茂名市近60年低溫陰雨天氣氣候特征分析

茂名市近60年低溫陰雨天氣氣候特征分析

李英1，郭潮升2，彭麗英3

（1.化州市氣象局，廣東化州 525100；2.信宜市氣象局，廣東信宜 525100；3.茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

利用茂名市5個市縣氣象站1959—2015年逐日平均氣溫資料和日照資料，采用線性傾向估計(jì)、Morlet小波分析、相關(guān)分析等方法，對茂名市近60年低溫陰雨區(qū)域平均時間序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表明：茂名各市縣低溫陰雨天氣頻率呈西北向東南減少趨勢，其日數(shù)和低溫陰雨的年景分布相一致；茂名地區(qū)逐年平均低溫陰雨日數(shù)序列整體呈下降趨勢，平均氣溫則逐漸升高；茂名地區(qū)的低溫陰雨日數(shù)存在3個顯著周期振蕩，其中6～7a的周期振蕩和15a的周期振蕩近60年始終存在。

低溫陰雨；氣候特征；周期振蕩；廣東茂名

茂名是全國最大的荔枝、香蕉、龍眼和蔬菜生產(chǎn)基地。特別是茂名“三高農(nóng)業(yè)”蓬勃發(fā)展，是廣東省糧食生產(chǎn)大市，糧食總產(chǎn)量多年居廣東省首位。而茂名地處廣東省西南部，地形復(fù)雜，起伏較大，總的趨勢是北高南低，由東北向西南傾斜，南臨南海。受大陸與海洋氣候影響，氣候多變，災(zāi)害種類多。其中低溫陰雨是茂名地區(qū)春季多發(fā)的重要災(zāi)害性天氣。持續(xù)較長時間的低溫陰雨天氣造成水稻爛秧，蔬菜潰爛，果樹減產(chǎn)、魚類死亡等危害，對農(nóng)業(yè)、林果、養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)影響較大。因此研究茂名地區(qū)低溫陰雨天氣發(fā)生頻率、時空分布特征，對提高茂名地區(qū)低溫陰雨天氣過程短中期預(yù)測水平，增強(qiáng)當(dāng)?shù)卣罏?zāi)減災(zāi)和為三農(nóng)服務(wù)能力，減低氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失，合理安排農(nóng)業(yè)、果林、養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)和為國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

國內(nèi)眾多氣象工作者對南方和華南地區(qū)低溫陰雨天氣氣候特征和預(yù)報(bào)方法指標(biāo)進(jìn)行研究，如孫安?。?］等比較詳細(xì)研究華南春季低溫冷害氣候特征，指出華南春季低溫冷害過程初日與終日的年際波動大，初日終日極差明顯，影響華南地區(qū)的低溫冷害過程存在3-4年準(zhǔn)周期震蕩；紀(jì)忠萍利用小波變換對廣東省春季低溫陰雨天氣的年景趨勢規(guī)律進(jìn)行了探討，具有較好的效果［2］。周茂華對海南省低溫陰雨的時空特征進(jìn)行了分析，并建立了均生函數(shù)模型對低溫陰雨結(jié)束期作預(yù)報(bào)［3］。黃露箐等對廣東省低溫陰雨天氣的氣候特征和類型按照4種類型進(jìn)行研究分類［4］；于文金等選取廣西4個典型站點(diǎn)分析廣西低溫陰雨天氣震蕩周期和趨勢變化規(guī)律［5］；況雪源等研究廣西低溫陰雨結(jié)束期分布特征及其預(yù)報(bào)［6］；鄭芙蓉通過江門地區(qū)低溫陰雨與冷空氣活動的統(tǒng)計(jì)分析，提出江門低溫陰雨的開始與結(jié)束預(yù)報(bào)指標(biāo)［7］；高曉燕對揭陽市逐年的平均低溫陰雨日數(shù)序列進(jìn)行趨勢分析，建立影響揭陽市的低溫陰雨天氣過程逐步回歸方程等等［8］。

雖然各地氣象工作者使用不同的方法，力圖從多角度不同方面對低溫陰雨天氣氣候的特點(diǎn)廣泛研究，并探尋低溫陰雨開始與結(jié)束的預(yù)報(bào)指標(biāo)和方法。但由于低溫陰雨天氣過程對各地農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響具有不同區(qū)域性特征，因此分析茂名各地低溫陰雨天氣過程近60年氣候特征，很有必要且具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 資料、方法和統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

