泉州市1968—2018年降水氣候特征變化初探*

吳蘭妹 韋英英 陳 琳 朱 藝 嚴 韜

(泉州市氣象局，福建 泉州 362000)

1 概述

降水是常規觀測的要素之一，也是目前預報與服務的重要內容。降水的氣候變化特征對局地旱澇的發生發展有重要影響，因降水導致的連陰雨、強降水，干旱的出現，對工農業生產、供水、電力、交通等和人民群眾的日常生活均有顯著影響。不同區域降水的變化特征及其影響是當前全球氣候變化研究的重要內容之一。關于不同區域降水的時空變化特征，國內外已經進行了大量研究，王遵婭等[1]、陳隆勛等[2]、翟盤茂等[3]利用再分析以及極值預測等研究方法，發現我國平均降水強度極端偏高的區域有擴大趨勢。王英等[4]則對全球氣候變化背景下中國降水空間格局的變化特征進行了研究。楊宏青等[5]通過對我國長江流域1960—2001年降水變化趨勢的研究發現，該流域夏、冬季雨量增加趨勢顯著,春、秋季雨量呈下降趨勢，年暴雨日數和暴雨量呈大范圍增加趨勢。劉可群等[6]分析了湖北省1960—2004年降水氣候變化特征，發現在湖北范圍內發生的強降水過程，次數和降水強度都有增加趨勢。李建平等[7]對黃岡市1961—2005年氣溫和降水變化進行診斷分析后發現，該市年降水量也呈增多趨勢。目前關于泉州地區降水時空特征演變及周期的研究較少。

泉州市地處東南沿海，具有汛期時間長、降水多的特點。本文通過整理泉州市1968—2018年的降水資料，采用線性分析、累積距平、小波分析等方法，對51年來泉州市月雨日數、月等級降水日數、月降水量、月日最大降水量、月最長連續降水日數、降水量月際差異和周期性演變的變化趨勢及特征進行分析，通過研究泉州市降水變化趨勢及極端降水情況，為指導泉州市農業生產以及合理利用本地區氣候資源進行決策提供科學的參考依據。

2 資料與方法

2.1 資料與分析要素

資料選取泉州市1968—2018年的降水觀測資料；分析要素：月降水日數、月等級降水日數、月降水量、月日最大降水量、月最長連續降水日數、降水量月際差異和周期性演變。

2.2 分析方法

線性分析、累積距平、小波分析等。

3 結果與分析

3.1 1968—2018年泉州市各月降水日數的變化特征

近51年來，泉州市總降水日數為7742天，平均每年為146.08天，即全年2/5時間有降水。月總降水日數最多出現在3月、4月和5月，這3個月的總降水日數分別為801天、838天和838天。

月降水日數最多為25天，出現在2005年5月。月降水日數最少為0天，出現在1968年1月和1979年10月。3月、4月、5月平均降水日數最多，分別為15.11天、15.81天和15.81天，1月平均降水日數最少，只有8.72天(圖1)。

圖1 1968—2018年泉州市各月降水日數

由表1可知，近51年泉州僅11月份的降水日數呈下降趨勢，趨勢系數為-0.03d/a,減弱趨勢并不明顯，其余各月的降水日數均呈增加趨勢，其中7月份雨日增加最多，為0.58 d/a。

表1 1968—2018年泉州市各月降水日數的變化趨勢 單位:d/a

3.2 1968—2018年泉州市月等級降水日數占比

從圖2可以看出，51年來泉州市降水以小雨量級為主，中雨量級較多，大雨量級居中，暴雨及特大暴雨量級極少。

圖2 1968—2018年泉州市月等級降水日數所占百分比統計

統計1968—2018年泉州市月等級降水日數的變化趨勢(表2)，可以明顯看到，小量級降水呈現逐漸減少趨勢，中等量級降水日數基本持平，大量級降水日數則有所增加。由于降水量在100～149.9mm的僅有3天，故未計算其趨勢系數。

