2015年茂名主要氣象災害和最大日降水量重現(xiàn)期計算

李英，陳蔚燁，宋祖欽，李東萍，謝韶

（1.化州市氣象局，廣東化州 525100；2.茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

2015年茂名主要氣象災害和最大日降水量重現(xiàn)期計算

李英1，陳蔚燁1，宋祖欽1，李東萍1，謝韶2

（1.化州市氣象局，廣東化州 525100；2.茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

利用茂名1958—2015年常規(guī)氣象觀測資料對2015年茂名氣候特征進行分析，研究表明：2015年茂名平均氣溫為23.9℃，比常年偏高0.8℃；年平均雨量為1 799.0mm，比常年偏多3%，屬于正常。年平均日照時數(shù)為1 901.7 h，比常年同期偏多3%。對年內所發(fā)生的主要氣象災害按照暴雨、臺風、干旱進行分類統(tǒng)計，并對汛期3場暴雨和臺風彩虹過程進行了環(huán)流分析。指出2015年副高面積較常年同期偏大、強度偏強、西脊點偏西是茂名氣象災害頻繁的主要原因之一。通過百分位法和最大日降水指數(shù)分析，信宜最大日降水閥值確定7·21降水事件為極端降水事件，用指數(shù)曲線分布理論計算重現(xiàn)期，信宜50年一遇的最大日降水量為261.3 mm，100年一遇的最大日降水量為293.1 mm。

氣候學；氣象災害；極端降水；重現(xiàn)期；2015年；茂名

臺風、暴雨、低溫、干旱等災害天氣在華南幾乎每年都發(fā)生并有顯著區(qū)域特征，因此不少氣象學者對其氣候特征和成因進行了大量研究。近些年如紀忠萍等［1-2］、陳芳麗等［3］、高亭亭等［4］、熊英等［5］、麥健華等［6］、林墨等［7］對華南或廣東暴雨特征進行分析和總結。張凌云等［8］、黃曉梅等［9］分析了廣東不同地區(qū)干旱的特點；鄭炳智等［10］對廣東強對流進行總結分析。另外，學者也對2013—2014年的氣候特點進行了綜述［11-12］。2015年茂名氣象災害比較明顯，本研究針對2015年茂名氣象災害進行分類，并對其氣候成因做分析，以便更好地為茂名防災減災和決策提供氣象服務。

1 2015年茂名基本氣候概況

1.1 氣溫

2015年茂名平均氣溫為23.9℃，比常年平均值（23.1℃）偏高0.8℃，為歷史同期第3位。2015年茂名除7月氣溫略低于常年平均值外其余月份氣溫高于常年平均氣溫，其中峰值出現(xiàn)在6月達28.9℃，為歷史同期最高。年內最高氣溫為37.1℃（化州），出現(xiàn)在7月2日；年最低氣溫為6.4℃（高州），出現(xiàn)在1月1日。2015年茂名高溫日數(shù)為8（電白）～21 d（茂名、高州），茂名平均高溫日數(shù)為17.2 d，較常年平均（10.3 d）偏多6.9 d。年內最高氣溫為35.9（信宜）～37.1℃（化州），較歷史極值38.9℃偏低。

1.2 降水

2015年茂名年平均雨量為1 799.0 mm，比常年平均1 747.4 mm偏多3%。其中信宜年降雨量2 093.5 mm，為全市最多，偏多15%，電白年降雨量1 618.8 mm，為全市最少，偏多4%。

2015年茂名降水的時間分布極不均勻，全年表現(xiàn)為3峰2谷。其中1、10、12月異常偏多1～3倍，3、4月較常年同期異常偏少60%多。2015年茂名暴雨有出現(xiàn)早、結束遲的特點。暴雨最早出現(xiàn)在1月12日、最遲出現(xiàn)在11月13日。茂名平均暴雨日數(shù)為7 d，比常年平均偏少0.8 d，最大日雨量為123.0（電白）～207.7 mm（信宜）。

1.3 日照

2015年茂名平均日照時數(shù)為1 901.7 h，與常年同期（1 838.3 h）相比偏多3%。全年各月日照時數(shù)1、2、4、6、8和9月偏多，其余月份偏少，其中4月偏多80%，1和6月偏多約50%，12月偏少50%。

