1959—2017年澄海暴雨的氣候特征

吳妙娟 洪鑰瑩 張堯榛

摘 要：利用澄海國(guó)家氣象觀測(cè)站1959—2017年逐日降水資料，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)、Mann—Kendall突變檢驗(yàn)等方法分析澄海區(qū)暴雨的氣候特征，結(jié)果表明：澄海年平均暴雨日數(shù)為2.3d，暴雨平均強(qiáng)度為80.2mm；除1、2月份均有暴雨發(fā)生。暴雨月際分布呈單峰型，峰頂在7—8月；大暴雨月際分布呈雙峰型，次峰出現(xiàn)在6月、主峰出現(xiàn)在8月。暴雨日數(shù)的年際變化較大，最多7d/年，最少0d；年暴雨日數(shù)與年暴雨降水量和年降水量有很好的相關(guān)性；暴雨初日多在5月5日—7月27日出現(xiàn)，終日多在7月11日—9月22日出現(xiàn)；突變檢驗(yàn)分析表明澄海年暴雨日數(shù)變化趨勢(shì)明顯，未出現(xiàn)突變。

關(guān)鍵詞：氣候?qū)W；暴雨氣候特征；突變檢驗(yàn)；澄海

近年來(lái)，暴雨預(yù)報(bào)在氣象預(yù)報(bào)服務(wù)方面重要性越發(fā)凸顯，省內(nèi)外許多氣象工作者均對(duì)各地暴雨的氣候特征[1-3]及其規(guī)律[4]等方面進(jìn)行總結(jié)，但是暴雨氣候受地域性影響特征明顯。本文主要利用澄海氣象觀測(cè)站1959—2017年逐日降水量資料，為澄海區(qū)暴雨趨勢(shì)預(yù)報(bào)及暴雨影響評(píng)估提供參考，以達(dá)到更好做好本地防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)和旅游出行等氣象服務(wù)的目的。

1 資料與方法

以澄海氣象觀測(cè)站1959—2017年的暴雨日數(shù)作為指標(biāo)因子，建立與之相對(duì)應(yīng)的澄海區(qū)暴雨氣候序列，并采用概率統(tǒng)計(jì)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)及線(xiàn)性趨勢(shì)分析等方法，研討澄海區(qū)暴雨氣候特征，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)頻率公式分析澄海區(qū)暴雨初日、終日出現(xiàn)的概率；此外采用Mann—Kendall（M-K）趨勢(shì)檢驗(yàn)方法來(lái)分析澄海區(qū)暴雨周期變化規(guī)律（其中澄海氣象觀測(cè)站近59年的逐日降水量資料，主要采用的是每日20：00—20：00（北京時(shí)，下同）的降水量，并規(guī)定日降水量≥50mm計(jì)為1個(gè)暴雨日；日降水量≥100mm計(jì)為一個(gè)大暴雨日；日降水量≥250mm計(jì)為一個(gè)特大暴雨日；定義連續(xù)兩天及以上的暴雨為持續(xù)性暴雨）。

2 暴雨的氣候特征

2.1 基本概況

澄海區(qū)近59年出現(xiàn)暴雨日數(shù)為134d，年平均2.3d；大暴雨日23d，占暴雨日總數(shù)的17.2%，平均0.4d/年；沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)特大暴雨日，最大日降水出現(xiàn)在1983年4月9日，日雨量為2400mm。可見(jiàn)澄海區(qū)出現(xiàn)特大暴雨降水可能性較低。定義“暴雨以上的降水量之和與暴雨日數(shù)之比”為平均暴雨強(qiáng)度，澄海平均暴雨強(qiáng)度為802mm/d。

2.2 暴雨的月分布

統(tǒng)計(jì)澄海1959—2017年逐月暴雨及大暴雨日數(shù)的趨勢(shì)變化，得出澄海可能出現(xiàn)暴雨月份為3—12月份，其中最早出現(xiàn)在3月3日（1992年），最晚出現(xiàn)在12月14日（2006年）。暴雨的月變化趨勢(shì)呈單峰型，7—8月為主峰，其暴雨日數(shù)占全年暴雨日數(shù)的43.3%。而大暴雨的月變化趨勢(shì)則呈雙峰型，8月為大暴雨的主峰，大暴雨日數(shù)占全年的26.1%，6月為其次峰，大暴雨日數(shù)占全年的21.7%。此外，每年1—3和11—12月均無(wú)大暴雨出現(xiàn)，而10月的3場(chǎng)暴雨就有1場(chǎng)為大暴雨，大暴雨可能性達(dá)33.3%，因此在10月的暴雨預(yù)報(bào)中要重點(diǎn)預(yù)報(bào)大暴雨，這對(duì)做好防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)等有指導(dǎo)性作用。

定義每年4—9月為汛期，其余月份為非汛期；其中4—6月為前汛期，7—9月為后汛期。近59年的澄海汛期內(nèi)共出現(xiàn)123d暴雨，占?xì)v年暴雨總?cè)諗?shù)的91.8%；其中有22d為大暴雨，占大暴雨總?cè)諗?shù)的95.7%。非汛期暴雨日數(shù)為11d、大暴雨日數(shù)為1d，僅占?xì)v年暴雨、大暴雨總?cè)諗?shù)的8.2%、4.3%。可見(jiàn)澄海暴雨、大暴雨均主要出現(xiàn)在汛期。前汛期內(nèi)暴雨、大暴雨日數(shù)分別為43、10d，后汛期內(nèi)暴雨、大暴雨日數(shù)分別為80、12d，后汛期暴雨日數(shù)明顯大于前汛期、后汛期大暴雨日數(shù)略多于前汛期。