選取茂名所屬5個市縣氣象站1959—2015年逐日平均氣溫資料和日照資料，用以統(tǒng)計(jì)各站逐年春播期低溫陰雨日數(shù)；各縣低溫陰雨過程時間序列，用算術(shù)平均求取區(qū)域平均序列，然后運(yùn)用線性傾向計(jì)算、階段性分析、Morlet小波分析、相關(guān)分析等方法［9-12］進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究。文中的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為凡在2月1日（可上跨）至4月30日期間日平均氣溫≤12℃，且持續(xù)3d以上；或日平均溫度≤15℃，日照≤2h，且持續(xù)7d為一次低溫陰雨過程［13］。

2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

統(tǒng)計(jì)表明，茂名各市縣低溫陰雨天氣出現(xiàn)頻次，由西北向東南逐漸減少，平均日數(shù)也表現(xiàn)為由西北向東南趨于減少，圖中顯示年平均日數(shù)信宜7d，化州6d，高州5d，茂名4d，電白4d。歷年平均出現(xiàn)次數(shù)，信宜為1.10次、化州0.807次、高州0.719次、茂名0.581次，電白0.576次。年發(fā)生次數(shù)最多達(dá)3次，出現(xiàn)3次的年份，信宜1967年、1968年、1969年、1984年、1985年、1997年，高州的1968年，化州的1969年、1974年，茂名的1974、1990、1996，電白的1968年。年累計(jì)日數(shù)最多為信宜，1969年25d，高州、化州同為1968年和2008年23d，茂名為2008年22d，電白為2008年21d。低溫陰雨過程平均日溫度為信宜9.2℃，高州9.6℃，化州9.6℃，茂名10.0℃，電白10.2℃。

為了探討低溫陰雨天氣出現(xiàn)的持續(xù)情況和伴隨出現(xiàn)低溫的程度，將低溫陰雨過程分為三個等級，以一次低溫陰雨過程持續(xù)3～5天為輕度，6～9天為中等，10天或以上為嚴(yán)重［14］。通過對全市5個市縣（區(qū)）低溫陰雨統(tǒng)計(jì)，劃分年景進(jìn)行綜合評定，自1959年以來，嚴(yán)重低溫陰雨年大致有：信宜1968年、1980年、1989年、1990年、2008年，高州、化州為1968年、1980年、2008年，茂名、電白為1980年、2008年。信宜低溫陰雨過程嚴(yán)重級占39%，中等級占46%，輕度級占39%；化州嚴(yán)重級占10%，中等級占30%，輕度級占60%；高州嚴(yán)重級占7%，中等級占41%，輕度級占51%；茂名嚴(yán)重級占8%，中等級占36%，輕度級占56%；電白嚴(yán)重級占6%，中等級占32%，輕度級占62%。2008年出現(xiàn)全市強(qiáng)度最強(qiáng)、范圍最廣、持續(xù)時間最長的一次低溫陰雨過程，過程平均氣溫為8.3-9.8℃，持續(xù)時間為21-23d?？梢娒蜏仃幱甑目臻g分布表現(xiàn)為北重南輕，西北重向東南輕相間，低溫陰雨年景特征也與前面發(fā)生頻次和日數(shù)相一致。

表1 茂名低溫陰雨年景統(tǒng)計(jì)（單位：%）

圖1 2008年低溫陰雨過程溫度與歷史對比（a）和日數(shù)與歷史對比（b）

2008年1月24 至2月15日茂名各市縣均出現(xiàn)有資料記錄以來最為嚴(yán)重的低溫陰雨過程，該過程具有平均氣溫低，持續(xù)時間長、影響范圍廣的特點(diǎn)。從圖1及表2可以看出2008年這次低溫陰雨過程各市縣持續(xù)時間在21d～23d之久，為歷史平均值的3～5倍以上，持續(xù)時間創(chuàng)歷史極值；過程平均氣溫低于歷史平均值0.3～0.9℃，過程平均氣溫由南到北依次降低，強(qiáng)度分布為由東南到西北依次增強(qiáng)，發(fā)生時段基本一致，開始日期北部提前一日，結(jié)束日期中部延長一日，略有滯后。過程累計(jì)日照時數(shù)均小于10小時。全市經(jīng)濟(jì)損失達(dá)20.62億元，經(jīng)濟(jì)損失情況為歷史最高值。損失最嚴(yán)重為高州、其次是化州，電白損失最低，與低溫陰雨發(fā)生程度分布不一致，這主要與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)作物的品種和播種時段有密切關(guān)系。