2 主要氣象災害及氣候成因

2.1 氣象災害

1）臺風。

2015年影響茂名的熱帶氣旋有2個（“鯨魚”和“彩虹”），有臺風少、影響重的特點。其中“彩虹”給茂名市帶來嚴重風雨影響。建國以來10月最強臺風“彩虹”于10月4日14：10（北京時，下同）在湛江市坡頭區(qū)沿海登陸，其環(huán)流對茂名市造成嚴重的風雨影響。3日20：00—7日08：00茂名累積雨量有104個站點超過100 mm、31個站點超過250 mm、5個站點超過400 mm，最大雨量站點為信宜新寶493 mm。另外，茂名市大部地區(qū)出現(xiàn)9～14級大風，沿海附近14～16級，其中放雞島55.5 m/s（16級）。造成的直接經濟損失16.140 35億元。

2）暴雨（洪澇）。

（1）5月5—6日，受高空槽的影響，茂名市北部地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨局部大暴雨，最大降水出現(xiàn)在信宜市區(qū)294 mm。由于這次降水強度大，降水集中在信宜市區(qū)周邊的地區(qū)，直接經濟損失2 250萬元。

（2）5月16—18日，受高空槽和西南急流影響，茂名出現(xiàn)了暴雨到大暴雨局部特大暴雨的降水。48 h累計雨量超過50 mm的有65個站點，超過250 mm的有5個站點，最大站點為電白樹仔354 mm。受災人口13 840人，直接經濟損失880萬元。

（3）7月21日，熱帶低壓北抬，受其殘留云系和西南季風共同影響，茂名普降中到大雨，局部大暴雨到特大暴雨。超過100 mm的有37個站點，占總站點的30%；超過150 mm有20個站點，占總站點的17%，較大的有信宜北界356 mm、金垌246 mm、高州長坡228 mm、新垌215 mm、信宜市區(qū)206 mm。直接經濟損失9 868萬元。

3）干旱。

2015年1—4月，茂名累計平均降雨量175.7 mm，比多年同期減少56.6%，從全市資料來看，茂名市各地春旱等級為中度［13］，全市作物受旱面積42 578 hm2，其中輕旱29 482 hm2、重旱12 015 hm2、干枯1 080 hm2。水田缺水18 810 hm2，旱地缺墑14 551 hm2。

2.2 成因分析

2015年1—2月，500 hPa高度場和距平場顯示西西伯利亞和中西伯利亞地區(qū)為副距平，東西伯利亞、蒙古國及我國大部地區(qū)為正距平，東亞大槽偏弱，低緯度地區(qū)，副高和南支槽強度接近常年同期。該種形勢不利于強冷空氣南下，導致我國大部地區(qū)氣溫較常年偏高，茂名也表現(xiàn)為氣溫偏高。3—4月，500 hPa副熱帶高壓較常年面積偏大、位置偏西，不利于北方冷空氣南下，導致茂名3—4月氣溫偏高、降水偏少，致使旱情發(fā)生。5和7月副高強度較常年同期偏強，位置偏西（圖1a—1c），配合西南季風和熱帶系統(tǒng)活躍，有利于茂名出現(xiàn)暴雨到大暴雨的降水過程。1—10月太平洋發(fā)生厄爾尼諾事件，中東太平洋次表層海溫異常偏高，而西北太平洋海溫偏低，對流活動相對減弱，故生成臺風相對較少。另外，10月西太平洋副熱帶高壓位置較常年同期明顯偏西、強度偏強、脊線偏南，有利于熱帶氣旋登陸華南和粵西地區(qū)（圖1d）。

圖1 2015年5月上旬（a）、中旬（b）和7月下旬（c）歐亞地區(qū)500 hPa平均位勢高度場（單位：dagpm）；2015年10月北半球500 hPa平均位勢高度距平場（單位：dagpm）（d）

3 信宜7·21降水事件分析

3.1 信宜大暴雨

極端天氣氣候事件是指發(fā)生概率較小的天氣現(xiàn)象，主要包括異常高低溫、異常強降水等可產生嚴重災害的天氣氣候過程［14］。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在第4次評估報告中，根據(jù)氣象要素的概率分布，將小于等于第10個百分位的時間定義為極端氣候事件。近年來，全球氣候正處于持續(xù)變暖時期，極端天氣氣候事件進入頻發(fā)期，由此造成的氣象災害發(fā)生頻次上升趨勢明顯，進而帶來的社會經濟損失也日益增大［15］。