2.3 暴雨的年變化

澄海暴雨日數(shù)的年際變化差異較大，最多的年份為7d（1959和2006年），最少的年份則是未出現(xiàn)暴雨（1970、1975、1982、2000、2007、2011、2013年）。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，大暴雨有39年沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，出現(xiàn)最多的年大暴雨日數(shù)也僅為2d（1960、1990、2006年）。利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)最小二乘法對(duì)年份序列與暴雨日數(shù)進(jìn)行相關(guān)線(xiàn)性分析，得出方程y=-0.0092x+2.5482，表明澄海暴雨日數(shù)以-0.0092 d/年的速度遞減，其趨勢(shì)并不明顯，相關(guān)性未能通過(guò)α=0.05的顯著性水平檢驗(yàn)，這與廣東很多地區(qū)專(zhuān)家研究的結(jié)果略有不同。[3]

2.4 暴雨的持續(xù)性

定義連續(xù)2d及以上（>2d）的暴雨為連續(xù)性暴雨。1959—2017年澄海共出現(xiàn)4次連續(xù)性暴雨，暴雨日數(shù)為8d，占總?cè)諗?shù)的6.0%，持續(xù)2d的暴雨4次，未出現(xiàn)持續(xù)3d及以上的暴雨。持續(xù)性暴雨最早出現(xiàn)在4月8—9日（1973年），最晚出現(xiàn)在8月13—14日（1985年）。持續(xù)性暴雨集中出現(xiàn)在汛期，前汛期（特別是4月）為持續(xù)性暴雨的高發(fā)期，7、8月各出現(xiàn)一次持續(xù)暴雨，其余月份均沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)持續(xù)暴雨，由此判斷出特別關(guān)注持續(xù)性暴雨的出現(xiàn)作為4月份暴雨預(yù)報(bào)的重點(diǎn)。

2.5 年累計(jì)暴雨降水量和年降水量與暴雨日數(shù)的相關(guān)性

近59年澄海平均年降水量為1505.9mm，屬于年降雨量較少地區(qū)[5]；統(tǒng)計(jì)平均年暴雨日數(shù)降水量占年降水量的12.1%（182.2mm）。對(duì)年暴雨日數(shù)與年暴雨累計(jì)降水量、年降水量的進(jìn)行相關(guān)線(xiàn)性分析，兩者相關(guān)系數(shù)都通過(guò)α=0.001顯著性水平檢驗(yàn)，這說(shuō)明年暴雨日多的年份可以增加當(dāng)年暴雨日累計(jì)降水量和年降水量，反之，亦然。

利用M-K趨勢(shì)檢驗(yàn)方法對(duì)近59年年澄海年暴雨日數(shù)進(jìn)行突變檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果確定是否會(huì)引起澄海氣候突變。由圖（圖略）發(fā)現(xiàn)，UF和UB曲線(xiàn)的值都能超過(guò)臨界線(xiàn)（u=±1.96），可得在置信度為α=0.05檢驗(yàn)中澄海年暴雨日數(shù)變化趨勢(shì)能通過(guò)檢驗(yàn)，由此澄海年暴雨日數(shù)整體變化趨勢(shì)顯著，但突變并沒(méi)有出現(xiàn)，這與省內(nèi)氣象工作者研究的結(jié)論相一致。[3]分析UF曲線(xiàn)可知，1959—1961年，澄海年暴雨日數(shù)整體為上升趨勢(shì)，1967—1990為下降趨勢(shì)，1990—2008年為上升趨勢(shì)，2012—2016年為下降趨勢(shì)，2017年起趨于上升，由此可預(yù)測(cè)未來(lái)幾年澄海本地暴雨日數(shù)為上升趨勢(shì)。

3 結(jié)論

1）澄海屬于暴雨偏少地區(qū)，平均暴雨日數(shù)為2.3d/年，平均暴雨強(qiáng)度為80.2mm/d。暴雨初日多出現(xiàn)在5—7月，終日多出現(xiàn)在7月中下旬—9月。年累計(jì)暴雨日降水量占年降水量的12.1%，年暴雨日數(shù)與年暴雨日累計(jì)降水量和年降水量有很好的相關(guān)性。

2）澄海3—12月會(huì)出現(xiàn)暴雨，汛期是本地暴雨的集中期，占全年暴雨的95.7%，且后汛期暴雨多于前汛期。暴雨月際變化趨勢(shì)呈單峰型，峰頂在7—8月，大暴雨月際變化趨勢(shì)呈雙峰型，主次峰分別為8月、6月。暴雨日數(shù)的年際變化極大，多的年份為7d，少的則一整年都沒(méi)出現(xiàn)。

3）持續(xù)性暴雨日數(shù)占暴雨總?cè)諗?shù)6.0%，4月份為持續(xù)暴雨的高發(fā)期，未出現(xiàn)過(guò)持續(xù)3天以上的暴雨。

4）M-K趨勢(shì)檢驗(yàn)突變分析表明澄海年暴雨日數(shù)未出現(xiàn)突變點(diǎn)，但其趨勢(shì)檢驗(yàn)看未來(lái)幾年起暴雨日數(shù)呈上升趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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