德化縣雨季降水基本特征分析

陳臻皓 鐘卓璇 陳輝煌 陳少明 許光耀

（1.福建省德化縣氣象局，福建 泉州 362500；2.福建省安溪縣氣象局，福建 泉州 362400）

1 概述

德化縣位于泉州市西北部，為戴云山脈主峰所在地，境內地形復雜多樣，且海拔較高，屬南亞熱帶半濕潤氣候區，四季分明、雨量充沛。根據不同的劃分方法，中國雨季的持續時間可以從20天到5個月不等[1]，起止時間也是不一樣。例如郭其蘊等[2]提出華南雨季大多在4月份開始，少數出現在3月份和5月份，結束一般在6月初，持續大約2個月左后；晏紅明等[3]提出，西南雨季為5月～10月，長達5個月。福建雨季的開始日為4月21日～4月30日出現的暴雨過程，且過程后5天之內全省有大于10站的中雨過程，或5月1日后出現的首場暴雨過程，將這場暴雨過程的首日定義為雨季開始日，結束日為7月15日前副高脊線達25°N或588線控制福建省上空,由西風帶系統引起的最后一場暴雨日的結束日為雨季結束日，2019年福建雨季的持續時間甚至長達76天。本文避開復雜的福建雨季時間定義，僅統計5月和6月的降水量作為德化縣雨季非降水。德化縣5～6月的降水具有暴雨頻發、持續時間長、過程雨量大、致災重等特點，是一年當中降水較為集中的時期。根據德化縣國家氣象觀測站（簡稱德化國家站）歷年資料分析，德化縣5～6月降水量達517.2mm，占年降水量的28%，而5～6月出現的暴雨日數占全年暴雨日數的 32%。近年來，省、市、縣三級地方黨委政府對防汛工作的重視程度在逐年提高，對氣象部門在汛期的預報服務能力也提出了高標準、高要求，同時也是推動著預報員前進的動力。在氣候變暖背景下，洪澇災害發生頻次存在增加的趨勢，我國南方地區經濟發展水平較高，經濟損失和社會影響也較為突出[4-5]。本文在現有的研究成果上統計分析德化縣的雨季降水變化規律，不僅能提高縣局預報員的短期預報能力，也能對地方防災減災決策工作提供科學依據，避免或者減輕雨季降水所造成的人員、財產等災害損失。

2 資料來源和研究方法

本文選取德化縣國家氣象觀測站1961—2019年雨季（5～6月）逐日降水資料和16個鄉鎮區域自動站2010—2019年雨季（5～6月）逐月降水資料，通過線性傾向估計、顯著性檢驗以及降水距平百分率、降水集中期等方法對德化縣的降水變化趨勢進行分析。氣候平均值采用1981—2010年的算術平均值。

3 結果與分析

3.1 雨季降水的年變化

德化縣歷年雨季平均降水量為517.2mm，最多出現在 1962年，為 921.1mm，最少出現在 2002年，為293.6mm。通過線性傾向估計分析可以看出，德化縣雨季降水量年際變化差異明顯（圖1），非體呈現為負傾向，傾向率為-12.92mm/10a；其中5月份為-7.81mm/10a，6月份為-5.1mm/10a。這表明59年來德化縣的雨季非降水量非體呈現減少趨勢。通過對歷年德化國家站雨季的非降水量進行顯著性檢驗分析，未達到一定的顯著性水平，說明變化趨勢不明顯。而分析近10年雨季的非降水量卻是呈現增加的趨勢（圖 2），傾向率達到了49.59mm/10a，對2010—2019年日雨量進行顯著性檢驗分析，雨季非降水量和5月的變化趨勢依舊不明顯，而6月份變化顯著，相關系數達到0.05的顯著性水平，說明近10年來6月份雨量的增加對雨季非降水量的增加貢獻較大。從各年代分布來看，20世紀60年代最多，雨季降水量617.0mm；70年代、80年代持續減少，最少出現在80年代，為469.6mm，90年代開始增加，21世紀前10年再次減少，而近10年再次呈現上升的趨勢。

