市产生暴雨天气条件小结
　　从以上个例综合分析得出阳泉出现灾害性暴雨的成因有：
　　（1）在5000m高空我市处在西南或偏西气流控制，这说明有源源不断的暖湿气流输送，为强降水提供有利的水汽条件。
　　（2）在3000m上空我市处在高空槽的前部或底部，有较强的西南气流侵入，形成大范围的高空切变，并有明显的高层云、雨层云，产生大量的降水，这说明有大量的水汽从孟加拉湾进入我市的上空，产生了稳定的降水云层。
　　（3）在1500m上空有气旋和静止锋出现，促进降水量的增加。
　　（4）在地面出现冷锋，产生不稳定的降水云层，吹响了暴雨的前奏。
　　（5）从地面观测中，气象要素反应有也十分明显，降温降压增湿，特别是东风和东北风加强，且出现风向不定的现象，预示着大暴雨即将发生。在降水过程中，有不稳定的低云，表现在700m上空有混乱云层，说明对流旺盛，这是一种大暴雨的特征。其次，在我国东南方向出现台风向西北推进，副热带高压北抬，造成大气环流呈径向，也会影响阳泉地区的天气变化。
　　以上天气形势的出现，加之受地形地貌条件的影响，灾害性暴雨即可形成。
　　4地形地貌的条件是促进成灾暴雨的重要因素
　　从阳泉地区出现的强暴雨和成灾暴雨的情况分析（见图2），它和地形地貌有着密切的关系。阳泉地处太行山中段西侧，是土、石山区。多为沙页岩和灰质岩组成，植被条件很差，
　　图2阳泉市7月中旬~8月上旬历年降水量
　　植被覆盖率不足30%，绿化覆盖率仅达20%，森林覆盖率很少，大部分是光山秃岭，地面炽热高，特别是在夏季，地面受太阳辐射，地表温度达70℃左右，所以蒸腾作用很强，产生对流旺盛，容易形成局地对流天气；同时地形条件也十分复杂，阳泉为西高东低地形，最高处为海拔1300m，最低海拔340m，多为东西向山谷地带，山谷风的形成出现有条状和涡状的上升气流，高低差达1000m，主要沟道总坡降为15～16‰，山坡坡降都在30‰以上，很容易形成东来暖湿气流的爬山运动，所以迎风面出现多雨状况；又因为坡陡谷深，山多沟乱，降水量容易集中，致使降水量汇聚加快，顺势下泄，径流量加大，容易形成灾害性暴雨天气，加上自然植被少，所以经常出现山体滑坡、泥石流、洪水等现象，大量的沟粮田被冲毁，形成城市的安全受到威胁。另外，成灾暴雨的形成还有一个原因：在暴雨发生前，近一个月内降水量偏多，地面的吸水量减少，土壤内的含水量达到了饱和状态，所以前期的降水情况也容易影响后期强降水天气，造成洪涝灾害，其次还有台风的西进，也会影响到阳泉地区的降水天气。
　　5措施和办法
　　从防汛安全角度来考虑，气象工作尤为突出的是：
　　（1）要摸清气候的年际演变规律，加强天气系统分析，做准天气预报，重点研究强暴雨天气发生条件（一个经纬度的范围），掌握山区地方性气候的特点，是山区气象的重要任务。
　　（2）要加强雨情、水情的情报传递，就阳泉地区而言，应在桃河上游建立密集的雨情、水情监测站点，加快高速度的信息传递。
　　（3）要加大对桃河上游的综合治理力度，加强植树造林，提高地表植被覆盖率。
　　（4）在桃河上游多建拦洪工程和水土保持工程，使其起到缓洪削峰的作用。
　　总之，近几年，随着我市对桃河上游的综合治理，桃河上游植被已经达到60%，绿化覆盖率也由13%提高到25%，新建了100多条谷坊坝，新建了多个塘坝和水池，地表蒸发量大大的减少，对流减少，并有山南水库的调洪工程，明显减轻洪水的来量，如1996年8月初，桃河上游降水量达100mm之多，桃河流量仅为400m/s，明显看出采取综合治理措施的必要性。从以上几个方面加强措施，即可大大削减灾害性暴雨来头和损失。

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