Page 199 - 《高原气象》2025年第5期

5 期 王彩霞等：海河流域洪水时空特征及致洪暴雨天气学分型 1317
1 引言 雨， 将产生渭河流域致洪暴雨的大气环流形势划分
为低槽型、 西南气流型、 低涡切变型和副高控制
海河流域地处京畿要地， 西侧为山西高原， 北
型； 蒋六南（1987）对南盘江流域 1959 -1983年内造
部为蒙古高原， 南部与黄河接界， 东临渤海， 地跨
成较大降雨（流域平均雨量 25 mm 以上）的 83 个个
包含北京、 天津等 8 个省（自治区、 直辖市）， 总面
例根据主要影响天气系统分为低槽冷锋型、 两高切
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积约 3. 2×10 km ， 人口密集， 在中国的政治经济中
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变线型、 低涡切变线型和台风型。
占有重要地位（袁鹰， 2006）。洪涝灾害是海河流域 然而针对海河流域致洪暴雨分型的研究较少。
最严重的自然灾害之一， 对基础设施、 房屋建筑、
杨德江等（2017）采用 50 余年降水资料分析了海河
电力、 交通、 农业、 林业等都具有巨大破坏性， 严 流域暴雨的气候特征并将暴雨个例进行了分型， 但
重威胁到人民生命财产安全， 一直以来受到各防汛 其致洪暴雨个例的筛选是基于气象要素并采用数
决策部门的重视和关注。而海河流域的地理特征 理统计方法进行的（吴振玲等， 2012）， 此方法筛选
又有其独特性， 其西部、 北部为山区高原， 山区占 出来的个例与实际致洪暴雨存在一定偏差。迄今
流域面积的 60%， 东南部为华北平原， 地势平缓， 为止还没有采用水文、 气象资料相结合来筛选海河
占流域面积的 40%， 而流域山地与平原间丘陵过渡 流域历史致洪暴雨个例并进行特征分析的研究， 因
带较短， 河道源短流急， 洪水流速大， 传播时间 而本文采用 1952年以来的水文、 气象资料， 统计海
短， 从山区降雨到河道出口出现洪水， 最长不超过 河流域历史上发生的致洪暴雨过程， 分析流域历史
1~2 天， 短的仅几个小时， 使得流域洪水具有预见 洪水特征， 探讨致洪暴雨的发生机制并进行天气学
期短且突发性强的特性。 分型， 总结海河流域致洪暴雨天气学概念模型， 为
暴雨是造成洪灾最直接最根本的原因。海河 海河流域致洪暴雨预报预警及防灾减灾提供技术
流域属温带半干旱、 半湿润季风气候， 流域暴雨多 支撑。
出现在 7 -8月， 主要影响系统有西北太平洋副热带
高压、 西风槽、 低涡、 台风、 东北冷涡等。当前对 2 资料介绍与研究方法
流域暴雨的研究很多， 丁一汇（1993）在暴雨论著中 2. 1 资料介绍
对流域范围的几次暴雨个例进行了详细分析， 何群 本文所用的资料包括： （1）海河流域 62 个水文
英和陈涛（2009）对 2006 年 8 月流域的一次暴雨过 监测站的日最大流量资料； （2）海河流域 169 个国
程进行了成因分析， 赵思雄等（2018）对 2016年 7月 家基本气象站日降水资料； （3）海河流域逐年降水
19 -21 日华北及北京的特大暴雨作了研究和讨论， 气 候 值 ； （4）ERA5 全 球 再 分 析 资 料 ， 分 辨 率
前人的研究大多是基于一次暴雨过程的天气学诊 0. 125°×0. 125°， 包括 17个垂直高度层的位势高度、
断分析研究（李廷福和高树德， 1995； 谭志华和杨 气温、 风场、 相对湿度和地面各气象要素、海平面
晓霞， 2000； 苗爱梅等， 1997； 孙军等， 2012； 栗晗 气压场等。4种资料的时间均为 1952—2020年。文
等， 2018）。 中涉及的地图是基于中华人民共和国自然资源部
也有很多学者对流域暴雨天气学分型做了一 地图技术审查中心标准地图服务系统下载的审图
些研究工作， 多集中在长江流域、 汉江流域、 珠江流 号为 GS（2019）3082的标准地图制作， 底图无修改。
域、 渭河流域等， 如陈璇等（2015）通过普查 1981 - 文中所用时间均为北京时。
2012 年 24 例长江上游流域大洪水过程， 将影响长 2. 2 研究方法
江上游大洪水强降水过程的天气系统总结为巴湖 衡量洪水的量级一般采用洪水频率和重现期。
槽东移型、 贝湖槽稳定型和东北冷槽型； 党红梅等 根据海河水利委员会《海河流域设计洪水修订推荐
（2011）分析了 1976 -2005 年汉江流域的 49 次致灾 成果表》， 水文站在不同频率有相应的洪峰流量设
暴雨， 将产生汉江流域致灾暴雨的大气环流形势划 计值， 如频率 1% 即重现期为 100 年， 即百年一遇，
分为西南气流型、 低涡切变型和低槽型； 姚章民等 频率 5% 即重现期为 20 年， 即 20 年一遇。根据
（2015）对珠江流域 9场历史典型暴雨洪水的致洪天 1952年以来海河流域各水文站日最大流量数据， 筛
气系统、 暴雨中心落区及发生时间进行统计分析， 选出 1952 年以来海河流域发生的中等洪水及以上
总结影响暴雨发生的主要天气系统有副热带高压、 的过程， 包括特大洪水、 大洪水和中等洪水。特大
槽、 锋面、 切变线、 西南低涡和热带气旋； 董长宝 洪水定义为重现期大于等于50年， 大洪水定义为重
（2008）分析了 1954 -2005 年渭河流域 53 次致洪暴 现期大于等于20年、 小于50年， 中等洪水定义为重