茂名平均暴雨日數(shù)高達7.8 d，為廣東省3大暴雨中心之一，特別是信宜、高州三面群山環(huán)抱，向東開口的喇叭口地形，使其成為“雨窩”，局地強降水極易誘發(fā)山洪爆發(fā)、山體滑坡、洪澇等災害，是嚴重洪澇災害的地區(qū)之一。信宜氣象站為國家基本站，至今已有62年氣象資料，故本研究以信宜暴雨資料作為研究對象進行分析。

將信宜站年最大1 d降水量資料全序列按照升序排列，結合國際上常用的百分位法作為使用標準，把排在第90個百分位的降水量取為信宜年最大日降水量極端降水事件閾值，當最大1 d降水量≥該閾值即為1次極端降水事件［15］。根據(jù)62年最大日降水量資料確定信宜極端降水閾值為192.3 mm。信宜7月21日降水量為205.5 mm，確認為1次極端降水事件。統(tǒng)計1954—2015年信宜極端降水事件共出現(xiàn)7次，平均8.9年發(fā)生1次。極端降水事件最小降水量為192.3 mm，發(fā)生在1969年7月29日，最大日降水量為277 mm，發(fā)生在1987年。信宜極端降水事件均在汛期發(fā)生，最早出現(xiàn)在4月19日（1996年），最晚出現(xiàn)在9月21日（1976年）。

20世紀50年代后期至60年代前中期信宜無極端降水事件發(fā)生，60年代末期發(fā)生1次，70年代發(fā)生1次，80年代—90年代進入高頻發(fā)期，共發(fā)生4次，90年代末期至21世紀初又進入低頻發(fā)期，沒有出現(xiàn)極端降水事件，直到2015年開始又出現(xiàn)極端降水事件。

3.2 重現(xiàn)期分析

根據(jù)信宜1954—2015年共62年的最大日降水量資料，利用指數(shù)（Exponential）曲線分布理論計算不同重現(xiàn)期的降水極值［16-17］。指數(shù)曲線分布形式為

I=a lg t+b

其中，I為最大日降水量觀測值（mm）；t為重現(xiàn)期；a、b為待定系數(shù)。

重現(xiàn)期t可用下式求得：ti=（N+1）/i，（i= 1，2，3…N），a、b由最小二乘法估算求得。

首先用測站實測數(shù)據(jù)求出a、b后，當給出一個重現(xiàn)期t年，則可求得該站在t年一遇的最大日降水量。

3.3 計算結果與分析

近62年來，信宜最大日降水量為2 77.6 mm，指數(shù)曲線分布理論，計算最大日降水量a、b值分別為105.439、82.174，取重現(xiàn)期t=5、10、15、20、30、50、100、200，計算信宜最大日降水量的設計氣候極值結果見表1。

表1 不同重現(xiàn)期下信宜最大日降水量的理論值

用實況資料對比計算可知，信宜7月21日出現(xiàn)的最大降水量為205.5 mm，屬于15年一遇的降水量，與估算值基本相符。如果日降水量是200 mm，則估算重現(xiàn)期為13.1年，實際上信宜62年來共出現(xiàn)5次200 mm以上的日降水量，平均12.6年1次，低于估算的重現(xiàn)期。如果日降水量是100 mm，平均1.3年1次，與估算的重現(xiàn)期1.48年基本一致。由此可見估算的重現(xiàn)期與信宜實際的重現(xiàn)期大體相近。

從上述分析也可以看出，2015年茂名氣象災害頻發(fā)，500 hPa平均環(huán)流場表明，2015年副高面積較常年同期偏大、強度偏強、西脊點偏西與茂名氣象災害頻發(fā)關系密切。而暴雨為2015年茂名最為主要的氣象災害，無論是前汛期的冷鋒、西南倒槽、低渦、切變線、低空急流，還是后汛期的熱帶氣旋、東風波、ITCZ等［10］系統(tǒng)引發(fā)的暴雨均會對茂名造成災害和影響，故有待繼續(xù)研究。

參考文獻：

［1］紀忠萍，谷德軍，孫廣鳳，等.2011年夏季廣東季風槽暴雨與準雙周振蕩［J］.熱帶氣象學報，2014，30（3）：432-442.

［2］紀忠萍，吳秀蘭，劉燕，等.西江流域汛期暴雨與500 hPa關鍵區(qū)準雙周振蕩的關系［J］.熱帶氣象學報，2012，28（4）：497-505.

