澄邁降雨量和降雨日數(shù)變化特征分析①

李文韜

(1海南省氣象探測中心 海南?？?70203;2海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 海南?？?70203)

近百年來，在全球變暖的背景下，氣候異常和極端天氣事件頻發(fā)成為關(guān)注熱點(diǎn)［1-4］，極端降水事件趨多且趨強(qiáng)，導(dǎo)致暴雨洪澇災(zāi)害加?。?-6］，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性。對不同等級降水量和降水日數(shù)的研究已較多［7-9］，王穎等［10］通過現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)診斷方法，研究了中國年、季、月雨日的時空特征和氣候變化，指出中國年雨日已經(jīng)明顯減少，而且雨日的減少比降水量的減少更為明顯，全國平均每10年減少雨日3.8 d；吳巖峻［11］研究發(fā)現(xiàn)，在過去的40年里，海南島的年總降水日數(shù)呈減少趨勢，其中秋季減少最為明顯，年降水量有微弱的增加趨勢；張?zhí)焓サ龋?2］通過小波分析方法研究了海南島1970～2013年夏季降水的時空演變特征，發(fā)現(xiàn)北部地區(qū)的特征時間尺度是2年、5年、11～12年時間尺度上降水將開始逐漸增加；張明潔等［13］發(fā)現(xiàn)，海南年平均和四季降雨量呈微弱的線性增加趨勢；孫瑞等［14］發(fā)現(xiàn)：過去55年，海南大雨強(qiáng)度波動減弱趨勢微弱，暴雨強(qiáng)度增強(qiáng)趨勢顯著；大雨和暴雨日數(shù)自21世紀(jì)以來增多趨勢明顯；大雨日數(shù)呈增多趨勢的區(qū)域主要分布在海南島東北部和南部，大雨強(qiáng)度于中部山區(qū)以北區(qū)域呈減弱趨勢。但是針對澄邁降雨量和降雨日數(shù)分析，未見文獻(xiàn)。本文通過對澄邁降雨量和降雨日數(shù)的年際、年、季和月的變化規(guī)律分析，充分認(rèn)識近58年來澄邁地區(qū)的降雨變化規(guī)律，以期為掌握該地區(qū)氣候變化和應(yīng)對旱澇災(zāi)害提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

澄邁縣位于海南省北部，屬熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫23.8℃，年平均日照時數(shù)2 059 h，年均降雨量1 786.1 mm，氣候溫和，日照充足，資源豐富，且熱雨同季，終年基本無霜。較之全省東部市縣，處于靜風(fēng)環(huán)境區(qū)，臺風(fēng)影響較弱［6］。

研究資料由海南省氣象信息中心提供澄邁縣氣象站（E 110°，N 19.733°）資料。

1.2 方法

選取1961～2018年日降雨量，按各月、3～5月為春季、6～8月為夏季、9～11月為秋季、12月至翌年2月為冬季生成逐月、逐季、逐年不同時間段序列，分析其變化趨勢和氣候特征。降雨事件定義為日降雨量大于0 mm，降水量等級按照中國氣象局頒布的《降水強(qiáng)度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)陸部分）》的24小時降水量范圍為分類依據(jù)，去除過渡等級，本文劃分為小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨5個等級。氣候變化傾向率采用線性方程擬合［15］。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨量和降雨日數(shù)年代際變化

圖1為1961～2018年澄邁各年代際平均降雨量和不同級別雨量降雨日數(shù)變化圖。由圖1可知，（1）澄邁年代際平均降雨量呈上升趨勢，1961～1970年降雨量最少，2011～2018年降雨量最多，為2 133.7 mm，比60年代多373.4 mm；（2）年代際降雨日數(shù)呈減少狀態(tài)，1961～1970年最多，為226.5 d，2011～2018年最少，兩者相差25.4 d；日降水量≥0.1 mm的累計(jì)年降雨日數(shù)年代際變化趨勢不明顯，在153.1～164.0 d；日降水量＜0.1 mm（毛毛雨）的累計(jì)年降雨日數(shù)年代際呈減少狀態(tài)，1961～1970年最多，為62.9 d，2011～2018年最少，兩者相差21.9 d，由此可得，年代際降雨日數(shù)呈減少狀態(tài)，主要是因?yàn)槊耆諗?shù)出現(xiàn)減少態(tài)勢。

2.2 年降雨量和年降雨日數(shù)變化

圖2為1961～2018年澄邁不同級別年降雨量變化圖。由圖2可見：（1）澄邁年降雨量為1 136.4～2 684.2 mm，其中最大值出現(xiàn)在2013年，最小值出現(xiàn)在1977年，兩者相差1 547.8 mm；年降雨量超過2 500 mm均出現(xiàn)在2010～2018年，年降雨量低于1 200 mm分別為1966、1977和2004年。（2）近58年澄邁年平均降雨量為1 848.1 mm，呈上升變化趨勢，沒有通過0.05顯著性水平檢驗(yàn)，說明年降雨量增加趨勢不顯著。

圖1 1961～2018年澄邁年代際平均降雨量和降雨日數(shù)