3 低溫陰雨初日終日的分布

茂名各市縣低溫陰雨集中出現(xiàn)在2月，3月次之，個別月份會上跨至1月下旬，4月份無低溫陰雨天氣。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示茂名各市縣低溫陰雨最早出現(xiàn)在1月下旬，3月下旬結(jié)束。各市縣低溫陰雨在2月出現(xiàn)概率為77%～85%，3月出現(xiàn)概率為15%～23%。其中以2月中下旬為主要時段。統(tǒng)計(jì)初終日可知，各市縣初日相差達(dá)28d至47d，終日相差達(dá)37d至40d，平均初終低溫陰雨日信宜分別為2月11日和2月23日；平均初終低溫陰雨日化州分別為2月11日和2月22日；平均初終低溫陰雨日高州分別為2月10日和2月20日；平均初終低溫陰雨日電白分別為2月9日和2月19日；平均初終低溫陰雨日茂名分別為2月9日和2月16日。安全保證率大于等于80%的出現(xiàn)時間信宜為3月1日，化州為2月28日，高州為2月25日，電白為2月24日，茂名為2月20日。

表2 2008年低溫陰雨災(zāi)情表

4 低溫陰雨的演變趨勢和年際變化

通過對茂名市各市縣逐年（1959～2015年）的低溫陰雨日數(shù)求平均值，得到茂名市逐年的平均低溫陰雨日數(shù)，對各站的低溫陰雨日數(shù)分別與平均低溫陰雨日數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，各站的相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，用相關(guān)系數(shù)做顯著性T檢驗(yàn)，均通過了95%的置信度檢驗(yàn)，這說明茂名市逐年的平均低溫陰雨日數(shù)序列基本可以代表全市各站逐年的低溫陰雨日數(shù)分布情況。1959—2015年茂名春播期低溫陰雨日數(shù)全區(qū)平均值逐年變化如圖2。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，茂名市春播期低溫陰雨日數(shù)呈現(xiàn)減少趨勢，線性傾向率為-0.4d/10a，其線性傾向率通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)，表明序列總體變化趨勢是顯著。低溫陰雨日數(shù)的階段性變化特征較明顯，20世紀(jì)60年代呈下降趨勢，70年代前期至中期上升趨勢明顯，70年代后期呈下降趨勢，80年代至90年代前中期呈上升趨勢，90年代后期至21世紀(jì)初期開始明顯下降。2008年至2010年又有所增加，近幾年又逐漸減少。對全市5市縣低溫陰雨過程平均溫度統(tǒng)計(jì)（圖略），可以看到全市低溫陰雨過程平均氣溫呈現(xiàn)由0.1℃/ 10a～0.4℃/10a的演變趨勢。這與近百年來，全球氣候正經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化［15］，以及陳隆勛［16］等認(rèn)為中國氣候變暖期明顯滯后于全球變暖是相符的。

圖2 茂名市逐年低溫陰雨日數(shù)演變圖（單位：d）

圖3 茂名市近60年低溫陰雨日數(shù)的小波分析

采用Morlet小波變換對茂名春播期逐年的平均低溫陰雨日數(shù)進(jìn)行小波變換，計(jì)算了小波變換系數(shù)的實(shí)部（圖3）。結(jié)果顯示，茂名低溫陰雨日數(shù)存在5a、6～7a、15a周期準(zhǔn)振蕩信號，其中5a的周期振蕩主要表現(xiàn)在1971—1980年，6～7a的周期振蕩和15a的周期振蕩近60年始終存在，且2015年春播期茂名市低溫陰雨日數(shù)處于偏少背景中。

5 小結(jié)

（1）茂名各市縣低溫陰雨天氣分布，從西北向東南逐漸減少，低溫陰雨年景分布也與之相一致。

（2）茂名逐年的平均低溫陰雨日數(shù)序列整體呈下降趨勢，平均氣溫逐漸升高。說明50余年來，茂名市平均低溫陰雨日數(shù)經(jīng)歷了由多變少，平均氣溫經(jīng)歷由冷變暖的演變過程。