表2 1968—2018年泉州市月等級降水日數變化趨勢 單位:d/a

3.3 1968—2018年泉州市月降水量分布及變化特征

1968—2018年泉州市年平均降水量為1161.4mm。由圖3可知，泉州市1～12月平均降水量呈現出先增大、后減小的趨勢，其中6月份的月平均降水量最大，為177.4mm，7月次之為161.4mm；12月的月平均降水量最小，為28.2mm。近50年泉州市月降水量最大為521.3mm(2003年8月)，最小為0mm(1973年1月和1979年10月)。

圖3 1968—2018年泉州市月平均降水量分布

泉州市1月、2月、4月、6月、7月和8月月降水量呈增加趨勢(表3)，其中1月和7月的增加趨勢較為明顯，趨勢系數在0.33及以上。其它各月降水量呈減少趨勢，減少趨勢最明顯的是9月。其次是3月和10月。

表3 1968—2018年泉州市各月降雨量的變化趨勢 單位:d/a

3.4 1968—2018年泉州市日最大降水量

近51年泉州市日降水量極大值出現在2003年8月，為338.8mm。極小值為0.0mm ，出現在1968年1月和1979年10月。

圖4 1968—2018年泉州市日最大降水量圖

3.5 1968—2018年泉州市月最長連續降水日數

近51年泉州市月最長連續降水日數大部分維持在10天左右，最長為15天(1983年7月)，最短為0天(1968年1月，1979年10月)。

從表5可以看出，泉州市6月、8月和12月最長連續降水日數呈下降趨勢，1月、5月和11月最長連續降水日數呈增加趨勢，并且1月和11月最長連續降水日數增加的趨勢比較明顯，其它各月基本持平。

表5 1968—2018年泉州市月最長連續降水日數變化趨勢 單位:d/a

3.6 1968—2018年泉州市降水量變化周期分析

圖5顯示了泉州51年來汛期降水量在不同時間尺度上的周期震蕩，正值用實線代表降水偏多；負值用虛線代表降水偏少，小波系數為零處則對應降水量突變節點。圖5上部20年以上尺度變化的小波變換系數均很小，沒有明顯的高低值中心，說明該尺度范圍的周期性非常弱。

表4 1968—2018年泉州市月最長降水日數平均值、最大值和最小值 單位:天

圖5 1968—2018年泉州市降水的交叉譜圖

由小波分析結果可得(圖6)，泉州市近51年的降水以2年左右周期最為明顯，為第1主周期，均勻分布于整個階段，6～8年為第2主周期。主周期表明，未來幾年降水將處于偏多期。從小波變化可以看到，20世紀60年代降水周期是2.5年，20世紀70年代降水周期是3年左右，20世紀70年代到90年代中期降水周期是6～8年，之后的降水周期并不明顯。

圖6 1968—2018年泉州市降水的小波功率譜圖

4 結論

通過整理泉州市1968—2018年的降水資料，采用線性分析、累積距平、小波分析等方法，分析51年來泉州市月雨日數、月等級降水日數、月降水量、月日最大降水量、月最長連續降水日數、降水量月際差異和周期性演變，強降水天氣的強度和概率得到如下結論。

①除11月雨日呈減少趨勢外，泉州市各月雨日呈增加趨勢，月總降水日數最多出現在3月、4月和5月，1月平均雨日最少。小量級降水減少，大量級降水增加。

②1月、5月和11月最長連續降水日數呈增加趨勢，其中1月和11月的增加趨勢很明顯，6月、8月和12月呈減少趨勢，其余各月基本持平。

③降水的時間分布不均，6月和7月降水居多，12月份降水最少，近50年來，1月、2月、4月、6月、7月和8月月降水量呈增加趨勢，其他各月降水量呈減少趨勢。

④不同時間段的降水周期有一定差異，20世紀60年代降水周期是2.5年，20世紀70年代降水周期是3年左右，20世紀70年代到90年代中期降水周期是6～8年，后期周期性不明顯。