［3］陳芳麗，張子凡，李明華，等.惠州市近40年前汛期暴雨的氣候特征分析［J］.廣東氣象，2014，36（3）：25 -29.

［4］高亭亭，梁衛(wèi)，羅聰，等.廣州前汛期暴雨氣候特征分析［J］.廣東氣象，2012，34（2）：1-4，9.

［5］熊英，陳瓊，吳瑕.廣東前汛期兩次暴雨過程的對比分析［J］.廣東氣象，2015，37（4）：10-14.

［6］麥健華，于玲玲，方宇凌，等.2014年5月廣東連續(xù)兩次暴雨過程對比分析［J］.廣東氣象，2016，38（2）：1 -5.

［7］林墨，林宗桂，羅紅磊.一次中低緯度天氣系統(tǒng)相互作用產生暴雨過程分析［J］.氣象研究與應用，2013，34（3）：6-8.

［8］張凌云，李家文，朱斌，等.柳州2010年早春干旱及其對農業(yè)的影響［J］.氣象研究與應用，2011，32（1）：52-54，57.

［9］黃曉梅，簡茂球，劉桂興.雷州半島干旱的特征及其環(huán)流分析［J］.廣東氣象，2013，35（3）：20-24.

［10］鄭炳智，吳風波，黃奕銘.2014年5月17日廣東強對流天氣過程分析［J］.廣東氣象，2015，37（1）：10 -14.

［11］鄭璟，伍紅雨，王兵.2013年廣東省氣候綜述及氣候異常成因分析［J］.廣東氣象，2014，36（1）：26-29.

［12］伍紅雨，鄭璟，劉蔚琴，等.2014年廣東省氣候概況［J］.廣東氣象，2015，37（3）：1-5.

［13］林良勛，馮業(yè)榮，黃忠，等.廣東省天氣預報技術手冊［M］.北京：氣象出版社，2006.

［14］第二次氣候變化國家評估報告編寫委員會.第二次氣候變化國家評估報告［R］.北京：科學出版社，2011.

［15］黃國如，冼卓雁.深圳市1953-2012年極端氣候事件變化分析［J］.水資源與水工程學報，2014（3）：8 -13.

［16］王曉光.氣象要素重現(xiàn)期的計算方法與比較［J］.內蒙古氣象，2015（5）：29-32.

［17］鐘美英，李鳳梅.五華縣近52年降水統(tǒng)計分析及最大降水量重現(xiàn)期的估算［J］.廣東水利水電，2010（12）：37-39.

Analysis of Main Meteorological Disasters in Maom ing in 2015 and Calculation of Return Periods of Maximum Daily Rainfall Amount

LIYing1，CHENWei-ye1，SONG Zu-qin1，LIDong-ping1，XIEShao2

（1.Meteorological Bureau of Huazhou City，Huazhou 525100；2.Meteorological Bureau of Maoming City，Maom ing 525000）

With conventionalmeteorological observation data in 1958-2015，we analyzed the climatological characteristics of Maoming in 2015.The result is shown as follows.The annual mean temperature is 23.9℃，0.8℃higher than normal，the annualmean rainfall amount is1 799.0 mm，3%more than usual，which is within the normal range，and the annualmean duration of sunshine is 1 901.7 h，3%more than the same period of past years.Heavy rains，typhoons and droughts of2015 were categorized for statistical study and three processes of heavy rain during the raining season and Typhoon Mujigae were analyzed in terms of associated patterns of circulation.It is found that one of themain reasons of frequent occurrence of meteorological disasters in Maoming in 2015 was that the subtropical high was anomalously larger and stronger，and its westernmost point of ridge was anomalously westward，than usual.Analyzing through the percentile approach and amaximum daily rainfall index，we determined that the July 20 rain of Xinyiwas an event of extreme rainfall by the threshold ofmaximum daily rainfall.Applying the theory of index curve distribution，we know that the maximum daily rainfall amount for Xinyi is 261.3 mm for a 50-year return period and 293.1 mm for a 100-year return period.

climatology；meteorological disaster；extreme rainfall；return period；2015；Maoming

P46

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.06.009

2016-08-01

李英（1977年生），女，本科，工程師，主要從事測報預報工作。E-mail：2419668002@qq.com

李英，陳蔚燁，宋祖欽，等.2015年茂名主要氣象災害和最大日降水量重現(xiàn)期計算［J］.廣東氣象，2016，38（6）：38-41.