近55年云浮地區(qū)暴雨特征分析

張柳紅，張志坤，史麗，鄭璟

（1.廣東省氣候中心，廣東廣州 510641；2.羅定市氣象局，廣東羅定 527200）

暴雨是我國常見的一種災(zāi)害性天氣，由其引發(fā)的江河洪水泛濫、山洪暴發(fā)、山體滑坡、泥石流、城鄉(xiāng)內(nèi)澇等災(zāi)害突出，嚴(yán)重影響人民的生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)社會的高質(zhì)量發(fā)展［1-2］。云浮市位于廣東中西部、北回歸線以南，地勢西南高、東北低，易受到高空槽、切變線、弱冷空氣、熱帶氣旋、熱帶輻合帶、季風(fēng)低壓等各類天氣系統(tǒng)的影響，再加上地形作用，一年四季均有可能出現(xiàn)暴雨天氣，尤其是在4—9月的汛期期間由冷暖交匯、季風(fēng)爆發(fā)、臺風(fēng)、熱對流等引起的暴雨頻發(fā)，由此造成局地洪澇、城市水浸、地質(zhì)災(zāi)害等十分明顯［3-4］，但以往云浮地區(qū)的相關(guān)研究集中在降水氣候特征［5-6］、災(zāi)害性天氣［3］、個例或近 10年暴雨天氣過程［7-9］的分析，尚未見有云浮地區(qū)暴雨氣候特征分析的相關(guān)報道。因此，本研究對云浮地區(qū)暴雨的空間分布特征和年代際、年際、季節(jié)、月際等多時間尺度變化特征進(jìn)行統(tǒng)計分析，這對地方防災(zāi)減災(zāi)、科學(xué)利用水資源等工作都有重要意義，亦可為當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的暴雨預(yù)報、氣象災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃等業(yè)務(wù)提供科學(xué)參考。

1 資料與方法

本研究數(shù)據(jù)來源于廣東省氣象局，包括云浮地區(qū)云浮、羅定、新興和郁南4個國家氣象站1965—2019年逐日 20：00—20：00（北京時，下同）降水資料，其中，4個國家氣象站暴雨觀測記錄平均值進(jìn)行云浮地區(qū)暴雨特征分析。根據(jù)云浮地區(qū)國家氣象站資料，羅定站（站號：59462）和新興站（站號：59470）于1957年建站，郁南站（站號：59268）和云浮站（站號：59471）分別建站于1962年和1965年。為保證數(shù)據(jù)的可比性，對1970—2019年逐日降水量進(jìn)行云浮地區(qū)暴雨的年代際特征分析，其余則采用1965—2019年數(shù)據(jù)。

本研究以20：00—20：00日降水量≥50 mm為一個暴雨日［5］，以 20：00—20：00日降水量≥50 mm的累計降水量為暴雨量，暴雨以上量級降水劃分以日降水量在［50 mm，100 mm）為暴雨、［100 mm，250 mm）為大暴雨、［250 mm，∞）為特大暴雨。季節(jié)劃分以3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月—次年2月為冬季。采用1981—2010年30年雨量資料計算得到氣候平均值（常年）。采用線性傾向估計方法［10］分析暴雨量和暴雨日數(shù)的年際變化趨勢。

2 云浮地區(qū)暴雨特征

2.1 空間分布

根據(jù)云浮地區(qū)1965—2019年平均暴雨量（圖1a）和暴雨日數(shù)空間分布圖（圖1b），云浮地區(qū)暴雨空間變化較為明顯，年均暴雨量和暴雨日數(shù)均呈自南向北遞減的緯向地帶性變化趨勢，其中新興縣暴雨最多，暴雨量和暴雨日數(shù)高值區(qū)基本分布在該縣；暴雨中高值區(qū)主要分布在云安區(qū)南部和羅定市南部地區(qū)；云城區(qū)、云安區(qū)中部和北部、羅定市中部為暴雨中低值區(qū)；郁南縣和羅定市北部暴雨量和暴雨日數(shù)則為最低值；分析結(jié)果與鐘瓏等［4］關(guān)于云浮暴雨致災(zāi)因子分布的研究結(jié)果基本一致。