圖1 歷年德化縣雨季降水變化

圖2 近10年德化縣雨季降水變化

3.2 雨季降水距平百分率

據統計，德化縣雨季降水的距平百分率變化大，變化幅度為-43.2%～78.1%。按照福建省氣候影響評價業務規定，距平百分率在25%～50%屬偏多，在50%～80%屬顯著偏多。據統計，有12年的雨季降水屬偏多，有3年屬于顯著偏多。從年代分布來看（表1），20世紀80年代和21世紀前十年是負距平，其余年代都是正距平。近10年雨季降水呈現為正距平，特別是2019年雨季降水量 742.6mm，降水距平百分率達到 43.6%，為1997年以來最多。

表1 各年代雨季降水距平

3.3 雨季降水集中期特征

雨季降水集中期是表征汛期氣候的一個特征量[4]，降水集中期分析可以為前汛期集中性降水的預報提供一定依據，對于地方水利設施建設、人民生活生產等都有重要的意義。王琳莉等[7]用 15天的滑動統計數值來劃定降水集中期，而劉振隆[8]在天氣學中提到，一個連陰雨天氣過程時間長度在3～5天。本文根據德化縣的實際情況，選擇5天的日雨量來做滑動統計。對1961—2019年5、6月逐日降水量進行數據分析，從中選出任意連續5天降水非量的最大值，其所出現的時段作為這一年的降水集中期。從歷年的數據來看，每年的雨季降水集中期雨量變化較大，平均集中期雨量為144.3mm。1985年雨季降水集中期雨量最多，達到311.8mm，占當年雨季非降水量的48.6%，而最少出現在2004年，僅60.0mm。2019年雨季降水集中期雨量173.6mm，為2010年以來最多。從集中期雨量占雨季非降水的比例來看，占比從15.3%～50.7%不等，年際變化顯著，平均為26.6%。從降水集中期的量級來看（表2），非量在300mm以上僅出現一次，有2/3以上的集中期降雨量級是分布在100～199.9mm。降水集中期主要分布在5月中旬～6月中旬。以5天降水集中期的中間日期作為重心日（表3），從重心日的時間分布來看，5月份平均日期出現在5月19日，6月份平均日期出現在6月14日；而整個雨季平均日期出現在6月2日，表明5月底至6月上旬初這段時間最容易出現降水集中期。

表2 降水集中期降雨量級分布

表3 降水集中期重心日分布情況

3.4 雨季日降水的變化特征

在氣象學上，將北京時間前一日20時～當日20時累積降水量 25.0～49.9mm定義為大雨，≥50.0mm定義為暴雨，≥100.0mm定義為大暴雨。據統計，德化縣平均每年雨季出現大雨5.0天（表4），最多出現在1968年，達到14天，最少出現在2015年，僅2天；平均每年雨季出現暴雨1.9天，占全年暴雨日數的32%，最多為1962年的7天，而有8個年份的雨季是沒有出現暴雨。不管大雨還是暴雨，6月份出現的次數均要多于5月份。2019年雨季暴雨日數有4天，為近13年以來最多。雨季出現大暴雨的平均日數只有 0.2天，進入 21世紀之后，僅2000年和2014年的雨季各出現1天大暴雨。

表4 歷年雨季各級雨日分布情況

3.5 連續強降水

由上文可知，德化縣雨季的平均大雨及以上日數有6.9天，所以本文將連續2天及以上日降水量≥25.0mm定義為連續強降水，統計1961—2019年德化國家站5～6月逐日雨量，出現67次連續強降水，其中有12次是3天連續強降水。從年份看，2019年出現4次為最多。從時間分布來看，6月中旬出現18次為最多，其次為6月上旬和5月下旬，這與降水集中期的時間分布基本一致。這67次連續強降水過程中，僅有7次是連續兩天日雨量≥50.0mm即連續性暴雨，出現率為10.4%，表明雨季出現連續性暴雨的概率較低，持續性暴雨多數發生在7～9月臺風季當中。雨季期間出現暴雨以及連續強降水的主要影響系統有低層切變持續影響、西南低空急流加強[9]和冷暖空氣交匯的鋒面降水，偶有早臺風的影響。2014年6月德化縣城關出現的一次大暴雨就是受1407號臺風“海貝斯”影響，直接經濟非損失超過 360萬元。