（3）茂名低溫陰雨日數(shù)存在3個顯著周期振蕩，其中6～7a的周期振蕩和15a的周期振蕩近60年始終存在。

（4）春季低溫陰雨天氣對茂名市早稻播種影響較大，未來避免和減輕低溫陰雨對早稻的危害，必須熟悉早稻播種育秧的氣候條件，適時了解春播期天氣預(yù)報(bào)，趨利避害。

［1］孫安健，劉小寧.華南春季低溫冷害氣候特征研究［J］.氣象，1995，21（3）：9～29.

［2］紀(jì)忠萍，謝炯光.廣東省春季低溫陰雨的年景變化趨勢分析［J］.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2000，16（1）：76～84.

［3］周茂華.海南省低溫陰雨的氣候特征及結(jié)束期預(yù)報(bào)［J］.貴州氣象，1999，23（S）：6～9.

［4］黃露菁.廣東省低溫陰雨天氣的氣候特征和類型［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1999，38（2）：104～108.

［5］于文金，閻永剛，等.基于小波理論的廣西低溫陰雨災(zāi)害天氣波動特征［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2011，30（9）：1135～1142.

［6］況雪源，謝少鳳，鐘利華，等.廣西低溫陰雨結(jié)束期分布特征及其預(yù)報(bào)［J］.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2000，16（4）：76～84.

［7］鄭芙蓉.江門地區(qū)低溫陰雨與冷空氣活動的統(tǒng)計(jì)分析［J］.廣東氣象.1998，16：16～31.

［8］高曉燕，楊新.春季低溫陰雨的發(fā)生規(guī)律及預(yù)報(bào)模式［J］.科技傳播.2010，3：47～51.

［9］馬開玉，丁裕國，屠其璞，等.氣候統(tǒng)計(jì)原理與方法［M］.北京：氣象出版社，1993：321～334.

［10］黃嘉佑.氣象統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)報(bào)方法［M］.北京：氣象出版社，2000：194-197.

［11］魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測技術(shù)［M］.北京：氣象出版社，2007：43-49.

［12］吳洪寶，吳蕾.氣候變率診斷和預(yù)測方法［M］.北京：氣象出版社，2005：208-244.

［13］林良勛，馮業(yè)榮，等.廣東省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊［M］.北京：氣象出版社，2006：25-28.

［14］林毅，劉愛鳴，李文，等.中華人民共和國氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京：氣象出版社，2005：1-3.

［15］唐國利，任國玉.近百年中國地表氣溫變化趨勢的再分析［J］.氣候與環(huán)境研究，2005，10（4）：791～798.

［16］陳隆勛，周秀驥，李偉亮，等.中國近80年來氣候變化特征及其形成機(jī)制［J］.大氣科學(xué)，2004，62（5）：634～646.

Climate characteristics analysis of low tem perature and overcast rain weather during nearly 60 years in M aom ing

Li Ying，Guo Chao-sheng，Peng Li-ying
（1.Huazhou Municipal Meteorological Service，Huazhou 525100；2.XinYi Municipal Meteorological Service，XinYi 525300；3.Maoming Municipal Meteorological Service，Maoming 525000）

Based on daily average temperature data and sunshine data from1959-2015 of weather stations in Maoming，the average time sequence of low temperature and overcast rain weather during nearly 60 years in Maoming were analyzed by linear trend estimation，Morlet wavelet analysis and correlation analysis methods.The results show that the frequency low temperature and overcast rain weather presented the reducing trend from northwest to the southeast，the distribution of days of this disaster is consistent with that of this disaster year；average cold rainy days sequence year by year has been experienced a decline as a whole while the average temperature is rising；there are three significant periodic oscillation of cold rainy days，in which the 6～7 a periodic oscillation and 15 a periodic oscillation exist all the time during nearly 60 years.

low temperature and overcast rain weather；climate characteristics；periodic oscillation；Maoming

P46

A

1673-8411（2016）01-0068-04

2015-10-12

茂名市氣象局科技研究項(xiàng)目（201202）

李英（1977-），工程師，從事測報(bào)預(yù)報(bào)農(nóng)業(yè)氣象工作。