圖1 云浮地區(qū)1965—2019年平均暴雨量（單位：mm）（a）和暴雨日數(shù)（單位：d）（b）空間分布

2.2 時間變化

1）年際變化。

近55年云浮地區(qū)年均暴雨量為376.9 mm，與常年（377.8 mm）基本持平，年暴雨量變化（圖2）顯示云浮地區(qū)年暴雨量以0.73 mm/年的速率呈上升趨勢，相關(guān)系數(shù)｜r｜=0.089＜r0.05=0.261，表明這種上升趨勢在α=0.05顯著性水平上并不顯著。云浮地區(qū)年暴雨量波動變化明顯，最多為712.4 mm（1983年），比常年偏多近1倍；最少為140.0 mm（1977年），較常年偏少50%以上；極差為572.4 mm，是多年平均暴雨量的1.5倍，振幅非常大［6］。從年暴雨量距平百分率曲線（圖2）來看，正負(fù)距平百分率的變化與年暴雨量變化趨勢基本一致，其中年際變化幅度最大達(dá)134.7%（從1983年的88.6%變?yōu)?984年的-46.1%），其次是 129.4%（從 1976年的66.5%變成1977年的-62.9%），這與年暴雨量最多和最少年份相吻合。

圖2 云浮地區(qū)1965—2019年平均暴雨量及其距平百分率年際變化

從暴雨量年代際變化（圖略）來看，云浮地區(qū)暴雨量最多的年代是21世紀(jì)10年代，平均年暴雨量為406.7 mm，其次是20世紀(jì)80年代（396.4 mm），最少是20世紀(jì)90年代，年均暴雨量為348.1 mm。

2）季節(jié)變化。

對近55年云浮地區(qū)各季節(jié)暴雨量進(jìn)行統(tǒng)計分析（表1）發(fā)現(xiàn)，不管是常年值還是1965—2019年的平均值，云浮地區(qū)暴雨量季節(jié)分布都是夏季＞春季＞秋季＞冬季，其中夏季暴雨在年暴雨量所占比例高達(dá)43.9%，說明夏季暴雨對年暴雨量的貢獻(xiàn)率最大，春季暴雨貢獻(xiàn)率（29.0%）次之，冬季最小，僅為4.2%，這與云浮處于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水集中在夏季有關(guān)［3，11］。此外，1965—2019年間，云浮地區(qū)春、夏、秋、冬季暴雨量最大值分別為 229.3、384.0、334.3、200.2 mm，出現(xiàn)在1989、2006、1976和1983年，4年的年暴雨量分別為 383.3、520.6、629.0和712.4 mm，除1989年外，其余3年暴雨量都排進(jìn)前10，1983年暴雨量甚至為近55年最多，說明年暴雨量高值在季節(jié)暴雨中也有所反映。

表1 云浮地區(qū)1965—2019年各季節(jié)平均暴雨量和占比

3）月際變化。

云浮地區(qū)近55年各月平均暴雨量呈雙峰型分布，其中5月為1個高峰期，平均暴雨量為58.1 mm；8月為另1個高峰期，平均暴雨量為68.5 mm（圖略）。云浮地區(qū)全年暴雨量主要集中在汛期（4—9月），其中前汛期（4—6月）暴雨量占年暴雨量的40.6%，后汛期（7—9月）占42.9%，即汛期暴雨總量（314.7 mm）占年暴雨量的83.5%，且期間各月的平均暴雨量均占年暴雨量的10%以上，尤其5、6和8月均在15%以上；非汛期各月平均暴雨量較少，其中12月最少，只有2.9mm，僅占年暴雨量的0.8%。此外，云浮地區(qū)10月至次年1、4、8月的月均暴雨量均比常年多，其中12月暴雨量顯著偏多1倍以上；其余月份少于常年。

從歷年各月極端暴雨情況（表略）來看，云浮地區(qū)各個月份都有可能出現(xiàn)暴雨，其中12月份暴雨出現(xiàn)年數(shù)最少，近55年中僅有4年12月份出現(xiàn)了暴雨天氣，出現(xiàn)年份分別為1975、1988、1994和2013年；6月份暴雨出現(xiàn)年數(shù)最多，僅有2年未出現(xiàn)，暴雨的概率達(dá)96.4%；近55年中有50年的5月份均出現(xiàn)了暴雨，暴雨出現(xiàn)概率為90.9%，因此要加強(qiáng)5、6月份的暴雨預(yù)報預(yù)警和防御工作。在月暴雨量最大值方面，6、8和9月暴雨量最多均超過200 mm，其中9月份暴雨量最多為314.9 mm，出現(xiàn)在1976年，居各月暴雨量最大值的首位。

4）各暴雨量級特征。

云浮地區(qū)近55年共錄得1 138次日雨量≥50 mm的暴雨，其中50～100 mm暴雨量級共1 014次，占比89.1%，年均出現(xiàn)4.6次，各月均有出現(xiàn)；介于100～250 mm的大暴雨出現(xiàn)122次，占比10.7%，年均0.6次，除2月外其余各月均有出現(xiàn)；≥250 mm的特大暴雨共出現(xiàn)2次，出現(xiàn)日期（暴雨量）分別為1976年9月20日（255.3 mm）和2009年9月16日（331.3 mm）。