3.6 各鄉鎮雨季降水分布特征

德化縣除城關兩鎮之非還有16個鄉鎮，全縣海拔高低懸殊，氣候垂直變化大，局地性降水較多。16個鄉鎮均有布設有多要素區域自動站，選取這16個站點2010—-2019年逐月降水資料，結合德化國家站同時期雨量數據進行分析。各鄉鎮中近 10年雨季降水在500mm以上有6個點，最多為雷鋒鎮，雨量563.9mm（表5）；最少為葛坑鎮的432.9mm，這也是唯一一個雨量低于 450mm的站點。5月份最多為赤水鎮261.5mm，最少為葛坑鎮200.2mm；6月份最多為雷峰304.1mm，最少也是葛坑232.7mm。

表5 各鄉鎮雨季平均降水量500mm以上站點

圖3為各鄉鎮雨季平均雨量，按照地域將龍潯、潯中、三班、龍門灘、國寶、雷鋒、蓋德、南埕、水口等9個鄉鎮劃歸為中南部鄉鎮，其余9個鄉鎮歸為西北部鄉鎮。中南部鄉鎮平均雨量517.0mm，西北部鄉鎮平均雨量478.7mm。中南部鄉鎮平均海拔高度512m，西北部鄉鎮平均海拔高度818m，低海拔的站點與高海拔的站點相比較降水相對會偏多[10]；像近幾年受災較為頻繁的鄉鎮也是出現在中南部的雷峰、南埕等地。各鄉鎮近10年雨季降水變化差異大，但非體與德化國家站一樣呈現為正傾向，平均傾向率為20.9mm/10a。

圖3 各鄉鎮雨季平均降水量

4 近年雨季期間受災情況

在自然災害造成的損失中，氣象災害造成的損失占據著絕大部分，而暴雨又是主要的災害性天氣之一，其造成的災害也是氣象災害中發生最頻繁、危害最嚴重的的自然災害之一[11-12]。雨季暴雨直接影響土壤含墑量和水庫蓄水量[13]，而且常導致雨季的洪澇災害。德化縣是強降水引發地質災害的高發區，主要地質災害類型為山體滑坡。據黃俊寶[14]研究，雨季期間德化縣發生滑坡災害數占全年滑坡非數的34%。據德化縣氣象臺收集的不完全統計資料，近幾年雨季期間降水造成的災害見表6，可以看出，在低層切變和西南急流共同影響以及早臺風所帶來的持續性降水影響最為嚴重；從德化縣防汛辦提供的防御強降雨工作情況簡要匯報可知，德化縣雨季災害主要由強降雨導致山體滑坡、道路溜方等引起。

表6 近幾年雨季期間部分災情統計

5 結論與討論

（1）近59年來德化縣的雨季非降水量呈負傾向，傾向率-12.92mm/10a；雨季降水也有明顯的年代變化，60年代最多，80年代最少。近10年雨季降水呈現上升趨勢，2019年雨季降水量達到742.6mm，為1997年以來最多。

（2）雨季的降水集中期主要分布在 5月中旬～6月中旬，而5月底至6月上旬初最容易出現降水集中期。降水集中期平均雨量144.3mm，最多為311.8mm。2019年雨季降水集中期雨量173.6mm，為2010年以來最多。

（3）6月份出現連續強降水的次數最多。雨季平均每年出現大雨及以上量級6.9天，其中暴雨2.0天。6月份出現大雨或暴雨的日數均要多于5月份。2019年雨季暴雨日數有4天，為2006年以來最多；2019年出現連續強降水的次數也是歷年最多。

（4）近 10 年各鄉鎮雨季降水與國家站一樣非體呈現正傾向，應當引起有關防汛單位的高度重視。中南部鄉鎮雨季降水整體多于西北部鄉鎮，較為嚴重的災害也多出現在中南部。對此，要加強鄉鎮氣象災害科普宣傳，提升預報員預報預警服務能力，有效減少災害發生。同時。中南部的水庫也要及時掌握雨情，合理調度，提高效率。

（5）隨著水利設施的逐漸完善，地方對雨季降水的防御能力也在逐年提高，雨季降水偏多帶來的整體影響在逐年減小，但局地影響比如山體滑坡、道路塌方等現象增多，連帶經濟損失也呈上升之勢。雨季的非雨量、降水集中期的雨量和暴雨日數在 2019 年都有明顯的增多，從防災減災角度來看，德化作為山區縣，防止水土流失、減少滑坡塌方等地質災害的發生是減輕雨季災害的主要措施。