圖2 1961～2018年澄邁年降雨量變化

圖3（A～F）為1961～2018年澄邁不同級別年降雨日數(shù)變化圖，可見，（1）澄邁年降雨日數(shù)在164～254 d，其中最大值出現(xiàn)在1972年，最小值出現(xiàn)在2004年，兩者相差90 d；年小雨日數(shù)在74～141 d，最大值出現(xiàn)在2012年，最小值出現(xiàn)在1991年；年中雨日在13～38 d，最大值出現(xiàn)在1997年，最小值出現(xiàn)在1971年；年大雨日數(shù)4～26 d，最大值出現(xiàn)在2013年，最小值出現(xiàn)在1996年；年暴雨日數(shù)在1～15 d，最大值出現(xiàn)在1980年，最小值出現(xiàn)在1966年。（2）近58年澄邁年平均降雨日數(shù)為211.5 d，呈波動下降變化趨勢，氣候傾向率為-6.348 d/10a，并通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)，說明年降雨日數(shù)減少的趨勢顯著；日降雨量＜0.1 mm（毛毛雨）的累計(jì)年降雨日數(shù)50.6 d，出現(xiàn)極為顯著性下降，每10年下降5.58 d，通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)；年小雨日數(shù)和年大雨日數(shù)也呈現(xiàn)下降趨勢，但差異不顯著；年中雨日數(shù)和年暴雨日數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢，其中年暴雨日數(shù)差異顯著，每10年增加0.52 d。

2.3 四季降雨特征的變化

圖3 1961～2018年澄邁不同級別年降雨日變化圖

澄邁屬典型的季風(fēng)性氣候，各季節(jié)降雨特征明顯不同。因氣候變化而導(dǎo)致的季風(fēng)特征改變引起澄邁各季節(jié)的降雨也隨之發(fā)生變化。通過計(jì)算58年間各季節(jié)降雨量和降雨日數(shù)的變化趨勢后發(fā)現(xiàn)（表1）：（1）四季降雨量分別是夏季＞秋季＞春季＞冬季，其中，春、夏、秋、冬季占全年平均降雨量的20.8%、43.8%、31.0%、4.4%；春、秋季節(jié)降雨量趨于減少，夏、冬季節(jié)趨于增加，但沒有通過顯著性檢驗(yàn)。（2）四個季節(jié)平均降雨日數(shù)分別在41.9～65.1 d，分布情況為秋季＞夏季＞冬季＞春季，其中，春、夏、秋、冬季占全年平均降雨日數(shù)的25.2%、30.8%、24.2%、19.8%；四季降雨日數(shù)均趨于減少趨勢，秋季減少更顯著，氣候傾向率為-2.63d/10a，通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。（3）各個季節(jié)、不同等級降雨日數(shù)變化趨勢不盡相同。季降雨日數(shù)在41.9～61.9 d，秋季降雨日數(shù)呈極為顯著減少趨勢，氣候傾向率為-2.63 d/10a，差異極顯著；毛毛雨日數(shù)在11.3～13.8 d，冬季最多，秋季最少，均呈明顯減少趨勢，氣候傾向率分別為-1.52 d/10a、-1.33 d/10a、-1.28 d/10a、-1.15 d/10a，差異極顯著；秋季小雨日數(shù)在26.3～31.8 d，也呈明顯減少趨勢，差異顯著；中雨日數(shù)在1.3～11.3 d，大雨日數(shù)在0.5～6.6 d，暴雨日數(shù)在0.1～3.3 d，均為冬季最少，夏季最多，時間序列變化趨勢均未過顯著性檢驗(yàn)，認(rèn)為增加或減少趨勢不明顯。但值得關(guān)注的是暴雨日數(shù)，夏、秋、冬季均為上升態(tài)勢。

2.4 月降雨量和月降雨日數(shù)變化

圖4為澄邁1961～2018年月降雨量和不同級別月降雨日數(shù)分布圖?？梢?，（1）澄邁月降雨量在20.2～317.2 mm，8月最多，其次為9月，1月最少；5～10月月降雨量超過200 mm，12月至次年3月不足50 mm。（2）澄邁月降雨日數(shù)在13.0～22.5 d，其中，降雨日數(shù)最多的是5～9月，超過20 d。（3）月小雨日數(shù)在7.9～11.3 d，占每月降雨日數(shù)比例的47.5%～64.7%，集中在12月至翌年3月；月中雨日數(shù)在0.2～3.9 d，占月雨日的1.5%～18.8%，6月和9月分別占18.8%和18.1%；月大雨日數(shù)在0.1～2.5 d，占月雨日的0.4%～11.3%，8～9月為最；月暴雨日數(shù)在0～1.1 d，占月雨日0～6.0%。毛毛雨日數(shù)為3.3～4.9 d，占每月降雨日數(shù)比例的16.3%～35.0%，12月～次年3月占30%以上，8～9月均為16.3%。

表1 1961～2018年澄邁四季不同等級降雨日數(shù)變化特征

可見，澄邁月降雨量8～9月最多，暴雨日數(shù)也最多；而月降雨量較少的月份、毛毛雨數(shù)和小雨級別月降雨日數(shù)占比例最高的月份集中在12月至翌年3月。因此，澄邁居民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注8～9月的暴雨洪澇和12月至翌年3月的連陰雨災(zāi)害影響。

圖4澄邁1961～2018年月降雨量和月降雨日數(shù)分布圖

3 結(jié)語

眾所周知，暴雨尤其是大范圍持續(xù)性暴雨和集中的特大暴雨，會影響工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，危害人民的生命，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。而冬春季節(jié)的連續(xù)低溫陰雨，也會對人們出行、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的影響。因此，澄邁居民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要重點(diǎn)防范8～9月的暴雨洪澇和12月～次年3月的連陰雨災(zāi)害影響。

本文僅對澄邁降雨日數(shù)和降雨等級進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，對控制澄邁異常降雨天氣的天氣系統(tǒng)及其天氣動力學(xué)原理都未有進(jìn)行分析，而且也未對澄邁縣用水、用電和農(nóng)業(yè)等方面進(jìn)行相關(guān)性分析。在下一步工作中，將對海南降雨天氣的形成過程、預(yù)報(bào)預(yù)測［16-17］、災(zāi)害預(yù)警等方面工作進(jìn)行深入研究。