2.3 暴雨日數(shù)時間變化特征

1）年際和年代際變化。

根據(jù)云浮地區(qū)歷年平均暴雨日數(shù)及其距平變化（圖3）可以看出，近55年云浮地區(qū)的4個國家氣象站共出現(xiàn)了1 138 d暴雨日，平均每年有5.2 d，與常年平均暴雨日數(shù)（5.2 d）相同；最多1年為10.0 d，較常年偏多4.8 d，出現(xiàn)在年暴雨量異常偏多的1983年；最少1年為2.0 d，較常年偏少3.0 d，出現(xiàn)在1966和1977年，這兩年都是年暴雨量異常偏少的年份。

圖3 云浮地區(qū)1965—2019年平均暴雨日數(shù)及其距平年際變化

云浮地區(qū)年均暴雨日數(shù)總體呈上升趨勢，相關(guān)系數(shù)｜r｜=0.098＜r0.05=0.261，說明在 α=0.05顯著性水平上年均暴雨日數(shù)變化趨勢不明顯。各年代際的平均暴雨日數(shù)呈“增加（20世紀(jì)70年代→80年代）—降低（20世紀(jì)80年代→90年代）—增加（20世紀(jì)90年代→21世紀(jì)10年代）”趨勢，其中20世紀(jì)80年代和21世紀(jì)10年代最多為5.5 d，20世紀(jì)70年代和21世紀(jì)00年代相同為5.2 d，20世紀(jì)90年代最少為4.9 d。近55年的年均暴雨日數(shù)正負(fù)距平個數(shù)基本相當(dāng)，但21世紀(jì)10年代正距平（8個）明顯多于負(fù)距平（2個），表明近10年來云浮地區(qū)的暴雨頻次趨于增加，這與平均暴雨日數(shù)自20世紀(jì)90年代開始增多的趨勢相符。

2）月際變化。

云浮地區(qū)各月均有可能出現(xiàn)暴雨天氣，月均暴雨日數(shù)呈雙峰型分布，2個峰值分別出現(xiàn)在5和8月，與平均暴雨量的月際分布情況相似。云浮地區(qū)有83.3%的暴雨出現(xiàn)在汛期，汛期各月平均暴雨日數(shù)在年均暴雨日數(shù)的占比均超過10%；平均暴雨日數(shù)最多出現(xiàn)在8月，為0.91 d，占比17.7%；5和6月次之，分別為0.83和0.81 d，占比分別為16.1%和15.7%；最少是12月，僅0.04 d，占比低于1%，說明8、5和6月更容易出現(xiàn)暴雨天氣，而12月出現(xiàn)暴雨的概率很低，這與前人研究結(jié)果一致［8］。

3 結(jié)論

1）云浮地區(qū)暴雨大體呈南多北少的緯向地帶性分布，暴雨高值區(qū)為新興縣、云城區(qū)南部、羅定市南部，其次是云城區(qū)、云安區(qū)中部和北部、羅定市中部，郁南縣和羅定市北部暴雨最少。

2）1965—2019年云浮地區(qū)暴雨量和暴雨日數(shù)年際波動變化較大，總體呈上升趨勢，但上升趨勢不顯著；暴雨量極大值和極小值分別出現(xiàn)在1983年（712.4 mm）和 1977年（140.0 mm）；暴雨日數(shù)最多年為1983年（10.0 d），最少年在1966和1977年（2.0 d）。

3）云浮地區(qū)近55年各季暴雨量由多到少為夏季、春季、秋季和冬季；夏季暴雨量對年暴雨量的貢獻(xiàn)率最大，達(dá)43.9%；冬季貢獻(xiàn)率最小，為4.2%；各季暴雨極值與年極值出現(xiàn)年份較為吻合。

4）云浮地區(qū)各月均有可能出現(xiàn)暴雨天氣，但主要集中在4—9月的汛期，期間暴雨量和暴雨日數(shù)的占比分別高達(dá)83.5%和83.3%；暴雨量和暴雨日數(shù)的月際分布呈雙峰型，2個極值均出現(xiàn)在5和8月；近55年中6月出現(xiàn)暴雨幾率最大為96.4%，5月次之為90.9%，12月最小為7.3%。

5）云浮地區(qū)近55年暴雨日共有1138 d，日雨量在［50 mm，100 mm）的暴雨、［100 mm，250 mm）的大暴雨和［250 mm，∞）的特大暴雨分別出現(xiàn)1 014、122和2次；各月均有出現(xiàn)暴雨量級降水，除2月外的其余月份均有大暴雨量級降水，而特大暴雨量級降水只出現(xiàn)在9月。