近66年云霄縣降水變化特征分析

陳藝勇 林日新 李文敏 李招連

收稿日期：2023-12-17

作者簡(jiǎn)介：陳藝勇（1983—），男，福建龍海人，工程師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)氣象。

摘 要：利用1958—2023年云霄國(guó)家基本氣象站逐日降水資料，分析近66年云霄縣年降水量和暴雨日數(shù)的氣候變化特征。結(jié)果表明，近66年云霄縣年降水量呈減少趨勢(shì)，且年際變化幅度較大；年暴雨日數(shù)增加趨勢(shì)；年降水量主要集中在汛期4—9月，占年降水量的80.97%，有減少趨勢(shì)；除臺(tái)風(fēng)季7—9月存在較少趨勢(shì)，云霄縣其他時(shí)段降水量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；年降水量和年暴雨日數(shù)均不存在突變；年降水量存在7～9年、23～26年、41～45年周期變化，年暴雨日數(shù)存在3～4年、7～9年、16 ～17年、41～45年的周期變化。

關(guān)鍵詞：降水量；暴雨日數(shù)；氣候特征；云霄縣

中圖分類(lèi)號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：2095–3305（2024）03–0-03

隨著全球氣候變暖的日益加劇，干旱和極端降水事件的發(fā)生頻次和強(qiáng)度有所增加，進(jìn)而對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了較大影響。吳濱[1]分析近50年福建省年降水呈增加趨勢(shì)，中南部沿海地區(qū)增加趨勢(shì)明顯。蘇志重等[2]分析近51年福建省極端降水事件的空間和時(shí)間變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)福建中南部沿海多年平均極端降水閾值大；年極端降水總量在漳州南部（云霄）超過(guò)580 mm/年。賴(lài)煥雄等[3]分析得出近48年漳州降水除秋季減少其他季節(jié)均為增加。楊德南[4]得出近30年3—6月和7—10月總暴雨日數(shù)大值區(qū)分布均以云霄縣為中心。

云霄縣位于漳州南部沿海地區(qū)，地理位置為117°07′～117°34′E，23°45′～24°14′N(xiāo)；最高峰烏山

西山源海拔1 117 m，東、北、西三面高，中部及南部開(kāi)闊平坦，構(gòu)成自西北向東南階梯狀降落，向東南開(kāi)口的馬蹄形地勢(shì)；縣域總面積為1 160 km2，2020年耕地面積1.2萬(wàn)hm2，占總面積的10.36%；屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水集中，暴雨洪澇災(zāi)害頻繁，分析云霄縣近66年降水資源的變化特征，為科學(xué)認(rèn)識(shí)云霄縣的降水資源變化規(guī)律和防災(zāi)減災(zāi)提供參考依據(jù)。

1 資料和研究方法

使用的資料為云霄縣國(guó)家地面氣象站為1958年1月1日—2023年12月31日逐日降水觀測(cè)資料。采用線性趨勢(shì)分析、Mann-Kendall檢驗(yàn)和小波分析等方法進(jìn)行降水量和暴雨日數(shù)的時(shí)空特征分析。

暴雨日數(shù)定義為日降水量≥50 mm的降水日數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 月際變化

從圖1可知，近66年云霄縣月平均降水量呈雙峰分布，6月的平均降水量最多，為335.9 mm，約占全年總量的19.20%；8月次之，為380.4 mm，約占全年總量的16.02%；12月的平均降水量最少，僅為33.4 mm。云霄縣近66年月平均暴雨日呈單峰形分布，6月和7月平均暴雨日數(shù)均在1.6 d左右，8月和5月次之；暴雨日主要集中在5—8月，均≥1.0 d。

2.2 年際變化

從圖2年降水量的5年滑動(dòng)平均可知，年降水量在1987年之前波動(dòng)無(wú)明顯增減；1988—1999年呈波動(dòng)增加趨勢(shì)；2000年至今呈波動(dòng)減少趨勢(shì)。

云霄縣近66年各時(shí)段降水量特征值如表1所示，由此可知，1958—2023年云霄縣年均降水量為1 749.1 mm，以2.598 mm/10年的速率下降。降水量以2006年的3 079.2 mm為最大；以2020年的1 153.8 mm為最小，前者約是后者的2.67倍；變異系數(shù)為21.69%，降水的年際變化較大。

由表1可知，云霄縣早春季（3—4月）、雨季（5—6月）、臺(tái)風(fēng)季（7—9月）和秋冬季（10月至翌年2月）平均降水量分別為250.7、570.0、695.0、332.8 mm。除臺(tái)風(fēng)季7—9月以6.3 mm/10年的速度減少外，云霄縣其他時(shí)段降水量總體均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中秋冬季降水以6.713 mm/10年明顯增加。各時(shí)段降水的變異系數(shù)都比較大，其中早春季和秋冬季較雨季、臺(tái)風(fēng)季更大，特別是早春季變異系數(shù)高達(dá)58.21%。80.97%的降水量集中在汛期4—9月，近66年汛期降水量以2.598 mm/10年的速率下降。

1958—2023年云霄縣年平均暴雨日數(shù)為7.9 d，年

暴雨日數(shù)最多為1983年、2006年的15 d；最少為1964年，僅為2 d。從圖3可知，年暴雨日數(shù)以0.1 d/10年的速率遞增。從5年滑動(dòng)平均可知，年暴雨日數(shù)在1988

—1998年增加趨勢(shì)明顯；之后呈波動(dòng)減少趨勢(shì)。

3 突變分析

從1958—2023年云霄縣年降水量和暴雨日數(shù)Mann

-Kendall（M-K）檢驗(yàn)結(jié)果可知，年降水量的UF和UB曲線（圖4）存在多個(gè)交點(diǎn)，交點(diǎn)均在置信度0.05水平內(nèi)，

年降水量在整個(gè)研究階段不存在突變。年暴雨日數(shù)（圖5）UF和UB有多個(gè)交點(diǎn)，交點(diǎn)均在置信度0.05水平內(nèi)，表明年暴雨日數(shù)同樣不存在突變。

4 小波周期分析

由圖6a可知，年降水量在7～9年、23～26年、41～45年尺度上存在周期變化。其中7～9年周期最為明顯，在整個(gè)研究階段都存在，呈現(xiàn)“偏少-偏多-偏少-偏多”交替變化特征。由圖6b可知，7～9年為主周期。

由圖7a可知，暴雨日數(shù)存在3～4年、7～9年、16 ～

17年、41～45年尺度的周期變化特征，其中3～4年周期在20世紀(jì)60年代中期、80年代中期和21世紀(jì)00年代中后期明顯；7～9年周期在20世紀(jì)70年代后期到現(xiàn)在都比較明顯。對(duì)應(yīng)的小波方差圖7b可知，3～4年為第1主周期，7～9年為次周期。

5 結(jié)論

第一，近66年云霄縣年降水量以2.598 mm/10年的速率遞減，降水年際變幅較大，以2006年的3 079.2 mm為最大；以2020年的1 153.8 mm為最小。年暴雨日數(shù)則以0.1 d/10 年的速率遞增，但增加趨勢(shì)不明顯；年暴雨日最多為1983年和2006年的15 d；最少為1964年，僅有2 d。

第二，云霄縣年降水量主要集中在汛期4—9月，占全年的80.97%，汛期雨量以2.598 mm/10年的速率減少；除臺(tái)風(fēng)季7—9月以6.3 mm/10年的速率下降以外，云霄縣其他時(shí)段降水量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中秋冬季降水以6.713 mm/10年明顯增加。

第三，Mann-Kendall突變檢驗(yàn)表明，年降水量和年暴雨日數(shù)均不存在突變。

第四，Morlet小波分析表明，云霄縣年降水量存在7～9年、23～26年、41～45年的周期變化，7～9年為主周期；年暴雨日數(shù)存在3～4年、7～9 年、16 ～17年、41 ～45年的周期變化，3～4年為第1主周期，7～9年為次周期。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳濱.福建省近50 a降水趨勢(shì)及區(qū)域變化特征[J].臺(tái)灣海峽，2005（4）：440-447.

[2] 蘇志重，石順吉，張偉，等.1960—2010年福建省極端降水事件變化趨勢(shì)分析[J].暴雨災(zāi)害，2016，35（2）：166-172.

[3] 賴(lài)煥雄，鄭小琴.漳州市近48年氣候變化特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（15）：8056-8060.

[4] 楊德南.漳州市30年暴雨時(shí)空分布特征與影響條件分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（15）：9066-9068.